RU2276840C2 - Electric-arc plasmatron - Google Patents
Electric-arc plasmatron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2276840C2 RU2276840C2 RU2004120804/06A RU2004120804A RU2276840C2 RU 2276840 C2 RU2276840 C2 RU 2276840C2 RU 2004120804/06 A RU2004120804/06 A RU 2004120804/06A RU 2004120804 A RU2004120804 A RU 2004120804A RU 2276840 C2 RU2276840 C2 RU 2276840C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- plasma
- cathode
- nozzle
- plasmatron
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки материалов, в частности для нанесения покрытий, получения массивных деталей и заготовок, обработки дисперсных материалов и аэрозолей, плазмохимического синтеза, и может найти применение в металлургии, плазмохимии и машиностроительной промышленности.The invention relates to the field of material processing, in particular for coating, the production of massive parts and blanks, the processing of dispersed materials and aerosols, plasma-chemical synthesis, and can find application in metallurgy, plasma chemistry and machine-building industry.
Известен плазмотрон (патент РФ №2071189, МПК: 6 H 05 Н 1/26, 27.12.1966), который содержит соосно и последовательно установленные катодный узел с катодом, анодный узел с соплом-анодом, изолятор, расположенный между катодным и анодным узлами. Катодный и анодный узлы имеют систему охлаждения с патрубками ввода и вывода охлаждающей жидкости. Плазмотрон имеет патрубок для ввода плазмообразующего газа, через который совмещен подвод обрабатываемого материала в виде газа.Known plasmatron (RF patent No. 2071189, IPC: 6 H 05 H 1/26, 12/27/1966), which contains coaxially and sequentially mounted cathode assembly with a cathode, anode assembly with an anode nozzle, an insulator located between the cathode and anode assemblies. The cathode and anode assemblies have a cooling system with coolant inlet and outlet nozzles. 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.
Данный плазмотрон предназначен для сварки, резки и наплавки материалов. В случае подачи через завихритель 20 обрабатываемого материала одновременно с плазмообразующим газом (плазмообразующий газ является и транспортирующим) его частицы под действием сил инерции стремятся к внутренней поверхности центрального отверстия 11 сопла-анода 3, при этом обрабатываемый материал минует высокотемпературную область плазменной струи и движется по спирали вдоль охлаждаемой поверхности центрального отверстия сопла-анода. На выходе из центрального отверстия сопла-анода плазменная струя имеет высокий температурный градиент. Для уменьшения температурного градиента используется сопло 12. При этом увеличивается внутренняя поверхности сопла-анода, через которую часть теплового потока плазменной струи отводится к наружной охлаждаемой поверхности. Таким образом, часть тепловой энергии плазменной струи расходуется на нагрев охлаждающей жидкости, что, в конечном счете, снижает тепловой КПД плазмотрона. Скорость частиц обрабатываемого материала в полости сопла уменьшается, время пребывания в высокотемпературной области увеличивается, частицы быстро нагреваются до температуры плавления, однако в своем движении они имеют радиальную составляющую, что повышает вероятность образования настылей на внутренней поверхности сопла-анода, приводящее к аварийной работе плазмотрона.This plasmatron is designed for welding, cutting and surfacing of materials. If the processed material is fed through the swirl 20 simultaneously with the plasma-forming gas (the plasma-forming gas is also the transporting gas), its particles tend to the inner surface of the central hole 11 of the anode nozzle 3 under the action of inertia forces, while the processed material bypasses the high-temperature region of the plasma jet and moves in a spiral along the cooled surface of the central hole of the anode nozzle. At the exit from the central aperture of the anode nozzle, the plasma jet has a high temperature gradient. To reduce the temperature gradient, a nozzle 12 is used. In this case, the inner surface of the anode nozzle increases, through which part of the heat flux of the plasma jet is diverted to the external cooled surface. Thus, part of the thermal energy of the plasma jet is spent on heating the coolant, which, ultimately, reduces the thermal efficiency of the plasma torch. The speed of the particles of the processed material in the nozzle cavity decreases, the residence time in the high-temperature region increases, the particles quickly heat up to the melting temperature, however, they have a radial component in their movement, which increases the likelihood of formation of accretions on the inner surface of the anode nozzle, leading to emergency operation of the plasma torch.
В качестве прототипа выбран электродуговой плазмотрон с пароводяной стабилизацией дуги (SU 1620032 А1, кл. H 05 В 7/22, 20.11.1995).An electric arc plasmatron with steam-water stabilization of the arc was selected as a prototype (SU 1620032 A1, class H 05 V 7/22, 11/20/1995).
Электродуговой плазмотрон содержит 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, систему подачи плазмообразующего газа и систему ввода обрабатываемого материала, обеспечивающих фокусирование плазмообразующего газа и обрабатываемого материала в прикатодной области, переходящей в цилиндрическую полость сопла-анода.An arc plasma torch contains a 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, a plasma forming gas supply system and a process input system material, providing focusing of the plasma-forming gas and the processed material in the cathode region, passing into the cylindrical cavity of the anode nozzle.
В данной конструкции плазмотрона улучшен КПД и ресурс работы. Однако обрабатываемым материалом может быть только жидкость, а на выходе полезным продуктом - перегретый пар. Данный плазмотрон не может быть использован для обработки порошковых материалов, а также не имеет возможности подачи в плазменную струю технологического и защитного газов.In this design, the plasma torch improved efficiency and service life. However, the processed material can only be liquid, and overheated steam can be a useful product at the outlet. This plasmatron cannot be used for processing powder materials, and also does not have the ability to supply technological and protective gases to the plasma jet.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей плазмотрона за счет создания условий, обеспечивающих равномерный ввод в плазменную струю технологического и защитного материалов в виде жидкости, аэрозоля, суспензии, газа, порошка и их комбинаций.The objective of the invention is to expand the functionality of the plasma torch by creating conditions that provide uniform input into the plasma jet of technological and protective materials in the form of a liquid, aerosol, suspension, gas, powder, and combinations thereof.
Поставленная задача достигается тем, что в электродуговом плазмотроне, содержащем соосно и последовательно установленные охлаждаемые катодный узел с катодом, изолятор, анодный узел с соплом-анодом, систему подачи плазмообразующего газа и систему подачи обрабатываемого материала, обеспечивающих фокусирование последних в прикатодной области, переходящей в цилиндрическую полость сопла-анода, согласно изобретению в анодном узле выполнены системы транспортирования технологического и защитного материалов, состоящие из соединенных при помощи отверстий коллекторной и буферной полостей, связанных с кольцевыми каналами, выходящими на торец анодного узла под углами ω1 и ω2 к продольной оси плазмотрона и определяющими характер взаимодействия технологического и защитного материалов с плазменной струей.The problem is achieved in that in an electric arc plasmatron containing coaxially and sequentially mounted cooled cathode assembly with a cathode, an insulator, anode assembly with an anode nozzle, a plasma-forming gas supply system and a processed material supply system providing focusing of the latter in the near-cathode region turning into a cylindrical the cavity of the anode nozzle, according to the invention, in the anode assembly, transportation systems of technological and protective materials are made, consisting of those connected at the power of the holes of the collector and buffer cavities associated with the annular channels facing the end of the anode assembly at angles ω 1 and ω 2 to the longitudinal axis of the plasma torch and determining the nature of the interaction of the technological and protective materials with the plasma jet.
Угол наклона ω1 кольцевого канала системы транспортирования технологического материала находится в диапазоне от 0 до 90°.The inclination angle ω 1 of the annular channel of the technological material transportation system is in the range from 0 to 90 °.
Угол наклона ω2 кольцевого канала системы транспортирования защитного материала находится в диапазоне от 0 до 90°.The inclination angle ω 2 of the annular channel of the protective material transport system is in the range from 0 to 90 °.
Кольцевой канал системы транспортирования защитного материала выполнен в виде радиально расположенных отверстий.The annular channel of the protective material transportation system is made in the form of radially spaced openings.
При углах ω1 и ω2, близких к 0°, технологические и защитные материалы образуют газодинамическое сопло, а при углах ω1, ω2, близких к 90°, вводимые материалы оказывают на плазменную струю фокусирующее воздействие. Изменяя дискретно и независимо значения углов наклона ω1 и ω2, т.е. изменяя место ввода технологического и защитного материалов в плазменную струю, можно добиться получения порошка, жидкости, газа и их комбинации с заданным химическим и структурным составом.At angles ω 1 and ω 2 close to 0 °, technological and protective materials form a gas-dynamic nozzle, and at angles ω 1 , ω 2 close to 90 °, the introduced materials have a focusing effect on the plasma jet. By varying discretely and independently the values of the tilt angles ω 1 and ω 2 , i.e. By changing the place where the technological and protective materials enter the plasma jet, it is possible to obtain powder, liquid, gas, and their combination with a given chemical and structural composition.
На фиг.1 представлен предлагаемый плазмотрон в разрезе.Figure 1 presents the proposed plasmatron in the context.
На фиг.2 показан вид на торцевую поверхность анодного узла (вид снизу), причем условно справа от осевой линии изображен кольцевой канал подачи защитного материала в виде радиально расположенных отверстий.Figure 2 shows a view of the end surface of the anode assembly (bottom view), and conditionally to the right of the axial line shows the annular channel for supplying the protective material in the form of radially located holes.
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, 15, соединенных большими основаниями. Транспортирующая полость 13 фокусируется в прикатодной области 16, переходящей в цилиндрический канал 17 сопла-анода 18 (фиг.1, точка О). Таким образом, полости 3, 7 и 13 образуют непрерывный транспортирующий канал, связывающий цилиндрическую полость патрубка 1 ввода ОМ и ТГ с прикатодной областью 16. 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, 15 connected by large bases. The transport cavity 13 is focused in the near-cathode region 16, which passes into the cylindrical channel 17 of the anode nozzle 18 (Fig. 1, point O). Thus, the cavities 3, 7 and 13 form a continuous conveying channel connecting the cylindrical cavity of the OM and TG input pipe 1 to the cathode region 16. The nozzle-anode 18 is fixed in the anode assembly 19 by the clamping nut 20. The mating surfaces of the clamping nut 20 and the nozzle the anode 18 is made conical with the formation of a nipple connection, to exclude from the design of the sealing rings in the pressure seal of the anode nozzle and the 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.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.
В систему охлаждения анодного узла входят полость 22 охлаждения сопла-анода и отверстия 23, соединяющие ее с патрубком 21 ввода ОЖ. Отверстия 24 соединяют полость 22 охлаждения сопла-анода с промежуточной кольцевой полостью 25, отверстие 26 в изоляторе связывает систему охлаждения анодного и катодного узлов. Система охлаждения катодного узла состоит из переходной полости 27, соединенной с полостями 28, 29, охлаждающими катод 9 и электронейтральную вставку 11. Полости 28, 29 связаны с патрубком 30 вывода ОЖ, укрепленным на корпуса катодного узла 6. Патрубок 30 вывода ОЖ одновременно является клеммой подвода минуса "-" источника питания плазмотрона к катоду. На торцевой поверхности корпуса катодного узла закреплен патрубок 31 ввода плазмообразующего газа (ПОГ), соединенный каналами с конической полостью 32, образованной конической поверхностью катода 9 и внутренней поверхностью электронейтральной вставки 11. Конструкция канала ввода обеспечивает фокусирование ПОГ в точке О (фиг.1).The cooling system of the anode assembly includes a cooling cavity 22 of the nozzle-anode and openings 23 connecting it to the coolant input pipe 21. Holes 24 connect the cooling cavity 22 of the anode nozzle to the intermediate annular cavity 25, the hole 26 in the insulator connects the cooling system of the anode and cathode assemblies. The cooling system of the cathode assembly consists of a transition cavity 27 connected to the cavities 28, 29, cooling the cathode 9 and the electrically neutral insert 11. The cavities 28, 29 are connected to the coolant output pipe 30 mounted on the cathode assembly 6. The coolant output pipe 30 is also a terminal supply of minus “-” of the plasma torch power source to the cathode. On the end surface of the cathode assembly body, a plasma-forming gas (POG) input pipe 31 is fixed, 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. The input channel design provides focusing of the POG at point O (Fig. 1).
В анодном узле выполнены системы транспортирования технологического и защитного материалов, выходящие кольцевыми каналами 33 и 34 на его торцевую поверхность 35. Кольцевой канал 33 расположен под углом ω1 к продольной оси плазмотрона, а кольцевой канал 34 - под углом ω2.In the anode assembly, transportation systems of technological and protective materials are made, leaving the
Системы транспортирования технологического и защитного материалов состоят, соответственно, из отверстий 36, 37, соединяющих полости патрубков 38, 39 с кольцевыми коллекторными полостями 40 и 41, которые через равнорасположенные отверстия 42, 43 сообщаются с буферными кольцевыми полостями 44, 45, переходящими в кольцевые каналы 33, 34.Transportation systems for technological and protective materials consist, respectively, of openings 36, 37 connecting the cavities of the nozzles 38, 39 with the annular collector cavities 40 and 41, which, through equally spaced openings 42, 43, communicate with the buffer annular cavities 44, 45 passing into the
Углы наклона кольцевых каналов ω1 и ω2 определяют характер взаимодействия плазменной струи с кольцевыми потоками технологического и защитного материалов.The angles of inclination of the annular channels ω 1 and ω 2 determine the nature of the interaction of the plasma jet with the annular flows of technological and protective materials.
Буферная полость 44 образована наружной поверхностью сопла-анода 18 и внутренней конической поверхностью проточки прижимной гайки 20 и выходит в кольцевой канал 33, который образован наружной конической поверхностью сопла-анода и внутренней конической поверхностью прижимной гайки 20. Коллекторная полость 40 образована торцевой поверхностью прижимной гайки 20 и верхней торцевой поверхностью внутренней расточки корпуса анодного узла 19. Буферная полость 45 образована торцевой поверхностью расточки прижимной гайки и торцевой поверхностью вкладыша 46 и переходит в кольцевой канал 34, образованный наружной конической поверхностью расточки прижимной гайки 20 и внутренней конической поверхностью вкладыша 46. Коллекторная полость 41 образована наружной проточкой прижимной гайки 20 и внутренней поверхностью расточки корпуса анодного узла 19. Коллекторные полости 40, 41 и полость 22 охлаждения сопла-анода герметизируются уплотнениями 47, 48, 49, установленными в проточках корпуса анодного узла.The buffer cavity 44 is formed by the outer surface of the anode nozzle 18 and the inner conical surface of the groove of the clamping nut 20 and exits into the
Кольцевой канал 34 может быть выполнен в виде радиально расположенных отверстий. Этот вариант представлен на фиг.2 справа от осевой линии.The
Плазмотрон работает следующим образом.The plasma torch works as follows.
Через патрубок 31 (фиг.1) ввода ПОГ 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 между катодом 9 и соплом-анодом 18 инициируется электрическая дуга, после чего образуется плазменная струя, истекающая из сопла-анода.Through the inlet pipe 31 (FIG. 1) of the POG input and the conical cavity 32 of the cathode assembly, pure gases or mixtures thereof are focused into the cathode region 16, and then into the cylindrical cavity 17 of the anode nozzle 18. The oscillator of the power source through the gap between the cathode 9 and the anode nozzle 18, an electric arc is initiated, after which a plasma jet is formed, flowing out of the anode nozzle.
Обрабатываемый материал в виде порошка, жидкости, пара или газа вместе с транспортирующим газом подается по пневмопроводу (не показан) в цилиндрическую полость 2 патрубка 1. Пройдя по транспортирующему каналу ОМ, фокусируется в прикатодной высокотемпературной области 16 плазменной струи. Обрабатываемый материал, взаимодействуя с плазменной струей, нагревается и движется по цилиндрическому каналу 17 сопла-анода 18.The material to be processed in the form of powder, liquid, steam or gas, together with the transporting gas, is supplied through a pneumatic pipeline (not shown) to the cylindrical cavity 2 of the nozzle 1. Passing through the OM transporting channel, it is focused in the near-cathode high-temperature region 16 of the plasma jet. The processed material, interacting with the plasma jet, is heated and moves along the cylindrical channel 17 of the anode nozzle 18.
Суммарный расход плазмообразующего и транспортирующего газа устанавливается таким образом, что точка привязки дуги прецессирует (непрерывно перемещается по кольцевой поверхности торца сопла-анода) по торцу сопла-анода. За счет этого исключается электрическая эрозия цилиндрической части сопла-анода. Смещение точки привязки дуги плазменного жгута от торца сопла-анода ограничено кольцевым каналом ввода технологического материала. Технологический материал (газ, порошок, жидкость или их комбинации), проходя по кольцевому каналу 33, образованному внутренней поверхностью прижимной гайки 20 и наружной поверхностью сопла-анода 18, охлаждает поверхность последнего, тем самым защищая его от перегрева и теплового разрушения.The total flow rate of the plasma-forming and transporting gas is set in such a way that the anchor point of the arc precesses (continuously moves along the annular surface of the end of the nozzle-anode) along the end of the nozzle-anode. Due to this, electrical erosion of the cylindrical part of the anode nozzle is eliminated. The displacement of the attachment point of the arc of the plasma bundle from the end of the anode nozzle is limited by the annular channel of the input of the technological material. Technological material (gas, powder, liquid, or combinations thereof), passing through the
Многофазный технологический материал через патрубок 38 и отверстие 36, выполненное в корпусе анодного узла, поступает в кольцевую коллекторную полость 40 системы транспортирования, равномерно распределяясь в ней. Через равнорасположенные отверстия 42 технологический материал нагнетается в буферную полость 44, образуя однородную многофазную смесь, истекающую под углом ω1 из кольцевого канала 33, формирующего конический однородный поток, взаимодействующий с цилиндрической плазменной струей. Аналогичным образом в плазменную струю вводится защитный материал через патрубок 39 и систему транспортирования, состоящую из отверстия 37, коллекторной полости 41, отверстий 43, буферной полости 45 и кольцевого канала 34, формирующего однородный кольцевой поток, выходящий под углом ω2 к продольной оси плазмотрона.Multiphase technological material through the pipe 38 and the hole 36, made in the body of the anode assembly, enters the annular collector cavity 40 of the transportation system, evenly distributed in it. Through equally spaced openings 42, the process material is pumped into the buffer cavity 44, forming a homogeneous multiphase mixture flowing out at an angle ω 1 from the
В зависимости от решаемой задачи углы ω1, ω2 независимо и дискретно устанавливаются при настройке плазмотрона, определяя характер взаимодействия плазменной струи и вводимого материала, и могут иметь значение от 0 до 90°.Depending on the problem being solved, the angles ω 1 , ω 2 are independently and discretely set when adjusting the plasma torch, determining the nature of the interaction of the plasma jet and the input material, and can have a value from 0 to 90 °.
При углах, близких к 0°, образуются цилиндрические кольцевые потоки технологического и защитного материалов, охватывающие плазменную струю. При подаче в качестве технологического и защитного материалов активных горючих материалов и окислителей происходит формирование высокотемпературного цилиндрического потока, охватывающего плазменную струю и взаимодействующего с менее нагретой периферийной зоной плазменной струи. Температура обрабатываемого материала повышается до необходимой, например до температуры плавления, тем самым существенно уменьшается температурный градиент плазменного потока. Плазменный поток становится более однородным. Аналогичный эффект достигается при применении насадок и сопел, однако, как отмечалось выше, они имеют существенные недостатки. Высокотемпературный цилиндрический поток фактически представляет собой газодинамическое сопло, значительно повышающее энергию плазменной струи. Кроме того, управляя тепловой мощностью газодинамического сопла, можно вести обогрев напыляемой поверхности, а следовательно, обеспечить требуемую кристаллическую структуру и морфологию.At angles close to 0 °, cylindrical annular flows of technological and protective materials are formed, covering the plasma jet. When active combustible materials and oxidizing agents are supplied as technological and protective materials, a high-temperature cylindrical flow is formed, covering the plasma jet and interacting with the less heated peripheral zone of the plasma jet. The temperature of the processed material rises to the necessary, for example, to the melting temperature, thereby significantly reducing the temperature gradient of the plasma stream. Plasma flow becomes more uniform. A similar effect is achieved with nozzles and nozzles, however, as noted above, they have significant disadvantages. The high-temperature cylindrical flow is actually a gas-dynamic nozzle, which significantly increases the energy of the plasma jet. In addition, by controlling the thermal power of the gas-dynamic nozzle, it is possible to heat the sprayed surface and, therefore, provide the required crystalline structure and morphology.
При углах, близких к 90°, потоки технологического и защитного материалов, истекающие из кольцевых каналов, оказывают на плазменную струю фокусирующее воздействие с увеличением степени проникновения этих материалов в поток плазменной струи вблизи среза сопла. В результате увеличивается время пребывания технологического и защитного материалов в высокотемпературной области плазменной струи. Изменяя место ввода технологического и защитного материалов за счет вариации углов потоков ω1, ω2, управляем временем пребывания материалов в высокотемпературной области, меняем характер взаимодействия плазменной струи с многофазными материалами, обеспечивая тем самым химический состав материала покрытия и требуемое соотношение в случае композиционного покрытия между матрицей и наполнителем.At angles close to 90 °, the flows of technological and protective materials flowing from the annular channels have a focusing effect on the plasma jet with an increase in the degree of penetration of these materials into the plasma stream near the nozzle exit. As a result, the residence time of the technological and protective materials in the high-temperature region of the plasma jet increases. Changing the place of entry of technological and protective materials by varying flow angles ω 1 , ω 2 , we control the residence time of materials in the high-temperature region, we change the nature of the interaction of the plasma jet with multiphase materials, thereby ensuring the chemical composition of the coating material and the required ratio in the case of composite coating between matrix and filler.
Таким образом, в объеме действия плазменной струи организуется взаимодействие различных материалов, поэтому данный плазмотрон можно использовать для синтеза веществ в виде массивного материала, покрытия, порошка, жидкости, газа и их комбинации. В этом случае исключается необходимость применения дополнительных технологических приспособлений, создающих среду, температурный режим нагрева и компактирования обрабатываемого материала. Кроме того, заявляемым плазмотроном можно наносить покрытия на поверхность деталей сложной геометрической формы.Thus, the interaction of various materials is organized within the scope of the plasma jet, therefore, this plasmatron can be used to synthesize substances in the form of a massive material, coating, powder, liquid, gas, and combinations thereof. In this case, the need for the use of additional technological devices that create the environment, the temperature regime of heating and compaction of the processed material is eliminated. In addition, the claimed plasmatron can be applied to the surface of parts of complex geometric shapes.
Представленная конструкция плазмотрона использовалась в лаборатории нанокристаллических и аморфных материалов Сибирского государственного аэрокосмического университета для получения аморфных, ферромагнитных покрытий и массивных материалов толщиной свыше 10 мм, квазикристаллических покрытий и материалов на основе F, Cu, Al, твердых фаз углерода в виде фуллеренов, нанокристаллических и микрокристаллических алмазоподобных веществ. Таким образом, заявляемая конструкция решает основную задачу - расширение функциональных возможностей.The presented plasma torch design was used in the laboratory of nanocrystalline and amorphous materials of the Siberian State Aerospace University to obtain amorphous, ferromagnetic coatings and bulk materials with a thickness of more than 10 mm, quasicrystalline coatings and materials based on F, Cu, Al, solid phases of carbon in the form of fullerenes, nanocrystalline and microcrystalline diamond-like substances. Thus, the claimed design solves the main problem - the expansion of functionality.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004120804/06A RU2276840C2 (en) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | Electric-arc plasmatron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004120804/06A RU2276840C2 (en) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | Electric-arc plasmatron |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004120804A RU2004120804A (en) | 2005-12-20 |
| RU2276840C2 true RU2276840C2 (en) | 2006-05-20 |
Family
ID=35869547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004120804/06A RU2276840C2 (en) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | Electric-arc plasmatron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2276840C2 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458489C1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет"" | Double-jet arc plasmatron |
| RU2474983C1 (en) * | 2011-07-07 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) | Unit for circular input of powder material of electric arc 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 |
| RU2646858C2 (en) * | 2016-08-08 | 2018-03-12 | Публичное акционерное общество "Электромеханика" | Arc-let plasmatron |
| 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 |
| RU190460U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-01 | Сергей Александрович Терентьев | PLASMOTRON |
| RU2783979C1 (en) * | 2021-09-14 | 2022-11-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) | Electric arc plasma torch for machining surfaces of parts |
-
2004
- 2004-07-07 RU RU2004120804/06A patent/RU2276840C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458489C1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет"" | Double-jet arc plasmatron |
| RU2474983C1 (en) * | 2011-07-07 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) | Unit for circular input of powder material of electric arc 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 |
| RU2646858C2 (en) * | 2016-08-08 | 2018-03-12 | Публичное акционерное общество "Электромеханика" | Arc-let plasmatron |
| 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 |
| RU190460U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-01 | Сергей Александрович Терентьев | PLASMOTRON |
| RU2783979C1 (en) * | 2021-09-14 | 2022-11-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) | Electric arc plasma torch for machining surfaces of parts |
| RU2818187C1 (en) * | 2023-07-13 | 2024-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "КЕДР" | Electric arc plasmatron and unit for annular input of initial reagents into plasmatron |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004120804A (en) | 2005-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100194272B1 (en) | Plaz Matochi | |
| US4540121A (en) | Highly concentrated supersonic material flame spray method and apparatus | |
| EP0368547B1 (en) | Plasma generating apparatus and method | |
| KR102351919B1 (en) | Process and apparatus for producing powder particles by atomization of a feed material in the form of an elongated member | |
| US5144110A (en) | Plasma spray gun and method of use | |
| JP5241984B2 (en) | Twin plasma torch device | |
| US6396025B1 (en) | Powder feed nozzle for laser welding | |
| RU2675420C2 (en) | Plasma-arc cutting system, including swirl rings and other consumable components, and related working methods | |
| JPH0584454A (en) | Plasma melt-spraying device for melt-spraying powder material or gas material | |
| JP4664679B2 (en) | Plasma spraying equipment | |
| CN112024885A (en) | Plasma arc nozzle, plasma generating device with plasma arc nozzle and three-dimensional printing equipment | |
| JPH02247370A (en) | Apparatus and method for laser plasma-coating in molten state | |
| JPH02131160A (en) | High-speed flame injector and method of molding blank substance | |
| RU2276840C2 (en) | Electric-arc plasmatron | |
| CA1323670C (en) | Electric arc reactor | |
| CN1058126A (en) | The plasma burner of transferred arc | |
| NO121927B (en) | ||
| US4896017A (en) | Anode for a plasma arc torch | |
| RU2672054C1 (en) | Electric arc plasma torch for coatings from refractory dispersed materials application | |
| US20030175181A1 (en) | Plasma enhanced gas reactor | |
| NO163409B (en) | ANALOGY PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF NEW THERAPEUTIC ACTIVE NITROSOURE ADDES. | |
| RU2254395C1 (en) | Electric-arc plasmatron for processing materials | |
| KR100715292B1 (en) | High Power Plasma Torch with Hollow Electrodes for Material Melting Process | |
| RU2092981C1 (en) | Plasma generator for deposition of powder materials | |
| JPS61116799A (en) | Axial supply type large output plasma jet generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120708 |