DE19536150C2 - Einrichtung und Verfahren zur Gassteuerung eines Plasmabrenners einer Plasmaschneidanlage - Google Patents
Einrichtung und Verfahren zur Gassteuerung eines Plasmabrenners einer PlasmaschneidanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gassteuerung
eines Plasmabrenners einer Plasmaschneidanlage nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Gassteuerung
eines Plasmabrenners nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Bei derartigen, aus der Praxis bekannten Einrichtungen er
folgt die Steuerung der Gasversorgung des Plasmabrenners mit
Hilfe je eines manuell einstellbaren Nadelventils, welches
jeweils in dem Strömungsweg, gleich Zuleitung zu dem Plasma
brenner, für das Plasmagas und dem Strömungsweg, gleich Zu
leitung zu dem Plasmabrenner, für das Schneidgas eingesetzt
sind. Dabei ist als Durchflußmeßeinrichtung ein Durchflußmeß
rohr mit einem Auftriebskörper vorgesehen, an dem der mit dem
Nadelventil eingestellte Durchfluß abgelesen und erforderli
chenfalls korrigiert werden kann. Bei Druckschwankungen der
Gasversorgung muß das Nadelventil manuell korrigiert werden.
Außerdem ist die Kalibrierung des Durchflußmeßrohres nur für
einen bestimmten Eingangsdruck gültig. Ebenso ist bei einem
Wechsel der Düsengröße der Durchfluß erneut einzustellen.
Üblicherweise sind nach dem Stand der Technik die Zuleitungen
für das Plasmagas und für das Schneidgas unmittelbar strom
abwärts der strömungsmäßigen Reihenanordnungen des Nadelven
tils und des Durchflußmeßrohrs zusammengeführt und nach der
Vereinigungsstelle als gemeinsame Zuleitung für das Pilotgas
und das Schneidgas zu dem Plasmabrenner geführt. Wegen der
beträchtlichen hänge dieser gemeinsamen Zuführung kann eine
schnelle Umschaltung zwischen Pilotgas und Schneidgas nicht
erfolgen, vielmehr muß erst das Pilotgas aus der gemeinsamen
Zuleitung strömen, bevor das Schneidgas (nach Zündung des
Hauptlichtbogens) zu dem Plasmabrenner gelangt und aus diesem
ausströmt. Infolge dieser langsamen Umschaltung tritt ein
entsprechend hoher Düsen- und Elektrodenverschleiß ein, und
mit dem Schnitt kann nicht sofort begonnen werden. Analog dazu
kann beim Abschalten des Plasmaschweißstroms das Schneidgas,
z. B. Schneidsauerstoff, nicht so auf ein Pilot- oder Schutz
gas, wie Stickstoff, in der Weise umgeschaltet werden, daß der
Stickstoff sofort aus der Brennerdüse austritt, um eine Scho
nung der Brennerdüse zu erreichen.
Die voranstehenden Nachteile gelten auch für eine bekannte
Vorrichtung zum Zünden des Lichtbogens eines Plasmaschneid
brenners, bei der entsprechend der gattungsgemäßen Einrichtung
in einer Schneidgasleitung in Strömungsrichtung hintereinander
ein Gasmengenmesser, ein Mengeneinstellventil und ein Haupt
magnetventil liegen, wobei das Mengeneinstellventil und das
Hauptmagnetventil durch eine Schneidgasnebenleitung überbrückt
werden, in der in Strömungsrichtung hintereinander ein Nieder
druckregler und ein Nebenmagnetventil liegen (DE-OS 19 08
296). Die Überbrückung endet beträchtlich stromaufwärts des
Plasmabrenners, zu der somit ein nicht überbrückter Endab
schnitt der Schneidgasleitung führt. Damit soll erreicht wer
den, daß nach Einschalten der Anlage dem Plasmabrenner sofort
sehr viel mehr Schneidgas zugeführt wird, als das auf eine
normale Schneidgasmenge eingestellte Mengeneinstellventil
liefern kann, und sich vor dem Plasmabrenner ein Gasdruck ein
stellt, der zumindest gleich dem Gasdruck ist, der sich wäh
rend des Schneidens einstellt. Das Problem, wie Störeinflüsse
der Gasversorgung ausgeglichen werden sollen, ist damit aber
nicht gelöst. Die bekannte Vorrichtung beinhaltet auch keine
Maßnahmen zur geeigneten Umschaltung zwischen Pilotgas und
Schneidgas.
Zum Stand der Technik gehört neben einem Plasmaschneidbrenner
auch ein Verfahren zur Gassteuerung dieses Brenners mit Um
steuerung zwischen Pilotgas und Schneidgas, wobei dem Plasma
brenner zunächst das Pilotgas und nach Zünden des Hauptlicht
bogens das Schneidgas zugeführt wird (US 5 414 237). Die Zu
führung der beiden Gase erfolgt getrennt bis direkt an den
Plasmabrenner. Dort sind Rückschlagventil, die die Strömungs
richtung festlegen, vorgesehen, die sich bei Überschreitung
eines bestimmten Gasdrucks öffnen und selbsttätig bei Unter
schreitung dieses Druckes schließen. Die Gasströme werden
dabei durch simultanes Öffnen/Schließen von in den Zuleitungen
befindlichen Magnetventilen gesteuert. Während einer Vorström
zeit wird aber die Schneidgaszuleitung nicht gefüllt, da das
zugehörige Ventil geschlossen ist. Erst wenn die Schneidspan
nung zur Erzeugung des Hauptlichtbogens erhöht wird, wird
dieses Ventil geöffnet, so daß das Schneidgas in die Zuleitung
strömen kann, während gleichzeitig ein anderes Ventil ge
schlossen wird, mit dem der Pilotgasstrom in dessen Zuleitung
unterbrochen wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt primär die Aufgabe zugrunde,
eine Einrichtung zur Gassteuerung eines Plasmabrenners der
eingangs genannten Gattung in der Weise auszubilden, daß eine
selbsttätige Regelung des Durchflusses des Pilotgases und des
Schneidgases erreicht wird, welche Störeinflüsse selbsttätig
ausgleicht, aber mit unkomplizierten technischen Mitteln
durchgeführt wird. Diese Aufgabe wird durch die Ausgestaltung
der Einrichtung zur Gassteuerung mit den im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die als einstellbare Ventile eingesetzten Proportionalventile
mit einem Tauchspulantrieb sind unkompliziert, aber auch
ungenau. Die Genauigkeit der Einstellung dieser Proportional
ventile wird durch die Ausgestaltung der Gassteuerung in
einem geschlossenen Regelkreis erhöht, der durch den Tauch
spulantrieb und die Durchflußmeßeinrichtung gebildet wird.
Die Durchflußmeßeinrichtung kann überraschend einfach durch
einen Drucksensor stromabwärts des Proportionalventils in der
Zuleitung realisiert werden, da der Druck infolge der Blende
in dem Plasmabrenner bzw. dessen Drosselwirkung ein direktes
Maß für den Durchfluß ist. Mit anderen Worten, der Plasma
brenner bildet mit seiner Drosselwirkung selbst einen unübli
chen Bestandteil der Durchflußmeßeinrichtung.
Besonders vorteilhaft werden nach Anspruch 2 in Verbindung
mit einer Plasmaschneidanlage, die eine numerische Plasma-
Maschinensteuerung mit einer Steuer- und Schaltlogik umfaßt,
die für den Plasmaprozeß notwendigen Parameter, insbesondere
die Zeitpunkte und Größen der Gasdurchflüsse, in der Plasma-
Maschinensteuerung hinterlegt bzw. gespeichert. Mit dieser
numerischen Steuerung können bei Anwahl einer bestimmten zu
schneidenden Materialsorte wie deren Dicke und Anwahl des
Schneidgases alle notwendigen Einstellwerte zur Verfügung
gestellt werden. Die numerische Steuerung gibt diese Werte
selbsttätig an die Proportionalventile aus, wonach die Druck
sensoren die Einstellwerte, die Führungsgrößen darstellen,
kontrollieren. Die von den Drucksensorausgängen abgegebenen
Größen des Drucks bzw. des Durchflusses können als Istgrößen
angesehen werden. Die mit der numerischen Plasma-Maschinen
steuerung geführten Regelkreise mit den Tauchspulantrieben
und Drucksensoren ermöglichen eine sehr genaue Einhaltung der
Führungsgrößen. Manuelle Korrekturen, z. B. bei Schwankungen
des Gasdrucks infolge Zuschaltens weiterer Werkzeuge, können
entfallen. Außerdem werden die Rüstzeiten wesentlich ver
kürzt, da der Bediener den Gasdurchfluß und weitere Parameter
nicht mehr manuell einzustellen braucht.
Für ein gutes Regelverhalten der Pilotgas- und Schneidgasre
gelung liegt in deren Regelkreis je ein PI-Regler.
Zur schnellen Umschaltung zwischen Pilotgas und Schneidgas
ist die Einrichtung zur Gassteuerung mit den zusätzlichen
Merkmalen des Anspruchs 4 ausgestattet. Die diesbezügliche
Struktur der Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß nicht
mehr so weit wie möglich eine gemeinsame Gaszuleitung für das
Pilotgas und das Schneidgas zwischen den einstellbaren Venti
len einerseits und der Brennerdüse andererseits vorgesehen
ist, sondern eine erste Zuleitung für das Pilotgas und eine
von dieser getrennte zweite Zuleitung für das Schneidgas,
wobei beide Leitungen erst unmittelbar an dem Plasmabrenner
zusammengeführt sind. Unmittelbar stromaufwärts der Vereini
gungsstelle ist in jede der Zuleitungen eine Rückströmsiche
rung eingefügt. Diese verhindern, daß bei unterschiedlichen
Drücken in den Zuleitungen für das Pilotgas und das Schneid
gas das Gas von der einen Zuleitung in die andere Zuleitung
strömt. Die Steuer- und Schaltlogik ist dabei so konfigu
riert, daß zunächst während einer Vorströmzeit beide Zulei
tungen stromaufwärts der Rückströmsicherung mit Pilotgas bzw.
Schneidgas gefüllt werden, wobei die Füllung mit Pilotgas mit
Nenndruck erfolgt und die Füllung mit Schneidgas mit geringe
rem Druck als Nenngasdruck des Pilotgases. Nach der Zündung
des Hauptlichtbogens wird hingegen der Druck des Schneidgases
auf einen Wert größer als der Nenndruck des Pilotgases er
höht, so daß das Schneidgas und nicht mehr das Pilotgas aus
strömt, welches bei diesen Druckverhältnissen durch die Rück
strömsicherung gesperrt wird.
Als besonders zweckmäßig hat es sich für die sichere Funktion
der Umschaltung herausgestellt, wenn die Füllung in der zwei
ten Zuleitung für das Schneidgas mit etwa 3/4 des Nenndrucks
des Pilotgases in der ersten Zuleitung erfolgt. Damit wird
einerseits eine sichere Sperrung des Austritts des Schneidga
ses in der Vorströmzeit erreicht, andererseits ist nach Zün
dung des Hauptlichtbogens nur noch wenig Druck zusätzlich in
der zweiten Zuleitung aufzubauen, bis die darin befindliche
Rückströmsicherung geöffnet und die Rückströmsicherung in der
ersten Zuleitung gesperrt wird.
Die geschilderte Umschalteinrichtung ist zweckmäßig bei einer
Plasmaschneidanlage vorgesehen, bei der die erste Zuleitung
für das Pilotgas und die zweite Zuleitung für das Schneidgas
je eine lange Schlauchleitung ist, welche den verfahrbaren
Plasmabrenner mit der Pilotgasquelle bzw. der Schneidgasquel
le verbindet.
Die Aufgabe zu dem verfahrensmäßigen Aspekt der Erfindung
gemäß Anspruch 7 besteht darin, unter Nutzung der Druckerfas
sung in den Zuleitungen zu dem Plasmabrenner, die zu den Lö
sungsmitteln der voranstehenden primären Aufgabe gehört, eine
rasche, plasmabrennerschonende Umschaltung zwischen Pilotgas-
und Schneidgaszufuhr zu dem Plasmabrenner mit unkomplizierten
Mitteln zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur
Gassteuerung des Plasmabrenners mit Umsteuerung mit den in dem
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 dargestellten Verfahrens
schritten gelöst.
Durch die zeitliche Abfolge der Druckverhältnisse in den Zu
leitungen für das Pilotgas und da Schneidgas erfolgt die Um
schaltung von Pilotgas auf Schneidgas an dem Plasmabrenner
sehr rasch, aber ohne zusätzliche von außen zu steuernde Ven
tile an dem Schneidbrenner in den Zuleitungen für Pilotgas und
Schneidgas stromaufwärts der Vereinigungsstelle dieser beiden
Zuleitungen. Analog umgekehrt wird die Umschaltung von
Schneidgas auf Pilotgas, welches den Plasmabrenner schützt,
sofort selbsttätig eingeleitet, wenn nach Abschluß des Plas
maschneidens der Druck in der Zuleitung für das Schneidgas -
gesteuert durch den Regler mit Proportionalventil und Druck
sensor - wieder auf einen Wert unterhalb des Pilotgasdrucks
gesenkt wird.
Der Pilotgasdruck braucht hingegen während des gesamten Be
triebs der Plasmaschneidanlage - abgesehen von dem Ein- und
Ausschalten der Anlage insgesamt - nicht verändert zu werden,
was die Steuerung ebenfalls vereinfacht.
Damit werden die im Zusammenhang mit der Umsteuerung der Ein
richtung zur Gassteuerung eines Plasmabrenners geschilderten
Vorteile erreicht.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, während
der Vorströmzeit den Druck des Schneidgases auf etwa 3/4 des
Nenndrucks des Pilotgases einzustellen. Nach Zünden des
Hauptlichtbogens wird auf einen höheren Druck des Schneidga
ses bei vorzugsweise dem 1,5fachen des Nenndrucks des Pilot
gases umgestellt, so daß das Schneidgas sicher in den Plasma
brenner strömt. Umgekehrt wird nach Abschluß des Plasmasch
neidens der Druck des Schneidgases zweckmäßig auf 3/4 des
Nenndrucks des Pilotgases reduziert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit
zwei Figuren erläutert, woraus sich weitere Merkmale und Vor
teile der Erfindung ergeben können. Es zeigen:
Fig. 1 ein Signalflußdiagramm der Einrichtung zur Gas
steuerung des Plasmabrenners, der stark vereinfacht
im Schnitt angedeutet ist, und
Fig. 2 ein Zeitdiagramm, welches den zeitlichen Verlauf
der Drücke in der Zuleitung für das Pilotgas und
für das Schneidgas darstellt.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Plasmabrenner bezeichnet, der in
üblicher Weise eine Drosselwirkung aufweist, die hier mit
einer Blende 2 veranschaulicht ist. Der Plasmabrenner kann
mit einem Pilotgas, insbesondere Stickstoff, über eine Zulei
tung 3 für Pilotgas oder einstellbar wahlweise mit einem
Schneidgas, insbesondere Sauerstoff, über eine Zuleitung 4
gespeist werden. Dazu münden beide Zuleitungen 3 und 4 über
je eine Rückströmsicherung 5 bzw. 6 in eine gemeinsame Gaszu
führung 7 direkt an dem Plasmabrenner.
An die Zuleitung 3 bzw. 4 greift jeweils ein Eingang 8 bzw. 9
eines Drucksensors 10 bzw. 11 an, dessen Drucksensorausgang
mit 12 bzw. 13 bezeichnet ist.
Die Drosselwirkung - Blende 2 - des Plasmabrenners 1 bildet
zusammen mit je einem der Drucksensoren 10 bzw. 11 einen
Geber für den Durchfluß Pilotgas durch die Zuleitung 3 bzw.
für den Durchfluß Schneidgas durch die Zuleitung 4.
Der Druck in der Zuleitung 3 bzw. in der Zuleitung 4 kann
durch Daten gesteuert werden, die in einer numerischen Steue
rung für die Plasmaschneidanlage mit Steuer- und Schaltlogik
gespeichert sind und auf Befehl ausgegeben werden. Diese
Werte werden als Führungsgrößen für das Pilotgas bzw. das
Schneidgas in je eine Vergleichsstelle 15 bzw. 16 eingegeben,
wo sie mit einem Istwert des Drucks in der Zuleitung 3 bzw.
der Zuleitung 4 verglichen werden. Je nach dem Vergleichs
ergebnis wird über einen PI-Regler 17 bzw. 18, der Bestand
teil eines geschlossenen Regelkreises ist, ein Proportional
ventil 19 bzw. 20 mit einem Tauchspulantrieb 21 bzw. 22 so
eingestellt, daß der von der numerischen Steuerung 14 vor
gegebene Druck in der Zuleitung 3 bzw. 4 auftritt, womit
zugleich ein vorgegebener Durchfluß des Pilotgases bzw.
Schneidgases eingestellt wird.
Die Zuleitungen 3 und 4 sind in dem Ausführungsbeispiel als
lange flexible Schläuche ausgebildet. Trotz der Länge und des
Volumens dieser Zuleitung kann die Umschaltung von Pilotgas
auf Schneidgas und umgekehrt in der zu beschreibenden Weise
so gesteuert werden, daß eine rasche Umschaltung ohne zusätz
liche extern gesteuerte Ventile erfolgt.
Da eine Zusammenführung des Pilotgases und des Schneidgases
an der Vereinigungsstelle 23 direkt an dem Plasmabrenner 1
erfolgt und beide Zuleitungen 3 und 4 unter einem Druck ste
hen, der von dem Nenndruck des Pilotgases bzw. des Schneidga
ses nie weit entfernt ist, kann die Umschaltung von Pilotgas
auf Schneidgas und umgekehrt in wenigen Millisekunden erfol
gen. Der Verschleiß der Plasmabrenndüse und der Elektroden
verschleiß können durch die Umschaltung reduziert werden. Mit
dem Schnitt kann sofort nach der Vorwärmzeit begonnen werden,
weil umständliche manuelle Einstellvorgänge zur Steuerung des
Pilotgases und des Schneidgases entfallen. Die zeitliche
Abfolge bei einer solchen Umstellung wird unten anhand der
Fig. 2 beschrieben. Erwähnenswert ist, daß der Düsen- und
Elektrodenverschleiß durch die erfindungsgemäße Umschaltung
reduziert werden.
In diesem Zusammenhang können insbesondere die Gasdrücke beim
Zünden und Ausschalten nach dem Schnitt mit der numerischen
Plasma-Maschinensteuerung auf darin gespeicherte Rampenver
läufe so verändert werden, daß sich der Düsen- und Elektro
denverschleiß minimiert.
Zu Fig. 1 wird noch nachgetragen, daß von dem Ausgang der
numerischen Plasma-Maschinensteuerung 14 ein Digital/Analog-
Umsetzer 24 angesteuert wird, dessen Analogausgang zu der
Vergleichsstelle 15 bzw. 16 des PI-Reglers 17 bzw. 18 geführt
ist. - Zur Anhebung des elektrischen Ausgangspegels des
Drucksensors 10 bzw. 11 kann zwischen dessen Ausgang 12 bzw.
13 und die Vergleichsstelle 15 bzw. 16 je ein Verstärker 25
bzw. 26 eingefügt sein.
Das Verfahren zur Gassteuerung des Plasma-Brenners 1 bei der
Umsteuerung zwischen Pilotgas und Schneidgas wird mit Fig. 2
erläutert. Das obere Zeitdiagramm stellt den zeitlichen Ver
lauf des Drucks des Pilotgases in der Zuleitung 3 dar und das
untere Zeitdiagramm den zeitlichen Verlauf des Drucks des
Schneidgases in der Zuleitung 4:
Zunächst wird die Plasma-Maschine zum Zeitpunkt t0 einge
schaltet, bei dem das Pilotgas auf einen Nenndruck einge
stellt wird, dem wegen der Proportionalität zwischen Druck
und Durchfluß bei durch den Plasma-Brenner strömendem Gas ein
Nenndurchfluß entspricht. Hingegen wird zum Zeitpunkt t0, der
einem Beginn einer Vorströmzeit entspricht, der Druck des
Schneidgases nur auf ca. 3/4 des Nenndrucks des Pilotgases
eingestellt. Dies bedeutet, daß nur Pilotgas über die Rück
strömsicherung 5 von der Zuleitung 3 in die gemeinsame Gaszu
führung 7 des Plasmabrenners 1 strömen kann, und zwar bis zum
Zeitpunkt t1 am Ende der Vorströmzeit. Zu diesem Zeitpunkt
wird durch die numerische Plasma-Maschinensteuerung der Re
gelkreis, der mit dem PI-Regler 18 gebildet wird, durch Ände
rung der Führungsgröße so verstellt, daß der Druck des
Schneidgases entlang einem rampenförmigen Verlauf auf das ca.
1,5fache des Nenndrucks des Pilotgases ansteigt. Wenn der
Druck des Schneidgases dabei denjenigen des Pilotgases über
steigt, strömt ohne weiteres, d. h. ohne zusätzliche externe
Steuerung eines Absperrglieds, das Schneidgas, in der Regel
Sauerstoff, aus der Zuleitung 4 in die gemeinsame Gaszufüh
rung 7 des Plasmabrenners 1. Dieser Zustand hält während des
Schneidens bis zum Zeitpunkt t2 an, bei dem der Druck des
Schneidgases, wiederum durch die numerische Plasma-Maschinen
steuerung gesteuert, auf schließlich ca. 3/4 des Nenndrucks
des Pilotgases mit rampenförmigem Verlauf abfällt. Wenn dabei
der Schneidgasdruck den Pilotgasdruck unterschreitet, strömt
wiederum das Pilotgas durch die Rückströmsicherung 4, während
die Rückströmsicherung 6 ein Eindringen des Pilotgases in die
Zuleitung 4 für Schneidgas sperrt, so daß das Pilotgas nur
durch die gemeinsame Gaszuführung zur Schonung des Plasma-
Brenners und der nicht dargestellten Elektroden durch den
Plasma-Brenner aus strömt.
Wenn die Plasma-Schneidanlage zum Zeitpunkt t3 abgeschaltet
wird, erfolgt durch die Führungsgrößen des Pilotgasdrucks und
des Schneidgasdrucks, die von dem Ausgang der numerischen
Plasma-Maschinensteuerung über den Digital/Analog-Umsetzer 24
abgegeben werden, eine Herabsetzung des Pilotgasdrucks und
des Schneidgasdrucks auf einen Wert nahe Null.
Claims (9)
1. Einrichtung zur Gassteuerung eines Plasmabrenners einer
Plasma-Schneidanlage mit einer numerischen Plasma-Ma
schinensteuerung, der eine Blende im Strömungsweg des
Gases aufweist, mit mindestens einem einstellbaren Ven
til und einer Durchflußmeßeinrichtung, die in Strömungs
richtung hintereinander in einer Zuleitung zu dem Plas
mabrenner angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß als einstellbares Ventil ein Proportionalventil (19, 20) mit einem Tauchspulantrieb (21, 22) eingesetzt ist, daß der Tauchspulantrieb (21, 22) mit einem Ausgang der numerischen Plasma-Maschinensteuerung (14) in Verbindung steht,
daß stromabwärts des Proportionalventils (19 bzw. 20) an der Zuleitung (3 bzw. 4) ein Drucksensor (10 bzw. 11) angeordnet ist, der einen Drucksensorausgang (12 bzw. 13) aufweist und in Verbindung mit der Blende des Plas mabrenners (1) die Durchflußmeßeinrichtung bildet, und daß der Drucksensorausgang (12 bzw. 13) zu dem Tauchspulantrieb (21 bzw. 22) zurückgeführt ist.
daß als einstellbares Ventil ein Proportionalventil (19, 20) mit einem Tauchspulantrieb (21, 22) eingesetzt ist, daß der Tauchspulantrieb (21, 22) mit einem Ausgang der numerischen Plasma-Maschinensteuerung (14) in Verbindung steht,
daß stromabwärts des Proportionalventils (19 bzw. 20) an der Zuleitung (3 bzw. 4) ein Drucksensor (10 bzw. 11) angeordnet ist, der einen Drucksensorausgang (12 bzw. 13) aufweist und in Verbindung mit der Blende des Plas mabrenners (1) die Durchflußmeßeinrichtung bildet, und daß der Drucksensorausgang (12 bzw. 13) zu dem Tauchspulantrieb (21 bzw. 22) zurückgeführt ist.
2. Einrichtung zur Gassteuerung eines Plasmabrenners einer
Plasma-Schneidanlage, die eine numerische Plasma-Maschi
nensteuerung mit einer Steuer- und Schaltlogik umfaßt,
mit der die Gaszufuhr zu dem Plasmabrenner steuerbar
ist nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß ein Ausgang der numerischen Plasma-Maschinensteue
rung mit dem Tauchspulantrieb (21 bzw. 22) über eine
Vergleichsstelle (15 bzw. 16) in Verbindung steht, in
der eine von dem Ausgang abgegebene Führungsgröße des
Durchflusses mit einer von dem Drucksensorausgang (12
bzw. 13) abgegebenen Istgröße des Drucks verglichen wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vergleichsstelle (15 bzw. 16) Bestandteil eines
PI-Reglers (17 bzw. 18) ist.
4. Einrichtung zur Gassteuerung eines Plasmabrenners mit
Umsteuerung zwischen Pilotgas und Schneidgas, die durch
die Plasma-Maschinensteuerung mit Steuer- und Schaltlo
gik gesteuert wird, mit einem ersten einstellbaren Ven
til für das Pilotgas und einer ersten Durchflußmeßein
richtung für das Pilotgas, die in Strömungsrichtung
hintereinander in einer ersten Zuleitung zu dem Plasma
brenner angeordnet sind, mit einem zweiten einstellbaren
Ventil für das Schneidgas und einer zweiten Durchfluß
meßeinrichtung für das Schneidgas, die in Strömungsrich
tung hintereinander in einer zweiten Zuleitung angeord
net sind, nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Zuleitung (3) für das Pilotgas und die
zweite Zuleitung (4) für das Schneidgas unmittelbar an
dem Plasmabrenner (1) über je eine Rückströmsicherung (5
bzw. 6) gasleitend miteinander verbunden sind und daß
die numerische Steuerung, mit deren Ausgängen das erste
einstellbare Ventil (19) für das Pilotgas und das zweite
einstellbare Ventil (20) für das Schneidgas in Verbin
dung stehen, derart konfiguriert ist, daß zunächst wäh
rend einer Vorströmzeit beide Zuleitungen (3, 4) strom
aufwärts der Rückströmsicherung (5 bzw. 6) mit Pilotgas
bzw. Schneidgas gefüllt werden, wobei die Füllung mit
Pilotgas mit Nenndruck erfolgt und die Füllung mit
Schneidgas mit einem geringeren Druck als der Nenndruck
des Pilotgases erfolgt, und daß nach Zündung des Haupt
lichtbogens der Druck des Schneidgases auf einen Wert
größer als der Nenndruck des Pilotgases erhöht wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
eine derartige Konfiguration der numerischen Plasma-Ma
schinensteuerung (14) mit Steuer- und Schaltlogik in
Verbindung mit dem ersten Ventil (19) für das Pilotgas
und dem zweiten Ventil (20) für das Schneidgas, daß die
Füllung der zweiten Zuleitung (4) für das Schneidgas mit
ca. 3/4 des Nenndrucks des Pilotgases erfolgt.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Zuleitung (3) für das Pilotgas und die
zweite Zuleitung (4) für das Schneidgas je eine lange
Schlauchleitung umfassen.
7. Verfahren zur Gassteuerung eines Plasmabrenners mit Um
steuerung zwischen Pilotgas und Schneidgas, wobei einem
Plasmabrenner zunächst das Pilotgas und nach Zünden des
Hauptlichtbogens das Schneidgas zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführung des Pilotgases und des Schneidgases
über im wesentlichen bis direkt an dem Plasmabrenner
getrennte Zuleitungen für das Pilotgas und das Schneidgas
in jeweils nur einer vorgegebenen Strömungsrichtung er
folgt, daß dazu zunächst während einer Vorströmzeit die
Zuleitungen mit Pilotgas bzw. Schneidgas gefüllt werden,
und zwar mit Nenndruck des Pilotgases und einem gegenüber
diesem reduzierten Druck des Schneidgases, und daß nach
Zündung des Hauptlichtbogens unter Beibehaltung des Nenn
drucks des Pilotgases in der betreffenden Zuleitung eine
Erhöhung des Drucks des Schneidgases auf einen Wert grö
ßer als der Nenndruck des Pilotgases erfolgt, wodurch ein
Pilotgasstrom zu dem Plasmabrenner selbsttätig unterbro
chen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß während der Vorströmzeit der Druck des Schneidgases
3/4 des Nenndrucks des Pilotgases beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Zündung des Hauptlichtbogens der Druck des
Schneidgases auf das 1,5-fache des Nennwerts des Pilot
gases erhöht wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19536150A DE19536150C2 (de) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | Einrichtung und Verfahren zur Gassteuerung eines Plasmabrenners einer Plasmaschneidanlage |
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DE19536150A1 DE19536150A1 (de) | 1997-04-03 |
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ID=7773465
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DE (1) | DE19536150C2 (de) |
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