Плазмалық және электрондық қыздыру қондырғылары.

Плазмалық электротермикалық қондырғылар (ПЭТҚ) – бұл өнеркәсіптік электрлік қыздыру қондырғылары. Олардағы негізгі актив компонент – төмен температуралы плазма болып табылады. Өнеркәсіптік ПЭТҚ-ларда ең сенімді, әрі қарапайым стационар плазма генераторы ретінде күшті тоқты электрлік разряд қолданылады. Атмосфералық қысым ПЭТҚ – ларда доғалық пішінді (электрлік доға) электрлік жеке разряд, ал вакуумдық ПЭТҚ – ларда жалпақ катодты күшті тоқты разряд қолданылады.

Атмосфералық ПЭТҚ-ларға мыналар жатады:

• металды керамикалық тигельдерде балқытуға арналған плазмалық доғалық пештер (ПДП);

• металды су салқындатқыш кристаллизатор (металдан жасалған) балқытуға арналған ПДП;

• шихталық түрдегі плазмалық кенді қалпына келтіргіш пештер (РВПП): олар қышқылдардан металды қалпына келтіруге арналған;

• өнеркәсіптік доғалық ақырын ағысты (струйный) плазматрондар; олар плазмалық технологиялық қондырғылардағы газдарды қыздыруға арналған.

Вакуумдық ПЭТҚ-лардың ішінде өнеркәсіпте ең көп тарағаны – электронды-плазмалы пештер. Оларда қыздыру көзі қызметін ыстық жалпақ плазмалық катоды бар жеке күшті тоқты вакуумдық разряд атқарады.

Плазмалық технологиялық жабдықтардың өнімділігі өте жоғары, көлемі кіші, металдарды өңдеу сапасы жоғары болады. Өйткені плазмалық қыздыру кезінде энергияның бағытталуы мен концентрациясы жоғары дәрежеде болады.

ПЭТҚ – ларда электрлік разрядтың плазмалық бағаны қыздырудың актив зонасы болып табылады. Плазмалық қыздыру қағидасы күшті токты разряд бағынының плазмасындағы энергияның тасымалдану процестерінің электронды-молекулярлық моделімен көрсетуге болады (3.9 сурет).

ПЭТҚ-ларда плазма генераторлары ретінде плазматрондардың екі түрі қолданылады: ақырын ағысты (струйный) және балқытатын. Ақырын ағысты плазматрондар – бұл ішкі доғалы плазматрондар. Олар ағымдағы газды қыздыруға арналған; бұл газ технологиялық көлемге қосылады. Ал балқытатын плазматрондарда доға технологиялық көлемде орнатылған, ал разряд аноды қыздыру объектісі болып табылады.

Ақырын ағысты өнеркәсіптік плазматрондар мынадай құрылымдық схемалар бойынша жасалады (3.10-сурет):

а) доға ұзындығы өздігінен қалыптасатын схема (3.10, а - сурет).

б) электрод аралық ендірмесі (вставка) бар схема (3.10, б, в - суреттер).

в) кертпеші (уступ) бар, плазма екі жақты ағатын схема (3.10, г - сурет).

3.10 сурет – Ақырын ағысты өнеркәсіптік плазматрондардың схемалары: а-доға ұзындығы өздігінен қалыптасатын схема; б-электродтар арасында металдан жасалған сумен салқындатылатын ендірмесі бар схема; в-электродтар арасында қуысты ендірмесі бар схема; г-кертпеші бар плазматрон; 1-катод; 2-анод; 3-электрод аралық оқшауланған өндірме; 4-доға бағаны; 5-плазма түзуші газ кірісі; 6-плазма ағыны;

Бүгінгі күнде ең тиімді ақырын ағысты плазматрон ретінде доға ұзындығы белгілі плазматрондар қолданылады. Олар екі түрлі болып жасалынады: электрод аралық ендірмесі бар (ЭАЕ) және кертпеші бар. 3.11- суретте ЭДП -118 типті ЭАЕ бар плазматронның құрылымдық схемасы көрсетілген.

3.11-сурет. ЭДП-118 өнеркәсіптік плазматрон құрылымы: 1-катод; 2-анод; 3-электрод аралық ендірме; 4-іске қосу секциясы; 5-плазма жасаушы газ кіргізу бөлігі; 6-қорғаныстық газ беру бөлігі; 7-оқшаулағыш; 8-соленоид.

Балқытатын плазматрондар керамикалық тигельдерде металл балқытуға арналған ПДП – ларда көп қолданылады.

Қосымша әдебиет 4[293-299]; 5[440-449].

Бақылау сұрақтары:

1. «Плазма» термині қандай түсінік береді?

2. Плазманың негізгі қасиеттері қандай?

3. Ычтық және суық плазманың температуралары қандай болады?

4. Өнеркәсіптік плазматрондардағы плазма генераторлары деген не, олардың қандай түрлері болады?

5. Өнеркәсіптік ақырын ағысты плазматрондар схемасы қандау және олар қайда қолданылады?