RU2254395C1 - Electric-arc plasmatron for processing materials - Google Patents

Electric-arc plasmatron for processing materials Download PDF

Info

Publication number
RU2254395C1
RU2254395C1 RU2003133037/06A RU2003133037A RU2254395C1 RU 2254395 C1 RU2254395 C1 RU 2254395C1 RU 2003133037/06 A RU2003133037/06 A RU 2003133037/06A RU 2003133037 A RU2003133037 A RU 2003133037A RU 2254395 C1 RU2254395 C1 RU 2254395C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
anode
cathode
assembly
plasma torch
cavity
Prior art date
Application number
RU2003133037/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003133037A (en
Inventor
В.Н. Саунин (RU)
В.Н. Саунин
С.В. Телегин (RU)
С.В. Телегин
Д.А. Астафьев (RU)
Д.А. Астафьев
В.П. Ковалькова (RU)
В.П. Ковалькова
Original Assignee
Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М.Ф. Решетнева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М.Ф. Решетнева filed Critical Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М.Ф. Решетнева
Priority to RU2003133037/06A priority Critical patent/RU2254395C1/en
Publication of RU2003133037A publication Critical patent/RU2003133037A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2254395C1 publication Critical patent/RU2254395C1/en

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

FIELD: plasma-chemical reactors.
SUBSTANCE: device has coaxially mounted cathode assembly with cathode and anode assembly with anode nozzle. Plasmatron has isolator and cooling system for cathode and anode assemblies with branch pipes for input and output of cooling liquid. Isolator is mounted between cathode and anode assemblies. Plasmatron has branch pipe for inlet of processed material. Cylindrical hollow of inlet branch pipe of processed material is connected by continuous transporting channel to cathode-adjacent area. The latter changes to cylindrical hollow of anode nozzle. The later is fixed by pressing nut in body of anode assembly. To the latter branch pipe for inlet of coolant is connected. Coolant inlet branch pipe is connected to anode assembly cooling system. The latter is connected to cathode assembly cooling system ad branch pipe for outlet of coolant. Plasmatron is provided with flame perforator. Conical cover of the latter is mounted on body of anode assembly, flush with its edge surface. In the body of anode assembly a spiral hollow is made.
EFFECT: continuous operation of device in the flames of plasma-chemical reactor.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области синтеза материалов в плазмохимическом реакторе, в частности для получения твердых фаз углерода (фуллерена, нанокристаллических трубок, микрокристаллических и массивных алмазоподобных веществ) при термосиловом взаимодействии плазменной струи с СН-содержащими газами и может быть использовано в химической промышленности, машиностроении и металлургии.The invention relates to the field of synthesis of materials in a plasma chemical reactor, in particular for the production of solid phases of carbon (fullerene, nanocrystalline tubes, microcrystalline and massive diamond-like substances) during thermoset interaction of a plasma jet with CH-containing gases and can be used in the chemical industry, mechanical engineering and metallurgy .

Известна установка для плазменной сварки (авторское свидетельство №1623846, кл. В 23 К 10/00, 1988), содержащая плазмотрон, включающий катодный и анодные узлы, изолятор, расположенный между ними, систему охлаждения горячей зоны и узел подвода плазмообразующего газа.A known installation for plasma welding (copyright certificate No. 1623846, class B 23 K 10/00, 1988), containing a plasma torch, including cathode and anode nodes, an insulator located between them, a hot zone cooling system and a plasma gas supply unit.

В качестве прототипа выбран плазмотрон (патент РФ №2071189, МПК 6 Н 05 Н 1/26, 27.12.1966). Плазмотрон содержит соосно и последовательно установленные катодный узел с катодом, анодный узел с соплом-анодом, изолятор между катодным и анодным узлами. Катодный и анодный узлы имеют системы охлаждения с патрубками ввода и вывода охлаждающей жидкости. Плазмотрон имеет патрубок для ввода плазмообразующего газа, через который совмещен подвод обрабатываемого материала в виде газа.As a prototype, a plasmatron was selected (RF patent No. 2071189, IPC 6 N 05 N 1/26, 12/27/1966). The plasma torch contains coaxially and sequentially mounted cathode assembly with a cathode, an anode assembly with an anode nozzle, an insulator between the cathode and anode assemblies. The cathode and anode nodes have cooling systems with coolant inlet and outlet pipes. The plasma torch has a nozzle for introducing a plasma-forming gas, through which the supply of the processed material in the form of gas is combined.

К недостаткам прототипа можно отнести следующее. Патрубки ввода-вывода охлаждающей жидкости и ввода плазмообразующего газа и наружная поверхность изолятора не защищены от воздействия пламени плазмохимического реактора. Система охлаждения не обеспечивает допустимый тепловой режим конструкционных элементов плазмотрона.The disadvantages of the prototype include the following. The pipes for the input / output of the coolant and the input of the plasma-forming gas and the outer surface of the insulator are not protected from the flame of the plasma-chemical reactor. The cooling system does not provide the allowable thermal regime of the structural elements of the plasma torch.

В рабочем положении корпус анодного узла является верхним фланцем плазмохимического реактора, установленным с зазором в герметичной реакционной камере. Часть продуктов диссоциации истекает в зазор между торцом корпуса анода и горловиной плазмохимического реактора и, соединяясь с атмосферным кислородом, воспламеняется. Пламя воздействует на наружную поверхность плазмотрона и патрубки, что приводит к нарушению герметичности соединений патрубков с подводящими магистралями, разрушению уплотнения в гермостыке сопла-анода и прижимной гайки и, как следствие, нарушению герметичности полостей плазмотрона. Под воздействием пламени плавится и обугливается наружная поверхность изолятора, выполненного из органических материалов, происходит короткое замыкание между электронагруженными катодным и анодным узлами.In the operating position, the body of the anode assembly is the upper flange of the plasma chemical reactor mounted with a gap in the sealed reaction chamber. Some of the dissociation products flow into the gap between the end of the anode body and the neck of the plasma chemical reactor and, when combined with atmospheric oxygen, ignites. The flame acts on the outer surface of the plasma torch and nozzles, which leads to a violation of the tightness of the connections of the nozzles with the supply lines, the destruction of the seal in the pressure seal of the anode nozzle and the clamping nut, and, as a result, the tightness of the plasmatron cavities. Under the influence of the flame, the outer surface of the insulator made of organic materials melts and charred, a short circuit occurs between the electrically loaded cathode and anode nodes.

Перечисленные конструктивные недостатки прототипа не совместимы с требуемой длительной непрерывной работой плазмотрона в открытом пламени плазмохимического реактора.These design flaws of the prototype are not compatible with the required long-term continuous operation of the plasma torch in the open flame of a plasma chemical reactor.

Задача изобретения - обеспечение непрерывной работы плазмотрона в плазмохимическом реакторе.The objective of the invention is to ensure continuous operation of the plasma torch in a plasma-chemical reactor.

Поставленная задача достигается тем, что в плазмотроне, содержащем соосно и последовательно установленные катодный узел с катодом, анодный узел с соплом-анодом, изолятор, установленный между катодным и анодным узлами, систему охлаждения катодного и анодного узлов с патрубками ввода и вывода охлаждающей жидкости и патрубок ввода обрабатываемого материала, согласно изобретению цилиндрическая полость патрубка ввода обрабатываемого материала соединена непрерывном транспортирующим каналом с прикатодной областью, переходящей в цилиндрическую полость сопла-анода, укрепленного посредством прижимной гайки в корпусе анодного узла, к которому присоединен патрубок ввода охлаждающей жидкости, соединенный с системой охлаждения анодного узла, сообщающейся с системой охлаждения катодного узла и патрубком вывода охлаждающей жидкости, причем плазмотрон снабжен пламеотбойником, конический кожух которого установлен на корпусе анодного узла заподлицо с его торцевой поверхностью, на внутренней поверхности которого расположено кольцо параллельно его основанию, создающее герметичную полость охлаждения и открытую полость, образованные соответственно наружными поверхностями изолятора - корпуса анодного узла и изолятора - корпуса катодного узла, а в корпусе анодного узла выполнена спиральная полость, сообщающаяся с системой охлаждения плазмотрона.The task is achieved in that in a plasmatron containing coaxially and sequentially mounted cathode assembly with a cathode, an anode assembly with an anode nozzle, an insulator installed between the cathode and anode assemblies, a cooling system for the cathode and anode assemblies with coolant inlet and outlet nozzles and a nozzle input of the processed material, according to the invention, the cylindrical cavity of the nozzle of the input of the processed material is connected by a continuous conveying channel to the cathode region passing into the cylinder the cavity of the anode nozzle, fixed by means of a clamping nut in the body of the anode assembly, to which a coolant inlet pipe is connected, connected to the cooling system of the anode assembly in communication with the cooling system of the cathode assembly and the coolant outlet pipe, and the plasma torch is equipped with a flame retardant, the conical casing of which mounted on the body of the anode assembly flush with its end surface, on the inner surface of which is located a ring parallel to its base, creating a seal a distinct cooling cavity and an open cavity formed respectively by the outer surfaces of the insulator — the anode assembly body and the insulator — the cathode assembly housing, and a spiral cavity is made in the anode assembly housing, communicating with the plasma torch cooling system.

Герметичная полость охлаждения пламеотбойника последовательно включена в систему охлаждения анодного и катодного узлов с помощью соответствующих переходных полостей и отверстий, выполненных в изоляторе.The hermetic cooling chamber of the flame retardant is sequentially included in the cooling system of the anode and cathode assemblies using the corresponding transition cavities and holes made in the insulator.

Кожух пламеотбойника выполнен с углом конуса 80-120°, а высота его превышает верхний торец катодного узла.The flameproof casing is made with a cone angle of 80-120 °, and its height exceeds the upper end of the cathode assembly.

Патрубки ввода и вывода охлаждающей жидкости и патрубок ввода плазмообразующего газа расположены параллельно оси плазмотрона и защищены открытой полостью пламеотбойника.Coolant inlet and outlet nozzles and plasma forming gas inlet nozzles are located parallel to the axis of the plasma torch and are protected by the open cavity of the flame retardant.

Длина части изолятора, расположенной в открытой полости пламеотбойника, как минимум в два раза больше минимального зазора между катодом и соплом-анодом.The length of the part of the insulator located in the open cavity of the flame retardant is at least two times the minimum gap between the cathode and the anode nozzle.

На чертеже представлен предлагаемый плазмотрон в разрезе.The drawing shows the proposed plasmatron in section.

Плазмотрон состоит из входного патрубка 1 ввода обрабатываемого материала (ОМ) и транспортирующего газа (ТГ), цилиндрическая полость 2 которого переходит в коническую полость 3, образованную диффузором 4 и обтекателем 5, установленными на корпусе катодного узла 6. В корпусе катодного узла 6 выполнена коаксиальная полость 7, в которую переходит коническая полость 3. В корпусе катодного узла посредствам цанги 8 закреплен катод 9 и установлен переходник 10 с укрепленной на нем электронейтральной вставкой 11. Поверхности электронейтральной вставки 11 и изолятора 12, образующие транспортирующую полость 13, выполнены в виде двух обратных усеченных конусов 14 и 15, соединенных большими основаниями. Транспортирующая полость 13 фокусируется в прикатодной области 16, переходящей в цилиндрическую полость 17 сопла-анода 18. Таким образом, полости 3, 7 и 13 образуют непрерывный транспортирующий канал, связывающий цилиндрическую полость патрубка 1 ввода ОМ с прикатодной областью. Сопло-анод 18 фиксируется в корпусе анодного узла 19 прижимной гайкой 20. Сопрягаемые поверхности прижимной гайки 20 и сопла-анода 18 выполнены коническими с образованием ниппельного соединения для исключения из конструкции уплотнительных колец в гермостыке сопла-анода и прижимной гайки.The plasma torch consists of an inlet pipe 1 for inputting the processed material (OM) and transporting gas (TG), the cylindrical cavity 2 of which passes into a conical cavity 3 formed by a diffuser 4 and a fairing 5 mounted on the cathode assembly 6. In the cathode assembly 6, the coaxial cavity 7 into which the conical cavity 3 passes. In the case of the cathode assembly, a cathode 9 is fixed by means of a collet 8 and an adapter 10 is mounted with an electrically neutral insert 11 mounted on it. Surfaces of the electrically neutral insert 11 and insulator 12, forming a conveying cavity 13, are made in the form of two reverse truncated cones 14 and 15 connected by large bases. The transport cavity 13 is focused in the near-cathode region 16, which passes into the cylindrical cavity 17 of the anode nozzle 18. Thus, the cavities 3, 7 and 13 form a continuous conveying channel connecting the cylindrical cavity of the OM input pipe 1 to the near-cathode region. The anode nozzle 18 is fixed in the housing of the anode assembly 19 by the clamping nut 20. The mating surfaces of the clamping nut 20 and the anode nozzle 18 are tapered to form a nipple joint to exclude sealing rings in the sealing ring of the anode nozzle and clamping nut.

Корпус анодного узла 19 имеет систему охлаждения, соединенную с патрубком 21 ввода охлаждающей жидкости (ОЖ). Патрубок 21 ввода ОЖ одновременно является клеммой соединения сопла-анода с плюсом "+" источника питания плазмотрона. В систему охлаждения анодного узла входят спиральный канал 22, охлаждающий торцевую поверхность 23 корпуса анодного узла, полость 24, связанная радиальными равнорасположенными отверстиями 25 с кольцевой переходной полостью 26. В корпусе катодного узла выполнена кольцевая переходная полость 27, соединенная с полостями 28 и 29, охлаждающими катод 9 и электронейтральную вставку 11. Полости 28 и 29 связаны с патрубком 30 вывода охлаждающей жидкости, вертикально укрепленного на торцевой поверхности корпуса катодного узла. Патрубок 30 вывода ОЖ одновременно является клеммой подвода минуса "-" источника питания плазмотрона к катоду. На торцевой поверхности корпуса катодного узла вертикально закреплен патрубок 31 ввода плазмообразующего газа (ПОГ), соединенный каналами с конической полостью 32, образованной конической поверхностью катода 9 и внутренней поверхностью электронейтральной вставки 11. На корпусе анодного узла 19 заподлицо с его торцевой поверхностью установлен пламеотбойник, состоящий из кожуха 33 конической формы с углом при вершине 80-120° и кольца 34, контактирующего с изолятором 12 с образованием двух конических полостей. Герметичная полость 35, являющаяся полостью охлаждения, образована наружными поверхностями корпуса анодного узла 19, изолятора 12, кольцом 34 и внутренней конической поверхностью кожуха 33. Открытая полость 36 образована наружными поверхностями корпуса катодного узла 6, изолятора 12, кольцом 34 и кожухом 33. Расстояние Н между верхней плоскостью кольца 34 и нижним торцом корпуса катодного узла 6 должно превышать не менее чем в два раза кратчайший зазор S между концом катода 9 и внутренней торцевой поверхностью сопла-анода 18. Полость охлаждения 35 пламеотбойника включена в систему охлаждения анодного узла отверстиями 37 и 38 и катодного узла - отверстиями 39 и 40, выполненными в изоляторе 12 и связывающими две кольцевых переходных полости 26 и 27 корпусов анодного и катодного узлов.The body of the anode assembly 19 has a cooling system connected to a pipe 21 for introducing coolant (coolant). The coolant input pipe 21 is simultaneously the connection terminal of the anode nozzle with the plus “+” of the plasma torch power source. The anode assembly cooling system includes a spiral channel 22 cooling the end surface 23 of the anode assembly housing, a cavity 24 connected by radial equally spaced openings 25 with an annular transition cavity 26. An annular transition cavity 27 is made in the cathode assembly housing, connected to cooling cavities 28 and 29 the cathode 9 and the electrically neutral insert 11. The cavities 28 and 29 are connected to the coolant outlet pipe 30, vertically mounted on the end surface of the cathode assembly body. The coolant outlet pipe 30 is at the same time a terminal for supplying a minus “-” to the plasma torch power source to the cathode. A plasma-forming gas (POG) inlet pipe 31 is vertically fixed on the end surface of the cathode assembly body, connected by channels with a conical cavity 32 formed by the conical surface of the cathode 9 and the inner surface of the electrically neutral insert 11. A flame eliminator is installed flush with the end surface of the anode assembly 19 from a casing 33 of a conical shape with an angle at the apex of 80-120 ° and a ring 34 in contact with the insulator 12 with the formation of two conical cavities. The sealed cavity 35, which is the cooling cavity, is formed by the outer surfaces of the casing of the anode assembly 19, the insulator 12, the ring 34 and the inner conical surface of the casing 33. The open cavity 36 is formed by the outer surfaces of the casing of the cathode assembly 6, the insulator 12, the ring 34 and the casing 33. The distance H between the upper plane of the ring 34 and the lower end of the cathode assembly 6 should be at least two times the shortest gap S between the end of the cathode 9 and the inner end surface of the anode nozzle 18. Cooling cavity 35 flame The ejector compartment is included in the cooling system of the anode assembly with openings 37 and 38 and the cathode assembly with openings 39 and 40, made in the insulator 12 and connecting two annular transition cavities 26 and 27 of the casing of the anode and cathode assembly.

Плазмотрон работает следующим образом.The plasma torch works as follows.

Через патрубок 31 ввода плазмообразующего газа и коническую полость 32 катодного узла чистые газы или их смеси фокусируются в прикатодную область 16, а затем в цилиндрическую полость 17 сопла-анода 18. Осциллятором источника питания через зазор S между катодом и соплом-анодом инициируется электрическая дуга, образуется плазменная струя, истекающая из сопла-анода.Pure gases or mixtures thereof are focused through the nozzle 31 of the plasma-forming gas inlet and the conical cavity 32 of the cathode assembly to the cathode region 16, and then to the cylindrical cavity 17 of the anode nozzle 18. An electric arc is initiated by the oscillator of the power supply through the gap S between the cathode and the anode nozzle, a plasma jet is formed, flowing out of the anode nozzle.

СН-содержащий газ вводится через патрубок 1. Пройдя по непрерывному транспортирующему каналу, фокусируется в прикатодную высокотемпературную область плазменной струи. Нагреваясь, обрабатываемый материал диссоциирует на составляющие углерод и водород, которые частью вступают в реакцию с катализатором и осаждаются в плазмохимическом реакторе, а другая часть выходит из горловины плазмохимического реактора через зазор, с которым установлен в реакторе плазмотрон и, соединяясь с атмосферным кислородом, загорается.The CH-containing gas is introduced through the nozzle 1. Having passed through the continuous transport channel, it focuses in the near-cathode high-temperature region of the plasma jet. When heated, the material being processed dissociates into carbon and hydrogen constituents, which partly react with the catalyst and precipitate in the plasma chemical reactor, and the other part leaves the neck of the plasma chemical reactor through the gap with which the plasma torch is installed in the reactor and, connecting with atmospheric oxygen, lights up.

Из внешней магистрали охлаждающая жидкость (вода) под давлением подается в патрубок 21 анодного узла, проходит через спиральный канал 22 корпуса 19 анодного узла, охлаждая торец 23, и с тангенциальным вращением входит в полость 24 охлаждения сопла-анода 18, интенсивно охлаждая его. Затем вода через радиальные отверстия 25 входит в переходную полость 26. Далее через отверстия 37 и 38, выполненные в изоляторе 12, вода проходит в герметичную полость 35 охлаждения пламеотбойника и, циркулируя по ней, поступает в диаметрально расположенные отверстия 39 и 40 изолятора 12 и переходную полость 27 охлаждения катодного узла. Пройдя через полости охлаждения катода 28 и электронейтральной вставки 29, вода выходит через патрубок 30.From the external line, cooling fluid (water) under pressure is supplied to the pipe 21 of the anode assembly, passes through the spiral channel 22 of the housing 19 of the anode assembly, cooling the end face 23, and with tangential rotation enters the cooling cavity 24 of the anode nozzle 18, cooling it intensively. Then the water through the radial holes 25 enters the transition cavity 26. Then, through the holes 37 and 38 made in the insulator 12, the water passes into the sealed cavity 35 for cooling the flame eliminator and, circulating through it, enters the diametrically located holes 39 and 40 of the insulator 12 and the transition cavity 27 cooling the cathode assembly. After passing through the cooling cavity of the cathode 28 and the electrically neutral insert 29, water exits through the pipe 30.

Обеспечить необходимый температурный режим работы узлов плазмотрона позволяет пламеотбойник. Он защищает наружную поверхность изолятора от разрушения и пробоя, а также защищает от открытого пламени патрубки ввода и транспортирующие магистрали охлаждающей жидкости и пневмосистемы. Угол α при вершине кожуха 33 пламеотбойника лежит в пределах 80-120° и выбран экспериментально. При угле α<80° фронт горения расположен близко к поверхностям защищаемых патрубков и магистралей. При углах α>120° происходит срыв пламени с поверхности кожуха и захлестывание его во внутреннюю открытую полость 36. Экспериментально выявлено, что высота L кожуха в указанном интервале углов должна быть равной или превышать расстояние N от нижнего торца анодного узла до верхнего торца катодного узла. Установлено, что для исключения пробоя между верхней плоскостью кольца 34 пламеотбойника и нижним торцом корпуса 6 катодного узла при запуске плазмотрона расстояние Н между ними должно превышать как минимум в два раза минимальный зазор S между концом катода 9 и соплом-анодом 18.To provide the necessary temperature conditions for the operation of the plasma torch nodes allows flame retardant. It protects the outer surface of the insulator from destruction and breakdown, and also protects the inlet pipes and conveying lines of the coolant and pneumatic system from an open flame. The angle α at the top of the casing 33 of the flame retardant lies in the range of 80-120 ° and is selected experimentally. At an angle α <80 °, the combustion front is located close to the surfaces of the protected nozzles and highways. At angles α> 120 °, the flame breaks off from the surface of the casing and sweeps it into the internal open cavity 36. It was experimentally found that the height L of the casing in the indicated range of angles should be equal to or greater than the distance N from the lower end of the anode assembly to the upper end of the cathode assembly. It was found that in order to avoid breakdown between the upper plane of the flame eliminator ring 34 and the lower end of the cathode assembly housing 6 when the plasma torch is started, the distance H between them must exceed at least two times the minimum clearance S between the end of the cathode 9 and the anode nozzle 18.

Проведенные испытания заявляемого плазмотрона показали, что он обеспечивает заданную длительность непрерывного процесса обработки СН-содержащих газов с сохранением необходимого теплового режима узлов, патрубков и магистралей пневмо- и гидросистем плазмотрона. При испытаниях в течение 45 минут непрерывной работы в комплексе с плазмохимическим реактором, после разборки плазмотрона не обнаружено дефектов в гермостыках, на поверхности изолятора, находящейся в открытой полости пламеотбойника, а также на патрубках и магистралях пневмо- и гидросистем плазмотрона.Tests of the inventive plasma torch showed that it provides a given duration of a continuous process for the processing of CH-containing gases while maintaining the necessary thermal regime of the nodes, pipes and lines of the pneumatic and hydraulic systems of the plasma torch. When testing for 45 minutes of continuous operation in combination with a plasma-chemical reactor, after disassembling the plasma torch, no defects were detected in the pressure joints, on the surface of the insulator located in the open cavity of the flame retardant, as well as on the nozzles and lines of the pneumatic and hydraulic systems of the plasma torch.

Claims (6)

1. Электродуговой плазмотрон для обработки материалов, содержащий соосно и последовательно установленные катодный узел с катодом, анодный узел с соплом-анодом, изолятор, установленный между катодным и анодным узлами, систему охлаждения катодного и анодного узлов с патрубками ввода и вывода охлаждающей жидкости и патрубок ввода обрабатываемого материала, отличающийся тем, что цилиндрическая полость патрубка ввода обрабатываемого материала соединена непрерывным транспортирующим каналом с прикатодной областью, переходящей в цилиндрическую полость сопла-анода, укрепленного посредством прижимной гайки в корпусе анодного узла, к которому присоединен патрубок ввода охлаждающей жидкости, соединенный с системой охлаждения анодного узла, сообщающейся с системой охлаждения катодного узла и патрубком вывода охлаждающей жидкости, причем плазмотрон снабжен пламеотбойником, конический кожух которого установлен на корпусе анодного узла заподлицо с его торцевой поверхностью, на внутренней поверхности которого расположено кольцо параллельно его основанию, создающее герметичную полость охлаждения и открытую полость, образованные соответственно наружными поверхностями изолятора - корпуса анодного узла и изолятора - корпуса катодного узла, а в корпусе анодного узла выполнена спиральная полость, сообщающаяся с системой охлаждения плазмотрона.1. An arc plasma torch for processing materials, comprising a coaxially and sequentially mounted cathode assembly with a cathode, an anode assembly with an anode nozzle, an insulator mounted between the cathode and anode assemblies, a cooling system for the cathode and anode assemblies with coolant inlet and outlet nozzles and an inlet nozzle the processed material, characterized in that the cylindrical cavity of the input pipe of the processed material is connected by a continuous conveying channel to the cathode region, turning into a cylindrical the cavity of the anode nozzle, fixed by means of a clamping nut in the anode assembly body, to which a coolant inlet pipe is connected, connected to the cooling system of the anode assembly in communication with the cooling system of the cathode assembly and the coolant outlet pipe, and the plasma torch is equipped with a flame retardant, the conical casing of which mounted on the body of the anode assembly flush with its end surface, on the inner surface of which is located a ring parallel to its base, creating a hermetic a cooling cavity and an open cavity formed respectively by the outer surfaces of the insulator - the anode assembly body and the insulator - the cathode assembly housing, and a spiral cavity is made in the anode assembly housing, communicating with the plasma torch cooling system. 2. Плазмотрон по п.1, отличающийся тем, что герметичная полость охлаждения пламеотбойника последовательно включена в систему охлаждения анодного и катодного узлов с помощью соответствующих переходных полостей и отверстий, выполненных в изоляторе.2. The plasma torch according to claim 1, characterized in that the sealed cooling cavity of the flame retardant is sequentially included in the cooling system of the anode and cathode nodes using the corresponding transition cavities and holes made in the insulator. 3. Плазмотрон по п.1, отличающийся тем, что кожух пламеотбойника выполнен с углом конуса 80-120°, а высота его превышает верхний торец катодного узла.3. The plasma torch according to claim 1, characterized in that the flameproof casing is made with a cone angle of 80-120 °, and its height exceeds the upper end of the cathode assembly. 4. Плазмотрон по п.1, отличающийся тем, что сопрягаемые поверхности сопла-анода и прижимной гайки выполнены коническими с образованием ниппельного соединения.4. The plasma torch according to claim 1, characterized in that the mating surfaces of the anode nozzle and the clamping nut are made conical with the formation of a nipple connection. 5. Плазмотрон по п.1, отличающийся тем, что патрубки ввода и вывода охлаждающей жидкости и патрубок ввода плазмообразующегося газа расположены параллельно оси плазмотрона и защищены открытой полостью пламеотбойника.5. The plasma torch according to claim 1, characterized in that the inlet and outlet of the coolant and the inlet of the plasma-forming gas are parallel to the axis of the plasma torch and protected by an open cavity of the flame retardant. 6. Плазмотрон по п.1, отличающийся тем, что длина части изолятора, расположенной в открытой полости пламеотбойника, как минимум, в два раза больше минимального зазора между катодом и соплом-анодом.6. The plasma torch according to claim 1, characterized in that the length of the part of the insulator located in the open cavity of the flame retardant is at least two times the minimum gap between the cathode and the anode nozzle.
RU2003133037/06A 2003-11-11 2003-11-11 Electric-arc plasmatron for processing materials RU2254395C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003133037/06A RU2254395C1 (en) 2003-11-11 2003-11-11 Electric-arc plasmatron for processing materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003133037/06A RU2254395C1 (en) 2003-11-11 2003-11-11 Electric-arc plasmatron for processing materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003133037A RU2003133037A (en) 2005-04-27
RU2254395C1 true RU2254395C1 (en) 2005-06-20

Family

ID=35635780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003133037/06A RU2254395C1 (en) 2003-11-11 2003-11-11 Electric-arc plasmatron for processing materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2254395C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469517C1 (en) * 2011-06-01 2012-12-10 Сергей Александрович Шилов Method for recuperative cooling of plasmatron electrode, plasmatron for realising said method and electrode assembly for said plasmatron
RU2541349C1 (en) * 2013-10-11 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФМ СО РАН) Highly-durable arc generator of low-temperature plasma protective nanostructured carbonaceous coating of electrodes
RU2577076C2 (en) * 2014-07-11 2016-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательское предприятие гиперзвуковых систем" (ОАО "НИПГС") Low-temperature electrochemical generator
RU2672054C1 (en) * 2018-01-10 2018-11-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Electric arc plasma torch for coatings from refractory dispersed materials application

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469517C1 (en) * 2011-06-01 2012-12-10 Сергей Александрович Шилов Method for recuperative cooling of plasmatron electrode, plasmatron for realising said method and electrode assembly for said plasmatron
RU2541349C1 (en) * 2013-10-11 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФМ СО РАН) Highly-durable arc generator of low-temperature plasma protective nanostructured carbonaceous coating of electrodes
RU2577076C2 (en) * 2014-07-11 2016-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательское предприятие гиперзвуковых систем" (ОАО "НИПГС") Low-temperature electrochemical generator
RU2672054C1 (en) * 2018-01-10 2018-11-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Electric arc plasma torch for coatings from refractory dispersed materials application

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003133037A (en) 2005-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090061372A1 (en) Combination pulverized fuel burner with integrated pilot burner
RU176854U1 (en) PLASMA ARC CUTTING SYSTEM, INCLUDING COOLER TUBES AND OTHER CONSUMPTION COMPONENTS
KR101249457B1 (en) Plasma torch of non-transferred and hollow type
EP1169890B1 (en) Plasma torch cartridge and plasma torch adapted to be equipped therewith
US20060289397A1 (en) Arc plasma jet and method of use for chemical scrubbing system
US20190306965A1 (en) High power dc non transferred steam plasma torch system
CN110677971B (en) Thermal plasma torch generator
RU2254395C1 (en) Electric-arc plasmatron for processing materials
EP1169889B1 (en) Cartridge for a plasma torch and plasma torch adapted to be fitted therewith
JPH08339893A (en) D.c.arc plasma torch
CN2514960Y (en) Plasma arc-welding gun
JP5462992B2 (en) Plasma enhanced gas reactor
RU2276840C2 (en) Electric-arc plasmatron
US10645791B2 (en) Swirl ring for a plasma arc torch
RU2577332C1 (en) Three-phase electric arc plasma generator and method for start-up thereof
RU20871U1 (en) PLASMOTRON
RU194071U1 (en) Plasma torch
RU2703515C1 (en) Device for plasma-chemical hydrocracking of heavy hydrocarbons
RU2259262C1 (en) Plasma generator
RU1819U1 (en) METAL PLASMA CUTTER
RU2387107C1 (en) Electric arc plasmatron
KR102261461B1 (en) Plasma Torch for Treating Harmful Gas
US20230125763A1 (en) Partial oxidation reactor with warm-up burner for production of synthesis gas
KR101177272B1 (en) Plasma torch for treating waste air of chemical vapor deposition processing
RU2071189C1 (en) Plasma generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051112