Plazmatron

Plazmový hořák  je technické zařízení, ve kterém při průchodu elektrického proudu výbojovou mezerou vzniká plazma , která se používá pro zpracování materiálů nebo jako zdroj světla a tepla. Doslova plazmový hořák znamená plazmový generátor (výrobce).

Historie vytvoření

První plazmové hořáky se objevily v polovině 20. století v souvislosti se vznikem materiálů odolných vysokým teplotám a rozšířením výroby žáruvzdorných kovů. Dalším důvodem pro vznik plazmových hořáků byla elementární potřeba vysoce výkonných zdrojů tepla. Pozoruhodné vlastnosti plazmového hořáku jako nástroje moderní technologie jsou:

• Získání ultravysokých teplot (až 150 000 °C, průměrně se získá 10 000-30 000 °C), nedosažitelných spalováním chemických paliv.
• Kompaktnost a spolehlivost.
• Snadné ovládání výkonu, snadné spuštění a zastavení provozního režimu plazmového hořáku.

Typy použitých plazmových hořáků

Oblouk:

• S přímým obloukem .
• S nepřímým obloukem.
• S elektrolytickou elektrodou (elektrodami).
• S rotačním obloukem.
• S rotujícími elektrodami.

Vysoká frekvence:

• indukce
• kapacitní

Kombinovaný:

Pracují při kombinovaném působení vysokofrekvenčních proudů (HFC) a při hoření obloukového výboje , včetně stlačení výboje magnetickým polem.

Oblasti použití plazmových hořáků

• svařování a řezání kovů a žáruvzdorných materiálů
• nanášení iontově-plazmových ochranných povlaků na různé materiály (viz Plazmový nástřik )
• nanášení keramické tepelné bariéry , elektricky izolačních nátěrů na kovy (viz Plazmové stříkání )
• ohřev kovu v pánvích při výrobě na otevřeném ohni
• získávání nanodispergovaných prášků kovů a jejich sloučenin pro metalurgii
• motory kosmických lodí
• tepelné zpracování vysoce toxického organického odpadu
• Syntéza chemických sloučenin (například syntéza oxidů dusíku atd., viz Chemie plazmy )
• Čerpání vysokovýkonných plynových laserů .
• Pronikání plazmy do tvrdých hornin.
• Bezolejové podpalování práškových uhelných kotlů elektráren.
• Tavení a rafinace (čištění) kovů při přetavování plazmovým obloukem.

Vlastnosti materiálů použitých při konstrukci

Obloukové plazmové hořáky

Plazmový hořák obloukového plazmového hořáku má alespoň jednu anodu a jednu katodu , ke kterým je připojen stejnosměrný napájecí zdroj. Pro chlazení se používají kanály, obvykle promývané vodou.

Vysokofrekvenční plazmové hořáky

Vysokofrekvenční plazmové hořáky jsou bezelektrodové a využívají indukční nebo kapacitní vazbu se zdrojem energie. Protože pro průchod vysokofrekvenční energie stěnami výbojové komory musí být výbojová komora vyrobena z nevodivých materiálů, jako takové se zpravidla používá křemenné sklo nebo keramika . Protože k udržení bezelektrodového výboje není nutný elektrický kontakt plazmy s elektrodami, využívá se plynodynamická izolace stěn od plazmového paprsku, což umožňuje vyhnout se jejich nadměrnému zahřívání a omezit se na chlazení vzduchem.

Použití těchto chemicky stabilních materiálů umožňuje používat jako pracovní médium vzduch , kyslík , vodní páru , argon , dusík a další plyny .

Mikrovlnné plazmové hořáky

Plazmatrony tohoto typu jsou založeny na mikrovlnném výboji , obvykle v rezonátoru, kterým je vháněn plazmový plyn.

Literatura

• Žukov M.F. Elektrické obloukové plynové ohřívače (plazmatrony). - M. : Nauka, 1973. - 232 s.

• Yu. P. Konyushnaya. Objevy sovětských vědců. - Část 1. - M .: Nakladatelství Moskevské státní univerzity, 1988.

• Popov VF, Gorin Yu. N. Procesy a instalace elektron-iontové technologie. - M .: Vyšší. škola, 1988. - 255 s. — ISBN 5-06-001480-0 .

• Vinogradov M.I., Maishev Yu.P. Vakuové procesy a zařízení pro technologii iontového a elektronového svazku. - M .: Mashinostroenie, 1989. - 56 s. - ISBN 5-217-00726-5 .

Poznámky

Viz také

• Plazmový motor
• Bassard mezihvězdný nápor

Odkazy

• Plazmatrony pro řezání (plazmové řezačky)