Типы применяемых плазмотронов

Электродуговые:

Первые плазмотроны, предназначенные для исследования газодинамических параметров, параметров тепло- и массообмена, механизмов разрушения металлических и композиционных материалов конструкций, были разработаны в 60-х годах прошлого столетия в СССР и США и получили достаточно широкое распространение в ракетно-космической промышленности. К ним предъявляются следующие основные требования: диапазон температур торможения - 3000…6000 К; диапазон давлений торможения - 0,5…10 МПа; диапазон расходов рабочего тела - 0,1…10 кг/с; диапазон электрических мощностей - 0,2…50 Мвт и др.

Принцип действия плазмотрона достаточно прост: поскольку электрическая дуга имеет очень высокую температуру, достигающую десятков тысяч градусов, то при взаимодействии дуги с рабочим газом происходит его интенсивный нагрев. Однако эффективность зависит от того, каким образом организован рабочий процесс.

Оптимальный рабочий процесс должен удовлетворять двум требованиям. Во-первых, очевидно, что для получения максимальной температуры большая часть нагреваемого газа должна взаимодействовать с дуговым разрядом. Во-вторых, необходимо обеспечить такие тепловые режимы всех узлов плазмотрона, при которых ресурс его работы был бы достаточно велик. Для плазмотронов большой мощности это требование сводится, в первую очередь, к обеспечению стойкости электродов.

• С прямой дугой.
• С косвенной дугой.
• С электролитическим электродом (электродами).
• С вращающейся дугой.
• С вращающимися электродами.

Высокочастотные:

Высокочастотные плазмотроны применяют для получения особо чистых порошков.

В высокочастотном плазмотроне движение плазменной струи, как правило, ламинарное.

Примерами могут служить дуговые и высокочастотные плазмотроны для газотермического напыления, электроискровые установки для легирования. Дуговой и высокочастотный разряды используют также в установках вакуумного нанесения покрытий.

Кроме того, в высокочастотных плазмотронах может быть использован комбинированный воздушно-водяной способ термозащиты стенок камеры. В этом случае кварцевая трубка снаружи охлаждается водой, одновременно вдоль внутренних ее стенок продувается газ.

• Индукционные (нагрев движущихся металлических паров).
• Электростатические.

Комбинированные:

Комбинированный плазмотрон содержит металлическую водоохлаждаемую камеру с продольными разрезами, которая изготовлена из металлической трубы с толщиной стенки 7-20 мм, в которой выполнены продольные каналы водоохлаждения, с внешней стороны герметично закрытые металлическими накладками. На камеру надета кварцевая труба, выполняющая роль кожуха, установленная на съемные фланцы с возможностью съема. Индуктор охватывает камеру и кварцевую трубу, причем витки индуктора покрыты электроизоляционным материалом. Снизу к камере через газоформирователь, который установлен на входе камеры, подсоединен дуговой плазмотрон. Техническим результатом является упрощение изготовления плазмотрона, улучшение условий его использования в промышленности, повышение надежности и увеличение ресурса работы плазмотрона. 1 ил.

Работают при совместном действии токов высоких частот (ТВЧ) и при горении дугового разряда, в том числе с сжатием разряда магнитным полем.

• Для производства плазменной и микроплазменной сварки в настоящее время применяются следующие установки: УПС-501, УПС-804 и УПС-301 для плазменной сварки и установка А-1342 для микроплазменной сварки

Дата добавления: 2014-01-07