ЧТО ТАКОЕ ПЛАЗМОТРОН? Плазмотрон что такое

Плазмотрон Википедия

Плазменная горелка

Плазмотро́н — техническое устройство, в котором при протекании электрического тока через разрядный промежуток образуется плазма, используемая для обработки материалов или как источник света и тепла. Буквально, плазмотрон означает — генератор плазмы.

История создания[ | код]

Первые плазмотроны появились в середине 20-го века в связи с появлением устойчивых в условиях высоких температур материалов и расширением производства тугоплавких металлов. Другой причиной появления плазмотронов явилась элементарная потребность в источниках тепла большой мощности. Замечательными особенностями плазмотрона как инструмента современной технологии являются:

Получение сверхвысоких температур (до 150 000 °C, в среднем получают 10 000-30 000 °C), недостижимых при сжигании химического топлива.
Компактность и надёжность.
Лёгкое регулирование мощности, лёгкий пуск и остановка рабочего режима плазмотрона.

Типы применяемых плазмотронов[ | код]

Электродуговые:

С прямой дугой.
С косвенной дугой.
С электролитическим электродом (электродами).
С вращающейся дугой.
С вращающимися электродами.

Высокочастотные:

Индукционные
Ёмкостные

Комбинированные:

Работают при совместном действии токов высоких частот (ТВЧ) и при горении дугового разряда, в том числе с сжатием разряда магнитным полем.

Области использования плазмотронов[ | код]

сварка и резка металлов и тугоплавких материалов
нанесение ионно-плазменных защитных покрытий на различные материалы (см. Плазменное напыление)
нанесение керамических термобарьерных, электроизоляционных покрытий на металлы (см. Плазменное напыление)
подогрев металла в ковшах при мартеновском производстве
получение нанодисперсных порошков металлов и их соединений для металлургии
двигатели космических аппаратов
термическое обезвреживание высокотоксичных органических отходов
Синтез химических соединений (например синтез оксидов азота и др., см. Плазмохимия)

Накачка мощных газовых лазеров.
Плазменная проходка крепких горных пород.
Безмазутная растопка пылеугольных котлов электростанций.
Расплавление и рафинирование (очистка) металлов при плазменно-дуговом переплаве.

Особенности применяемых материалов в конструкции[ | код]

Дуговые плазмотроны[ | код]

Плазменная горелка дугового плазмотрона имеет по меньшей мере один анод и один катод, к которым подключают источник питания постоянного тока. Для охлаждения используют каналы, омываемые обычно водой.

ru-wiki.ru

ПЛАЗМАТРОН, ПЛАЗМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Если твердое вещество сильно нагреть, оно превратится в жидкость. Если поднять температуру еще выше — жидкость испарится и превратится в газ.

Но что произойдет, если продолжать увеличивать температуру? Атомы вещества начнут терять свои электроны, превращаясь в положительные ионы. Вместо газа образуется газообразная смесь, состоящая из свободно движущихся электронов, ионов и нейтральных атомов. Она называется плазмой.

В наше время плазма находит широкое применение в самых разных областях науки и техники: для термической обработки металлов, нанесения на них различных покрытий, плавки и других металлургических операций. В последнее время плазму стали широко использовать химики. Они выяснили, что в струе плазмы сильно увеличивается скорость и эффективность многих химических реакций. Например, вводя в струю водородной плазмы метан, можно превратить его в очень ценный ацетилен. Или разложить пары нефти на ряд органических соединений — этилен, пропилен и другие, которые служат в дальнейшем важным сырьем для получения различных полимерных материалов.

Как создать плазму? Для этой цели и служит плазматрон, или плазменный генератор.

Если поместить в сосуд с газом металлические электроды и приложить к ним высокое напряжение, произойдет электрический разряд. В газе всегда имеются свободные электроны (см. Электрический ток). Под действием электрического поля они разгоняются и, сталкиваясь с нейтральными атомами газа, выбивают из них электроны и образуют электрически заряженные частицы — ионы, т. е. ионизируют атомы. Освободившиеся электроны тоже ускоряются электрическим полем и ионизируют новые атомы, еще увеличивая количество свободных электронов и ионов. Процесс развивается лавинообразно, атомы вещества очень быстро ионизируются, и вещество превращается в плазму.

Этот процесс происходит в дуговом плазматроне. Высокое напряжение создается в нем между катодом и анодом, в качестве которого может служить, например, металл, подвергаемый обработке с помощью плазмы. В пространство разрядной камеры подается плазмообразующее вещество, чаще всего газ — воздух, азот, аргон, водород, метан, кислород и т. д. Под действием высокого напряжения в газе возникает разряд, и между катодом и анодом образуется плазменная дуга. Чтобы избежать перегрева стенок разрядной камеры, их охлаждают водой. Устройства такого типа называют плазматронами с внешней плазменной дугой. Применяются они для резки, сварки, расплавления металлов и др.

Несколько иначе устроен плазматрон для создания плазменной струи. Плазмо-образующий газ с большой скоростью продувается через систему спиральных каналов и «поджигается» в пространстве между катодом и стенками разрядной камеры, которые являются анодом. Плазма, закрученная благодаря спиральным каналам в плотную струю, выбрасывается из сопла, причем ее скорость может достигать от 1 до 10 000 м/с. «Отжать» плазму от стенок камеры и сделать ее струю более плотной помогает магнитное поле, которое создается соленоидом, или катушкой индуктивности. Температура струи плазмы на выходе из сопла — от 3000 до 25 000 К.

Вглядитесь еще раз в этот рисунок. Не напоминает ли он вам что-то очень хорошо известное?

Конечно, это реактивный двигатель. Тягу в реактивном двигателе создает струя горячих газов, выбрасываемых с большой скоростью из сопла. Чем больше скорость, тем больше тяга. А чем хуже плазма? Скорость у струи вполне подходящая — до 10 км/с. А с помощью специальных электрических полей плазму можно ускорить еще больше — до 100 км/с. Это примерно в 100 раз больше скорости газов в существующих реактивных двигателях. Значит, и тяга у плазменных или электрореактивных двигателей может быть больше, расход топлива можно будет намного уменьшить. Первые образцы плазменных двигателей уже испытаны в космосе.

enciklopediya-tehniki.ru

Плазмотрон — WiKi

Плазменная горелка

Электродуговые:

С прямой дугой.
С косвенной дугой.
С электролитическим электродом (электродами).
С вращающейся дугой.
С вращающимися электродами.

Высокочастотные:

Индукционные
Ёмкостные

Комбинированные:

Дуговые плазмотроны

Устройство плазмотрона с продольной стабилизацией дуги

Высокочастотные плазмотроны

Высокочастотные плазмотроны являются безэлектродными и используют индуктивную или ёмкостную связь с источником мощности. Поскольку для прохождения высокочастотной мощности сквозь стенки разрядной камеры, последняя должна быть выполнена из непроводящих материалов, в качестве таковых, как правило используется кварцевое стекло или керамика. Поскольку для поддержания безэлектродного разряда не требуется электрического контакта плазмы с электродами, применяют газодинамическую изоляцию стенок от плазменной струи, что позволяет избежать их чрезмерного нагрева и ограничиться воздушным охлаждением.

Устройство промышленного высокочастотного индукционного плазмотрона

Применение таких химически устойчивых материалов позволяет использовать в качестве рабочего тела воздух, кислород, пары воды, аргон, азот и другие газы.

СВЧ плазмотроны

Плазмотроны данного типа основаны на сверхвысокочастотном разряде, как правило в резонаторе, сквозь который продувается плазмообразующий газ.

ru-wiki.org

плазмотрон - это... Что такое плазмотрон?

плазмотрон — плазмотрон … Орфографический словарь-справочник

ПЛАЗМОТРОН — (плазматрон, плазменный генератор), газоразрядное устройство для получения «низкотемпературной» (T»104 К) плазмы. Физ. исследования по созданию П. начались в 10 х гг. 20 в., однако широкое использование П. в пром. и лаб. практике относится к кон … Физическая энциклопедия

ПЛАЗМОТРОН — (от плазма и...трон) (плазматрон), газоразрядное высокочастотное или дуговое устройство для получения плазмы с температурой 103 104 К. В высокочастотном плазмотроне плазмообразующее вещество нагревается обычно вихревыми токами, в дуговом проходя… … Современная энциклопедия

ПЛАЗМОТРОН — (от плазма и ...трон) (плазматрон плазменный генератор), газоразрядное устройство для получения низкотемпературной плазмы (Т ? 104К). Распространены высокочастотные и дуговые плазмотроны. В высокочастотных плазмотронах (мощностью до 1 МВт)… … Большой Энциклопедический словарь

плазмотрон — см. плазматрон. Толковый словарь иностранных слов Л. П. Крысина. М: Русский язык, 1998 … Словарь иностранных слов русского языка

плазмотрон — Устройство, в котором газ нагревается до температуры, при которой он становится проводником электрического тока. [ГОСТ 16382 87] Тематики электротермическое оборудование … Справочник технического переводчика

Плазмотрон — (от плазма и ...трон) (плазматрон), газоразрядное высокочастотное или дуговое устройство для получения плазмы с температурой 103 104 К. В высокочастотном плазмотроне плазмообразующее вещество нагревается обычно вихревыми токами, в дуговом проходя … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Плазмотрон — [plasmatron, plasma generator] газозарядное устройство для получения струи или дуги низкотемпературной (103 105 К) плазмы. Исследования по созданию плазмотрона начались с XX в., но их широкое промышленное использование в конце 1950 х гг., по… … Энциклопедический словарь по металлургии

плазмотрон — (плазматрон, плазменный генератор), газоразрядное устройство для получения низкотемпературной (порядка 10⁴ К) плазмы. Плазмотроны используются гл. обр. в промышленности в качестве нагревательных устройств, но их также применяют и в плазменных… … Энциклопедия техники

плазмотрон — а; м. [от греч. plasma вылепленное, оформленное и сл. (элек)трон] Устройство для получения плазмы (2 зн.) в промышленных и технических целях. * * * плазмотрон (от плазма и ...трон) (плазматрон, плазменный генератор), газоразрядное устройство для… … Энциклопедический словарь

dic.academic.ru

ЧТО ТАКОЕ ПЛАЗМОТРОН? - ATLANT TOOL

4 июля 2014

Плазменный резак, плазморез, плазмотрон — является главным элементом систем плазменной резки и основным рабочим инструментом машин термической резки. Плазменный резак оказывает максимальное влияние на конечное качество самого процесса резки металла электрической дугой. Все устройства: система плазменной резки, машина термической резки, система подготовки газа концентрируют свои усилия на обеспечении работы резака.Резак обеспечивает инициацию, формирование и поддержание электрической дуги высокой плотности тепловой энергии, при использовании плазмообразующего и защитного газа. Поток плазмообразующего газа обеспечивает непосредственное плазмообразование и формирование электрической дуги, а поток защитного газа обеспечивает защиту этой дуги и защиту сопла резака.

Какой плазмотрон выбрать?

Рассмотрим лучшие, самые современные плазменные резаки основных производителей. Каждый производитель систем плазменной резки имеет свой плазменный резак, защищенный патентами и подготовленный к работе со своими системами плазменной резки. На Российском рынке представлены и используются около десяти типов плазмотронов, из которых можно выделить три-четыре основных, которые сразу распределим по рейтингу продаж и соответственно использования.Первое место занимает резак компании Hypertherm (США) серии HPR XD. Удачно спроектированный в начале нашего тысячиления резак HPR и модернизированный в 2009 до HPR XD на сегодняшний день самый надежный плазменный резак. Резак обеспечивает стабильную высококачественную и высокотехнологичную резку всех типов металлов. Высокая стойкость расходных комплектующих(сопло, электрод и защитный экран) компенсирует их стоимость. При использовании этих резаков Мы настоятельно рекомендуем использовать оригинальные комплектующие сопла и электроды – это обеспечит высокое качество реза и продолжительность жизни резака. Наш опыт говорит что при правильном использовании резак живет до 5-7 лет.Второе место занимают немецкие резаки производства Kjellberg Finsterwalde марки PerCut-210. Этот резак с системами плазменной резки серии HiFocus, производит наверное лучшее качество резки в мире, при соблюдении заявленной производителем Технологии Contour Cut, а режим работы Contour Cut Speed обеспечит высокоскоростную резку с высоким качеством. Как всякая сказка и похвалы заканчиваются. Начинается суровая реальность: резак притязателен к качеству очистки газов, качеству металла, точности соблюдения технологии, малая стойкость расходников на толщинах более 16мм, живет резак максимум год. Для обеспечения надежности производственного цикла требуется подменный резак на случай профилактики или выхода из строя рабочего. Каждый полгода — год приобретение резака (50-70т.р.).

Третье место получают отечественные плазменные резаки марки ПВР-402, ПВР-180 и их разновидности различных производителей. Использование этого резака определено низкой стоимостью резака и расходных комплектующих – это в меньшей степени, а в основном массовым производством систем плазменной резки отечественного производства до 2000 года. Качество реза и время жизни расходных комплектующих – это не про эти резаки, к сожалению. Остались редкие асы-операторы, способные работать с этими резаками с достойным качеством. Например, резка нержавейки толщиной 90мм – вполне посильная задача для резака ПВР-402, но без гарантий по стабильности. Время жизни расходных комплектующих от 10секунд до 40 минут резки, сказывается отсутствие защитного газа.

Четвертое место делят все оставшиеся производители резаков и систем плазменной резки, выпускающие как свои так и лицензионные плазмотроны и расходные комплектующие(сопла и электроды) . Этих производителей достаточно много на рынке, но….это не оригинальное производство. Соответственно низкие: надежность, стабильность и качество реза.

atlant-tool.ru