CS202913B1 - Způsob vytvoření homogenního radiálně chraniěsnSho proudu plazmatu a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob vytvoření homogenního radiálně chraniěsnSho proudu plazmatu a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CS202913B1 CS202913B1 CS104978A CS104978A CS202913B1 CS 202913 B1 CS202913 B1 CS 202913B1 CS 104978 A CS104978 A CS 104978A CS 104978 A CS104978 A CS 104978A CS 202913 B1 CS202913 B1 CS 202913B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- nozzle
- arc
- anode
- axis
- chamber
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu radiální stabilizace a homogenizace proudu plazmatu a obloukového, kapalinou stabilizovaného hořáku k provádění tohoto způsobu.
U známých plazmových hořáků je obvykle věnována velká pozornost přesnému vedeni oblouku v kanálu mezi katodou a anodou, zejména pomocí víru stabilizační kapaliny. V prostoru za anodou však dochází rovněž k určitým nespojitostem a osovým výchylkám proudu plazmatu od ideální dráhy dané výtokovou osou trysky. Tyto odchylky, které se negativně projevují při průmyslovém použití plazmových hořáků, zejména při přesném řezání nebo stříhání materiálu, jsou, odhlédneme-li od negativních vlivů okolního prostředí, způsobovány určitým posouváním oblouku po činné vnitřní ploše používané prstencové anody. Pro žádoucí směrování proudu plazmy se proto na něj působí přídavným magnetickým polem, vyvozovaným obvykle cívkou uspořádanou koncentricky kolem výtokového otvoru trysky. Použití tohoto způsobu však značně komplikuje celý proces generace plazmatu a směrování proudu plazmatu je silně závislé na intenzitě magnetického pole použité cívky, která je kromě toho tepelně velmi exponována.
Pokud jde o vlastní hořák, používá se běž2 ně tyčové, často grafitové elektrody, zasahující svou aktivní částí do obloukové komory vyúsťující do trysky tvořící současně prstencovou anodu. Toto uspořádání však má určité nevýhody, zejména pokud jde o omezenou životnost, prstencové anody, nutnost jejího intenzivního chlazení a s tím související omezení dosažitelného výkonu hořáku při současném zachování přijatelné doby provozu bez nutnosti větších oprav. Problémem je rovněž i stabilizace oblouku.
Jednou ze známých a běžně užívaných cest k potlačení těchto nevýhod jsou různé úpravy kanálu mezi obloukovou komorou a tryskou použitím škrticích clon a zejména pak tangenciálním uspořádáním přívodu kapaliny a využitím takto vzniklého víru k ochraně' vnitřního povrchu clon i trysky. I u takového provedení však zůstává problémem otázka dosažení vyhovující životnosti anody, spotřeba stabilizační kapaliny: a problémy při stabilizaci oblouku v oblasti činného vnitřního povrchu anody.
K odstranění těchto nedostatků bylo navrhováno řešení s elektrodami tvořenými dvěma souosými rotujícími kotouči, mezi nimiž se měl uzavírat oblouk. Toto uspořádání, které by značně zvýšilo životnost elektrod, však mělo velmi nepříznivý vliv na stabilitu oblouku a v praxi se neuplatnilo. Navrhováno bylo i další řešení, u něhož byla katoda nahrazena dvěma těsně vedle sebe uspořádanými rotujícími kotouči, poháněnými reakčním účinkem chladicí ka-, paliny, nebo i provedení, u kterého byla rotujícími kotouči nahrazena buď katoda, nebo i obě elektrody a oblouk měl být vyfukován přes trysku tlakem v obloukové komoře. Ani tato řešení se však pro obtíže se stabilizací oblouku neuskutečnila.
Nevýhody známých způsobů vytváření homogenního, radiálně ohraničeného proudu plazmatu v oblasti ža anodou plazmového hořáku odstraňuje způsob radiální stabilizace a homogenizace proudu plazmatu po koncentraci nabitých částic v rozmezí 2,00.1024 až 0,3.1023 a o teplotě v rozmezí 15 000 K až 60 000 K podle vynálezu, jehož podstata spočívá ..v ...tom, že oblouk .vytvořený mezi čelní plochou tyčové katody uspořádané v obloukové komoře hořáku a anodou uspořádanou mimo obloukovou komoru prochází nejméně dvěma clonami, stabilizuje se vírem kapaliny přiváděné' tangenciálním směrem nejméně do jednoho z prostorů mezi clonami nebo clonami a tryskou, prochází otvorem trysky a po výstupu z trysky se ohýbá jedním směrem k obvodové ploše anody ležící mimo hlavní výtokový proud plazmatu z trysky. ,
Nevýhody známých obloukových, kapali-, nou stabilizovaných plazmových hořáků odstraňuje hořák podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že anoda uložená vně obloukové komory je vytvořena jako rotační- těleso/, jehož osa rotace svírá s osou kruhového .otvoru trýský nebo s rovinou proloženou touto osou a k ní nějbližším bodem rotační anody úhel menší než 20° a jehož obvodová·; plocha, uspořádaná v blízkosti kruhového otvoru trysky má nejmenší vzdálenost ód osy kruhového otvoru trysky stejnou nebo větší héž poloměr kruhového otvoru. trysky a menší než poloměr čelní plochy katody. Obvodová plocha rotační anody může být odkloněna směrem od trysky, může být válcová nebo kuželová, čelní plocha katody může být. vzhledem k ose kruhového otvoru trysky vychýlena’ směrem k rotační anodě' a k ose kruhového otvoru trysky nejbližší bod rotační anody může být vzhledem ke svislé rovině proložené osou kruhového otvoru trysky vychýlen proti směru rotace rotační anody.
Uspořádáním činné plochy anody rotující konstantními otáčkami mimo hlavní proud plazmatu a uvedenými vztahy velikostí trysky, anody a katody se dosahuje podstatného zlepšení homogenity a' přesného radiálního ohraničení proudu plazmatu. Na dosažení vysokého výkonu při zachování velké život.· nosti hořáku še pak podílejí i další uváděná opatření, která dále upřesňují dráhu oblouku, zvyšují jeho stabilitu a zvyšují i životnost jednotlivých tepelně nejexponovanějších dílů, zejména pak rotační anody s vnitřním kapalinovým chlazením.
Příklad provedení oblouRového, kapalinou stabilizovaného plazmového hořáku podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde představuje obr. 1 boční pohled na hořák s obloukovou komorou v řezu a obr. 2 čelní pohled na hořák ze strany anody a trysky.
Jak je patrné z obr. 1, sestává hořák z tělesa 1 hořáku s obloukovou komorou 2, ohraničenou vnitřním pláštěm 3, mezi nímž a tělesem 1 hořáku je prostor 4 pro cirkulaci chladicího média, např. vody. Do obloukové komory 2 zasahuje tyčová katoda 5 utěsněná těsněním 6. Souose s tyčovou katodou 5 jsou uspořádány clony 7 stabilizačního kanálu, mezi něž vyúsťují tangenciální přívody 8 stabilizační kapaliny, např. ionizované vody. V čelní stěně tělesa 1 hořáku je uspořádána tryska 9 s kruhovým otvorem 10, v jehož blízkosti se nalézá obvodová plocha 11 rotační anody 12, uspořádané v tělese 13 pohonu, uloženém stavěcím mechanismem 14 na tělese 1 hořáku. Rotační anoda 12 je znázorněna v rovnoběžné poloze své osy 02 s osou oi kruhového otvoru 10 trysky 9 a je tak uspořádána, že její obvodová plocha 11 se nalézá v blízkosti kruhového otvoru 10. trysky 9 ve vzdálenosti větší než poloměr tohoto otvoru, ale menší než poloměr tyčové katody 5. Tyčová katoda 5 má rovinnou čelní plochu 15 uspořádanou v tomto případě kolmo k ose Oi kruhového otvoru 10 trysky 9. Tyčová katoda 5 je uložena v podávacím zařízení 16. Na obr. 2 je kromě vzájemného uspořádání kruhového' otvoru 10 trysky 9 a rotační anody 12 patrný i přívod 17 přídavného práškového nebo kapalného materiálu, uspořádaný v tomto případě kolmo k ose Oi kruhového otvoru 10 trysky 9. Osa o2 rotační anody 12 je v tomto případě mimoběžná k ose Oi kruhového otvoru 10 trysky 9. Na obr. 1 je čárkovaně znázorněno i vychýlení čelní plochy 15 tyčové katody 5 vzhledem k ose oi kruhového otvoru 10 trysky 9 a kuželový tvar obvodové plochy 11 rotační anody 12 odvrácený směrem od trysky 9. Obdobně je možno použít takového vzájemného uspořádání rotační anody 12 a trysky 9, kdy osy oi kruhového otvoru 10 trysky 9 a o2 rotační anody jsou rovnoběžné nebo různohěžné. V žádném případě však v zájmu zachování stability tvořícího' oblouku úhel svíraný těmito· osami nemá překročit 20°.
Claims (2)
1. Způsob radiální stabilizace a homogenizace proudu plazmatu o koncentraci nabitých částic v rozmezí 2,00 . IO24 až 0,3.1023 a o teplotě v rozmezí 15 000 K až 60 000 K, vyznačený tím, že oblouk vytvořený mezi čelní plochou tyčové katody uspořádané v obloukové komoře hořáku a anodou uspořádanou mimo obloukovou komoru prochází nejméně dvěma clonami, stabilizuje se vírem kapalíny přiváděné tangenciálním směrem nejméně do jednoho z prostorů mezi clonami nebo clonami a tryskou, prochází otvorem trysky a po výstupu z trysky se ohýbá jedním směrem k obvodové ploše ' anody ležící mimo hlavní výtokový proud plazmatu z trysky.
2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, (vořené obloukovým, kapalinou stabilizovaným plazmovým hořákem s obloukovou komorou, tyčovou katodou zasahující do komory, tryskou uspořádanou ve stěně komory a za tryskou uspořádanou anodou, vyznačené tím, že anoda (12) uložená vně obloukové komory (2) je vytvořena jako rotační těleso, jehož osa (o2) rotace svírá s osou (oi) kruhového otvoru (10) trysky (9) nebo s rovinou proloženou touto osou a k ní nejbližším bodem rotační anody (12) úhel menší než 20° a jehož obvodová plocha (lij, uspořádaná v blízkosti kruhového
VYNALEZ
2 listy výkresů
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS104978A CS202913B1 (cs) | 1978-02-17 | 1978-02-17 | Způsob vytvoření homogenního radiálně chraniěsnSho proudu plazmatu a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS104978A CS202913B1 (cs) | 1978-02-17 | 1978-02-17 | Způsob vytvoření homogenního radiálně chraniěsnSho proudu plazmatu a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS202913B1 true CS202913B1 (cs) | 1981-02-27 |
Family
ID=5343877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS104978A CS202913B1 (cs) | 1978-02-17 | 1978-02-17 | Způsob vytvoření homogenního radiálně chraniěsnSho proudu plazmatu a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS202913B1 (cs) |
-
1978
- 1978-02-17 CS CS104978A patent/CS202913B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101579778B (zh) | 用于对齐等离子体电弧切割器的诸零件的方法和设备 | |
| EP3793335B1 (en) | Devices for gas cooling plasma arc torches and related systems and methods | |
| EP2082622B1 (en) | Method and apparatus for alignment of components of a plasma arc torch | |
| US5147998A (en) | High enthalpy plasma torch | |
| JP2006523006A5 (cs) | ||
| JPH05508513A (ja) | プラズマトーチ | |
| US3953705A (en) | Controlled arc gas heater | |
| CA1241999A (en) | Plasma torch with a gas-flow diffuser | |
| US3712996A (en) | Stabilization of plasma generators | |
| JPS61119000A (ja) | プラズマアークトーチ | |
| US4338509A (en) | Process of and apparatus for producing a homogeneous radially confined plasma stream | |
| BR102016001981B1 (pt) | Maçarico de plasma, de preferência, maçarico de corte a plasma | |
| US2973426A (en) | Electric-arc torch | |
| KR20030064791A (ko) | 통합형 노즐 배플 장치 및 방법 | |
| CS202913B1 (cs) | Způsob vytvoření homogenního radiálně chraniěsnSho proudu plazmatu a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| EP2266706B1 (en) | Symmetrical multi-port powder injection ring | |
| US4896017A (en) | Anode for a plasma arc torch | |
| US3472995A (en) | Electric arc torches | |
| US3597650A (en) | Arc radiation sources | |
| KR850001445A (ko) | 흐름방향 제어장치 | |
| EP0515975B1 (en) | High enthalpy plasma torch | |
| JPH0361320B2 (cs) | ||
| GB2073998A (en) | A process of producing a homogeneous, radially confined plasma stream and a burner for carrying out the process | |
| RU2032507C1 (ru) | Плазмотрон | |
| JPS62118978A (ja) | プラズマト−チ |