CZ2020513A3 - Sestava pro plazmový hořák a způsob provozování sestavy pro plazmový hořák - Google Patents

Sestava pro plazmový hořák a způsob provozování sestavy pro plazmový hořák Download PDF

Info

Publication number
CZ2020513A3
CZ2020513A3 CZ2020513A CZ2020513A CZ2020513A3 CZ 2020513 A3 CZ2020513 A3 CZ 2020513A3 CZ 2020513 A CZ2020513 A CZ 2020513A CZ 2020513 A CZ2020513 A CZ 2020513A CZ 2020513 A3 CZ2020513 A3 CZ 2020513A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
electrode
contact element
cavity
proximal end
spring
Prior art date
Application number
CZ2020513A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ308985B6 (cs
Inventor
Zdeněk Lapčík
Tomáš Kusák
Tomáš Ing. Kusák
Original Assignee
Thermacut, K.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thermacut, K.S. filed Critical Thermacut, K.S.
Priority to CZ2020513A priority Critical patent/CZ2020513A3/cs
Priority to PCT/CZ2021/050096 priority patent/WO2022057959A1/en
Priority to EP21785758.0A priority patent/EP4215026A1/en
Priority to BR112023003613A priority patent/BR112023003613A2/pt
Priority to US18/026,188 priority patent/US20230363077A1/en
Priority to CN202180055062.0A priority patent/CN116171652A/zh
Publication of CZ308985B6 publication Critical patent/CZ308985B6/cs
Publication of CZ2020513A3 publication Critical patent/CZ2020513A3/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3489—Means for contact starting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02—Plasma welding
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3421—Transferred arc or pilot arc mode
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3473—Safety means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

Sestava pro plazmový hořák zahrnuje elektrický kontaktní prvek (6), pružinu (4) pro odtlačování elektrody (3) od elektrického kontaktního prvku (6) a izolační prvek (5) spořádaný na elektrickém kontaktním prvku (6) pro zamezení přenosu elektrického proudu z elektrického kontaktního prvku (6) na pružinu (4). Kontaktní prvek (6) má proximální kontaktní plochu (25) pro kontakt s napájecím dílcem (8) a dutinu s vnitřními bočními stěnami pro kontakt s bočními stěnami proximální koncové části (14) elektrody (3).

Description

Sestava pro plazmový hořák a způsob provozování sestavy pro plazmový hořák
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká sestavy pro plazmový hořák s kontaktním startem, zahrnující elektrický kontaktní prvek pro vedení elektrického proudu z napájecího dílce na elektrodu a pružinu pro odtlačování elektrody ve směru od napájecího dílce. Vynález se rovněž týká způsobu provozování sestavy pro plazmový hořák.
Dosavadní stav techniky
Ze stavu techniky jsou známy plazmové hořáky s pohyblivou elektrodou, která je na počátku provozu pomocí pružiny předepnuta do přední pozice, přičemž se svým distálním koncem dotýká trysky. Do elektrody je přiveden elektrický proud, načež se působením plazmového plynu přiváděného do plazmové komory elektroda přesune do zadní pozice, čímž se mezi elektrodou a tryskou vytvoří pilotní oblouk. Následně dojde k přenesení pilotního oblouku z trysky na zpracovávaný dílec.
U těchto známých řešení je problémem zajištění přenosu elektrického proudu ze zdroje na elektrodu, když je elektroda v přední pozici a zejména při jejím přechodu z přední pozice do zadní pozice.
Například v českém patentu 304595 probíhá přenos pomocí kontaktního prvku uspořádaného na pružině pro odtlačování elektrody do přední pozice, přičemž elektrický proud při přechodu z přední pozice do zadní pozice prochází pružinou a kontaktním prvkem, nebo vloženým vodičem ve formě drátu.
V EP 3152984 je pružina pro odtlačování elektrody do přední polohy upevněna tak, že při přechodu do zadní polohy vytváří kroutící moment, díky kterému se boční plocha kontaktního prvku dotlačuje na boční plochu elektrody, čímž je zajištěn kontakt mezi nimi i při přechodu elektrody z přední polohy do zadní.
Nevýhodou těchto zařízení je namáhání pružiny průchodem vysokého proudu potřebného pro elektrický oblouk, přičemž může docházet k poškození a degradaci pružiny, které se může projevovat korozí či popouštěním.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky jsou eliminovány sestavou pro plazmový hořák, která zahrnuje
- elektrický kontaktní prvek, který má proximální kontaktní plochu pro kontakt s napájecím dílcem a dutinu s vnitřními bočními stěnami pro kontakt s bočními stěnami proximální koncové části elektrody, a
- pružinu pro odtlačování elektrody od elektrického kontaktního prvku, a
- izolační prvek uspořádaný na elektrickém kontaktním prvku pro zamezení přenosu elektrického proudu z elektrického kontaktního prvku na pružinu.
- 1 CZ 2020 - 513 A3
Dále může sestava obsahovat elektrodu, která je svou proximální koncovou částí zasouváteIná do dutiny elektrického kontaktního prvku, přičemž se boční stěny proximální koncové části elektrody dotýkají vnitřních bočních stěn dutiny elektrického kontaktního prvku.
Přitom s výhodou mají vnější boční stěny proximální koncové části elektrody tvar komplementární k vnitřním bočním stěnám dutiny elektrického kontaktního prvku, přednostně jsou vnější boční stěny proximální koncové části elektrody a vnitřní boční stěny dutiny elektrického kontaktního prvku válcové, přičemž vůle mezi bočními stěnami proximální koncové části elektrody a bočními stěnami dutiny elektrického kontaktního prvku je s výhodou 0,02 až 0,1 mm.
Pružina je přednostně vinutá tlačná pružina. Pružina může být z vodivého, například kovového, nebo nevodivého materiálu.
Dutina v elektrickém kontaktním prvku má přednostně válcovitý tvar.
S výhodou má kontaktní prvek trubicovitou část obsahující uvedenou dutinu, přičemž izolační prvek je navléknutý na trubicovité části kontaktního prvku a přednostně obklopuje vnější stěny dutiny kontaktního prvku. S výhodou má navíc izolační prvek na svém proximálním konci alespoň jeden opěrný výstupek, který obsahuje opěrnou plochu pro proximální konec pružiny.
Ve zvlášť výhodném provedení je izolační prvek na své vnější straně opatřený zarážkou pro zachycení proximálního konce pružiny mezi zarážkou a opěrnou plochou izolačního prvku. Zarážku může tvořit prstencovitý výstupek nebo soustava výčnělků na vnější boční ploše izolačního prvku.
Kontaktní prvek je s výhodou opatřený opěrnou přírubou, na kterou dosedá izolační prvek. Je ale také možné takové provedení, ve kterém je kontaktní prvek trubicovitý bez opěrné příruby, přičemž izolační prvek svým proximálním koncem dosedá přímo na napájecí dílec.
Takováto sestávaje určena pro plazmový hořák, ve kterém je tato sestava přednostně dále doplněna následujícími díly:
- tryska,
- držák trubicovitého tvaru, a
- vířivý kroužek trubicovitého tvaru s přívodními otvory v boční stěně, přičemž vířivý kroužek je svou distální částí připojený k trysce a svou proximální částí k držáku, přičemž tryska, vířivý kroužek a držák jsou uspořádány souose a tvoří společnou dutinu, ve které je suvně podél společné osy uspořádána elektroda, přičemž elektroda má na své vnější boční stěně žebro, které prochází po šroubovici a s vůlí přiléhá k vnitřní stěně vířivého kroužku a/nebo držáku. S výhodou přitom vůle mezi bočními stěnami proximální koncové části elektrody a bočními stěnami dutiny elektrického kontaktního prvku je menší než vůle mezi žebrem elektrody a vnitřní stěnou vířivého kroužku a držáku.
S výhodou jsou dutina kontaktního prvku, na něm nasazený izolační prvek a pružina uspořádány navzájem souose a nejlépe souose s osou hořáku. Pružina přednostně prochází podél vnější obvodové stěny izolačního prvku a izolační prvek prochází podél vnější obvodové stěny kontaktního prvku.
Uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky jsou rovněž eliminovány způsobem provozování plazmového hořáku obsahujícím následující kroky:
-2 CZ 2020 - 513 A3
a) elektroda se uspořádá v dutině plazmového hořáku suvně v osovém směru, pňčemž se předepne pomocí pružiny do přední polohy, ve které se dotýká svým distálním koncem trysky,
b) do napájecího dílce se přivede elektrický proud, který se dále vede přes kontaktní prvek do elektrody,
c) poté se do dutiny plazmového hořáku přivádí plyn, který proti působení pružiny tlačí elektrodu do zadní pozice, přičemž se mezi elektrodou a tryskou vytvoří pilotní oblouk,
d) načež se oblouk přenese na zpracovávaný dílec, přičemž v kroku a) se na kontaktní prvek nasadí izolační prvek obklopující jeho vnější boční stěnu tak, že izolační prvek je uspořádaný mezi kontaktním prvkem a pružinu, pro zamezení průchodu elektrického proudu z kontaktního prvku na elektrodu pružinou a elektroda se uspořádá tak, že svou proximální koncovou částí zasahuje do dutiny kontaktního prvku, a v kroku b) a v kroku c) alespoň do dosažení zadní pozice elektrody se elektrický proud vede z kontaktního prvku kontaktem mezi vnitřní boční stěnou dutiny kontaktního prvku a vnější boční stěnou proximální koncové části elektrody.
Pojem proximální v této přihlášce označuje část nebo plochu, která je z hlediska postupu elektrického proudu blíže ke zdroji (tedy dále od obráběného dílce), zatímco pojem distální značí část nebo plochu, který je z hlediska postupu elektrického proudu blíže k obráběnému dílci (tedy dále od zdroje energie).
Objasnění výkresů
Příkladná provedení vynálezu jsou znázorněna na výkresech, kde na obr. 1 je podélný řez prvním příkladným provedením sestavy pro plazmový hořák s kontaktním startem, zahrnující elektrodu, trysku a vířivý kroužek, na obr. 2 je podélný řez druhým příkladným provedením sestavy, přičemž elektroda jev přední pozici, na obr. 3 podélný řez druhým příkladným provedením sestavy, přičemž elektroda je v zadní pozici, na obr. 4 je sestava z obr. 2 a 3 v rozloženém stavu.
Příklad uskutečnění vynálezu
Sestava pro plazmový hořák s kontaktním startem znázorněná na obr. 1 obsahuje trysku 2, jejíž distální konec obsahuje průchozí výstupní otvor 50 pro výstup plazmového oblouku a plazmového plynu. K proximálnímu konci trysky 2 je svým distálním koncem připojen vířivý kroužek 10. kjehož proximálnímu konci je připojen držák 1 upevněný svým proximálním koncem k napájecímu dílci 8 pro přívod elektrické energie.
Tryska 2, vířivý kroužek 10 a držák 1 vytváří společnou dutinu, ve které je uložena elektroda 3 suvně podél společné podélné osy 26 trysky 2, vířivého kroužku 10, držáku 1 a elektrody 3.
Držák 1 a vířivý kroužek JO jsou trubicovitého tvaru, přičemž stěna vířivého kroužku 10 obsahuje přívodní otvory 23 pro vstup plazmového plynu do uvedené společné dutiny.
Držák 1 je z izolačního materiálu a je na svém distálním konci uzpůsoben pro připojení vířivého kroužku 10.
-3 CZ 2020 - 513 A3
Elektroda 3 obsahuje distální koncovou část, střední část a proximální koncovou část 14. Distální koncová část obsahuje emisivní prvek 19. například z hafnia. Střední část elektrody 3 je opatřená vnějším žebrem 9, které prochází podél její vnější boční stěny po šroubovici. Vnější obvodové stěny žebra 9 s vůlí přiléhají k vnitřním obvodovým stěnám vířivého kroužku 10, případně držáku 1, čímž vymezují pohyb elektrody 3 podél její podélné osy 26.
V držáku 1 je uspořádán kontaktní prvek 6, jehož proximální kontaktní plocha 25 je určena k dosednutí na distální kontaktní plochu 20 napájecího dílce 8. Kontaktní prvek 6 dále na straně odvrácené od proximální kontaktní plochy 25 obsahuje dutinu, do které je zasouváteIná proximální koncová část 14 elektrody 3, přičemž se vnější boční stěny proximální koncové části 14 elektrody 3 dotýkají vnitřních stěn dutiny kontaktního prvku 6. Konkrétně, vnější boční stěny proximální koncové části 14 elektrody 3 jsou tvarově komplementární k vnitřním bočním stěnám dutiny kontaktního prvku 6, a to s vůlí v rozmezí 0,02 až 0,1 mm. Přednostně jsou vnější boční stěny proximální koncové části 14 elektrody 3 a vnitřní boční stěny dutiny kontaktního prvku 6 válcové, případně válcovité, mohou být ale i jiného průřezu, pokud je zajištěno, že se navzájem plošně dotýkají a přitom umožňují vzájemný posuv podél osy 26.
Uvedená vůle mezi vnější boční stěnou proximální koncové části 14 elektrody 3 a vnitřními bočními stěnami dutiny kontaktního prvku 6 je přitom menší než vůle mezi vnější obvodovou stěnou žebra 9 elektrody 3 a vnitřní stěnou vířivého kroužku 10, případně držáku 1.
I v přední poloze elektrody 3, kde se elektroda 3 dotýká svým distálním koncem trysky 2, proximální koncová část 14 alespoň částečně zasahuje do dutiny kontaktního prvku 6.
Kontaktní prvek 6 je z elektricky vodivého materiálu a je na něm uspořádaný izolační prvek 5, který má opěrnou plochu 51 pro podepření proximálního konce pružiny 4.
Kontaktní prvek 6 navíc obsahuje opěrnou přírubu 29. Opěrná příruba 29 obsahuje průchozí otvory 15. které mají vstupní ústí na distální ploše opěrné příruby 29, tj. na straně přivrácené k pružině 4 a izolačnímu prvku 5, a výstupní ústí na proximální ploše opěrné příruby 29, tj. na straně odvrácené od pružiny 4 a izolačního prvku 5, přičemž tato výstupní ústí průchozích otvorů 15 jsou navzájem propojena rozváděči drážkou 17 v proximální kontaktní ploše 25 kontaktního prvku 6. Rozváděči drážka 17 může být například prstencovitého tvaru.
Elektroda 3 má opěrnou plochu 31. která je přivrácená k opěrné ploše 51 izolačního prvku 5, přičemž jsou opěrné plochy 31. 51 uspořádány se vzájemným rozestupem. Mezi opěrnou plochou 31 elektrody 3 a opěrnou plochou 51 izolačního prvku 5 je rozepřena pružina 4 pro odtlačování elektrody 3 ve směru od napájecího dílce 8 k výstupnímu otvoru 50 trysky 2, tedy v distálním směru.
Izolační prvek 5 je ve znázorněných provedeních trubicovitý a na svém proximálním konci je opatřený opěrným výstupkem 24 ve formě příruby nebo límce, který se proximální plochou opírá o opěrnou přírubu 29 kontaktního prvku 6 a jeho distální plocha tvoří opěrnou plochu 51 izolačního prvku 5. Ve znázorněných provedeních je opěrný výstupek 24 opatřený výřezy 52 pro průchod plazmového plynu, přičemž tyto výřezy 52 alespoň částečně lícují s průchozími otvory 15 v kontaktním prvku 6. Trubicovitá stěna izolačního prvku 5 prochází podél vnější strany stěny dutiny kontaktního prvku 6 a tak zamezují elektricky vodivému kontaktu pružiny 4 s boční stěnou dutiny kontaktního prvku 6.
Izolační prvek 5 je navíc opatřený zarážkou 30 ve formě prstencovitého žebra pro uchycení pružiny 4 k izolačnímu prvku 5 ustavením proximální části pružiny 4 mezi touto zarážkou 30 a opěrnými výstupky 24. Zarážka 30 na izolačním prvku 5 může být alternativně ve formě soustavy výstupků apod.
-4 CZ 2020 - 513 A3
Úhel, který svírá boční povrch zarážky 30 s bočním povrchem izolačního prvku 5, je na straně přivrácené k opěrné ploše 51 izolačního prvku 5 větší než na straně odvrácené od opěrné plochy 51 izolačního prvku 5. To usnadňuje nasazení či přichycení pružiny 4 na izolační prvek 5 a přitom snižuje riziko sklouznutí pružiny 4 z izolačního prvku 5 při montáži či demontáži sestavy.
Sestava z obr. 1 pracuje následovně: Elektroda 3 je díky působení pružiny 4 uspořádána v přední poloze, tedy se svým distálním koncem dotýká trysky 2. Do napájecího dílce 8 je přiveden elektrický proud pro zahájení režimu pilotního oblouku. Elektrický proud prochází z napájecího dílce 8 do kontaktního prvku 6 přes proximální kontaktní plochu 25 kontaktního prvku 6, a z kontaktního prvku 6 do elektrody 3 přes vnitřní boční stěny dutiny kontaktního prvku 6 a boční stěny proximální koncové části 14 elektrody 3.
Skrz přívodní otvory 23 ve stěně vířivého kroužku 10 se do dutiny v trysce 2 a vířivém kroužku 10 začne přivádět plyn, který tak zvýší tlak v této dutině a způsobí přesun elektrody 3 z přední polohy do zadní polohy, při kterém se distální koncová část elektrody 3 oddaluje od trysky 2 a elektrický proud nadále prochází z kontaktního prvku 6 do elektrody 3 přes vnitřní boční stěny kontaktního prvku 6 a boční stěny proximální koncové části 14 elektrody 3. Přitom se vytvoří pilotní oblouk mezi tryskou 2 a elektrodou 3.
Po dosažení zadní polohy elektrody 3 dosedá její proximální koncová část 14 svým proximálním kontaktním povrchem 28 na k ní přivrácený distální kontaktní povrch 27 kontaktního prvku 6. Následně může dojít k přenesení oblouku z elektrody 3 na zpracovávaný materiál, tedy k přechodu do režimu přeneseného oblouku, tj. do pracovního režimu.
Přitom část plynu přiváděného do dutiny, v níž je uspořádána elektroda 3, je odváděna ven ze sestavy skrz otvor 50 v trysce 2, část je odváděna skrz výřezy 52 v izolačním prvku 5, průchozí otvory 15 v kontaktním prvku 6 a odváděči otvory 16 v napájecím dílci 8.
Používaný plyn je například vzduch, N2, Ar, nebo směs N2 a H2.
Díky izolačnímu prvku 5 je pružina 4 vždy odizolovaná od kontaktního prvku 6 a v žádném z režimů provozu neprochází pružinou 4 proud.
Druhé provedení, znázorněné na obr. 2 až 4 zahrnuje opět držák 1 trubicovitého tvaru, který je svým proximálním koncem připojen k distálnímu konci napájecího dílce 8 určeného pro přívod elektrické energie, například konvenčním typem připojení, používaným pro plazmové hořáky.
Distální konec napájecího dílce 8 obsahuje distální kontaktní plochu 20 pro kontakt s kontaktním prvkem 6, ale navíc také s proximálním kontaktním povrchem 28 elektrody 3.
Kontaktní prvek 6 je z elektricky vodivého materiálu a v provedení z obr. 2 až 4 obsahuje průchozí dutinu, do které je zasouváteIná proximální koncová část 14 elektrody 3. Provedení znázorněné na obr. 2 až 4 se tedy liší od provedení znázorněného na obr. 1 tím, že dutina v kontaktním dílci 6 je průchozí, takže v poloze, v níž je koncová část 14 elektrody 3 maximálně zasunutá do dutiny kontaktního prvku 6, tedy v zadní poloze elektrody 3, proximální kontaktní povrch 28 proximální koncové části 14 elektrody 3 dosedá na distální kontaktní plochu 20 napájecího dílce 8 (a přenos proudu z napájecího dílce 8 na elektrodu 3 probíhá zejména bezprostředně, tedy přes kontakt mezi distální kontaktní plochou 20 napájecího dílce a proximálním kontaktním povrchem 28 elektrody 3).
V předsunuté, tedy přední poloze elektrody 3 je proximální kontaktní povrch 28 elektrody 3 uspořádán s odstupem od distální kontaktní plochy 20 napájecího dílce 8, zatímco distální kontaktní povrch elektrody 3 je v kontaktu s vnitřním povrchem trysky 2.
- 5 CZ 2020 - 513 A3
Stejně jako v provedení z obr. 1, je i v provedení z obr. 2 až 4 vůle mezi vnitřními bočními stěnami dutiny kontaktního prvku 6 a bočními stěnami proximální koncové části 14 elektrody 3 v rozmezí 0,02 až 0,1 mm.
Takováto vůle zajišťuje, že se elektroda 3 může pohybovat z přední do zadní polohy, resp. že se proximální koncová část 14 elektrody 3 může posouvat v dutině kontaktního prvku 6 a zároveň j sou boční stěny koncové části 14 a kontaktního prvku 6 v kontaktu pro přenos elektrického proudu v době, kdy je elektroda 3 v přední poloze, nebo se přesouvá mezi přední a zadní polohou.
Ze znázornění na obr. 1 až 3 je navíc seznatelná dráha části plynu z dutiny trysky 2, a to podél šroubovicového žebra 9 na elektrodě 3, skrz výřezy v opěrném výstupku 24 izolačního prvku 5, skrz průchozí otvory 15 v opěrné přírubě 29 kontaktního prvku 6 a odváděči otvory 16 v napájecím dílci 8.
Výřezy v opěrném výstupku 24 izolačního prvku 5 mohou být vynechány, například pokud má opěrný výstupek 24 dostatečně malý průřez, aby umožnil přístup plynu do průchozích otvorů 15 v kontaktním prvku 6, nebo může být místo opěrného výstupku 24 vytvořena pro podepření pružiny pouze množina radiálních výčnělků apod.
Izolační prvek 5 je přednostně vyroben z materiálu poskytujícího elektrickou izolaci a dobrou tepelnou odolnost, například z tepelně odolného plastu, nejlépe s odolností do teplot alespoň 150 °C.
V ještě jiném neznázoměném provedení může být izolační prvek 5 ve formě izolačního povlaku, resp. izolační vrstvy na části vnějšího povrchu kontaktního prvku 6, konkrétně na opěrné ploše kontaktního prvku 6 a vnější straně bočních stěn vnitřní dutiny kontaktního prvku 6. V takovém případě může být izolační prvek 5 z vhodného plastového materiálu poskytujícího elektrickou izolaci a dobrou tepelnou odolnost.
Ačkoli byla popsána zvlášť výhodná příkladná provedení, je zřejmé, že odborník z dané oblasti snadno nalezne další možné alternativy k těmto provedením. Proto rozsah ochrany není omezen na tato příkladná provedení, ale spíše je dán definicí přiložených patentových nároků.

Claims (10)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Sestava pro plazmový hořák zahrnující
    - elektrický kontaktní prvek (6), který má proximální kontaktní plochu (25) pro kontakt s napájecím dílcem (8) a dutinu s vnitřními bočními stěnami pro kontakt s bočními stěnami proximální koncové části (14) elektrody (3), a
    - pružinu (4) pro odtlačování elektrody (3) od elektrického kontaktního prvku (6), vyznačující se tím, že sestava dále zahrnuje
    - izolační prvek (5) uspořádaný na elektrickém kontaktním prvku (6) pro zamezení přenosu elektrického proudu z elektrického kontaktního prvku (6) na pružinu (4).
  2. 2. Sestava podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje elektrodu (3), která je svou proximální koncovou částí (14) zasouvatelná do dutiny elektrického kontaktního prvku (6), přičemž se boční stěny proximální koncové části (14) elektrody (3) dotýkají vnitřních bočních stěn dutiny elektrického kontaktního prvku (6).
  3. 3. Sestava podle nároku 2, vyznačující se tím, že boční stěny proximální koncové části (14) elektrody (3) mají tvar komplementární k vnitřním bočním stěnám dutiny elektrického kontaktního prvku (6), přičemž vůle mezi bočními stěnami proximální koncové části (14) elektrody (3) a bočními stěnami dutiny elektrického kontaktního prvku (6) je 0,02 až 0,1 mm.
  4. 4. Sestava podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že kontaktní prvek (6) má trubicovitou část obsahující uvedenou dutinu, přičemž izolační prvek (5) je navléknutý na trubicovité části kontaktního prvku (6).
  5. 5. Sestava podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že izolační prvek (5) má na svém proximálním konci alespoň jeden opěrný výstupek (24), který obsahuje opěrnou plochu (51) pro proximální konec pružiny (4).
  6. 6. Sestava podle nároku 5, vyznačující se tím, že izolační prvek (5) je na své vnější straně opatřený zarážkou (30) pro zachycení proximálního konce pružiny (4) mezi zarážkou (30) a opěrnou plochou (51) izolačního prvku (5).
  7. 7. Sestava podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že kontaktní prvek (6) je opatřený opěrnou přírubou (29), na kterou dosedá izolační prvek (5).
  8. 8. Sestava podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že dále obsahuje
    - trysku (2),
    - držák (1) trubicovitého tvaru, a
    - vířivý kroužek (10) trubicovitého tvaru s přívodními otvory (23) v boční stěně, přičemž vířivý kroužek (10) je svou distální částí připojený k trysce (2) a svou proximální částí k držáku (1), přičemž tryska (2), vířivý kroužek (10) a držák (1) jsou uspořádány souose a tvoří společnou dutinu, ve které je suvně podél společné osy (26) uspořádána elektroda (3), přičemž elektroda (3) má na své vnější boční stěně žebro (9), které prochází po šroubovici a s vůlí přiléhá k vnitřní stěně vířivého kroužku (10) a/nebo držáku (1).
    -7 CZ 2020 - 513 A3
  9. 9. Sestava podle nároku 8, vyznačující se tím, že vůle mezi bočními stěnami proximální koncové části (14) elektrody (3) a bočními stěnami dutiny elektrického kontaktního prvku (6) je menší než vůle mezi žebrem (9) elektrody (3) a vnitřní stěnou vířivého kroužku (10) a držáku (1).
  10. 10. Způsob provozování plazmového hořáku podle nároku 1 obsahující následující kroky:
    a) elektroda (3) se uspořádá v dutině plazmového hořáku suvně v osovém směru, přičemž se předepne pomocí pružiny (4) do přední polohy, ve které se dotýká svým distálním koncem trysky (2),
    b) do napájecího dílce (8) se přivede elektrický proud, který se dále vede přes kontaktní prvek (6) do elektrody (3),
    c) poté se do dutiny plazmového hořáku přivádí plyn, který proti působení pružiny (4) tlačí elektrodu (3) do zadní pozice, přičemž se mezi elektrodou (3) a tryskou (2) vytvoří pilotní oblouk,
    d) načež se oblouk přenese na zpracovávaný dílec, vyznačující se tím, že v kroku a) na se kontaktní prvek (6) uspořádá izolační prvek (5) pro zamezení průchodu elektrického proudu z kontaktního prvku (6) na elektrodu (3) pružinou (4) a elektroda (3) se uspořádá tak, že svou proximální koncovou částí (14) zasahuje do dutiny kontaktního prvku (6), a v kroku b) a v kroku c) alespoň do dosažení zadní pozice elektrody (3) se elektrický proud vede z kontaktního prvku (8) kontaktem mezi vnitřní boční stěnou dutiny kontaktního prvku (6) a vnější boční stěnou proximální koncové části (14) elektrody (3).
CZ2020513A 2020-09-15 2020-09-15 Sestava pro plazmový hořák a způsob provozování sestavy pro plazmový hořák CZ2020513A3 (cs)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020513A CZ2020513A3 (cs) 2020-09-15 2020-09-15 Sestava pro plazmový hořák a způsob provozování sestavy pro plazmový hořák
PCT/CZ2021/050096 WO2022057959A1 (en) 2020-09-15 2021-09-09 Assembly for a plasma arc torch and method of operation of the assembly for a plasma arc torch
EP21785758.0A EP4215026A1 (en) 2020-09-15 2021-09-09 Assembly for a plasma arc torch and method of operation of the assembly for a plasma arc torch
BR112023003613A BR112023003613A2 (pt) 2020-09-15 2021-09-09 Conjunto para uma tocha de arco de plasma, e, método de operação de uma tocha de arco de plasma
US18/026,188 US20230363077A1 (en) 2020-09-15 2021-09-09 Assembly for a plasma arc torch and method of operation of the assembly for a plasma arc torch
CN202180055062.0A CN116171652A (zh) 2020-09-15 2021-09-09 等离子弧焊炬的组件和等离子弧焊炬的组件的操作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020513A CZ2020513A3 (cs) 2020-09-15 2020-09-15 Sestava pro plazmový hořák a způsob provozování sestavy pro plazmový hořák

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ308985B6 CZ308985B6 (cs) 2021-11-03
CZ2020513A3 true CZ2020513A3 (cs) 2021-11-03

Family

ID=78049129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2020513A CZ2020513A3 (cs) 2020-09-15 2020-09-15 Sestava pro plazmový hořák a způsob provozování sestavy pro plazmový hořák

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230363077A1 (cs)
EP (1) EP4215026A1 (cs)
CN (1) CN116171652A (cs)
BR (1) BR112023003613A2 (cs)
CZ (1) CZ2020513A3 (cs)
WO (1) WO2022057959A1 (cs)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03106572A (ja) * 1989-03-20 1991-05-07 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd アーク起動方法およびプラズマトーチ
US6703581B2 (en) * 2001-02-27 2004-03-09 Thermal Dynamics Corporation Contact start plasma torch
US6774336B2 (en) * 2001-02-27 2004-08-10 Thermal Dynamics Corporation Tip gas distributor
CA2642206C (en) * 2006-02-17 2016-06-07 Hypertherm, Inc. Electrode for a contact start plasma arc torch and contact start plasma arc torch employing such electrodes
US8395070B2 (en) * 2010-04-01 2013-03-12 American Torch Tip Electrical contact point device for use in a plasma arc cutting torch
US8620449B2 (en) * 2010-06-30 2013-12-31 Medtronic, Inc. Implantable medical device antenna
US20120031881A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 The Esab Group, Inc. Blow-Back Plasma Arc Torch With Shield Fluid-Cooled Electrode
US9227265B2 (en) * 2011-11-22 2016-01-05 Thermacut, S.R.O. Electrode-supporting assembly for contact-start plasma arc torch
CN107442914B (zh) * 2017-09-28 2021-01-29 东北石油大学 一种切割100～160mm厚不锈钢的大功率等离子割炬
CN111590175A (zh) * 2020-06-01 2020-08-28 中国石油大学(华东) 一种石油套管切割等离子喷头

Also Published As

Publication number Publication date
BR112023003613A2 (pt) 2023-03-28
WO2022057959A1 (en) 2022-03-24
CZ308985B6 (cs) 2021-11-03
CN116171652A (zh) 2023-05-26
EP4215026A1 (en) 2023-07-26
US20230363077A1 (en) 2023-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1478485B1 (en) Dual mode plasma arc torch
CN1326657C (zh) 启动等离子弧吹管、相应的启动夹头、启动器、吹管头以及启动方法
CA2642206C (en) Electrode for a contact start plasma arc torch and contact start plasma arc torch employing such electrodes
CZ302514B6 (cs) Plazmový horák s kontaktním zážehem a zpusob jeho spouštení
US5164569A (en) Plasma-operated cutting torch with contact starting
US20100294744A1 (en) Dual mode plasma arc torch
JP2011082146A (ja) 電極消耗検出システムを有するプラズマトーチ
US7126080B1 (en) Plasma gas distributor with integral metering and flow passageways
CZ2020513A3 (cs) Sestava pro plazmový hořák a způsob provozování sestavy pro plazmový hořák
CN114667804A (zh) 在等离子弧炬中在压力下分离可消耗品的系统和方法
WO2012109300A1 (en) Method and apparatus for recycling shield gas in a plasma arc torch
US20240014014A1 (en) High current heaterless hollow cathode
JP7411646B2 (ja) 交換可能な単一の消耗カートリッジ用のフレーム、その製造方法、及びプラズマアークトーチの冷却方法
RU2304858C1 (ru) Катод плазменного ускорителя
JP7475199B2 (ja) 溶接トーチ
EP3457819B1 (en) High temperature isolating insert for plasma cutting torch
WO2021188573A1 (en) Liquid coolant tube for a plasma arc cutting system
JPH0333068B2 (cs)
KR20190019656A (ko) 플라즈마를 이용한 용기 세정 시스템 및 이를 이용한 용기 세정 방법