Устройство для плазменной обработки порошковых материалов

Устройство для плазменной обработки порошковых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сема Советских

Социалистических

Ресоу0лик

< >8ЮО54 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08 10.79 (21) 2826641 24-07 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.03.82. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.82 (51) М.Кл з Н 05 В 7 18

Н 05 Н 1/24 государственный комитет сссР (53) УДК 621.365.29 (088.8) ио делам изобретений и открытий

"- 1

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ

ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к электротехнике, а более хонкретио, к плазменным устройствам для технологических процессов.

Известно устройство для плазменной об работки порошковых материалов (il), в котором нагрев порошка происходит при его движении вместе с нагретым газом за один проход. Доля тепловой мощности разряда, передаваемая порошку в таких устройствах, невелика и составляет несколько процентов. Кроме того, мала степень обработки порошка широкого грану лометрического состава.

Известно также устройство для плаз менной обработки порошковых материалов, яляющееся прототипом, содержащее порошковый питатель и вертикально расположенную разрядную камеру ВЧ-плазмотрона, к нижней части которой пристыкованы патрубок ввода и прерыватель потока газа, а к верхней — сборник порошка (2).

Недостатком известного устройства является низкая степень обработки порошка широкого гранулометрического состава.

Целью изобретения является увеличение степени обработки порошка широкого гранулометрического состава путем регулирования времени его пребывания в плазме.

Указанная цель достигается тем, что разрядная камера ВЧ-плазмотрона выполнена цилиндрической с наружными кольцевыми электродами, а порошковый питатель расположен между прерывателем потока рабочего газа и разрядной камерой.

Вариант выполнения устройства для плазменной обработки порошковых мате.риалов приведен на чертеже.

10 Устройство выполнено в виде двух кольцевых электродов 1, подключенных к ВЧгенератору 2. Электроды охватывают кварцевую разрядную камеру 3. Нижний торец разрядной камеры имеет осевое сужение и патрубок ввода рабочего газа и обрабатываемых частиц 4. Перед патрубком 4 установлен прерыватель 5 потока газа, выполненный, например, в виде вращающегося вентиля. Порошковый питатель 6 соединен

20 с патрубком через трубку 7 с клапаном 8, который обеспечивает импульсную подачу сыпучего материала. Верхний торец камеры имеет патрубок вывода 9 и сборник 10 обработанного 1торошка.

Устройство работает следующим образом.

Между электродами внутри камеры возбуждается ВЧЕ-разряд. Снизу в патрубок

4 подается газ, служащий для создания плазмы разряда и для транспортировки

8,16954

Аналогично, учитывая вязкость газовой среды:

h,)h„è й,— h„=Ah, 5 в итоге:

̈́— Й„)Н=h,, (̈́— h„) — (̈́— h, ) = Ло+Лй.

Откуда:

Н,— h, 15

Н, — h„+ ЬН-)- 4h

Из последних формул следует, что время об20 работки Т=(/+т)п крупных частиц больше, чем мелких, т. к. п)и„. В случае

Н, — h, = 0 крупные частицы будут оставаться в камере произвольно долго, время же обработки мелких частиц опреде25 лится равенством

30 Таким образом, в данной конструкции достигается контролируемое время пребывания частиц в камере, причем время обработки более крупных частиц превышает время обработки мелких. Эти качества

55 позволяют получать однородно обработанные порошки даже в случае использования исходных порошков широкого фракционного состава.

Условие H — h = 0 может быть выпол40 кено для любой фракции порошка подбором таза и соотношение времени t и т.

Это значит, что в данном устройстве возможно увеличение степени обработки порошка широкого гранулометрического

45 состава путем регулирования времени его пребывания в плазме.

Н вЂ” h т = (t+z) и.

H — й) О.

Минимальное время обработки:частиц обес- 50 печивается при значениях H> L. При этом совершается обработка за один проход зоны разряда. При H = h частицы теоретически могут находиться в зоне разряда неограниченно долго, т. к. и — со. 55

Теперь рассмотрим, чем будет . отличаться случай подачи в камеру частиц, имеющих различный фракционный состав.

Введем в формулы иНдексы: к соответ- 60 ствующий крупным частицам и м — мелким.

Так как мелкие частицы лучше увлекаются потоком газа, то H,„) Н„и ̈́— — И„= ЛН.

65 обрабатываемых частиц. Газовый поток периодически прерывается прерывателем

5. Через патрубок 4 в камеру поступаюг обрабатываемые частицы из питателя 6.

Давление газа в патрубке 4 поддерживают таким, чтобы при открытом вентиле прерывателя 5 частицы в камере увлекались газовым потоком вверх. В паузах подачи газа частицы под действием собственного веса падают вниз. Соотношение времен подачи газа и пауз между подачами выбирают таким, чтобы частицы, совершая в камере колебательное движение, поднимались вверх, проходя зону разряда, и выводились в патрубок вывода 9. При этом может быть обеспечено вполне определенное, регулируемое время нахождения частиц в разряде.

Проиллюстрируем движение частиц в камере простым расчетом. Сначала рассмотрен случай обработки частиц одной фракции. Введем обозначения:

H — высота подъема частиц, увлекаемых газовой струей за время t подачи газа.

h — расстояние свободного падения частиц в паузе подачи газа длительностью т. Результирующее смещение частицы .за цикл «подача — пауза» равно H — h. Число колебательных движений и, совершаемых частицами с момента подачи в камеру до момента выхода в бункер обработанных частиц: где L — длина разрядной камеры. Время нахождения частиц в камере, т. е. время обработки Т равно:

Рассматриваемый случай, соответствующий подъему частиц вверх, определяется условием

Формула изобретения

Устройство для плазменной обработки порошковых материалов, содержащее порошковый питатель и вертикально расположенную разрядную камеру ВЧ-плазмотрона, к нижней .части которой пристыкованы патрубок ввода и прерыватель потока газа, а к верхней — сборник порошка, о тл и ч а ю щ ееся тем, что, с целью увеличения степени обработки порошка широкого,гранулометрического состава путем регулирования времени его пребывания в плазме, разрядная камера ВЧ-плазмотрона выполнена цилиндрической с наружными кольцевыми электродами, а порошковый питатель расположен между

810054

Составитель Л. Сорокин

Техред И, Пенчко Корректор И. Осиповская

Редактор H. Коляда

Заказ 253/161 Изд. № 118 Тираж 856 Подписное

НПО сПоиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. сПатент» прерывателем потока рабочего газа и разрядной камерой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Гончар Н. И. и др. Журнал технической физики, 1975, т. 45, с. 657.

2. Тихомиров И. А. и др. в Сб. физика, техника и применение низкотемпературной плазмы, Алма-Ата, 1970, с. 706.