СПОСОБ И УСТАНОВКА АКТИВАЦИИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ ПЕЧИ

1. Инжектор активированного газа для реактора с контролируемой газовой средой, имеющий реакторную камеру, при этом инжектор активированного газа включает в себя:
корпус, который формирует активационную камеру, имеющую выходной патрубок;
впускной патрубок первого газа, который выполнен с возможностью соединения с источником подачи первого газа и введения первого газа в активационную камеру;
первый электрод, который выступает в активационную камеру и оканчивается внутри активационной камеры;
источник энергоснабжения, соединенный с первым электродом, который при эксплуатации обеспечивает среднее выходное напряжение по меньшей мере 1 кВ и средний выходной ток менее чем 10 А; и
второй электрод, который выступает в активационную камеру и обеспечивает нулевой потенциал относительно первого электрода;
при этом первый и второй электроды расположены так, что электрические разряды возникают между первым электродом и вторым электродом, когда источник энергоснабжения находится под напряжением, при этом область, в которой возникают электрические разряды, определяет зону электрического разряда; и
в котором активационная камера, первый электрод, второй электрод и впускной патрубок первого газа скомпонованы так, что первый газ пропускается через зону электрического разряда перед выходом из активационной камеры через выходной патрубок.
2. Инжектор по п.1, в котором электрическое поле возбуждается между первым и вторым электродами, когда источник энергоснабжения находится под напряжением, при этом электрическое поле имеет напряженность между 1 и 100 кВ/см.
3. Инжектор по п.1, в котором второй электрод включает в себя корпус.
4. Инжектор по п.1, в котором активационная камера выполнена с возможностью работы, по существу, при той же температуре, что и реакторная камера, без применения системы охлаждения.
5. Инжектор по п.1, в котором источник энергоснабжения включает в себя неимпульсный источник энергоснабжения.
6. Инжектор по п.1, в котором активационная камера и впускной патрубок первого газа скомпонованы для обеспечения вихревого или закрученного потока первого газа из впускного патрубка первого газа до выходного патрубка, когда первый газ вводится в активационную камеру через впускной патрубок первого газа.
7. Инжектор по п.1, в котором активационная камера имеет часть цилиндрической формы, и впускной патрубок первого газа присоединен по касательной к части цилиндрической формы.
8. Инжектор по п.1, далее включающий завихряющую воронку, расположенную в активационной камере.
9. Реакторная система с контролируемой газовой средой, включающая в себя:
реакторную камеру, выполненную с возможностью размещения обрабатываемой заготовки и имеющую выпускной патрубок;
по меньшей мере один источник тепла, в совокупности способный нагреть реакторную камеру до температуры по меньшей мере 90°С; и
по меньшей мере один инжектор газа, включающий в себя:
корпус, формирующий активационную камеру, имеющую выходной патрубок, который обеспечивает связь по потоку с реакторной камерой;
впускной патрубок первого газа, который присоединен к источнику подачи первого газа и расположен для введения первого газа в активационную камеру;
первый электрод, который выступает в активационную камеру и оканчивается внутри активационной камеры;
источник энергоснабжения, соединенный с первым электродом, который при эксплуатации обеспечивает среднее выходное напряжение по меньшей мере 1 кВ и средний выходной ток менее чем 10 А; и
второй электрод, который открыт в активационную камеру и обеспечивает нулевой потенциал относительно первого электрода;
при этом первый и второй электроды расположены так, что электрические разряды возникают между первым электродом и вторым электродом, когда источник энергоснабжения находится под напряжением, причем область, в которой возникают электрические разряды, определяет зону электрического разряда; и
в котором активационная камера, первый электрод, второй электрод и впускной патрубок первого газа скомпонованы так, что первый газ пропускается через зону электрического разряда перед выходом из активационной камеры через выходной патрубок.
10. Реакторная система по п.9, в которой второй электрод включает в себя упомянутый корпус.
11. Реакторная система по п.9, в которой электрическое поле возбуждается между первым и вторым электродами, когда источник энергоснабжения находится под напряжением, при этом электрическое поле имеет напряженность между 1 и 100 кВ/см.
12. Реакторная система по п.9, в которой активационная камера выполнена с возможностью работы при той же температуре, как и реакторная камера, без применения системы охлаждения.
13. Реакторная система по п.9, в которой реакторная камера выполнена с возможностью поддерживания давления по меньшей мере при 1 миллибар при работе по меньшей мере одного упомянутого инжектора.
14. Реакторная система по п.9, в которой активационная камера размещается по меньшей мере частично внутри реакторной камеры.
15. Реакторная система по п.9, в которой реакторная камера пригодна для выполнения одной или более из следующих операций на загруженной заготовке: науглероживание, азотирование, карбонитрирование, нитроцементация, борирование, светлый отжиг, восстановление оксидов, высокотемпературная пайка твердым припоем, низкотемпературная пайка мягким припоем, спекание, отжиг с нейтральным углеродным потенциалом и отжиг в инертной среде.
16. Реакторная система по п.9, в которой реакторная камера включает реакторную камеру непрерывного действия, имеющую загрузочный конец и разгрузочный конец, и по меньшей мере один инжектор, в частности первый инжектор, размещенный поблизости от загрузочного конца, и второй инжектор, размещенный поблизости от разгрузочного конца.
17. Способ активирования газовой среды, содержащейся в реакторной камере реактора с контролируемой газовой средой, включающий:
подачу первого газа в активационную камеру из источника под повышенным давлением;
генерирование электрических разрядов между первым электродом, расположенным внутри активационной камеры, и вторым электродом, имеющим нулевой потенциал относительно первого электрода, путем соединения первого электрода с источником энергоснабжения, который обеспечивает среднее выходное напряжение по меньшей мере 1 кВ и средний выходной ток менее чем 10 А; и
воздействие на первый газ электрических разрядов;
выпуск первого газа в реакторную камеру через выпускной патрубок, сформированный в активационной камере;
поддержание давления на уровне не менее чем один миллибар в реакторной камере, в то время как первый газ выпускается в камеру реактора с контролируемой газовой средой; и
поддержание температуры по меньшей мере 90°С в реакторной камере, когда первый газ выпускается в реакторную камеру.
18. Способ по п.17, в котором:
введение первого газа в активационную камеру включает введение первого газа в активационную камеру, которая по меньшей мере частично размещена внутри реакторной камеры.
19. Способ по п.17, далее включающий:
засасывание по меньшей мере части газовой среды в активационную камеру; и
воздействие электрических разрядов по меньшей мере на часть газовой среды.
20. Способ по п.17, далее включающий:
термическую обработку, по меньшей мере частичную, металлической заготовки, расположенной внутри реакторной камеры; и
выполнение по меньшей мере части стадии термической обработки в то время, как выполняется введение первого газа в активационную камеру.
21. Способ по п.17, далее включающий:
работу активационной камеры, по существу, при той же температуре, как в реакторной камере.
22. Способ по п.17, далее включающий:
во время введения первого газа в активационную камеру выполнение одной или более операций из группы: науглероживания, азотирования, карбонитрирования, нитроцементации, борирования, светлого отжига, восстановления оксидов, высокотемпературной пайки твердым припоем, низкотемпературной пайки мягким припоем, спекания, отжига с нейтральным углеродным потенциалом и отжига в инертной среде.
23. Способ по п.22, далее включающий поддержание концентрации первого газа в реакторной камере, которая является более низкой, чем низший предел взрываемости и/или воспламенения для первого газа.
24. Способ по п.17, в котором
расположение первого и второго электродов таково, что, когда выполняется стадия генерирования, электрическое поле, возбуждаемое между электродами, имеет напряженность поля между 1 и 100 кВ/см.