专利名称：等离子体流发生方法
技术领域：
本发明涉及等离子体流发生方法，并且可应用于与等离子体装置的生产和操作相 关的各个行业中。更具体地，本发明涉及低温等离子体发生器(等离子体弧焰炬)，其使用与含氧烃 混合的蒸汽或湿蒸汽作为工作介质。蒸汽可从特殊源供应到发生器或可由于发生器内的高 温而在发生器中直接产生。蒸汽发生过程可与从燃烧器电极的热去除相组合。
背景技术：
本领域已知金属焊接方法(专利RU 2103129)。本领域还已知等离子体焰炬，其使用蒸汽作为工作介质，所述蒸汽由于从容 器-蒸发器供送到排出室内的液体工作介质的蒸发而产生(us 5609777和EP 0640426)。 这种焰炬中的蒸汽发生是在填充有吸湿材料的容器-蒸发器中进行，该吸湿材料与用作所 述焰炬的阳极的喷嘴形成热接触。这种焰炬可操作有限的时间，在该有限的时间期间，填充所述容器的液体几乎完 全被蒸发。吸湿材料在一个工作循环内由于其吸水性而提供在时间上均勻的液体蒸发，一个 工作循环的持续时间取决于填充容器_蒸发器的液体的量和在焰炬喷嘴阳极上所耗散的 功率。在焰炬接通之后的前几分钟，在填充有液体的容器_蒸发中形成饱和蒸汽，所述 蒸汽在过压下进入排出室。在液体从容器-蒸发器中蒸发的过程中，蒸汽变成不饱和的， 并且在循环结束时，蒸汽为严重不饱和的。在此情况下，蒸汽温度升高(参看《Physics Handbook，K. Kuhling 著，从德文翻译，“MIR"出版，Moscow 1982，第 170 页)。供送到焰炬的能量部分地用于冷却流体的蒸发和用于将所产生的蒸汽加热到电 离温度，并且该能量的其余部分直接用于电离。在一个工作循环期间的蒸汽温度的变化导致等离子体流的电离度的变化，因为与 将严重过热的蒸汽加热到相同温度相比，饱和蒸汽需要大量的热能来将其加热到电离温度。等离子体流的电离度的变化导致其能量参数的变化。这负面地影响等离子体装置 整体上的使用特性。当使用所发生的等离子体流来进行焊接工作时尤其会感受到这个缺
点O
发明内容
本发明的一个目的在于消除这个缺点。本发明的主要目的在于在冷却流体的蒸发 过程中通过控制冷却流体到容器-蒸发器内的再填充而稳定等离子体发生蒸汽的温度。本发明的本质在于在熟知的等离子体流发生方法中，使用与焰炬的喷嘴阳极形成 热接触并与填充所述容器的吸湿材料形成接触的加热元件的能量，利用在周期性地填满的容器-发生器中产生的冷却流体蒸汽形式的等离子体形成介质，压缩排出室中的电弧柱， 考虑来自设置于将所述容器连接到排出室的支管上的检测器的关于温度的数据，通过控制 从外部源供送到容器-蒸发器内的冷却液体的量，稳定将从容器-蒸发器供送到排出室内 的等离子体发生蒸汽的温度。
图1示出了实现要求保护的等离子体流发生方法的装置，其利用以圆柱形式制成 的焰炬。
具体实施例方式等离子体焰炬1利用由于电源3的能量而形成于排出室2中的等离子体形成介质 来压缩电弧柱，以发生等离子体流。在容器_蒸发器4中产生的蒸汽形式的等离子体形成 介质由从计量泵6流经管线11的液体形成。蒸发由于与喷嘴阳极8和填充容器-蒸发器 4的吸湿材料形成热接触的加热元件7的高温而发生。在容器-蒸发器4中产生的蒸汽穿 过管子14和加热元件7的孔口 9进入排出室2。基于从设置于使容器_蒸发器4与排出室2连接的支管14上的温度检测器13所 接收到的信息，由控制冷却液体12的流率的装置来确定通过管线11的冷却液体的量。冷 却液体流率控制装置的功能在于分别在温度检测器13的读数超过关于焰炬操作条件所确 立的预设值时增加经过管线11的流率，并且在温度检测器读数低于预定值时减小冷却液 体的流率。因此，实现等离子体发生蒸汽的温度条件的自动稳定。流率控制装置的最简单的设计利用计量泵，注入的持续时间和/或每单位时间注 入的量基于来自温度检测器13的数据而变化。实现所要求保护的方法的实例是最大功率消耗为3. Okff的焊接和切割等离子体 装置。温度检测器设置于使容器-蒸发器4与排出室2连接的支管14上。利用与容器10 成整体安装的计量泵来控制经过管线的流率。流率控制装置12安装于电源3中。在工作日中，这种装置提供厚度为1至12mm的钢板的高质量焊接。在操作过程中， 取决于焰炬所消耗的功率，将容器_蒸发器连接到排出室的支管的温度(和在排出室中蒸 汽的温度分别)被维持在100-150°C温度范围的5-8度内。
权利要求
一种等离子体流发生方法，所述方法通过利用加热元件的能量而在周期性地充满的容器-蒸发器中产生的冷却液体蒸汽形式的等离子体形成介质，压缩排出室中的电弧柱，该加热元件与焰炬的喷嘴阳极形成热接触并与填充所述容器的吸湿材料形成接触，其特征在于，通过考虑来自温度检测器的信息而控制从外部源供送到所述容器-蒸发器内的冷却液体的量，以稳定从所述容器-蒸发器进入所述排出室内的等离子体形成蒸汽的温度，该温度检测器设置于将所述容器-蒸发器连接到所述排出室的支管上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体形成蒸汽的温度基于所述 等离子体发生器的操作条件而变化。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过改变计量泵的注入的持续时间和/或 每单位时间所述计量泵的注入量来控制所述冷却液体的量。
全文摘要
本发明涉及等离子体流发生方法，该方法使用在周期性地充满的容器-蒸发器中产生的冷却液体蒸汽形式的等离子体形成介质，压缩电弧柱。使用与焰炬的喷嘴阳极形成热接触并与填充所述容器的吸湿材料形成接触的加热元件的能量，蒸发该冷却液体。通过考虑来自温度检测器的数据而控制冷却液体的流率并且通过在焰炬的操作过程中向容器-蒸发器添加冷却液体，稳定供送到排出室内的等离子体形成蒸汽的温度，该温度检测器设置于使容器-蒸发器与排出室连接的支管上。
文档编号H05H1/28GK101820719SQ200910008129
公开日2010年9月1日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者亚历山大·伊凡诺维奇·阿普内维奇 申请人:亚历山大·伊凡诺维奇·阿普内维奇