Электродуговой генератор низкотемпературной плазмы

Электродуговой генератор низкотемпературной плазмы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

00 498769

О0 ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.04.74 (21) 2017435/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.01.76. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 23.04.7б (51) М. Кл.а Н 05Н 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 533.9(088.8) (72) Авторы изобретения

Н. В. Антонишин, С. С. Забродский, В. С. Никитин и Г. Ф. Пучков

Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ГЕНЕРАТОР

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

Изобретение относится к устройствам для получения высоких температур, что необходимо во многих отраслях промышленности (ракетной, химической, металлургической и т. д.). Оно может быть использовано для проведения высокотемпературных реакций, нагрева газа, химикотермической обработки материалов, в малогабаритных высокоэффективных реакторах с плазменным слоем.

Известна установка для получения низкотемпературной плазмы, которая образуется между псевдоожиженным слоем графита, являющегося одним из электродов, и расположенным над ним водоохлаждаемым электродом (см. С. С. Забродский. «Высокотемпературные установки с псевдоожиженным слоем», «Энергия», М. 1971 г.).

В этой установке применяются электроды из жароупорных металлов, которые в процессе работы из-за высокой температуры и электроэррозии обгорают. Охлаждение электродов приводит к огромным тепловым потерям. Кроме того, существует пульсации слоя около эл -.ктрода, что нарушает стабильность плазменной дуги.

Предложенный генератор плазмы позволяет устранить отмеченные недостатки благодаря тому, что в псевдоожиженном слое электропроводного мелкодисперсного материала создают локальную зону с повышенной плотностью тока путем разделения слоя относительно токоподводов на части, контактирующие между собой в этой зоне.

На чертеже показана схема предложенного

5 генератора низкотемпературной плазмы.

Генератор состоит из корпуса 1, заполненного электропроводным дисперсным материалом, токоподводов 2, перегородки 3 со щелью

4 и виоратора 5.

10 Низкотемпературная плазма получается следующим о разом.

Прп помощи вибратора 5 электропроводнь,й мелкодисперсный материал (например, графит, криптол и др.) приводят в псевдоожи15 >кенное состояние, затем через этот материал пропускают электрический ток, подавая напряжение на токоподводы 2.

Так как площадь поверхности материала в щели 4 перегородки 3 во много раз меньше

20 площади поверхности токоподводов 2, то плотность тока на поверхности материала в щели во много раз больше. Поэтому материал в щели 4 быстро разогревается до повышенных температур и затем возникает плазменная ду25 га между псевдоожиженными электропроводными слоями материала, разделенными пере го род ко и 3.

Пример. Корпус генератора выполнен пз огнеупорного легковеса с размерами рабочего

30 объема 100+200+150 мм. В центре прямо498769

Составитель Н, Пилюгин

Текред А. Камышникова Корректор Л. Деннскина

Редактор Т. Орловская

Заказ 1225/11 Изд. № 241 Тираж 1077 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

sòoëüHûé корпус разделен перегородкой из огнеупорной керамики с отверстием диаметром

15 мм.

В боковых стенках камеры параллельно перегородке укреплены два токоподвода из стали размерами 100;к 100 мм. Корпус укреплен на вибраторе, при помощи которого в камере генератора слой электропроводного материала (графита) приводится в псевдоожиженное состояние. Температура в зоне отверстия изменяется от 800 до 3000 С при изменении силы тока в цепи от 8 до 50а. Напряжение при этом изменяется от 70 до 130 в, частота равна 25 гц, амплитуда 0,8 — 1 мм.

При напряжении 110 — 120 в и указанных параметрах вибрации возникает устойчивая плазменная дуга между псевдоожижепными электропроводными слоями в зоне отверстия.

Пульсация тока и напряжения незначительны.

Так как частицы материала около щели находятся в непрерывном движении, то описанный генератор низкотемпературной плазмы может работать очень длительное время. Это позволит при сравнительно небольших затра5 тах энергии и малых потерях тепла проводить в таком генераторе ряд высокотемпературных химических реакций, например прямое восстановление окиси тугоплавких металлов, получение водорода и др.

Формула изобретения

Электродуговой генератор низкотемпературной плазмы, состоящий из двух токоподводов, разделенных слоем электропроводного псевдо15 ожиженного дисперсного материала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности дуги и уменьшения тепловых потерь, электропроводный слой разделен относительно токоподводов непроводящей перегород20 кой с отверстием.