Анодный узел вакуумно-дугового источника катодной плазмы


 

H05H1/34 - 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 2539881:

НАЦИОНАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР "ХАРЬКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ" (ННЦ ХФТИ) (UA)

Предложен анодный узел вакуумно-дугового источника катодной плазмы. Изобретение может быть использовано в основном в прямолинейных источниках вакуумно-дуговой катодной плазмы с фильтрацией от макрочастиц в комплекте с различными вакуумно-дуговыми испарителями и с плазмоводами для транспортировки плазмы. Анодный узел содержит охваченный фокусирующей электромагнитной катушкой анод, выполненный в виде отрезка трубы. Внутри анода коаксиально ему размещена в электропроводящем кожухе отклоняющая электромагнитная катушка с направлением магнитного поля навстречу магнитному полю фокусирующей электромагнитной катушки. Внутри отклоняющей катушки, на ее оси вблизи ее торца, обращенного к входному отверстию анода, расположен постоянный отклоняющий магнит, магнитное поле которого сонаправлено магнитному полю отклоняющей электромагнитной катушки. Анодный узел отличается тем, что он включает расположенный внутри отклоняющей электромагнитной катушки, на ее оси вблизи ее торца, обращенного в сторону, противоположную входному отверстию анода, дополнительный постоянный магнит, магнитное поле которого направлено встречно магнитному полю постоянного отклоняющего магнита. При этом положительный полюс источника питания дуги электрически соединен как с анодом через обмотку фокусирующей электромагнитной катушки, так и с кожухом отклоняющей катушки через ее обмотку. Благодаря этому обеспечивается динамическое равновесие плазменных потоков, движущихся в промежутке между внутренней поверхностью анода и наружной поверхностью кожуха отклоняющей электромагнитной катушки, что существенно уменьшает потери плазмы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к технике получения плазменных потоков в источниках электродуговой плазмы. Предложенный анодный узел может быть использован преимущественно в прямолинейных источниках вакуумно-дуговой катодной плазмы с фильтрацией от макрочастиц в комплекте с различными вакуумно-дуговыми испарителями и с плазмоводами для транспортировки плазмы.

Известен анодный узел [1] прямолинейного источника вакуумно-дуговой катодной плазмы, который содержит анод в виде отрезка трубы, охваченного электромагнитными катушками, образующими секционированный соленоид, состоящий как минимум из трех отдельных секций, каждая из которых подсоединена к отдельному источнику электропитания. Этот узел включает отражатель макрочастиц, выполненный в виде диска, закрепленного внутри отрезка трубы на его оси с помощью токопроводящих стержней, прикрепленных к внутренней его стенки с обеспечением электрического и теплового контакта. Этот отражатель в этом анодном узле будем называть заслонкой.

С помощью секционированного соленоида внутри анода создают необходимую конфигурацию магнитного поля, обеспечивающую максимальный обход заслонки силовыми линиями магнитного поля, пересекающими значительную часть торцевой испаряемой поверхности катода без пересечения ими анода. Однако при этом часть силовых линий магнитного поля в области катода около оси попадает на заслонку. Это приводит к существенным потерям плазмы, распространяющейся вдоль магнитного поля. Значительный ток дуги идет прямо на заслонку. Происходит ее перегрев, особенно при токах дуги более 70 А. Это может приводить к привязке дуги к перегретой части заслонки и ее оплавлению или разрушению. Кроме того, происходят значительные потери плазмы из-за ослабленного магнитного поля в области расположения заслонки, что вызывает дрейф плазмы в сторону анода и осаждение ее на анод.

В качестве прототипа рассмотрим анодный узел вакуумно-дугового источника катодной плазмы [2]. Он содержит анод в виде отрезка трубы, охваченный фокусирующей электромагнитной катушкой. Внутри анода коаксиально ему размещена в электропроводящем кожухе электромагнитная отклоняющая катушка, внутри которой на ее оси вблизи ее торца, обращенного к входному отверстию анода, расположен цилиндрический отклоняющий постоянный магнит. Отклоняющая электромагнитная катушка генерирует магнитное поле, направленное встречно магнитному полю, генерируемому фокусирующей электромагнитной катушкой. Магнитное поле постоянного магнита сонаправлено с магнитным полем, генерируемым отклоняющей электромагнитной катушкой на ее оси. Отклоняющая электромагнитная катушка с постоянным магнитом образуют так называемый «магнитный остров». Использование постоянного магнита позволяет уменьшить габариты «магнитного острова» без уменьшения напряженности отклоняющего магнитного поля и тем самым уменьшить габариты самого источника вакуумно-дуговой катодной плазмы. «Магнитный остров» уменьшает потери плазмы, движущейся в приосевой области вдоль оси на заслонку, которой в этом анодном узле является торцевая стенка вышеупомянутого кожуха.

Однако, несмотря на наличие такого «магнитного острова», потери плазмы все еще остаются значительными. Значительная часть плазменных потоков, выходящих из катодных пятен дуги, перемещающихся в центральной (приосевой) области катода, попадая в достаточно сильное магнитное поле, создаваемое отклоняющей электромагнитной катушкой совместно с постоянным магнитом, обходит «магнитный остров» и попадает на его тыльную сторону. Это приводит к потерям плазменных потоков на тыльной стороне «магнитного острова». Плазменные потоки, которые выходят из катодных пятен дуги в периферийной области рабочего торца катода, перемещаясь в магнитном поле, созданном, преимущественно, фокусирующей электромагнитной катушкой, огибают отклоняющую магнитную катушку и, практически, не попадают на ее тыльную сторону. Однако при этом увеличиваются потери плазмы поперек магнитного поля на стенки анода, как за счет градиента магнитного поля, направленного в сторону боковой поверхности отклоняющей электромагнитной катушки, так и за счет образования вокруг этой катушки магнитного зеркала для электронов.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является усовершенствование анодного узла вакуумно-дугового источника катодной плазмы для уменьшения потерь плазмы при ее транспортировке внутри этого узла. Усовершенствование должно осуществляться путем изменения конфигурации магнитного поля внутри анода и путем регулировки напряженностей магнитных полей, создаваемых электромагнитными катушками в зависимости от тока дуги, текущего через электропроводящие элементы анодного узла.

Поставленная задача реализуется в предложенном анодном узле вакуумно-дугового источника катодной плазмы, который также как и анодный узел, принятый за прототип, содержит анод, выполненный в виде отрезка трубы, охваченного фокусирующей электромагнитной катушкой. Внутри анода коаксиально ему размещена в электропроводящем кожухе отклоняющая электромагнитная катушка. Внутри этой катушки на ее оси вблизи ее торца, обращенного к входному отверстию анода, расположен отклоняющий постоянный магнит. Отклоняющая электромагнитная катушка предназначена для создания магнитного поля, направленного встречно магнитному полю фокусирующей электромагнитной катушки. Магнитное поле постоянного магнита сонаправлено магнитному полю, которое генерируется отклоняющей электромагнитной катушкой на ее оси.

В отличие от прототипа предлагаемый анодный узел включает расположенный внутри отклоняющей электромагнитной катушки, на ее оси вблизи ее торца, обращенного в сторону, противоположную входному отверстию анода, дополнительный постоянный магнит. Магнитное поле этого магнита направлено встречно магнитному полю отклоняющего постоянного магнита. При этом положительный полюс источника питания дуги электрически соединен как с анодом через обмотку фокусирующей электромагнитной катушки, так и с кожухом отклоняющей катушки через ее обмотку.

Обмотка отклоняющей электромагнитной катушки может быть выполнена из трубки, которая охлаждается водой, при этом виток этой обмотки вблизи ее торца, обращенного к входному отверстию анода, должен иметь тепловой контакт с ее кожухом.

Рассмотрим, каким образом в предлагаемом анодной узле уменьшаются потери плазмы при ее транспортировке внутри анода.

Дополнительный постоянный магнит в совокупности с магнитным полем фокусирующей электромагнитной катушки обеспечивает отклонение значительной части силовых линий магнитного поля отклоняющей электромагнитной катушки и отклоняющего постоянного магнита в сторону выходного отверстия анода. Это предотвращает пересечение вышеупомянутыми силовыми линиями магнитного поля торцевой поверхности кожуха этой катушки, обращенного в сторону выходного отверстия анода. В результате плазменные струи, эмитируемые катодными пятнами дуги, перемещающимися в центральной (приосевой) области катода, распространяясь вдоль силовых линий магнитного поля, огибающих отклоняющую электромагнитную катушку вместе с кожухом, выходят через выходное отверстие анода, не попадая на торец кожуха, обращенного в сторону этого отверстия. Как показывают проведенные эксперименты, это на одну треть увеличивает выходной ионный ток.

Указанное выше электрическое соединение витков фокусирующей и отклоняющей электромагнитных катушек обеспечивает регулировку направлений силовых линий магнитных полей катушек, в зависимости от токов дуги, которые текут через анод или через вышеупомянутый кожух. Такая регулировка обеспечивает изменение суммарного магнитного поля таким образом, что оно отклоняет плазменные потоки от внутренней поверхности анода, если ток дуги идет через него, или от наружной поверхности кожуха, если ток дуги идет через этот кожух. Благодаря этому в предложенном анодном узле обеспечивается динамическое равновесие плазменных потоков, движущихся в промежутке между внутренней поверхностью анода и наружной поверхностью кожуха отклоняющей электромагнитной катушки, что существенно уменьшает потери плазмы в анодном узле.

Выполнение витков обмотки отклоняющей электромагнитной катушки из трубки, охлаждаемой водой, с подключением к кожуху, как указано выше, позволят без помех использовать кожух отклоняющей электромагнитной катушки как часть анода.

Суть предлагаемого изобретения поясняется схемой анодного узла, который изображен на чертеже.

Рассмотрим пример выполнения анодного узла для прямолинейного источника фильтрованной вакуумно-дуговой катодной плазмы.

Предложенный анодный узел содержит водоохлаждаемый анод 1 (см. схему), выполненный в виде отрезка трубы из немагнитной нержавеющей стали с фланцами. Фокусирующая электромагнитная катушка 2 охватывает анод. Отклоняющая электромагнитная катушка 3 в электропроводящем кожухе 4 коаксиально расположена внутри анода на его оси. Она выполнена из медной трубки, охлаждаемой водой. Кожух 4 прикреплен к начальному витку 5 катушки 3 с обеспечением электрического и теплового контакта. Отклоняющий постоянный магнит 6 установлен внутри отклоняющей электромагнитной катушки 3 на ее оси вблизи ее торца, обращенного к входному отверстию 7 анода. Дополнительный постоянный магнит 8 установлен внутри отклоняющей электромагнитной катушки 3 на той же оси, что и магнит 6, но вблизи торца катушки 3, обращенного в сторону, противоположную входному отверстию 7. При этом дополнительный постоянный магнит 8 ориентирован своим магнитным полем навстречу магнитному полю отклоняющего постоянного магнита 6. Крепление отклоняющей электромагнитной катушки 3 внутри анода осуществлено с помощью ее выводов 9 и 10, расположенных вдоль диаметра изоляционного кольца 11 и закрепленных вакуумно плотно на его внешней поверхности. Анод электрически соединен с выводом конечного витка 12 обмотки фокусирующей электромагнитной катушки. Вывод ее начального витка 13 соединен с положительным полюсом источника питания дуги 14 и с выводом 10 конечного витка обмотки отклоняющей электромагнитной катушки 3, начальный виток 5 которой соединен с ее кожухом 4.

Рассмотрим работу анодного узла в составе вакуумно-дугового источника катодной плазмы с испарителем и плазмоводом.

Со стороны входного отверстия анодный узел присоединяется к вакуумно-дуговому испарителю с катодом, охваченным катодной электромагнитной катушкой. Со стороны выходного отверстия он присоединяется к плазмоводу, который охвачен выходной электромагнитной катушкой (не показаны). С помощью этих катушек внутри анодного узла можно создать постоянное, выпуклое в сторону от оси, транспортирующее магнитное поле. После инициирования дугового разряда на торцевой испаряемой поверхности катода (не показан) плазменные струи, выходящие из катодных пятен дуги, которые перемещаются по испаряемой поверхности катода, движутся вдоль силовых линий транспортирующего магнитного поля. При этом в зависимости от положения катодных пятен относительно оси катода ток дуги может идти либо через анод 1, либо через кожух 4 отклоняющей электромагнитной катушки 3, либо одновременно через анод 1 и кожух 4.

В случае перемещения катодных пятен в периферийной области торца катода плазменные струи, выходящие из этих пятен, будут проходить на достаточно близком расстоянии от внутренней стенки анода 1. Благодаря подсоединению анода к положительному полюсу источника питания дуги 14 через выводы 13 и 12 обмотки фокусирующей электромагнитной катушки 2, при прохождении тока дуги через анод усиливается магнитное поле, которое отклоняет плазменные потоки от стенки анода 1. В результате потери плазмы на его стенку резко уменьшаются.

В случае, когда катодные пятна дуги перемещаются в приосевой области торца катода, плазменные струи, выходящие из этих пятен, будут обходить кожух 4 на достаточно близком расстоянии от него. При этом практически весь ток дуги может идти через этот кожух. Но благодаря подсоединению кожуха 4 к положительному полюсу источника питания дуги 14 через обмотку отклоняющей электромагнитной катушки 3 при прохождении тока дуги через этот кожух и, следовательно, через катушку 3 усиливается магнитное поле, обеспечивающее отталкивание плазменных потоков от боковой стенки кожуха. Благодаря дополнительному постоянному магниту 8 обеспечивается отклонение значительной части силовых линий магнитного поля, созданного электромагнитной катушкой 3 и постоянным магнитом 6, в сторону выходного отверстия анодного узла. В результате уменьшаются потери плазмы на тыльную сторону кожуха 4. При работе анодного узла осуществляется охлаждение водой обмотки отклоняющей катушки 4, изготовленной из медной трубки с выводами 9 и 10, расположенными и вакуумноплотно уплотненными в изоляционном кольце 11. Благодаря наличию теплового контакта 5 катушки 3 с кожухом 4 обеспечивается эффективное его охлаждение. Эффективно охлаждается также и анод. Анодный узел может работать в течение длительного времени.

Были проведены испытания анодного узла со следующими основными размерами: внутренний диаметр анода - 226 мм; длина анода - 155 мм; внешний диаметр отклоняющей магнитной катушки - 68 мм; длина отклоняющей электромагнитной катушки - 60 мм; наружный диаметр кожуха отклоняющей электромагнитной катушки - 74 мм; расстояние от входного отверстия анода к торцевой поверхности кожуха отклоняющей электромагнитной катушки - 100 мм. Испытания анодного узла в комплекте с вакуумно-дуговым испарителем с цилиндрическим расходуемым титановым катодом показали, что полный выходной ток ионов при токе дуги 100 А составляет не менее 6 А. Это почти в 1,5 раза выше, чем на выходе из анодного узла, принятого за прототип при том же токе дуги.

Источники информации

1. I.I. Aksenov, V.M. Khoroshikh. Filtering shields in vacuum arc plasma sourses // Proc. of the 6th International Simposium on Trends and New Application of Thin Films (TATF '98), Regensburg, Germany, March 1998, p.283-286.

2. A. Kleiman, A. Marques, R.L. Boxman. Performance of a magnetic islend macroparticle filter in a titenium vacuum arc // Plasma Sources Sci. Technol. 17, 2008, p.1-7 (прототип).

1. Анодный узел вакуумно-дугового источника катодной плазмы, содержащий охваченный фокусирующей электромагнитной катушкой анод, выполненный в виде отрезка трубы, внутри которого коаксиально ему размещена в электропроводном кожухе отклоняющая электромагнитная катушка, с направлением магнитного поля навстречу магнитному полю фокусирующей электромагнитной катушки, внутри отклоняющей катушки, на ее оси вблизи ее торца, обращенного к входному отверстию анода, расположен постоянный отклоняющий магнит, магнитное поле которого сонаправлено магнитному полю отклоняющей электромагнитной катушки, отличающийся тем, что он включает расположенный внутри электромагнитной отклоняющей катушки на ее оси вблизи ее торца, обращенного в сторону, противоположную входному отверстию анода, дополнительный постоянный магнит, магнитное поле которого направлено встречно магнитному полю постоянного отклоняющего магнита, при этом положительный полюс источника питания дуги электрически соединен как с анодом через обмотку фокусирующей электромагнитной катушки, так и с кожухом отклоняющей катушки через ее обмотку.

2. Анодный узел по п.1, отличающийся тем, что обмотка отклоняющей электромагнитной катушки выполнена из электропроводящей трубки, охлаждаемой водой, при этом виток этой обмотки вблизи ее торца, обращенного к входному отверстию анода, имеет тепловой контакт с кожухом.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области электрического нагрева газов дуговым разрядом, и может быть использовано в плазмотронах при проведении различных технологических процессов, в частности для подогрева расплава металла в промежуточном ковше МНЛЗ в металлургической промышленности, а также научных исследований высокотемпературных процессов.

Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности к исследованию процессов в газоразрядных приборах и плазме. Между электродами при фиксированном расстоянии между ними подается напряжение, возникающий ток плавит и испаряет тонкую проволочку, которая размещается между электродами.

Изобретение относится к технологии термической обработки твердых диэлектрических тел, включая их разрушение, в частности тел с низким коэффициентом поглощения электромагнитного излучения (горные породы, строительные материалы и пр.), и может быть использовано в горном деле и строительстве.

Изобретение относится к области плазменного нанесения покрытий. Установка плазменного нанесения покрытий или обработки поверхности подложки (3) содержит рабочую камеру (2), которая является вакуумируемой и в которой может быть размещена подложка (3) и плазменная горелка (4) для создания плазменной струи (5) нагреванием технологического газа, причем плазменная горелка (4) имеет сопло (41), через которое плазменная струя (5) может выходить из плазменной горелки (4) и простираться вдоль продольной оси (А) в рабочей камере (2).

Группа изобретений относится к области физической электроники и может использоваться как источник непрерывных или импульсных пучков электронов с энергией до 10-20 кэВ в газах среднего давления (0,1-10 кПа).

Изобретение относится к технологии модифицирования (обработки) поверхности полимерных материалов. Способ управления процессом модифицирования поверхности полимерных материалов в низкотемпературной плазме высокочастотного разряда при пониженных давлениях среды осуществляют путем изменения мощности разряда.

Изобретение относится к области плазменной техники. Сопло для плазменной горелки, охлаждаемой жидкостью, содержит сверление сопла для выхода струи плазменного газа на конце сопла, первый участок, внешняя поверхность которого выполнена цилиндрической, и примыкающий к нему, к концу сопла второй участок, внешняя поверхность которого суживается по направлению к концу сопла конически, причем предусмотрена/предусмотрены, по меньшей мере, одна канавка подвода жидкости и/или, по меньшей мере, одна канавка отвода жидкости и продолжаются через второй участок во внешней поверхности сопла (4) по направлению к концу сопла и причем канавка подвода жидкости или, по меньшей мере, одна из канавок подвода жидкости и/или канавка отвода жидкости или, по меньшей мере, одна из канавок отвода жидкости также продолжается/продолжаются через часть первого участка, а в первом участке находится, по меньшей мере, одна канавка, сообщающаяся с канавкой подвода жидкости или, по меньшей мере, с одной из канавок подвода жидкости или с канавкой отвода жидкости или, по меньшей мере, с одной из канавок отвода жидкости.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано в области атомно-эмиссионного спектрального анализа, при термической обработке порошковых материалов, а также в качестве их атомизатора для корректировки траектории космических аппаратов.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для нагрева различных газов и в качестве поджигающего устройства пылеугольной горелки. Технический результат - повышение КПД устройства и увеличение ресурса рабочих электродов.

Ускоритель плазмы предназначен для получения тяги при перемещении космических объектов и в технологии для получения композитных порошков, напыления и обработки материалов. Технический результат - повышение эффективности ускорителя. Секции анода ускорителя выполнены из плоских трубок с отводами для подачи рабочего тела через анод. Трубки расположены шириной в радиальной плоскости с зазором между собой и направлены вдоль оси. Отводы направлены под углом меньше 90° к оси ускорителя. Торцами отводов с отверстиями образована рабочая поверхность анода. Основания трубок герметично соединены с коллектором. Коллектор и подвод рабочего тела установлены на подводе тока. Расстояние от среза катода до отводов больше половины диаметра анода. Снаружи анода установлен нейтральный экран. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области преобразования электрической энергии в тепловую посредством дугового разряда в генераторе низкотемпературной плазмы (плазмотроне) и может быть использовано в энергетике для розжига и подсветки пылеугольного факела в топочных устройствах, в металлургической и химической промышленности, для получения ультрадисперсной сажи, которая является сырьем для получения наноструктурированного технического углерода. Плазмотрон содержит наружный электрод, соосно расположенный внутренний электрод-катододержатель, вихревую камеру подачи плазмообразующего газа. Электроды изолированы и размещены в индукционных катушках. Внутренний электрод-катододержатель выполнен полым. Углеводороды метанового ряда подают в дуговой канал наружного электрода через выходные каналы и кольцевую полость. В прикатодную область углеводороды метанового ряда подают через трубу, расположенную по оси внутреннего электрода-катододержателя и полость, образованную расположением катода в полом электроде-катододержателе. Плазмотрон имеет не менее четырех каналов подачи углеводородного газа в прикатодную область дугового разряда. Расположены каналы равномерно по окружности. Суммарная площадь проходных сечений каналов обеспечивает скорость истечения газа порядка 0,3-0,5 от скорости звука при заданном полном давлении и температуре подаваемого газа. Подвод углеводородного газа в прикатодную область дугового разряда выполнен в трех вариантах. Технический результат изобретения - повышение ресурса работы электрода за счет устойчивого возобновления защитного углеродного наноструктурированного слоя. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и к плазменным технологиям и может использоваться, в частности, в качестве электроракетного двигателя. Катод (1) и два электрически изолированных анода (2, 3) образуют ускорительный канал эрозионного импульсного плазменного ускорителя (ЭИПУ). Диэлектрические шашки, выполненные из аблирующего материала, установлены между первым анодом (2) и катодом (1). ЭИПУ содержит средство перемещения диэлектрических шашек, торцевой изолятор (4), устройство инициирования электрического разряда с электродами (7). Система электропитания включает два емкостных накопителя энергии (9, 10), токоподводы, соединяющие накопители энергии с разрядными электродами, и блок (8) электропитания устройства инициирования электрического разряда. Первый анод (2) расположен в ускорительном канале со стороны торцевого изолятора (4). Второй анод (3) расположен со стороны выходной части ускорительного канала. Первый накопитель энергии (9) подключен между вторым анодом (3) и катодом (1). Второй накопитель энергии (10) подключен к анодам (2, 3). С первым анодом (2) второй накопитель (10) соединен через управляющий токоподвод, выполненный в виде стержня (11). Управляющий токоподвод расположен со стороны торцевого изолятора (4) и электрически изолирован от ускорительного канала. Выполняющий функцию управляющего токоподвода стержень (11) расположен между первым анодом (2) и катодом (1) и ориентирован ортогонально по отношению к поверхности анода и к противоположной поверхности катода. Стержень (11) подключен ко второму емкостному накопителю (10) так, что протекающий по нему электрический ток IT одинаково направлен по отношению к току разряда IP между первым анодом (2) и катодом (1). Технический результат - упрощение конструкции ЭИПУ, повышение его надежности и увеличение ресурса, повышение управляемости и стабильности характеристик генерируемого плазменного потока за счет синхронизации процессов испарения и ускорения рабочего вещества. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано при стерилизации товаров и/или дезинфекции поверхностей. Устройство генерирования плазмы содержит первый, запитанный, электрод и вторую конструкцию электрода, расположенную напротив первого электрода. Изолирующий слой помещается между первым электродом и конструкцией второго электрода. Конструкция второго электрода имеет множество частей второго электрода, определяющих части зазора между ними. Ширина частей зазора составляет w. Каждая часть второго электрода имеет переднюю поверхность, и каждая часть зазора имеет переднюю поверхность, разность высоты между передней поверхностью каждой части второго электрода и передними поверхностями смежных частей зазора составляет h, где h составляет не более 0,1 мм, а отношение w/h составляет по меньшей мере 10. Таким образом, передние поверхности частей второго электрода и передние поверхности частей зазора вместе обеспечивают гладкий рельеф. Плазма, сформированная устройством (в воздухе или другом газе, содержащем кислород), образует озон, который может быть использован, чтобы обрабатывать, например, продукты питания. Гладкий рельеф позволяет практически всю плазму генерировать внутри упаковки, стенка которой прижимается к конструкции второго электрода. Технический результат - повышение качества обработки поверхности. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к технике радиосвязи, в частности к способам создания плазменных антенн. Способ создания импульсной плазменной антенны включает облицовку внутренней поверхности выемки в заряде взрывчатого вещества, инициирование заряда взрывчатого вещества со стороны, противоположной выемке, и метание материала облицовки в окружающее пространство со скоростью, достаточной для ионизации ионизируемого материала при их движении в атмосфере, с формированием плазменной антенны. Облицовка выполняется из легких металлов, например алюминия или алюминиевых сплавов, сжимается продуктами детонации на ось симметрии заряда с формированием массивного компактного безградиентного или малоградиентного кумулятивного тела в окружающем пространстве, взаимодействия тела при его полете с атмосферой с формированием ударной волны и спутного следа, термической ионизацией воздуха, нагревом материала поверхности тела, его разрушением и поступлением в спутный след, при этом плазменная антенна формируется за высокоскоростным телом из ионизированного воздуха и ионизованных продуктов разрушения кумулятивного тела. Технический результат - увеличение длины формируемой антенны. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для растопки пылеугольных котлов и стабилизации горения факела (подсветки), для воспламенения мелкодисперсного твердого топлива с предварительной электротермохимической подготовкой (ЭТХП). Плазменная пылеугольная горелка состоит из двух соосных, коаксиально расположенных труб различного диаметра, внутренней трубы 1 первой ступени и внешней трубы 2 второй ступени, со встроенным в торце внутренней трубы 1 электродуговым плазмотроном 4. Горелка дополнительно снабжена двумя отдельными регулируемыми каналами подачи воздуха: один - для подачи дополнительного воздуха во внутреннюю трубу 1 первой ступени, второй - для подачи дополнительного воздуха во внешнюю трубу 2 второй ступени. При этом каналы для подачи воздуха выполнены в виде труб 6 и 7 с тангенциальным входом, которые установлены перпендикулярно соосным трубам: внутренней 1 и внешней 2, и жестко соединены с ними. На выходе питателей 10 и 11 установлены шибера 18 и 19 с возможностью регулирования расходов аэросмеси. Электродуговой плазматрон 4 установлен вдоль горизонтальной оси внутренней трубы 1. Изобретение позволяет регулировать коэффициент избытка воздуха пылеугольной смеси в разделенных каналах подачи пылеугольной смеси за счет подачи дополнительного воздуха в эти каналы, а также регулировать процесс ЭТХПТ в горелке. 2 ил.

Изобретение относится к плазменному устройству для химического осаждения покрытия из паровой фазы (CVD) на подложку в виде пленки или листа. Устройство включает вакуумную камеру, пару роликов для напыления, расположенных в вакуумной камере, вокруг которых намотана подложка, которая является мишенью для осаждения, и генерирующую магнитное поле секцию, которая генерирует генерирующее плазму магнитное поле на поверхности роликов для напыления, формируя участок для осаждения, на котором напыляют покрытие на упомянутую подложку. Пара роликов для напыления включает первый ролик для напыления и второй ролик для напыления, отделенный от первого ролика для напыления промежутком таким образом, что оси упомянутых роликов параллельны. Генерирующая магнитное поле секция расположена таким образом, что первый участок для напыления сформирован в контрпространстве, которое представляет собой пространство между парой роликов для напыления. Второй участок для напыления сформирован на участке, смежном с поверхностью роликов для напыления. Данный участок находится вне контрпространства. Разработано устройство, обеспечивающее непрерывное осаждение покрытия методом CVD с высокой производительностью. 6 з.п. ф-лы,8 ил.

Изобретение относится к области плазменной обработки материалов, в частности для нанесения покрытий, и может найти применение в плазмометаллургии, плазмохимии и машиностроительной промышленности. Технический результат - повышение надежности работы плазматрона при нанесении покрытий из порошков веществ с различной температурой плавления, упрощение конструкции плазматрона и улучшение эксплуатационных и физико-механических характеристик покрытий. В плазматроне, содержащем катод с цилиндрической термоэмиссионной вставкой, сопло-анод, изолятор, завихрительный блок с тангенциальными отверстиями, систему водоохлаждения, канал одновременного ввода плазмообразующего газа и порошка, организуется работа дуги не в дозвуковой части, а в сверхзвуковой части сопла-анода. При этом цилиндрическая термоэмисионная вставка катода выполнена в виде центрального тела сопла-анода, суммарная площадь поперечных сечений тангенциальных отверстий завихрительного блока равна площади щелевого зазора между стенкой сопла-анода и цилиндрической термоэмиссионной вставкой катода, конец которой совпадает с началом расширяющейся сверхзвуковой части сопла-анода. 2 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к электроразрядным устройствам типа “плазменный фокус”, и может быть использовано в качестве генератора разовых импульсов рентгеновского и нейтронного излучений для исследовательских и прикладных задач. Устройство содержит газоразрядную камеру, состоящую из двух сферических металлических электродов, разделенных изолятором, генератор импульсных токов - конденсаторную батарею с высоковольтным включающим коммутатором, генератор рабочего газа с источником электрического питания, а также шунтирующий коммутатор, который расположен на тыльной части электродов вне камеры и выполнен, например, в виде цилиндрического разрядника с высоковольтным электродом и корпусом, на котором размещены искровые источники поджига. В качестве коммутатора возможно также использование сборки промышленных высоковольтных полупроводниковых коммутаторов. Технический результат - минимизация поступления примесей - продуктов эрозии электродов и межэлектродного изолятора - в разрядную камеру, повышение ресурса работы источника излучения, а также выхода проникающего излучения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области лазерных технологий. Способ получения оптического разряда в газе состоит в оптическом пробое газа с образованием поглощающей плазменной области и ее поддержании в луче лазера в течение длительности его воздействия. При этом пробой газа с образованием плазменной области осуществляют путем фокусировки излучения короткоимпульсного лазера, а поддержание плазменной области осуществляют в резонаторе непрерывного лазера или лазера с большой длительностью импульса за счет многократного прохождения излучения непрерывного лазера или лазера с большой длительностью импульса через оптический разряд. Технический результат заключается в повышении эффективности использования энергии лазера. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх