Способ управления плазменной струей

Способ управления плазменной струей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и и 70 0 934

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИ Я

Соtоз COB Tских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.03.78 (21) 2586045/24-07 (51) М. Кл -

Н 05В 7/18

Н 05Н 1/24 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.79. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30.11.79 (53) УДК 621.365.29 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. М. Егоров, О. Я. Новиков, В. Ф. Путько и В. С. Соболев (71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЛАЗМЕННОЙ СТРУЕЙ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к генераторам низкотемпературной плазмы и может найти применение в металлургии, химической технологии и т. д.

Известен способ управления плазменной струей с помощью газового вихря (1).

Известен также способ управленияплазменной струей, при котором изменяют скорость вращения дуги переменным внешним поперечным вращающимся магнитным полем (2).

Недостаток этого способа состоит в том, что магнитное поле воздействует на дугу лишь в ее околоанодной части. По этой причине невозможно изменение длины истекающей плазменной струи.

Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности управления путем регулирования длины плазменной струи. Указанная цель достигается тем, что вращение дуги осуществляют по всей ее длине, причем изменяют скорость вращения дуги изменением скорости вращения магнитного поля.

Посредством изменения скорости вращения внешнего поперечного магнитного поля, в котором осуществлен электродуговой разряд таким образом, что канал дуги расположен вдоль оси вращения внешнего магнитного поля, изменяют длину плазмен- 30 ной струи на выходе плазмотрона. Скорость вращения внешнего магнитного поля изменяется путем изменения частоты напряжения источника (преобразователя частоты, генератора), питающего обмотки индуктора, создающего вращающееся магнитное поле. При увеличении скорости вращения магнитного поля радиальные размеры области нахождения электродугового разряда уменьшаются, при уменьшении скорости вращения — увеличиваются, т. е. разряд как бы расширяется или обжимается.

Изменение радиальных размеров разряда приводит к изменению длины плазменной струи.

При скоростях вращения поля порядка

50 оборотов в секунду, когда радиус прецессии дуги максимален и электродуговой разряд заполняет практически всю разрядную камеру, получают на выходе плазмотрона струю длиной меньшей, чем в случае отсутствия внешнего поля, причем с уменьшением индукции вращающегося магнитного поля длина струи при неизменной скорости вращения поля увеличивается, так как уменьшается радиус прецессии дуги.

При скоростях вращения поля выше, чем

1500 оборотов в секунду снижается радиальный тепловой поток от дуги. Энергия в большей мере, чем в случае отсутствия

700934

Иидукпия, 70Гс

Индукции, 124 Гс скорость вращения

5 струи об/с скорость вращения струи, об/с длина струи, мм длина струи, мм

2000

1500!

1000

500

248

20!

149

136

1!8

8!

43

59

2000 1500 000 500 50

276 233 !86 102 68

Скорость вращения поля, об/с

Длина струи, мм

Составитель Л. Сорокин

Техред А. Камышникова

Корректоры: А. Галахова и Т. Добровольская

Редактор В. Левятов

Заказ 2372(20 Изд. № 642 Тираж 945 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 внешнего магlIHTHOfo поля, концентрируется у оси разрядной камеры. Все это приводит к большей длине плазменной струи на выходе, чем размеры струи при отсутствии внешнего магнитного поля. С увеличением индукции поперечного поля длина струи уменьшается, так как концентрация энергии разряда у оси разрядной камеры уменьшается вследствие увеличения радиуса вращения электродугового разряда.

Таким образом, изменяя скорость вращения и (или) индукцию внешнего поперечного магнитного поля, можно плавно изменять длину плазменной струи на выходе плазмотрона, причем если за основу принять длину струи при отсутствии внешнего магнитного поля, изменение длины струи возможно как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения.

Пример реализации способа. Исследовалось воздействие вращающегося магнитного поля на электродуговой разряд в плазмотроне с секционпрованной вставкой между электродами длиной 55 мм, диаметром канала 8 мм, расходом воздуха 0,5 г/сек.

Поле воздействовало на дугу на длине

40 мм.

Длина плазменной струи на выходе плазмотрона при отсутствии внешнего магнитного поля равна 161 мм.

При наложении вращающегося магнитного поля индукцией порядка 40 Гс на электрическую дугу разным скоростям вращения поля соответствуют различные, вполне определенные длины плазменной струи, истекающей из разрядной камеры, приведенные ниже.

Аналогичные результаты наблюдаются при наложении вращающегося магнитного поля с индукцией порядка 60 Гс и поля с индукцией порядка 124 Гс, причем при одной и той же скорости вращения магнитного поля увеличение индукции поля приводит к уменьшению длины плазменной струи.

Результаты приведены в таблице.

Применение данного способа управления плазменной струей позволяет упростить, облегчить технологический процесс, например плазменной обработки длинных неод20 нородных деталей, требующих различного плазменного воздействия по своей длине.

Способ позволит установить постоянную скорость перемещения материала и регулировать плазменное воздействие путем изменения длины струи плазмотрона, что значительно упрощает технологический процесс.

Управление технологическим процессом происходит непосредственно со стороны плазменного потока, что позволяет управлять длиной струи более эффективно и экономично. Управление легко может быть автоматизировано, что позволит повысить производительность труда.

Формула изобретения

1. Способ управления плазменной струей, при котором изменяют скорость вращения дуги переменным внешним поперечным

40 вращающимся магнитным полем, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности управления путем регулирования длины плазменной струи, вращение дуги осуществляют по

45 всей ее длине.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменяют скорость вращения дуги изменением скорости вращения магнитного поля.

50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Куков М. Ф. и др. Электродуговые нагреватели газа. М., «Наука», 1973,с. 15 — 17.

2. Патент Великобритании № 971663, 55 кл. Н 05 Н, 1963.