Формирование потоков углеродной плазмы

Формирование потоков углеродной плазмы, подлежащей очистке от МЧ с помощью магнитных фильтров, в производственной практике чаще всего осуществляется с помощью генераторов (источников) плазмы с магнитной фокусировкой. Катодный узел таких источников выполняется либо по схеме с автостабилизацией, либо с магнитным удержанием катодного пятна (КП) на рабочей поверхности торцевого катода из графита. Как в том, так и в другом случае в связи с особенностями поведения КП на графите потребовались дополнительные меры по оптимизации конструкции катодного и анодного узлов генераторов, по выбору подходящих сортов графита и по коррекции магнитных полей. Такие меры в совокупности должны были обеспечить стабильность горения дуги в генераторе, предотвратить или минимизировать возможность возникновения аварийных режимов разряда, способствовать равномерной и упорядоченной эрозии рабочей поверхности катода, эффективному прохождению плазмы через канал анода и созданию благоприятных условий для ввода генерируемого потока плазмы в плазмоведущий канал магнитного фильтра.

Сменный водоохлаждаемый катод источника имел форму цилиндра диаметром 60 мм и высотой расходуемой части 20 - 60 мм. Рабочей (эродирующей) поверхностью служил торец, обращенный к аноду. Изменение величины и конфигурации магнитного поля у торцевой поверхности катода при фиксированном магнитном поле в аноде, осуществлялось изменением токов в стабилизирующей и дополнительной магнитных катушках.

Поджиг дуги осуществлялся устройством, описанным в работе. Поджигающий электрод здесь расположен у торца катода и образует искровой плазменный инжектор в паре со вспомогательным анодом. На этом электроде устанавливалось съемное кольцо из стали. Будучи ферромагнитным это кольцо являлось концентратором магнитного поля в области наружной кромки катодного торца.

Катод источника имел форму усечённого конуса. Диаметр большего водоохлаждаемого основания составлял 60 мм. Угол конусности равнялся 15°.