Плазмотрон прямой


 

H05H1 - Плазменная техника (термоядерные реакторы G21B; ионно-лучевые трубки H01J 27/00; магнитогидродинамические генераторы H02K 44/08; получение рентгеновского излучения с формированием плазмы H05G 2/00); получение или ускорение электрически заряженных частиц или нейтронов (получение нейтронов от радиоактивных источников G21, например G21B,G21C, G21G); получение или ускорение пучков нейтральных молекул или атомов (атомные часы G04F 5/14; устройства со стимулированным излучением H01S; регулирование частоты путем сравнения с эталонной частотой, определяемой энергетическими уровнями молекул, атомов или субатомных частиц H03L 7/26)

Владельцы патента RU 2464745:

Лаженицын Александр Иннокентьевич (RU)
Смирнов Александр Анатольевич (RU)

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для рассечения, коагуляции, деструкции, испарения и абляции мягких тканей потоком плазмы. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей при повышении надежности работы устройства, за счет того, что плазмотрон прямой содержит анодный и катодный узлы, при этом анодный узел выполнен с разделенными перегородками каналами охлаждения, а катодный узел выполнен с кольцевым каналом для подачи плазмообразующего газа и установленном в последнем вольфрамовым электродом, отделенного от катодного узла выполненным в виде трубки изолятором, при этом анодный узел включает трубчатый корпус с конической головкой, коаксиально охватывающий трубчатый корпус кожух и перепускную втулку с выполненными в ней перепускными каналами, каналы охлаждения выполнены спиральными и размещенными в кольцевой полости перегородками. 1 ил.

 

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для рассечения, коагуляции, деструкции, испарения и абляции мягких тканей потоком плазмы.

Известно устройство для резки биотканей и коагуляции сосудов по кромке разреза, включающее катодный узел с каналами для подачи плазмообразующего газа в зону прохождения электрической дуги, вольфрамовый электрод, анодный узел, имеющий камеру горения дуги и канал формирования плазменной струи, при этом устройство содержит набор сменных плазмообразующих насадок с наружным диаметром 6-12 мм и длиной 50-250 мм, причем в плазмообразующей насадке каждому диапазону силы тока дуги соответствуют размеры диаметра и длины камеры горения дуги, а длина канала формирования струи равна длине камеры горения дуги, причем диаметр канала формирования составляет 0,5-0,6 диаметра камеры горения дуги (см. опубликованную заявку RU №2002120379, 20.02.2002).

Однако данное устройство имеет сравнительно сложную конструкцию, что сужает область его использования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является плазмотрон прямой, содержащий анодный и катодный узлы, при этом анодный узел выполнен со снабженными перегородками каналами охлаждения, плазмообразующим каналом и каналом формирования плазменной струи, а катодный узел выполнен с кольцевым каналом для подачи плазмообразующего газа и установленном в последнем вольфрамовым электродом, зафиксированным относительно плазмообразующего канала и канала формирования плазменной струи анодного узла, соосно последним, отделенного от катодного узла выполненным в виде трубки изолятором, образующим с вольфрамовым электродом кольцевой канал для подачи плазмообразующего газа (см. патент RU №2234881, 27.08.2004).

Данный плазматрон имеет небольшие габариты и позволяет повысить его надежность за счет устранения возможности появления течи охлаждающей жидкости через герметизирующую прокладку. Однако недостаточная в ряде случаев мощность дуги ограничивает его режущие свойства.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является: создание удобного в использовании плазмотрона с высокими режущими и коагулирующими свойствами, с максимальной термической стойкостью элементов конструкции плазмотрона.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей при повышении надежности его работы.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что плазмотрон прямой содержит анодный и катодный узлы, при этом анодный узел выполнен с разделенными перегородками каналами охлаждения, плазмообразующим каналом и каналом формирования плазменной струи, а катодный узел выполнен с кольцевым каналом для подачи плазмообразующего газа и установленным в последнем вольфрамовым электродом, зафиксированным относительно плазмообразующего канала и канала формирования плазменной струи анодного узла, соосно последним, отделенного от катодного узла выполненным в виде трубки изолятором, образующим с вольфрамовым электродом кольцевой канал для подачи плазмообразующего газа, при этом анодный узел включает трубчатый корпус с конической головкой, коаксиально охватывающий трубчатый корпус кожух и перепускную втулку с выполненными в ней перепускными каналами, причем кожух герметично соединен с перепускной втулкой с образованием кольцевой полости, охватывающей трубчатый корпус, плазмообразующий канал и канал формирования плазменной струи выполнены в головке трубчатого корпуса, последняя выполнена конической с буртом в виде усеченного конуса на торце и коаксиально охватывающим головку с буртом коническим участком кожуха, герметично соединенным с буртом головки и перепускной втулкой с образованием конической полости, каналы охлаждения выполнены спиральными в охватывающей трубчатый корпус кольцевой полости и образованы выполненными спиральными и размещенными в кольцевой полости перегородками, причем каналы охлаждения сообщены с конической полостью головки трубчатого корпуса через перепускные каналы перепускной втулки.

На чертеже представлен продольный разрез плазмотрона. Плазмотрон прямой содержит анодный 1 и катодный 2 узлы. Анодный узел 1 выполнен с разделенными перегородками 3 каналами 4 охлаждения, плазмообразующим каналом 5 и каналом 6 формирования плазменной струи. Катодный узел 2 выполнен с кольцевым каналом 7 для подачи плазмообразующего газа и установленном в последнем вольфрамовым электродом 8, зафиксированным относительно плазмообразующего канала 5 и канала 6 формирования плазменной струи анодного узла 1, соосно последним, отделенного от катодного узла 2 выполненным в виде трубки изолятором 9, образующим с вольфрамовым электродом 8 кольцевой канал 7 для подачи плазмообразующего газа. Анодный узел 1 включает трубчатый корпус 10 с конической головкой 11, коаксиально охватывающий трубчатый корпус 10 кожух 12 и перепускную втулку 13 с выполненными в ней перепускными каналами (не показаны), причем кожух 12 герметично соединен с перепускной втулкой 13 с образованием кольцевой полости 14, охватывающей трубчатый корпус 10. Плазмообразующий канал 5 и канал 6 формирования плазменной струи выполнены в головке 11 трубчатого корпуса 10. Последняя выполнена конической с буртом 15 в виде усеченного конуса на торце и коаксиально охватывающим головку 11 с буртом 15 коническим участком 16 кожуха 12, герметично соединенным с буртом головки 15 и перепускной втулкой 13 с образованием конической полости 17.

Каналы 4 охлаждения выполнены спиральными в охватывающей трубчатый корпус 10 кольцевой полости 14 и образованы выполненными спиральными и размещенными в кольцевой полости 14 перегородками 3, причем каналы 4 охлаждения сообщены с конической полостью 17 головки 15 трубчатого корпуса 10 через перепускные каналы перепускной втулки 13.

Плазмотрон работает следующим образом. После подачи охлаждающей воды и плазмообразующего газа (аргон или гелий) осциллятором пробивают и ионизируют газовый промежуток между вольфрамовым электродом 8 и поверхностью головки 11 анодного узла 1. Одновременно с этим на вольфрамовый электрод 8 и головку 11 трубчатого корпуса 10 анодного узла 1 подают напряжение от силового источника питания электрической дуги. Дугу первоначально зажигают на меньшем токе и меньшем расходе газа (сила тока дуги 30 А, а давление подачи плазмообразующего газа 0,2 кг/см2). Это позволяет избежать выплеска вольфрама с конца электрода, его прогрева и образования в плазмообразующем канале 5 анода анодного пятна по всей окружности камеры горения дуги. После этого плазмотрон выводится автоматически на рабочий режим с силой тока 60 А и расходом плазмообразующего газа при давлении в газовой сети 0,2 кг/см2. Затем устанавливают режим с необходимыми для определенного вида операции режущими и коагулирующими свойствами плазменной струи.

При необходимости изменяют силу тока дуги и расход плазмообразующего газа. При этом при увеличении силы тока и расхода газа увеличиваются режущие и коагулирующие свойства плазменной струи, и наоборот, при уменьшении силы тока и расхода плазмообразующего газа уменьшаются длина струи, ее температура, а следовательно, и режущие, и коагулирующие свойства.

Настоящее изобретение может быть использовано при проведении различного рода режущих или рассекающих операций.

Плазмотрон прямой, содержащий анодный и катодный узлы, при этом анодный узел выполнен с разделенными перегородками каналами охлаждения, плазмообразующим каналом и каналом формирования плазменной струи, а катодный узел выполнен с кольцевым каналом для подачи плазмообразующего газа и установленным в последнем вольфрамовым электродом, зафиксированным относительно плазмообразующего канала и канала формирования плазменной струи анодного узла соосно с последним, отделенного от катодного узла выполненным в виде трубки изолятором, образующим с вольфрамовым электродом кольцевой канал для подачи плазмообразующего газа, отличающийся тем, что анодный узел включает трубчатый корпус с конической головкой, коаксиально охватывающий трубчатый корпус кожух и перепускную втулку с выполненными в ней перепускными каналами, причем кожух герметично соединен с перепускной втулкой с образованием кольцевой полости, охватывающей трубчатый корпус, плазмообразующий канал и канал формирования плазменной струи выполнены в головке трубчатого корпуса, последняя выполнена конической с буртом в виде усеченного конуса на торце и коаксиально охватывающим головку с буртом коническим участком кожуха, герметично соединенным с буртом головки и перепускной втулкой с образованием конической полости, каналы охлаждения выполнены спиральными в охватывающей трубчатый корпус кольцевой полости и образованы выполненными спиральными и размещенными в кольцевой полости перегородками, причем каналы охлаждения сообщены с конической полостью головки трубчатого корпуса через перепускные каналы перепускной втулки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к устройству для генерации оптически плотной излучающей плазмы с помощью подрыва заряда взрывчатого вещества, и может найти применение в экспериментальной физике.

Изобретение относится к области физики плазмы и плазменных технологий и может быть использовано при разработке и создании источников высокоинтенсивных плазменных потоков для научных и технологических применений.

Изобретение относится к ракетно-космической технике (РКТ) и может быть использовано в ионных электрических ракетных двигателях (ЭРД) для их регулирования с целью обеспечения нормальной работы ионных ЭРД в условиях эксплуатации на космических аппаратах (КА) и орбитальных пилотируемых космических станциях (ОПС).

Изобретение относится к электротехнике и аналитическому приборостроению, а именно к источникам возбуждения эмиссионных спектров анализируемых проб, и может быть использовано в плазмохимии для получения дисперсных материалов.

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к устройствам с управляемой плазмой, и может быть использовано для решения широкого круга технических задач в фотохимии, осветительной технике, световых технологиях обработки материалов, при испытаниях материалов, приборов, образцов техники на устойчивость к воздействию светового излучения природных и техногенных факторов.

Изобретение относится к энергетике, металлургической промышленности, а именно к сжиганию твердого топлива: угля, торфа, древесины, и обеспечивает при его использовании интенсификацию процесса горения со снижением расхода топлива.

Изобретение относится к энергетике, металлургической промышленности, а именно к сжиганию твердого топлива: угля, торфа, древесины, и обеспечивает при его использовании интенсификацию процесса горения со снижением расхода топлива.

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для решения научных и прикладных задач. .

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для рассечения, коагуляции, деструкции, испарения и абляции мягких тканей потоком плазмы

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для проведения физиотерапевтических процедур

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для нагрева газов до высоких температур с помощью электрической дуги, и может использоваться в плазмохимических, металлургических процессах, в частности, для выплавки ферросплавов, уничтожения бытовых и техногенных отходов, а также в исследовательских целях

Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности к исследованию процессов в газоразрядных приборах и в плазме

Изобретение относится к электротехнике, в частности к средствам для напыления покрытий плазменным способом, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в том числе для упрочнения и восстановления деталей автотракторной техники: коленчатых валов, распределительных валов, поршневых колец, вкладышей и др

Изобретение относится к области обработки поверхности твердых материалов с помощью ионных пучков в вакууме, в частности ионно-лучевой полировки или ионного травления оптического стекла, ситалов и кремния

Изобретение относится к способам получения, исследования и применения низкотемпературной плазмы и может быть применено в плазмохимии, плазменных технологиях обработки материалов и плазменной технике, в частности в плазмохимических реакторах

Изобретение относится к технике создания ракетных двигательных установок и может быть использовано для орбитальных и аэрокосмических аппаратов

Изобретение относится к области ускорительной техники и предназначено для генерации позитронных пучков с большой энергией для последующего использования высокоэнергетичных позитронов для целей дефектоскопии, томографии, радиационных испытаний стойкости материалов, лучевой терапии и др
Наверх