200060. lajstromszámú szabadalom • Univerzális plazmagenerátor anyagátalakítási technológiákhoz
3 HU 200060 B-1 A találmány szerinti megoldás tehát olyan villamos kisüléssel működő, fúvókéval és belső katóddal rendelkező plazmagenerátor, amelyre jellemző, hogy a plazmagenerátornak a fúvóka kilépő nyílásával ellentétes irányban nyitott, a fúvókéval egytengelyű, körkeresztmetszetü hüvelye van, továbbá belső katódot tartalmazó, plazmagenerátor hüvelyében lazán illesztett, a katód mechanikai rögzítését, villamos csatlakozását, hűtését és/vagy gázellátását szolgáló, cserélhető katódegysége van; valamint a hüvelyben illeszkedő katódegységet működési helyzetben rögzítő, oldható rögzítöszerkezete van. A találmány szerinti plazmagenerátor egyik lehetséges kiviteli alakjában a katódegységet üreges katóddal látjuk el, amelynek alakja tengelyu-ányú átmenő furattal rendelkező forgástest és a katód legalább egyik végének környezetében - célszerűen tangenciális irányú - gázbevezető nyílásokat alakítunk ki. Ezzel a megoldással olyan anyagokból készült katódok alkalmazásét tesszük lehetővé, melyek esetén a katódtalppont folyamatos mozgatása szükséges - célszerűen gázdinamikus úton, örvénylő gáztér fenntartásával - a megfelelő katód élettartam biztosításához. Előnyös, ha az üreges katód anyagául rezet, vagy mikroötvözőket tartalmazó rézótvőzetet választunk, mivel igy a plazmagenerátor oxigént és szenet tartalmazó munkagázokkal is üzemeltethető. Előnyös továbbá, ha üreges katódként ezüstöt alkalmazunk, mivel igy oxidáló munkagáz mellett nagy élettartamot érhetünk el. A találmány szerinti plazmagenerátor másik lehetséges kiviteli alakjában a katódegységet körkeresztmetszetű rúd alakú katód befogására alkalmas katódrögzító szerkezettel látjuk el. A katódegység hűtött - célszerűen vörösréz - patronhüvelyt és ebben kúpfelület mentén illeszkedő hasított patront, ebben illeszkedő katódot, valamint a patron zárására, ill. lazítására működtető elemet tartalmaz. Előnyös, ha a rúd alakú katód anyaga volfram (W) vagy volframötvözet, mert így a plazmagenerétor munkagázaként hidrogén, nitrogén, nemesgázok, valamint ezek keveréke alkalmazható. A találmány szerinti plazmagenerátor további lehetséges kiviteli alakjában a katódegységben a plazmagenerátor tengelyével egytengelyű furattal ellátott, hűtött, cserélhető vörösréz betétet helyezünk el, melynek furatában kör keresztmetszetű rúdkatód van rögzítve szilárd illesztéssel. Előnyös, ha a betét fux-atában illesztett rúdkatód anyaga cirkónium (Zr) vagy hafnium (Hf>, mert így a plazmagenerátor tiszta levegő és oxigén munkagázzal üzemeltethető. A találmány szerinti plazmagenerátor további lehetséges kiviteli alakjában a plazmagenerátor hüvelyéhez, a hüvely belső átmérőjével azonos névleges belső átmérőjű, a 4 hüvellyel egytengelyű, egy alkotója mentén hasított, csavarral összehúzható gyűrűt rögzítünk. A hüvelyben elhelyezett katódegység rögzítése az ily módon kivitelezett rögzítőszerkezet csavarjának meghúzásával végezhető el. Előnyös, ha a rögzitószerkezet hasított gyűrűjének zárására, ill. lazítására - célszerűen nyitórugó ellenében működő - elfordítható excentert, vagy bütykös mechanizmust alkalmazunk, mert így a rőgzítószerkezet szerszám alkalmazása nélkül működtethető. A találmány szerinti plazmagenerétor további lehetséges kiviteli alakjában a plazmagenerátort a rögzitószerkezet és a hozzákapcsolódó katódegység tengelyirányú elmozdításéra alkalmas mozgató mechanizmussal látjuk el. Ezzel az intézkedéssel a plazmagenerátor katód-fúvóka távolsága működés közben is változtatható. Előnyös, ha a mozgató mechanizmus meghajtáséra villamos, vagy pneumatikus, vagy hidraulikus elven működő végrehajtó szervet alkalmazunk, mivel igy lehetővé válik a katód-fúvóka távolság, és ezzel a ivfeszültség legkedvezőbb értékének üzem közbeni beállítása. A találmány szerinti plazmagenerátor további lehetséges kiviteli alakjában a katódegységet befogó hüvelyt és/vagy rögzítőszerkezetet olyan zárószerkezettel (zsilippel) látjuk el, amely a katódegység kihúzásakor a hüvely teljes keresztmetszetét kézi működtetés útján vagy automatikusan lezárja. A zárószerkezet a katódegységnek a hüvelye, ill. a rögzítöszerkezetbe történő elhelyezésekor - ill. a katódegység működési pozícióba tolása alkalmával - nyílik vagy nyitható, és nem akadályozza meg a katódegység elmozdulását. A zérószerkezet működése úgy van összehangolva a katódegység mozgásával, hogy a nyitása csak akkor lehetséges, ha a katód-. egység tömitetten illeszkedik a hüvelyben, vagy a rógzítószerkezetben. így a plazmagenerátor belsejéből nem távozhat gáz a hüvelyen át, a katódegység eltávolítása, vagy csatlakoztatása alkalmával. Ez a kiviteli megoldás előnyösen alkalmazható minden olyan plazmatechnológiánál, ahol a katódegység cseréje mellett sem szabad megengedni, hogy a folyamatban résztvevő anyagok a szabaddá vált nyíláson a légtérbe kerüljenek, vagy levegő jusson a technológiai rendszerbe. A találmányt részletesebben rajzok alapján ismertetjük, amelyek egy lehetséges kiviteli megoldás vázlatát tartalmazzák. A kiviteli példában három különféle katódegység csatlakozik a plazmagenerátorhoz. A mellékelt rajzokon az 1. és la. ábra a találmány szerinti plazmagenerátor egy lehetséges kiviteli alakját mutatja be, melyen elsősorban a fóigénypont magyarázatához szüksé-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
