DE2951121A1 - Schutzvorrichtung fuer plasmatrone hoher leistung - Google Patents

Schutzvorrichtung fuer plasmatrone hoher leistung

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DE2951121A1
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Jochen DDR 8010 Dresden Böhme
Harry Dr.-Ing. Förster
Bernd-Dieter Dipl.-Phys. Wenzel
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Edelstahlwerk 8 Mai 1945 Freital VEB
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Edelstahlwerk 8 Mai 1945 Freital VEB
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    • H—ELECTRICITY
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Description

VEB Edelstahl werk "£.- Mai 15'45^-Pre It al' im YEB Itohrkombinat
DDR _ 8210 Preital, Huettenstrasse 1
Schutzvorrichtung fuer Plasmatrone hoher Leistung
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung fuer Plasmatrone hoher Leistung, insbesondere zum Einsatz in Oefen mit heisser Atmosphaere (Plasmaschmelzoefen).
Waehrend in Piasmatronen zum Schneiden die Katode hinter der Duese angeordnet ist und die Duese zum Einschnueren der Entladung im Duesenkanal ausgebildet ist, sitzt in Piasmatronen hoher Leistung mit leistungsfreier wasser— gekuehlter Duese, wie sie vorwiegend in Schmelzoefen zum Einsatz kommen, die Katode in der Duese, und der Bogen bildet sich vor der Duese aus. Des weiteren sind bei Pias— matronen hoher Leistungen die auf die Bogenleistung bzw. die auf den Duesenkanalquerschnitt bezogenen spezifischen Gasdurchsaetze im Interesse der Gasoekonomie und der Ofen— konstruktion um etwa einen Paktor 10 kleiner als bei Pias— matronen kleiner Leistung, beispielsweise zum Schneiden. Demzufolge ist die bogenstabilisierende und bogenisolieren— de Wirkung (Kaltgasmantel) der Gasstroemung außerordentlich gering. Weiterhin werden Plasmatrone hoher Leistung in Oefen mit heisser, d. h. ionisierter Ofenatmosphaere betrieben. Die Wahrscheinlichkeit fuer das Auftreten von Nebenboegen, die ueber die Duese zum Behandlungsgut brennen, ist sehr gross. Wenn diese Nebenboegen sehr stromstark im Bereich von kA sind, werden die Duesen in der kurzen Zeit von weniger als 0,1 s angeschmolzen bis zum Austritt von Wasser aus der Duese, so dass die Plasmatrone funktionsunfaehig werden. Die bekannten elektrischen üeberwachungseinrichtungen fuer die Duese an Plasmatronen hoher Leistung versagen, da entweder auf Grund des gering ausgebildeten Kaltgasmantels kein Nebenbogen durch Aenderung der elektrischen Parameter erkannt werden kann oder da Nebenboegen kleiner Leistung, die fuer die Duese ungefaehrlich sind, nicht von Nebenboegen hoher Leistung unterschieden werden.
i~
Ziel der Erfindung ist die Angabe einer Einrichtung an Piasmatronen hoher Leistung zum Schutz der Piasmatrone vor Duesenzerstoerong durch Nebenboegen·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, stromstarke Nebenboegen, die in kurzer Zeit zur Zerstoerung der Duese des Plasmatrons hoher Leistung fuehrtn, zu erkennen und durch geeignete Massnahmen in ihrer Wirkung zu begrenzen.
Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in dem Spalt zwischen der Duese und der Katode, die als Stiftkatode ausgebildet ist, optische Detektoren (Fotodetektoren) angeordnet sind. Sie befinden sich so weit hinter der Katode, dass ein kleiner Oeffnungswinkel zum Ueberwachen eines Teilbereichs des aeusseren Duesenspaltes durch jeden Fotodetektor gewaehrleistet ist und im Anordnungsbereich des Detektors eine geringe Umgebungstemperatur herrscht. Obwohl der Fotodetektor auf den Hauptbogen sieht, tritt beim Auftreten von Nebenboegen zwischen Katode und Duese eine zusaetzliohe durch den Fotodetektor registrierbare Lichtstrahlung auf· Diese zusaetzliche Lichtstrahlung ist abhaengig von der Stromstaerke des Nebenbo— gens und wird ab einer Nebenbogenleistung von 10 % der Hauptbogenleistung fuer weitere Sohalthandlungen ausgewertet. Beim Registrieren eines stromstarken Nebenbogens durch einen der Fotodetektoren wird im Leistungskreis in den Regelkreis in bekannter Weise eingegriffen, der die Nebenboegen durch Verminderung der Leistung des Hauptbogens sofort ausschaltet.
Es ist vorteilhaft, wenn die optischen Detektoren im Zu— fuehrungsbereich angeordnet sind und Lichtleitkabel vom Gasfuehrungsspalt bis zu den optischen Detektoren angeordnet sind, welche die zusaetzliche Lichtstrahlung des Nebenbogens zum Detektor uebertragen.
Die Erfindung soll nachstehend anliand eines .lusfuehrun^sbeispieles beschrieben werden. In der zugehoerigeii Zeichnung ist ein Plasmatron im Schnitt dargestellt.
Das Plasmatron hoher Leistung ist in einem Ofen 1 angeordnet. Zwischen der wassergekuehlten Halterung 2 der Katode 3 und der v/assergekuehlten Duese 4 sind Potodetektoren 5 angeordnet, deren optische Achsen auf den aeusseren Duesenspalt 6 gerichtet sind. Beim Auftreten eines Uebenbogens im aeusseren Duesenspalt wird durch einen der Potodetektoren 5 ein er— hoehtes Signal abgegeben. Dieses elektrische Signal wird in geeigneter Weise durch an sich bekannte Schaltelemente dem Regelkreis zugefuehrt, der auf die Leistungsquelle entsprechend einwirkt.
Mit 7 ist das Schmelzgut und mit 8 der Lichtbogen dargestellt.

Claims (2)

  1. Erfindungsanspruch
    1· Einrichtung zum Schutz von Plaematronen hoher Leistung, die aus Stiftkatode und umgebender Duese fuer die Gasfuehrung bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass im Duesenspalt (6) zwischen der Katode (3) und der Duese (4) hinter der Austrittsoeffnung der Duese (4) Fotodetekto— ren (5) so angeordnet sind, dass sie die aneinander an— grenzenden Bereiche der Austrittsoeffnung ueberblicken und ihre Signale auf den Regelkreis wirken.
  2. 2. Schutzeinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodetektoren (5) im Zufuehrungsbereich angeordnet sind und dass im Plasmatron Lichtleitkabel vom Duesenspalt (6) bis zu den Fotodetektoren (5) angeordnet sind.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
    ORIGINAL INSPECTED
DE2951121A 1978-12-21 1979-12-19 Verfahren und Einrichtung zum Schutz der Düse eines Plasmabrenners hoher Leistung Expired DE2951121C2 (de)

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