Плазменный источник проникающего излучения


 

H05H1/24 - 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 2548005:

Открытое акционерное общество "НИИЭФА им. Д.В. Ефремова" (ОАО "НИИЭФА") (RU)

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.

 

Область техники

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к устройствам с электрическим разрядом типа "плазменный фокус", и может быть использовано в качестве генератора разовых импульсов рентгеновского и нейтронного излучений для исследовательских и прикладных задач.

Уровень техники

В настоящее время в области техники, связанной с разработкой источников высокоэнергетичного ультрафиолетового и рентгеновского излучения, а также нейтронного излучения, широко используются импульсные электроразрядные устройства с формированием высокоплотных плазменных образований (пинчи, микропинчи, плазменный фокус). В момент максимального сжатия происходит сильный разогрев плазмы, что приводит к генерации мощных импульсов мягкого и/или жесткого рентгеновского излучения или нейтронов.

Используется различная геометрия электродов: линейная, коаксиальная, сферическая. В зависимости от требуемого спектра и типа излучения (рентгеновское, нейтронное) используется то или иное газонаполнение.

Известен источник высокоэнергетического ультрафиолетового и рентгеновского излучения с двумя электродами коаксиальной конфигурации (с центральным анодом) расположенных в вакуумной камере устройства для создания плазменного пинча [патент РФ №2253194 С2, 26.10.2000]. Камера содержит рабочий газ. Источник импульсного питания вырабатывает электрические импульсы с напряжением, достаточным для инициации электрического разряда между электродами. Этот разряд создает в рабочем газе высокотемпературные плазменные пинчи высокой плотности, которые генерируют импульсы излучения в спектральной линии рабочей среды (буферный и активный газы, пары лития) с частотой до 2000 Гц.

Источник имеет сложные дополнительные системы (литиевый контур и др.), системы электро- и газопитания питания и предназначен для работы в стационарных условиях в области литографии.

Мощные транспортабельные импульсные установки на плазменном фокусе (ПФ) с нейтронным выходом ~1012 нейтр./имп.в импульсе (с энергией нейтронов 14,2 МэВ) и ресурсом 103 включений и более востребованы в исследованиях по динамической нейтронографии, импульсной нейтронной радиографии, радиологии, материаловедению, радиобиологии и медицине и др. При разработке таких источников приоритетами являются простота конструкции, использование отечественной элементной базы, универсальность модулей блока управления и питания (возможность работы с разными разрядными модулями), эргономичность конструкции, малая себестоимость продукции (экономическая составляющая), качество, безопасность, удобство для потребителя.

В работе [А.В.Голиков, А.К.Дулатов, Б.Д.Лемешко, П.П.Сидоров, Д.И.Юрков. Разработка лабораторного макета импульсного генератора нейтронов на камере плазменного фокуса с разрядным током до 1,5 МА // Мощная импульсная электрофизика, т. 5, МИФИ, 2008] описан компактный (80×200×200 см3) модульный автономный генератор нейтронов с выходом до ~1011 нейтр./имп. Генератор содержит камеру с рабочим газом, электроды внутри камеры, генератор импульсных токов до 1,5 МА (Т~12 мкс). Конструктивно мобильный генератор оформлен в виде модуля весом 700 кг.

Другим вариантом таких источников является малогабаритный импульсный генератор нейтронных потоков наносекундной длительности с выходом ~108 нейтр./имп.[Б.Д.Лемешко, П.П.Сидоров, Д.И.Юрков, А.К.Дулатов, М.В.Колтунов. Разработка малогабаритного импульсного нейтронного генератора наносекундной длительности на камерах плазменного фокуса с возможностью применения в учебно-исследовательских целях // Мощная импульсная электрофизика, т. 5, МИФИ, 2008]. В качестве нагрузки в разрядных модулях использовались камеры ПФ с газогенератором.

Однако эти генераторы имеют разброс выхода -35% и ресурс ~103 включений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению, который и принят в качестве прототипа, является плазменный источник проникающего излучения [патент РФ №2342810, кл. H05H 1/00, 2007 г.], состоящий из газоразрядной камеры, заполненной изотопами водорода и содержащей газоразрядные электроды, герметично закрепленные в изоляторе, и источника электрического питания.

Для увеличения ресурса работы плазменного источника в состав газоразрядной камеры введен генератор рабочего газа, герметично установленный в отверстии корпуса газоразрядной камеры, рабочий элемент генератора газа насыщен изотопами водорода. При разогреве рабочего элемента генератора газа начинается процесс десорбции окклюдированного газа и поступление изотопов водорода (дейтерий, тритий или их смесь) в объем разрядной камеры, а при выключенном источнике электрического тока холодный рабочий элемент поглощает изотопы водорода, а также газовые примеси, которые выделяются при разряде с поверхностей электродов и изолятора. Таким образом, имеется возможность многократно повторять рабочий цикл «откачка - напуск рабочего газа» в камере.

Однако, известно [Никулин В.Я., Полухин С.Н. К вопросу о нейтронном скэйлинге плазменного фокуса. Электротехнический подход // Препринт №12, Физический институт им. П.Н.Лебедева. М., 2006], что к моменту формирования плазменного фокуса около половины энергии остается в конденсаторной батарее - генераторе импульсных токов. Учитывая, что время жизни излучающего плазменного фокуса лежит в наносекундном диапазоне длительностей, оставшаяся часть энергии в значительной мере расходуется на дополнительную эрозию электродов (в основном, анода) и изолятора, что существенным образом влияет на состояние рабочей поверхности последнего (металлизация) и приводит к шунтирующим пробоям в начальной стадии формирования токовой оболочки, нарушению динамики развития разряда и снижению эффективности формирования плазменного фокуса, являющегося источником проникающего излучения (см. предыдущую ссылку). Кроме того, параметры плазмы плазменного фокуса, а следовательно, и его эмиссионная способность очень чувствительны к элементному составу плазмы, так что примесные ионы существенно снижают выход нейтронов.

В данном устройстве негативному воздействию продуктов эрозии подвергается также рабочий элемент генератора газа, приводящее к "забиванию" примесными атомами эмитирующей газ поверхности, что существенно снижает выход проникающего излучения и ресурс работы источника.

Таким образом, токовая эрозия электродов является паразитным процессом и неблагоприятно сказывается на рабочих характеристиках источника.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, повышение ресурса работы плазменного источника и выхода проникающего излучения.

Раскрытие изобретения

Указанные результаты достигаются тем, что в конструкцию источника проникающего излучения введен коммутатор разрядного тока, размещенный на тыльных частях электродов и изолятора. Коммутатор может быть выполнен в виде газового или вакуумного кольцевых разрядников или сборки высоковольтных полупроводниковых коммутаторов.

Для предотвращения (существенного снижения) эрозии электродов и изолятора цепь межэлектродного газового разряда шунтируется замыканием разрядного тока через встроенный коммутатор в момент сразу после формирования фокуса и возникновения импульса проникающего излучения. Условия эффективного шунтирования заведомо выполняются, т.к. импеданс нагрузки (объемный межэлектродый разряд) существенно превышает импеданс коммутатора.

Осуществление изобретения.

Плазменный источник проникающего излучения содержит газоразрядную камеру, состоящую из двух сферических металлических электродов, разделенных изолятором, шунтирующий коммутатор, генератор импульсных токов - конденсаторную батарею с высоковольтным включающим коммутатором и генератор рабочего газа с источником электрического питания.

Достижение высокой эффективности формирования плазменного источника (плазменного фокуса) проникающего излучения требует достаточно строгого согласования параметров электрического контура и переменной нагрузки (камера с межэлектродным разрядом) (см., напр., ссылку [Никулин В.Я., Полухин С.Н. К вопросу о нейтронном скэйлинге плазменного фокуса. Электротехнический подход // Препринт №12, Физический институт им. П.Н. Лебедева. М., 2006]). Принимая во внимание достаточно высокий требуемый уровень значений скорости нарастания тока в плазменном разряде (~1011 А/с), необходимый для формирования скользящего разряда с хорошей сплошностью на поверхности межэлектродного изолятора, собственная индуктивность электрического контура должна быть минимизирована, что, естественно, относится ко всем вышеупомянутым элементам контура. Максимальную эффективность излучения получают путем выбора величины емкости при учете полной индуктивности разрядного контура так, чтобы момент пинчевания электроразрядной плазмы, т.е. формирования излучающего плазменного фокуса, соответствовал максимальной величине разрядного тока.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), где представлен пример конструкции плазменного источника.

Сферические электроды 1 (катод) и 2 (анод) в разрядной камере разделены цилиндрическим изолятором 3. На тыльной части электродов (вне разрядной камеры) размещен высоковольтный коммутатор для программированного шунтирования межэлектродного разряда в газоразрядной камере, выполненный, например, в виде цилиндрического разрядника с высоковольтным электродом 5 и корпусом 6, а также одним или несколькими искровыми источниками 7 для инициации шунтирующего разряда, расположенными на корпусе разрядника.

Генератор импульсных токов с конденсаторной батареей 9 и инициирующим коммутатором 8 соединяется с электродами разрядника с помощью коаксиальных кабелей, либо жестких токоподводов (на фиг. 1 изображены схематично).

Объем разрядной камеры заполнен изотопами водорода (дейтерием, смесью дейтерия и трития или тритием) с помощью генератора газа 4.

Работает плазменный источник следующим образом.

При срабатывании высоковольтного коммутатора 8 заряженная конденсаторная батарея разряжается на электроды разрядной камеры, заполненной до нужного уровня давления газом - изотопом водорода из генератора газа. Межэлектродный разряд инициируется скользящим разрядом по поверхности изолятора с образованием плазменной (токовой) оболочки. Под действием электродинамических сил плазменная оболочка отходит от изолятора и движется с ускорением по межэлектродному зазору к области фокусировки («плазменный фокус») на оси разрядной камеры вблизи поверхности анода. Формирующийся «плазменный фокус» является источником проникающего излучения - нейтронов и рентгеновских лучей. Резкое возрастание индуктивности разряда при этом приводит к резкому уменьшению разрядного тока и появлению перенапряжения на электродах. Любой из этих сигналов с соответствующих датчиков используется для коммутации (например, запуска искровых источников поджига) шунтирующего разрядника. В вариантах вакуумного или газового разрядника шунтирующий коммутатор может также работать в пассивном режиме, т.е. срабатывать в момент возникновения перенапряжения на электродах. При уровне разрядных токов в килоамперном диапазоне возможно использование сборки промышленных высоковольтных полупроводниковых коммутаторов. В результате происходит шунтирование основного межэлектродного разряда и ток в разрядной камере существенно снижается.

Таким образом, обеспечиваются условия для минимизации токовой эрозии элементов разрядной камеры и поступления примесей - продуктов эрозии электродов и межэлектродного изолятора - в разрядную камеру, что в свою очередь повышает ресурс работы электродов и рабочего элемента генератора газа и, следовательно, источника излучения в целом, а также выход проникающего излучения.

1. Плазменный источник проникающего излучения, состоящий из газоразрядной камеры, заполненной изотопами водорода и содержащей газоразрядные электроды, генератора рабочего газа, герметично установленного в отверстии корпуса газоразрядной камеры, и генератора импульсных токов, отличающийся тем, что на тыльной части электродов размещен высоковольтный коммутатор для программированного шунтирования межэлектродного разряда в газоразрядной камере.

2. Плазменный источник проникающего излучения по п.1, отличающийся тем, что высоковольтный коммутатор для шунтирования межэлектродного разряда в газоразрядной камере выполнен в виде кольцевого газового или вакуумного разрядника.

3. Плазменный источник проникающего излучения по п.1, отличающийся тем, что высоковольтный коммутатор для шунтирования межэлектродного разряда в газоразрядной камере выполнен в виде радиально-лучевой сборки высоковольтных управляемых полупроводниковых коммутаторов на тыльных частях электродов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области плазменной обработки материалов, в частности для нанесения покрытий, и может найти применение в плазмометаллургии, плазмохимии и машиностроительной промышленности.

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.

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).

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.

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.

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).

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.

Ускоритель плазмы предназначен для получения тяги при перемещении космических объектов и в технологии для получения композитных порошков, напыления и обработки материалов.

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.

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 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.

Изобретение относится к области электроракетных двигателей, а именно, к широкому классу плазменных ускорителей (холловских, ионных, магнитоплазмодинамических и др.), составной частью которых является катод как генератор плазмы. Технический результат - повышение ресурса работы катода за счет уменьшения распыления стенок отверстий диафрагмы эмиттерного узла высокоэнергетичными ионами из плазмы, находящейся снаружи катода. Катод плазменного ускорителя по первому варианту содержит поджигной электрод, выполненный в виде стакана с выходными отверстиями, охватывающий эмиттерный узел, эмиттеры которого охвачены единым корпусом и выполнены в виде полых цилиндрических втулок с расположенной со стороны выхода рабочего тела диафрагмой. В диафрагме напротив каждого эмиттера выполнено отверстие, причем оси эмиттеров и отверстий в диафрагме совпадают. При этом ось любого выходного отверстия в основании поджигного электрода не совпадает с осью каждого отверстия в диафрагме эмиттерного узла. Количество выходных отверстий в основании поджигного электрода может совпадать с количеством отверстий в диафрагме. Кроме того, в основании поджигного электрода может быть выполнено одно выходное отверстие. Причем на внешней торцевой поверхности диафрагмы эмиттерного узла в зонах, расположенных напротив отверстий поджигного электрода, могут быть выполнены утолщения. Во втором варианте изобретения отверстия для выхода рабочего тела расположены на боковой поверхности поджигного электрода. При этом оси выходных отверстий поджигного электрода могут не пересекаться с осью симметрии поджигного электрода. Кроме того, внешняя торцевая поверхность эмиттерного узла может быть снабжена защитным кожухом. Кожух выполняют из материала, имеющего повышенную стойкость к распылению частицами с высокими энергиями, например, из углерода.2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области плазменной техники и может быть использовано в полупроводниковой и других отраслях промышленности, где необходима модификация поверхностей материалов. Способ включает генерацию плазмы ионов бора в импульсном сильноточном магнетронном разряде, параметры которого достаточны для реализации режима самораспыления мишени из бора и составляют: ток 10-50 А, напряжение 1-2 кВ, длительность импульса - 10-100 мкс. Инициирование импульсного сильноточного магнетронного разряда осуществляется путем зажигания постоянного слаботочного магнетронного разряда с током до 50 мА, напряжением до 2 кВ и нагрева этим разрядом теплоизолированной электропроводящим материалом мишени из твердотельного бора до температуры уровня 400-500°C, при которой происходит резкое увеличение удельной проводимости бора до значений, достаточных для стабильного горения импульсного сильноточного магнетронного разряда. Технический результат - повышение содержания в плазме ионов бора до 95-98%. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к многофорсуночной трубообразной плазменной горелке-осадителю для производства заготовок для изготовления оптических волокон. К горелке подводится поток среды, содержащий стеклянный исходный материал и газ-носитель, и создается перпендикулярная ориентация продольной оси горелки относительно центральной оси подложки. Первый частичный поток первого газа или газовой смеси, в частности газа-предшественника, подводится с нижней стороны горелки к плазме и подложке через по меньшей мере одну форсунку, проходящую по продольной оси горелки. Второй частичный поток газа-предшественника подводится к плазме и подожке через дополнительную форсунку таким образом, что частичные потоки объединяются вблизи подложки. Горелка содержит средства для подачи одной легирующей присадки при помощи газа-предшественника. Технический результат изобретения - повышение эффективности осаждения частиц SiO2. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к источникам нейтронного излучения и предназначено для использования при разработке нейтронных и рентгеновских генераторов. Заявленный импульсный нейтронный генератор содержит размещенные коаксиально в герметичном корпусе (1), залитом жидким диэлектриком, нейтронную трубку (2), накопительный конденсатор (9) и высоковольтный трансформатор с многорядной вторичной обмоткой (5) и межрядной изоляцией, выступающей за пределы рядов, выполненной на каркасе в виде полого цилиндра из феррита с металлическим дном (4). При этом дно соединено с концом вторичной обмотки трансформатора и с мишенной частью нейтронной трубки. Параллельно с вторичной обмоткой высоковольтного трансформатора введена дополнительная обмотка (6), намотанная проводом с высоким удельным сопротивлением, соединенная одним концом с металлическим дном, а другим - с началом вторичной обмотки. Техническим результатом является повышение стабильности и срока службы генератора, а также уменьшение его габаритов. 1 ил.

Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности к исследованию процессов в газоразрядных приборах и плазме. Технический результат - возможность зажигания самостоятельного дугового разряда в открытом свободном пространстве. Между электродами при фиксированном расстоянии между ними подается напряжение, возникающий ток плавит и испаряет тонкую металлическую проволочку, которая размещается в свободном пространстве между электродами, при таком расстоянии между ними, при котором разряд без проволочки самопроизвольно не возникает, а между электродами создаются условия для лавинного пробоя разрядного промежутка. При этом разрядный канал помещают в перпендикулярное к нему магнитное поле, уменьшающее уход положительных ионов из разрядного промежутка, что служит дополнительным источником тепла для испарения электродов. 1ил.

Изобретение относится к области плазменной техники. Электрод для дуговой плазменной горелки содержит наружную стенку в целом цилиндрической формы, торцевую стенку и выступ. Торцевая стенка соединена с дистальным торцом наружной стенки и служит опорой для эмитирующего элемента, расположенного в целом в ее центральной области. Основание выступа расположено в целом в центральной области торцевой стенки, а конфигурация выступа позволяет ему соединяться разъемным соединением с электрододержателем, при этом выступ имеет такую конфигурацию, что между выступом и электрододержателем образуется, по меньшей мере, один канал для прохождения охлаждающей среды, когда электрод соединен с электрододержателем. В вариантах воплощения изобретения разъемное соединение содержит резьбовое соединение, при этом на выступе нарезана резьба для разъемного соединения с имеющей резьбу трубкой охлаждения электрододержателя. В других вариантах воплощения изобретения, по меньшей мере, один канал для прохождения охлаждающей среды образован этим резьбовым соединением. Технический результат - повышение срока службы электрода. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к физике плазмы. Технический результат состоит в повышении надежности. Сверхпроводящий соленоид с гофрированным магнитным полем позволяет получить в области пространства длиной 1,6 м и диаметром 0,16 м постоянное по времени аксиально-симметричное магнитное поле с периодом гофрировки 0,43 м с максимальным и минимальным значениями поля на оси соленоида 7,3 Тл и 4 Тл, соответственно. Изменением токов в обмотках соленоида пробочное отношение можно изменять в пределах R=1÷1,8. В его конструкции предусмотрена возможность установки последовательно нескольких идентичных соленоидов, для создания протяженного магнитного поля гофрированной конфигурации, например, три секции, установленных последовательно, создадут гофрированное магнитное поле протяженностью ~5 м. Поскольку соленоид предназначен для проведения экспериментов с высокотемпературной термоядерной плазмой, в его конструкции предусмотрена необходимая защита от теплового воздействия излучения плазмы на сверхпроводящую часть соленоида. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для получения импульсной низкотемпературной плазмы и может быть использовано в плазмохимии, машиностроении и для экспериментальных исследований. Технический результат - повышение производительности производства и снижение себестоимости обработки в технологических процессах для поверхностного нанесения различных металлов плазменной струей в импульсном режиме без объемного нагрева и деформации, а также для плазменной очистки обрабатываемых поверхностей, позволяющей удалять коррозионный слой. Устройство содержит блок-камеру предварительной подготовки плазмообразующего газа с распределением потока на вход сужающего сопла, для создания ламинарного потока плазмообразующего газа. Сопло выполнено перфорированным, образующим внутренний канал с переменным сечением, направляющим поток непосредственно к поверхности электродов. Дополнительно введены четыре тангенциальных выхода, создающие в комплексе ламинарный поток газа непосредственно на поверхности электродов, вспомогательный импульсный источник старта дуги; электроды из металлических водоохлаждаемых трубок с токоподводом на изоляторах, расходящихся под углом 2°, с закругленными торцевыми поверхностями в сторону выхода плазменного потока. Внутренний канал данного устройства заканчивается водоохлаждаемым соплом, обжимающим поток плазмы, направленной на обрабатываемое изделие. 2 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к плазмотронам, использующимся в плазмохимии и металлургии для проведения различных плазмохимических процессов. Комбинированный индукционно-дуговой плазмотрон дополнительно снабжен четырьмя подвижными электродами, попарно установленными в противоположно расположенных секциях газоразрядной камеры. Поджиг индукционного разряда осуществляют при атмосферном давлении путем одновременной подачи плазмообразующего газа и напряжения на первичную обмотку и электроды. После поджига индукционного разряда один из дуговых разрядов отключают, а второй используют для проведения плазмохимических реакций. Дополнительный дуговой разряд позволяет поднять локально напряженность электрического поля и энерговклад до нужного уровня, обеспечивая возможность проведения широкого спектра плазмохимических процессов, требующих повышенной мощности и повышенного значения напряженности электрического поля в зоне проведения плазмохимических реакций. Технический результат - повышение энергоэффективности. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх