Plasma fakkel - Plasma torch
En plasmabrenner (også kjent som en plasmalysbue , plasmakanon , plasma kutter , eller Plasma ) er en innretning for generering av en rettet strøm av plasma .
Plasmastrålen kan brukes til applikasjoner, inkludert plasmaskjæring , plasmabuesveising , plasmaspraying og plasmaforgassning for avfallshåndtering.
Typer av termiske plasmafakkler
Termiske plasmaer genereres i plasmalampe ved likestrøm (DC), vekselstrøm (AC), radiofrekvens (RF) og andre utladninger. DC-lommelykter er det mest brukte og forsket på, fordi når det sammenlignes med AC: "det er mindre flimmergenerering og støy, en mer stabil drift, bedre kontroll, minimum to elektroder, lavere elektrodeforbruk, litt lavere ildfast [varme] slitasje og lavere strømforbruk ".
Termiske DC-lommelykter, ikke-overført lysbue, basert på varm katode
I en likestrømbrenner dannes den elektriske lysbuen mellom elektrodene (som kan være laget av kobber, wolfram , grafitt , sølv osv.), Og det termiske plasmaet dannes fra kontinuerlig tilførsel av bærer / arbeidsgass, og rager utover som en plasmastråle / flamme (som det fremgår av bildet ved siden av). I likestrømbrennere kan bærergassen for eksempel være enten oksygen, nitrogen, argon, helium, luft eller hydrogen; og selv om det betegnes som slikt, trenger det ikke å være en gass (altså bedre betegnet som en bærervæske).
For eksempel fungerer en forskningsplasma-fakkel ved Institute of Plasma Physics (IPP) i Praha, Tsjekkia, med en H 2 O- vortex (samt et lite tilskudd av argon for å tenne lysbuen), og produserer en høy temperatur / hastighet plasma flamme. Faktisk brukte tidlige studier av buestabilisering en vann-vortex. Samlet sett må elektrodematerialene og bærervæskene tilpasses spesielt for å unngå overdreven elektrodekorrosjon eller oksidasjon (og forurensning av materialer som skal behandles), samtidig som det opprettholdes god kraft og funksjon.
Videre kan strømningshastigheten til bærergassen heves for å fremme en større, mer utstikkende plasmastråle, forutsatt at lysbuen er tilstrekkelig økt; og vice versa.
Plasmaflammen til en ekte plasmafakkel er høyst noen centimeter lang; det er å skille seg fra fiktive langdistanse plasmavåpen .
Overført mot ikke-overført
Det finnes to typer DC-lommelykter: ikke overført og overført. I ikke-overførte likestrømbrennere er elektrodene inne i selve brenneren / huset (skaper lysbuen der). Mens en overført fakkel er en elektrode utenfor (og er vanligvis det ledende materialet som skal behandles), slik at buen kan dannes utenfor fakkelen over en større avstand.
En fordel med overførte likestrømbrennere er at plasmabuen dannes utenfor det vannkjølte legemet, og forhindrer varmetap - som det er tilfelle med ikke-overførte brennere, der deres elektriske til termiske effektivitet kan være så lav som 50%, men varmtvannet kan i seg selv brukes. Videre kan overførte likestrømbrennere brukes i et dobbeltfakkeloppsett, der den ene lommelykten er katodisk og den andre anodisk , som har den tidligere fordelen av et vanlig overført enkeltfakkelsystem, men tillater bruk med ikke-ledende materialer, som det er ikke behov for at den danner den andre elektroden. Imidlertid er disse typer oppsett sjeldne, da de vanligste ikke-ledende materialene ikke krever den presise skjæreevnen til en plasmabrenner. I tillegg er utslipp generert av denne spesielle plasmakildekonfigurasjonen preget av en kompleks form og væskedynamikk som krever en 3D-beskrivelse for å bli forutsagt, noe som gjør ytelsen ustabil. Elektrodene til ikke-overførte brennere er større fordi de lider mer av plasma-lysbuen.
Kvaliteten på produsert plasma er en funksjon av tetthet (trykk), temperatur og fakkeleffekt (jo større jo bedre). Når det gjelder effektiviteten til selve fakkelen - dette kan variere mellom produsenter og fakkelteknologi; men for eksempel rapporterer Leal-Quirós at for Westinghouse Plasma Corp. fakler “er en termisk effektivitet på 90% lett mulig; effektiviteten representerer prosentandelen av bueeffekt som går ut av fakkelen og går inn i prosessen ”.
Nærbilde av et Hypertherm HyPerformance plasma lommelykt skjærende metall
Sektorfelt ICP-MS fakkel
Sektorfelt ICP-MS fakkel
