200060. lajstromszámú szabadalom • Univerzális plazmagenerátor anyagátalakítási technológiákhoz
9 HU 200060 B 10 A 18 katódegység csatlakoztatása az 1. és 2. ábrán látható a plazmagenerátorhoz, megegyezik az előzőekben ismertetett 14 és 16 katódegységekre vonatkozó eljárással. Amennyiben a 8 katód anyaga cirkónium, vagy hafnium, a plazmagenerátor a 18 katódegységgel ellátva levegő, vagy oxigén munkagázzal üzemeltethető. A rajzok alapján ismertetett példák szemléltetik, hogy a célkitűzést a találmány szerinti konstrukció teljesiti: a plazmagenerátor átállítása más munkagázra (vagy az elhasználódott katód pótlása) a katódegységek gyors cseréjével - a plazmagenerátor szét-, ill. leszerelése nélkül - megvalósítható. Ez a művelet még jobban leegyszerűsödik, ha szerszám nélkül kezelhető rögzitőszerkezetet alkalmazunk. A találmány további jellemzésére vonatkozóan az alábbiakat ismertetjük: A példában ismertetett katódegységek mellett természetesen számos további típus kialakítható. Előnyös védőgázas, W katódos katódegység alkalmazása, mivel a védőgáz igény (pl. argon) a teljes gázmennyiségnek csak néhány %-a, és a katód élettartama igen hosszú. A munkagáz döntő részének összetételét ennél a megoldásnál csak a fúvóka anyaga befolyásolja. A találmány előnyei értelemszerűen külsöíves (átvitt Íves) plazmagenerátor típusnál is érvényesülnek. (Ebben az esetben a fúvóka csak a bekapcsolási folyamat elején szerepel anódként. Üzem közben a belső kátédból kiinduló ivoszlop lebegő potenciálú fúvókán át kilép a plazmagenerátorból.) Előnyős a találmány alkalmazása váltakozó áramú, vagy fordított polaritású villamos energiaellátás esetén is, mivel a belső elektród cseréje egyszerű. Előnyös egy plazmaberendezést tápláló plazma tápegységet két katódegység csatlakozással kialakítani, és katódegységek táplálását átkapcsolható módon megoldani. Így a katódegység cseréje rendkivül rövid üzemszünettel jár, és az egyik egység működése közben a másik egység bekapcsolásra előkészíthető. Előnyös a plazmagenerátoron bajonett-zárkónt kialakított rögzitőszerkezet alkalmazása, mivel így a plazmagenerátorhoz illesztett katódegység segédeszköz alkalmazása nélkül kb. 1/4 fordulatos elforditással gyorsan rögzíthető. Ugyancsak előnyös lehet a rögzítőszerkezeten a rugós retesz alkalmazása is, amely a katódegység csatlakoztatásakor azt automatikusan rögzíti (pl. a katódegységen kialakított horonyba bepattan). Függőleges tengelyű, lefelé irányított fúvókájú plazmagenerátor esetén, amennyiben a plazmagenerátor kis ellennyomású térhez csatlakozik, a katódegység rögzítésére elegendő lehet annak saját súlya is. Ez esetben a rögzitőszerkezet egyszerű tómített gyűrű, amelyben illeszkedik -a katódegység, és amely meghatározza annak függőleges pozícióját. A találmány szerinti plazmagenerátor olyan kiviteli alakja esetén, melynél a katódegység tengelyirányú pozíciója egy végrehajtó szervvel működtetett mozgató mechanizmussal a plazmagenerátor üzemeltetése közben is változtatható, előnyös a végrehajtó szervet automatikával, pl. számítógéppel vezérelni, mivel így az ív hossza (és ezzel az ivfeszültség, ill. a plazmagenerátor teljesítménye) a technológiai rendszer üzemi paramétereinek függvényében optimalizálható. Előnyös továbbá a plazmagenerátor indításakor kis fúvókakatód távolság beállítása, mivel ekkor az ív nagyfeszültségű impulzussal történő gyújtása nagyobb biztonsággal hajtható végre. Előnyös hatású lehet végül - pl. vörösréz katóddal ellátott katódegység esetén - a plazmagenerátor indításakor a fúvóka és a katód közvetlen érintkezésével, majd a katód, ill. katódegység elmozdításával létrehozni a villamos kisülést, mivel igy nincs szükség nagyfeszültségű gyújtóegységre. A találmány szerinti kivitelezett plazmagenerátor kísérleti körülmények között is igazolta a találmány előnyeit. Vegyi hulladékok plazmakezeléssel történő ártalmatlanítására kifejlesztett berendezéshez 100 kW névleges teljesítményű, levegő munkagázas plazmagenerátor készült vörösréz katódos és argon védógázzal üzemelő volfram katódos katódegységgel, gázdinamikus és mágneses ivstabilizációval és talppontmozgatással. A plazmagenerátor konstrukciója lehetővé tette az ívhossz szabályozását. A berendezést olyan körülmények között is kipróbáltuk, amikor a nagy klórtartalmú, folyékony szerves vegyi hulladékot a levegő munkagázba adagoltuk. A plazmagenerátor kezelése az eddig alkalmazott típusokhoz képest leegyszerűsödött. A 60 mm illesztési átmérőjű katódegységek a tápegység kikapcsolása után 20 mp-en belül cserélhetők. A találmány szerinti plazmagenerátor tulajdonságainál fogva számos ipari plazmatechnológiai eljárásnál és kísérleti munka során előnyösen alkalmazható. Különösen nagy a jelentősége minden olyan területen, ahol a munkagáz változtatása, a folyamatos üzem, az egyszerű kezelési mód, gyors elektródcsere alapkövetelmény. Ilyen többek között a veszélyes hulladékok ártalmatlanítása, gázhevítés kemencék számára, tiszta anyagok, porok plazmakémiai előállítása, redukáló gázok előállítása. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
