Электродуговой испаритель

 

ОЛ ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30.01.78 (21) 2577732/24-07

Союз Советских

Социалистических

Республик «> 678735 (5! ) рА. Кл.

Н 05 В 7/) 8

Н 05 Н 1/26 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) Удк 021.385. .29 (088.8) Опубликовано О "50879. бюллетень М 29

Дата опубликования описания, Об08.79 (72) Авторы изобретения

Г. А. Горяев, Э. К. Добринский, А. Э. Фридберг и В. А. фролов (71) Заявитель

Научно-производственное объединение Тулачермет (54) ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ

Изобретение относится к электротех-, нике, а именно к плазменной технике и может быть использовано для получения мелкодисперсных порошков легкоплавких металлов, а также при осущест—

5 влении процесса, одной из стадий которых является получение паров металлов и других трудноиспаримых соединений.

Известны электродуговые нагреватели газа, применяющиеся, в частности, и для получения и .обработки порошков, и испарения веществ и соединений (1), Известен электродуговой испаритель, содержащий соосно установленные центральный стержневой электрод, трубчатый выходной электрод, выполненный из пористого материала, и охватывающий трубчатый электрод герметичный корпус с патрубком пс>дачи в полость меж.ду ними испаряемого вещества (2).

Недостатком электродугового испарителя является низкая эффективность работы.

Целью изобретения является повы шение эффективности работы испарителя.

Цель достигается тем, что испаритель снабжен дополнительным электронагревателем, например, резистивным, установленным снаружи корпуса, а трубчатый электрод выполнен нз тyz оплавкого материала, например, пористого вольфрама с пропиткой легкоплавким испаряемым веществом, например, медью.

На чертеже из обр ажен испаритель .

Стерв. невой электрод ) установлен внутри межэлектродного изолятора 2, смонт ирова ни с го н а вихревой камере 3 .

Выходной трубчатый электрод 4 выполнен из тугоплавкого пористого материала, напримc.р, вольфрама, пропитанного испаряемым веществсм. Выходной электрод установлен в цилиндрическом корпусе 5. Кольцевая полость между электродом 4 и корпусом 5 заполнена испаряемьм материалом. Корпу

5 имеет патрубск б для подачи материала и опоясывается электронагревателем 7. устрсйство работает следующим образом.

Электрическая дуга 8 выдувается под воздействием вихревого потока плазмообразующего газа в канаг выходного электрода. Псд воздействием теп ловых потоков от приэлектродного участка дуги в выходном канале электрода, а также лучистсй н конвективной составляющих теплового потока о=

678735

Формула изобретения

30 столба дуги .и последугавой плазменной струи, выходной электрод нагревается, а находящийся в порах и коль цевом пространстве более легкоплавкий перерабатываемый материал плавит ся.

Часть перерабатываемого материала ( находящаяся непосредственно на поверхности внутреннего канала электрода, испаряется. Восполнение испаренного материала происходит в ре-зультате действия капиллярных сил за счет распла ва, содержащегося в кольцевом зазоре

Убыль перерабатываемого материала в кольцевом зазоре между выходным электродом и корпусом восполняется путем подачи материала через патрубок 6 в виде его порошка, прутка и т.д. Испаривщийся материал поступает в c,ëàýìåííóþ струю, который транспор тируется на дальнейшую переработку.

В момент запуска плазмотрона, кого да перерабатываемое вещество в теле выходное электрода, 4 и кольцевом зазоре между ней ж корпусом 5 находится в твердом состонии, трудно мгновенно получить интенсивное испарение перерабатыьаемого материала, а в зоне привязки дуги возможно оплавление и разрушение тугоплавкой пористой матрицы.

Для предотвращения разрушения электрода 4 целесообразно перед запуском плазмотрона расплавить перерабатываемый материал и, по возможности поднять его температуру дс температуры близкой к точке кипения.

Тогда после запуска сразу же начнется испарение и значительный расход тепла на парообразование исключает оплаВление выходного электрода, так как температура электрода не может значительно превышать температуру кипения перерабатываемого материала, Предварительное расплавление и нагрев перерабатываемого материала осуществляется с помощью электронагревателя 7 любой известной конструкции (спираль сопротивления, индуктор и

Т«П»)

Температура плавления выходного электрода должна превышать температуру кипения перерабатываемого материала. Кроме того материал электрода не должен реагировать с расплавом перерабатываемого материала.

Как показали исследования по про.питке медью, свинцом и другими металлами вольфрамовой матрицы пористостью от 15% до 40%, полученной методами порошксвой металлургии из порошка с радиусом частиц 1-40 мкм, расплав хо. рошо впитывается в пористую матрицу под действием капиллярных сил и прочно удерживается в порах.

Таким образом, использование тепловых потерь в выходном электроде для нагревания и испарения материала позволит более полно использовать лучистые и конвективные тепловые потоки от столба дуги, а также тепла, выделяющегося в зоне привязки дуги к электроду, и повысить эффективность использования тепла для осуществления процесса испарения перерабатываемого материала. Улучшается также и качество продукта, поскольку исключается возможность проскока В плазменную струю капель неиспарившегося материала.

Изобретение может найти также применение для охлаждения электродов плазмотронов, работающих в особых условиях (плазмобуры в глубоких скважинах, плазменные двигатели в космосе), когда охлаждение обычными сред ствами за счет циркуляции зоды или

Нного теплоносителя затруднено, Электродуговой испаритель, содержаi@HA соосно установленные центральный стержневой электрод, трубчатый выходной электрод, выполненный из пористого материала, и охватывающий трубча.тый электрод гермети -.ный корпус с патрубком подачи в полость между ними испаряемого вещества, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью

40 повышения эффективности работы испарителя, он снабжен дополнительным электронагревателем, например, реэистивным установленным снаружи корпуса, а трубчатый электрод выполнен из ту45 гоплавкого материала, напРимеР, пористого всльфрама с пропнткой легкоплавким испаряемым веществом, например, медью.

Источники информации, принятые во

5р внимание при экспертизе

1. Жуков М. Ф. и др. Электродуговые нагреватели газа, М., Наука

1973. с, 12-21.

2. Патент Великобритании 9 1380966|

55 кл. Н 05 Н 1/26, 1975.

Составитель В. Ковалев

Редактор (3. Большакова Техред Э.Чужик Корректор M. Пежо

Заказ 4411/52 ТиРаж 94 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4