Плазматрон

Плазменная горелка

Плазмотрон — техническое устройство, в котором происходит образование и поддержание температуры плазмы используемой для обработки материалов или как источник света и тепла. Буквально, плазмотрон означает — генератор плазмы.

История создания

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

• Получение сверхвысоких температур (до 150000 °C, в среднем получают 10000-30000°С), не достижимых при сжигании химических топлив.
• Компактность и надежность.

• Легкое регулирование мощности, легкий пуск и остановка рабочего режима плазмотрона.

Типы применяемых плазмотронов

Электродуговые:

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

Высокочастотные:

• Индукционные(нагрев движущихся металлических паров).
• Электростатические.

Комбинированные:

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

• Для производства плазменной и микроплазменной сварки в настоящее время применяются следующие установки: УПС-501, УПС-804 и УПС-301 для плазменной сварки и установка А-1342 для микроплазменной сварки

Области использования плазмотронов

• 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
• двигатели космических аппаратов
• термическое обезвреживание высокотоксичных органических отходов
• Синтез химических соединений (например синтез окислов 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

Плазменная горелка имеет по меньшей мере один анод и один катод, к которым подключают источник высокого напряжения.

В качестве рабочего тела используют аргон, иногда — другие газы.

Для охлаждения используют каналы, омываемые обычно водой.

Литература

Ю. П. Конюшная. Открытия советских ученых. — Ч. 1. — М.: Изд-во МГУ, 1988.