close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10941

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 10941
(13) C1
(19)
(46) 2008.08.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
H 05H 1/00
H 05H 1/24
УСКОРИТЕЛЬ ПЛАЗМЫ
(21) Номер заявки: a 20061181
(22) 2006.11.24
(43) 2008.06.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение " Институт порошковой
металлургии" (BY)
(72) Авторы: Белявин Климентий Евгеньевич; Кузнечик Олег Ольгердович;
Минько Дмитрий Вацлавович; Хроленок Валерий Васильевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(56) RU 2210875 C2, 2003.
SU 1565333 A2, 1992.
SU 1533563 A1, 1998.
BY 10941 C1 2008.08.30
(57)
Ускоритель плазмы, содержащий источник питания и два подключенных к нему электрода, разделенные изолятором и размещенные в вакуумной камере, внутренний из которых выполнен в виде осесимметричного стержня, а внешний, охватывающий внутренний
электрод, - в виде совокупности прямолинейных стержней, соединенных концами с двумя
установленными в торцах камеры держателями, один из которых выполнен неподвижно
закрепленным, отличающийся тем, что стержни внешнего электрода соединены с держателями при помощи шаровых шарниров, а второй держатель связан с приводом для возможности поворота вокруг оси так, чтобы обеспечить разнесение одного конца каждого
стержня от другого по азимуту относительно оси внутреннего электрода на один и тот же
угол.
BY 10941 C1 2008.08.30
Изобретение относится к плазменной технике, в частности к плазменным ускорителям, и может быть использовано для получения высокоэнергетических плазменных струй,
а также в технологических ускорителях, применяемых в процессах вакуумно-плазменной
технологии.
Известен ускоритель плазмы [1], содержащий источник питания, два коаксиальных
электрода, размещенные в вакуумной камере и разделенные изолятором. В качестве плазмообразующего рабочего вещества в нем используется газ, который через быстродействующий клапан заполняет межэлектродное пространство. Под действием приложенного
напряжения происходит пробой газа. Образованная при этом плазма под действием сил
давления магнитного поля ускоряется и выводится через формирующую насадку в виде
сопла Лаваля.
Однако в процессе ускорения плазма здесь подвержена различным неустойчивостям,
например так называемым изгибной и винтовой неустойчивостям, что приводит к потере
энергии и срыву процесса ускорения.
Этот недостаток устраняется в ускорителе плазмы, выбранном за прототип [2]. Ускоритель плазмы содержит источник питания, два электрода, размещенные в вакуумной камере, разделенные изолятором и подключенные к источнику питания, причем внутренний
электрод выполнен в виде осесимметричного стержня, а внешний, охватывающий внутренний электрод, - в виде совокупности стержней, одним концом закрепленных на держателе, который установлен в торце камеры. Стержни внешнего электрода выполнены прямолинейными и установлены так, что один из концов каждого из этих стержней разнесен
от другого конца по азимуту относительно оси внутреннего электрода на один и тот же
угол так, что огибающая поверхность совокупности стержней представляет собой однополостный гиперболоид вращения. Разнесение концов стержней внешнего электрода на азимутальный угол приводит к тому, что помимо азимутальной компоненты магнитное поле
приобретает продольную компоненту, что способствует устойчивости плазменной струи.
Кроме того, конфигурация стержней внешнего электрода в продольном разрезе представляет собой сопло Лаваля. Скорость плазменной струи по мере движения к узкому участку
возрастает и в самом узком сечении достигается скорость звука. А в расширяющейся части сопла и, следовательно, на выходе из ускорителя скорость будет сверхзвуковая.
Недостатком данного ускорителя плазмы являются ограниченные технологические
возможности: невозможность регулирования скорости потока плазмы на выходе из ускорителя, так как в сверхзвуковом сопле скорость в выходном сечении зависит только от отношения площади выходного сечения к площади его критического сечения и не зависит в
широких пределах от изменения давления перед соплом. Конфигурация внешнего электрода в данном ускорителе является постоянной, поэтому для изменения параметров потока на выходе из ускорителя необходимо заменять электрод.
Техническая задача, решаемая изобретением, - расширение технологических возможностей ускорителя плазмы за счет регулирования скорости потока плазмы на выходе из
ускорителя.
Технический результат достигается тем, что ускоритель плазмы содержит источник
питания и два подключенных к нему электрода, разделенные изолятором и размещенные
в вакуумной камере, внутренний из которых выполнен в виде осесимметричного стержня,
а внешний, охватывающий внутренний электрод, - в виде совокупности прямолинейных
стержней, соединенных концами с двумя установленными в торцах камеры держателями,
один из которых выполнен неподвижно закрепленным, причем стержни внешнего электрода соединены с держателями при помощи шаровых шарниров, а второй держатель связан с приводом для возможности поворота вокруг оси так, чтобы обеспечить разнесение
одного конца каждого стержня от другого по азимуту относительно оси внутреннего электрода на один и тот же угол.
2
BY 10941 C1 2008.08.30
На фигуре показано заявляемое устройство в разрезе. Ускоритель плазмы содержит
источник питания 1, размещенные в вакуумной камере 2 два электрода - внутренний 3 и
внешний 4, разделенные изолятором 5 и подключенные к источнику питания, причем
внутренний электрод 3 выполнен в виде цилиндрического стержня, а внешний 4 - совокупности стержней, закрепленных на держателях 6, которые установлены в торцах камеры, стержни внешнего электрода соединены с держателями при помощи шаровых шарниров 7, держатели могут поворачиваться вокруг оси поворотным устройством 8. В
установке может присутствовать напускной клапан газа 10, если ускоряемая плазма получается в результате ионизации напускаемого газа. Возможно также ускорение эрозионной
плазмы поверхностного разряда на изоляторе 5. В этом случае необходимость в напускном клапане 10 исчезает.
Устройство работает следующим образом. С помощью системы напуска газа через
клапан 10 в межэлектродный зазор ускорителя напускается рабочий газ. На электроды 3 и
4 подается напряжение от источника питания 1, происходит пробой межэлектродного промежутка и образовавшаяся плазма начинает ускоряться силами магнитного давления. Соединение стержней внешнего электрода 4 с держателями 6 при помощи шаровых шарниров 7 позволяет с помощью поворотного устройства 8 поворачивать один из держателей
относительно другого, при этом один из концов каждого из стержней будет разнесен от
другого конца по азимуту относительно оси внутреннего электрода на один и тот же угол,
а огибающая поверхность совокупности стержней будет изменяться от цилиндрической к
однополостному гиперболоиду вращения, величина площади наименьшего сечения которого зависит от угла поворота, а на торцах камеры остается постоянной. Конфигурация
стержней внешнего электрода в виде однополостного гиперболоида вращения позволяет
отжать плазменные сгустки от стенок, а также ускорить их до сверхзвуковой скорости.
Так как в сверхзвуковом сопле скорость в выходном сечении зависит только от отношения
площади выходного сечения к площади его критического (наименьшего) сечения, в предлагаемом устройстве ускорителя плазмы возможно регулирование скорости потока плазмы на выходе из ускорителя.
Использование предложенного изобретения выгодно отличается от указанного прототипа тем, что позволяет просто изменять конфигурации стержней внешнего электрода и
соответственно параметры плазменного потока, что часто необходимо в процессах вакуумно-плазменной технологии.
Источники информации:
1. Бабкин А.Л., Дубинов А.Е., Жданов B.C. и др. Теоретическое и экспериментальное
исследование виркатора с плазменным анодом. Физика плазмы, 1997. Т. 23,4. - С. 343-349.
2. Патент РФ 2210875, МПК В 23К 10/00, 2003.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
223 Кб
Теги
by10941, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа