Электродуговое устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВФЕтЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистмееских

Респубпаак (ti)854426 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За я влено 1 1.07.79 (2 ) 279569 1/23-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень .% 30

Дата опубликования описания 15.08.8 1 (51)М. Кл.

В 01 D 53/32

Гесударстеенный квинтет

СССР ав делам нзебретеннй н еткрытнй (З) УДК 621.384.. 6 (088. 8) (72) Автор изобретения

М. А. Уржунцев (7! ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОД УГОВОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к очистке газов и может быть использовано для очистки инертных газов от активных газообразных примесей, например при производстве сварочных или паяльных работ.

Известны способы поглощения актив5 ных газов парами металлов-геттеров при горении в замкнутом пространстве электрической дуги. На их основе построен, например, вакуумный насос или электродуговой испаритель, содержащий камеру, внутри которой установлен катод из ме- . талла-геттера, например титана, и анод, коаксиально к которому установлен соленоид для вращения дуги между анодом и катодом Я.

Такое устройство не предназначено для очистки инертных газов.

Известно электродуговое устройство, содержащее камеру, на оси которой установлены катод as геттерного материала и. трубчатый анод, подсоединяемый к магистрали подачи газа и обращенный тор2 цовым срезом к катоду, и коаксиальный оси камеры соленоид (2).

Недостатком электродугового устройства является ограниченная способность раскаленных паров металла-геттера и зеркала ванны поглощать водород. Кроме, того, в процессе работы элехтродугового устройства происходит образование тугоплавких нитридов, окислов и карбидов металла-геттера, которые постепенно закрывают зеркало ванны, что приводит к уменьшению количества образующихся па- ров металла-геттера и изменяют электрическую характеристику дугового промежутка между анодом и катодом.

Цель изобретения — повышение качества очистки и ресурса электродугового устройства.

Указанная цель достигается тем, что в электродуговом устройстве, содержащем камеру, на оси которой установлены катод из геттерного материала и трубчатый анод, подсоединяемый к магистрали подачи газа и обращенный торцовым срезом к

854 катоду, и коаксиальный оси камеры соле. ноид, катод выполнен трубчатым с переменным по длине поперечным сечением, а между осью камеры и соленоидом установлены экраны из геттерного материала.

При этом анод может быть связан с механизмом автоматического регулирования длины дугового промежутка.

На чертеже представлена схема устройства.

Электродуговое устройство для очистки инертных газов имеет корпус 1, внутри которого установлен катод 2, выполненный трубчатым переменного поперечного сечения. Торцовым срезом к катоду установ лен трубчатый анод З, соединенный с магистралью подачи газа на очистку. Коаксиально к аноду с катодом установлен соленоид 4, изолированный от дугового промежутка экранами 5, которые образуют петлеобразный канал для очищаемого газа. Анод 3 связан с системой автоматического регулирования длины ду ги посредством привода 6 от двигателя

7. Управление электродвигателем 7 осуществляют посредством сравнения опорного сигнала 8 с напряжением на дуговом промежутке между анодом и катодом, который подается через фильтр 9 в схеме

10 сравнения. Сигнал рассогласования из схемы lO сравнения подается в преобразователь l 1 и через усилитель 12 на двигатель 7. Обратную связь на двигателе осуществляет тахогенератор 1 . Охлаждение камеры и соленоида осуществля ют системой водяного охлаждения 14.

Очишаемый газ из магистрали подачи поступает по трубчатому аноду между анодом 3 и катодом 2 сквозь быстро вращающуюся под действием соленоида электрическую дугу 15 и поступает в петлеобраэный канал, образованный экранами 5, Вращение дуги по торцу анода с частотой порядка 500 Гц создает цилиндрическую плазменную завесу между анодом и катодом на пути очищаемого газа. Очистка инертного газа от активных газов происходит за счет поглощения последних парами металла катода и анода, зеркалом ван ны расплавленного металла катода и поверхностю экранов из пористого металлагеттера. Во время прохождения очищаемого газа сквозь плазму дуги происходит диссоциация молекул сложных газообразных примесей, в том числе паров воды, и поглощение атомов примесей. а

Петлеобразное движение очишаемого газа между гофрированными экранами

426 4 обеспечивает более длительный контакт

I газа с активной поверхностью металлагеттера экранов.

Наличие пористых экранов с развитой поглощающей поверхностью, подогретых о

- излучением дуги до lOO 900 С, обеспечивает поглощение несвязанного водорода, так как поглошательная способность геттерного материала увеличивается при по10 вышенной температуре, Образование корки тугоплавких нитридов, окислов и карбидов металла-геттера на краях ванны катода приводит к увеличению падения напряжения в дуговом промежутке. Расход металла анода и катода также увеличивает падение напряжения.

Для компенсации этих процессов система автоматического регулирования длины дуги по напряжению сдвигает анод с катодом и электрическая характеристика дуги сохраняется. При расходовании металЛа катода дуга меняет траекторию по трубчатому катоду переменного поперечного сечения, а образующуюся корку тугоплавких соединений сталкивает, соответственно, внутрь и наружу трубчатого катода.

Использование предлагаемого электродугового устройства для поглощения активных газов позволяет повысить качество .очистки благодаря применению подогретых излучением дуги пористых экранов, увеличить ресурс устройства в 10-100 раэ

35 за счет применения трубчатого катода переменного поперечного сечения, системы автоматического регулирования длины дуги по напряжению и водяного охлаждения камеры и соленоида.

Формула изобретения

1. Электродуговое устройство, содер45 жащее камеру, на оси которой установлен катод из геттерного материала и трубча- тый анод, подсоединяемый к магистрали подачи газа и обращенный торцовым срезом к катоду, и коаксиальный оси камеры соленоид, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения качества очистки и ресурса устройства, катод выполнен трубчатым с переменным по длине поперечным сечением, а л ежду осью камеры и соленоидом установлены экраны из геттерного материала.

2. Устройство o . l, ° л J«а— ю ш е е с я тем, что в него введен ме ханизм автоматического регулирования длины дугового промежутка, связанный с анодом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

854426

l. Авторское свидетельство CCCP

)1 о 168833; кл. В Ol > S l/00, 1963.

2. Авторское свидете.ьство СССР

) о 63238 l, кл. В Ol Э 53./00, 1976 (прототип).

В

Составитель В, Минаков

Редактор H. Горват Техред A.Áàáèíåè Корректор Г. Решетняк

Заказ 6551/7 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ЛПП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4