Электродный узел плазмотрона для нагрева водяного пара
Сущность изобретения: электродный узел содержит полый цилиндрический электрод с кольцевой полостью охлаждения в его стенке, двумя цилиндрическими частями, соединенными с патрубками ввода и вывода водяного пара. Соотношение длины и торцовой части электрода выбрано равным 1,3-1,5. 1 ил.
Изобретение относится к специальным видам электротехники, в частности к технике электродугового нагрева, и может быть использовано в плазменных устройствах, применяемых для газификации угля, в химической технологии, металлургии и т.д. Целью изобретения является повышение эффективности работы путем расширения рабочего диапазона и увеличение технологичности. На чертеже представлен общий вид предлагаемого изобретения. Электродный узел плазмотрона содержит охлаждаемый водой элемент 1 с рубашкой охлаждения 2, охлаждаемый водяным паром элемент 3 с рубашкой охлаждения 4, охлаждаемый водяным паром элемент 5 с рубашкой охлаждения 6, торец электрода 7, патрубки 8 подачи и отвода охлаждающей воды, патрубки подачи пара 9. Электродный узел через изолятор 10 стыкуется с выходным электродом 11. Элемент 3 и торец электрода 7 образуют торцовую вихревую камеру 12, элемент 5 и электрод 11 образуют центральную вихревую камеру 13. На внешней стороне элементов 3 и 5 расположены каналы, обеспечивающие закрутку потока водяного пара, подаваемого в торцовую 12 и центральную 13 вихревые камеры. Герметизация узлов и соединений не показана с целью упрощения чертежа. Устройство работает следующим образом. Собирают электродный узел и пристыковывают его через изолятор 10 к выходному электроду 11. Подают воду на охлаждение узлов плазмотрона, в том числе и элемента 1, через патрубки подачи водяного пара 9 подают в электродный узел воздух и известным способом зажигают дугу 14, опорные пятна дуги которой располагаются на поверхности выходного электрода 11 и охлаждаемого водой элемента 1. После прогрева элементов 3 и 5 воздух заменяют на водяной пар и устанавливают требуемые расходы пара и тока дуги. Элементы 3 и 5 подвергаются действию излучения дуги, поэтому водяной пар снимает тепло с их поверхности, тем самым температура пара повышается, что способствует исключению возможности его конденсации в электродном узле и возможности подачи сухого насыщенного или пара с небольшим перегревом. Изменением соотношения расходов водяного пара через вихревые камеры 12 и 13 перемещают место встречи этих потоков на поверхности охлаждаемого водой элемента 1, что обеспечивает большой ресурс работы электродного узла. То обстоятельство, что длина элемента 1 составляет 1,3-1,5 длины элементов 3 и 5, позволяет исключить возможность конденсации водяного пара на поверхности элемента 1 и привязку дуги в месте стыковки элементов 1 и 6. Таким образом, использование предлагаемого электродного узла плазмотрона для нагрева водяного пара позволяет увеличить эффективность работы устройства за счет расширения диапазона рабочих режимов (ток, мощность). Если в зоне привязки дуги электрод разрушился в результате длительной работы, то замене подлежит только эта часть, а не весь электрод; выполнение электрода составным дает возможность изготавливать части из разного материала, наиболее точно отвечающего условиям работы, что повышает технологичность изготовления. Кроме того, узел имеет высокий тепловой КПД за счет частичной регенерации тепла и может быть использован не только для нагрева пара, но и воздуха и других газообразных сред и уменьшает габариты электродного узла.
Формула изобретения
ЭЛЕКТРОДНЫЙ УЗЕЛ ПЛАЗМОТРОНА ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЯНОГО ПАРА, содержащий полый цилиндрический электрод с кольцевой полостью охлаждения, выполненной в его стенке, и патрубки ввода и вывода воды в полость, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы и увеличения технологичности, элктрод снабжен пристыкованными к его торцам двумя одинаковыми цилиндрическими частями с полостями охлаждения, соединенными с патрубками ввода и вывода водяного пара, причем длина водоохлаждаемой части электрода выбрана равной 1,3 - 1,5 торцовой части.РИСУНКИ
Рисунок 1
