Ingenieros de Novosibirsk han patentado un diseño de plasmatrón de arco eléctrico en el que el desgaste del electrodo consumible se compensa directamente durante el funcionamiento. El electrodo de varilla se alimenta a la zona de trabajo a medida que se consume, y las nuevas partes pueden unirse a él sin detener el plasmatrón. Los desarrolladores esperan aumentar la vida útil de funcionamiento continuo y la fiabilidad de la instalación gracias a esto.
El plasmatrón forma un chorro de plasma en una cámara de mezcla común, y a ambos lados de ella se encuentran dos cámaras de vórtice idénticas. Cada una contiene un canal cilíndrico refrigerado, un solenoide para estabilizar el arco, un diafragma y un electrodo de varilla con su mecanismo de sujeción y alimentación. El gas formador de plasma entra en las cámaras a través de canales separados, después de lo cual los chorros de plasma se unen en la cámara común y salen por una abertura lateral.
La diferencia clave del diseño está relacionada con los electrodos consumibles. Estos pueden alimentarse automáticamente a la zona de trabajo a medida que se erosionan. Además, la patente prevé el alargamiento de la varilla mediante la unión o el atornillado de nuevas partes directamente durante el funcionamiento continuo del plasmatrón.
Para los plasmatrones de arco eléctrico, la vida útil limitada de los electrodos es uno de los principales problemas. La descripción de la patente señala que los electrodos gastados deben reemplazarse periódicamente, y dicha operación implica la desconexión del plasmatrón. La erosión de los electrodos también puede cambiar la longitud del arco y provocar pulsaciones de potencia y temperatura del chorro de plasma.
La patente declara un aumento de la vida útil de funcionamiento continuo a 1000 horas o más, así como un aumento de la eficiencia térmica del plasmatrón. En el ejemplo experimental proporcionado, la instalación se probó en un banco de pruebas con una potencia de arco de 55 a 500 kW. La eficiencia térmica fue superior al 80%, y el modo de funcionamiento fue estable y continuo. Sin embargo, el documento no informa que la vida útil de 1000 horas ya haya sido confirmada por pruebas.
El diseño está diseñado para funcionar con varios gases formadores de plasma: medios oxidantes, reductores, agresivos y condensables. Como posibles áreas de aplicación, la patente menciona la metalurgia, la industria química, la ingeniería mecánica, la energía y la ecología.