<Desc/Clms Page number 1>
Lichtbogen-Plasmabrenner
Gegenstand der Erfindung ist ein Lichtbogen-Plasmabrenner, Plasmatron genannt, der, mit Gleichstrom betrieben, zum Schneiden verschiedener Materialien, vor allem zum Schneiden von Metallen mittels eines Plasmastrahles aus beliebigem Gas bestimmt ist.
Wie bekannt, bestehen bisher angewendete Plasmabrenner im Prinzip aus zwei Elektroden, u. zw. einer Kathode und einer Anode, die in einem besonderen, das Gehäuse des Brenners bildenden Körper befestigt sind. Diese Brenner wirken derart, dass in den zwischen den erwähnten Elektroden erzeugten elektrischen Bogen Gas unter Druck eingeführt wird, welches sich unter der Einwirkung der hohen Temperatur des Bogens in einen den Schneidfaktor bildenden Plasmastrahl verwandelt.
Bei bekannten Brennerkonstruktionen ist die Kathode in einem besonderen Halter befestigt und der Halter ist auf einem länglichen Kern angebracht. Die Anode bildet eine Metalldüse.
Infolge der hohen Temperatur des Plasmas benötigen die Bestandteile des Brenners, besonders die Kathode mit ihrem Halter sowie die Anode, eine intensive Kühlung. Da es erforderlich ist, beide Elektroden voneinander elektrisch zu isolieren, wird bei bekannten Konstruktionen die Kühlung mittels eines einzigen Kreislaufes des Kühlmittels realisiert, wobei hiezu äussere, aus Isolationsmaterial hergestellte Flüssigkeitsleitungen angewendet werden.
Ein derartiges Kühlsystem weist jedoch den Nachteil auf, dass es besondere Zuführungs- und Abführungsstutzen für das Kühlmittel erfordert, was in der Folge Komplikationen bei der Konstruktion des Brenners und bei seinem Betriebe hervorruft.
Anderseits entstanden infolge des Umstandes, dass der Plasmabrenner und sein Aussengehäuse eine Reihe auswechselbarer Elemente enthält, bei bekannten Brennern Schwierigkeiten bei der Erlangung der erforderlichen elektrischen Isolierung und der Dichtheit im Umlaufsystem des Kühlmittels.
Zweck der Erfindung ist es, einen Brenner zu schaffen, der die oben genannten, aus dem Kühlsystem herrührenden Nachteile nicht aufweist und die erforderliche elektrische Isolierung der Elektroden sowie die Dichtheit im Umlaufsystem des Kühlmittels gewährleistet, dessen Kathode leicht auswechselbar und der in seinem Aussengehäuse ohne Schwierigkeiten montierbar ist.
Diesen Zweck erfüllt der Brenner gemäss der Erfindung, der, wie bekannte Brenner, aus einem im wesentlichen zylindrischen Aussengehäuse, einem von diesem umschlossenen Kern mit endseitig angebrachter, aus einem zylindrischen Gehäuse und einem Kathodenkörper gebildeten Kathode und einer dem Kathodenkörper gegenüberliegenden, ebenfalls vom Aussengehäuse umschlossenen, die Anode bil- denden auswechselbaren Düse besteht, und der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Zwischenraum zwischen Kern und Aussengehäuse mit einer gegossenen Kunstharzschicht ausgefüllt ist, die die einzige Verbindung beider Teile bildet, die Kathode auf das der Düse zugekehrte Ende des Kernes unter Ausbildung eines dichtenden Sitzes lose aufgesetzt ist, und zwischen der Düse und der Kathode ein die letztere an den Kern andrückender Zwischenring eingesetzt ist.
Der den Gegenstand der Erfindung bildende Brenner ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt,
<Desc/Clms Page number 2>
in denen die Fig. 1 einen Längsschnitt des Brenners mit exponiertem Kühlsystem veranschaulicht, die Fig. 2 zeigt einen andern Längsschnitt des Brenners sowie den Weg des Gasdurchflusses, während die Fig. 3 und 4 die dichte Verbindung des Kathodengehäuses mit dem Brennerkern darstellen.
Der Brenner gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sein Kern --1-- im Körper --5-durch eine dichte Verbindung mittels einer Schicht --15-- aus gegossenem Kunstharz fest verbunden ist, wobei das auswechselbare Gehäuse --3-- der Kathode --14-- über eine Isoliereinlage-17-, einen Ring --9-- und über eine auswechselbare, die Anode bildende Düse --6-- an den Kern-l- axial angedrückt ist.
Es ist vorteilhaft, wenn das Gehäuse 3der Kathode mit dem Kern --1-- über eine kegelförmige Verbindung verbunden ist. Dieses Gehäuse kann mit dem Kern auch auf andere Weise verbunden sein. Es kann nämlich einen zylinderförmigen Abschluss mit senkrechter Kontaktebene aufweisen, die
EMI2.1
Die Konstruktion des erfindungsgemässen Brenners, der Umlauf des Kühlmittels und der Weg des Gasdurchflusses sind nachstehend beispielsweise näher erläutert.
Das Kühlwasser wird an den Brenner durch den Kern-l-zugeführt, dann fliesst es durch die Röh-
EMI2.2
2 hindurchzugeführt ; weiter wird es in die Gaskammer im den Durchfluss gestaltenden Ring --9-- eingeführt, der mittels zu seiner Innenoberfläche tangential gebohrten Öffnungen das Wirbeln des Gases bewirkt, welches dann in den Raum zwischen dem Körper--3-- der Kathode und der Düse --6-- eingeführt wird.
Das Gas kann auch axial eingeführt werden, wenn die erwähnten Öffnungen im Verhältnis zur Brennerachse geneigt sind.
Der Brenner beginnt seine Arbeit nach dem Anzünden des elektrischen Bogens zwischen den Elektroden, was praktisch nach vorheriger Inbetriebsetzung der Kühlmittel- und Gasspeisesysteme erfolgt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Lichtbogen-Plasmabrenner, bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen Aussengehäuse, einem von diesem umschlossenen Kern mit endseitig angebrachter, aus einem zylindrischen Gehäuse und einem Kathodenkörper gebildeten Kathode und einer dem Kathodenkörper gegenüberliegenden, ebenfalls vom Aussengehäuse umschlossenen, die Anode bildenden auswechselbaren Düse, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen Kern (l) und Aussengehäuse mit einer gegosse- nen Kunstharzschicht (15) ausgefüllt ist, die die einzige Verbindung beider Teile bildet, die Kathode (3,14) auf das der Düse (6) zugekehrte Ende des Kernes unter Ausbildung eines dichtenden Sitzes (z. B.
17) lose aufgesetzt ist, und zwischen der Düse (6) und der Kathode (3, 14) ein die letztere an den Kern andrückender Zwischenring (9) eingesetzt ist.