DE69300534T2 - Steuereinrichtung für einen Plasmabrenner. - Google Patents
Steuereinrichtung für einen Plasmabrenner.Info
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf ein System zur Steuerung eines Leistungsplasmabrenners.
- Aus dem französischen Patent FR-A-2 588 145 ist bereits ein System zur Steuerung eines Leistungsplasmabrenners bekannt, das umfaßt:
- - einen Gleichrichter, der durch Netzstrom gespeist wird und der an die Elektroden des Brenners eine Speisegleichspannung abgibt;
- - eine Leitung, durch die dem Brenner mit einem plasmabildenden Gas versorgt wird, wobei der Durchsatz des Gases von einem Stellventil abhängig ist, und
- - Kontrollmittel des Gleichrichters und des Ventils zur Steuerung des Lichtbogenstroms und des Durchsatzes des plasmabildenden Gases.
- In der Realität ist ein solches Steuerungssystem nur dazu bestimmt, ein Blasen des Lichtbogens zu verhindern. So ist bekannt, daß bei einem Plasmabrenner der Lichtbogenstrom abnimmt, wenn die Lichtbogenspannung zunimmt und umgekehrt. Da die Lichtbogenspannung nach oben durch die Spannungsleistungen des den Brenner speisenden Gleichrichters begrenzt wird, wird der Lichtbogen instabil, sobald sich die Zunahme der Lichtbogenspannung der Höchstspannung nähert, die vom Speisegleichrichter abgegeben werden kann.
- So bestehen im obengenannten Patent die Kontrollmittel aus einer elektronischen Vorrichtung, die lediglich einen Schwellendetektor für die Lichtbogenspannung und einen Verstärker mit veränderlicher Verstärkung hat, durch den die Lichtbogenspannung gesenkt werden soll, sobald diese eine Instabilitätsschwelle erreicht, indem der Lichtbogenstrom vorübergehend erhöht und der Durchsatz des plasmabildenden Gases zur Speisung des Plasmabrenners reduziert wird. Es handelt sich dabei also um ein starres System, das keine Stabilisierung des Lichtbogens ermöglicht.
- Gegenstand dieser Erfindung ist ein flexibles System, mit dem nicht nur der Lichtbogen stabilisiert, sondern auch der Brenner vollständig auf automatische Weise gesteuert werden kann, so daß bei dessen Betrieb ein oder mehrere Sollwerte eingehalten werden. Dazu ist erfindungsgemäß das System zur Steuerung eines Leistungsplasmabrenners mit:
- - einem Gleichrichter, der durch Netzstrom gespeist wird und eine Gleichspannung zur Speisung der Elektroden des Brenners abgibt;
- - einer Leitung zur Speisung des Brenners mit plasmabildendem Gas, wobei der Durchsatz des Gases von einem Stellventil abhängig ist;
- - Mitteln zur Kontrolle des Gleichrichters und des Ventils zur Steuerung des Lichtbogenstroms und des Durchsatzes des plasmabildenden Gases;
- - ersten Mitteln zur kontinuierlichen Messung der Lichtbogenspannung und
- - zweiten Mitteln zur kontinuierlichen Messung des Lichtbogenstroms,
- dadurch bemerkenswert:
- - daß das Stellventil des plasmabildenden Gases derart ist, daß es über eine pneumatische Steuerung verfügt und durch ein elektropneumatisches Stellglied gesteuert wird, das mit einem pneumatischen Durchsatzverstärker verbunden ist, und
- - dadurch, daß an die Kontrollmittel einerseits die Meßwerte der Lichtbogenspannung und des Lichtbogenstroms aus den ersten und zweiten Meßmitteln gelangen und diese andererseits an den Gleichrichter bzw. das elektropneumatische Stellglied Sollwerte für Lichtbogenstrom und Durchsatz des plasmabildenden Gases, die nach einem Programm in Abhängigkeit von einem Sollwert der elektrischen Leistung berechnet wurden, abgeben.
- Damit ist es möglich, die Leistung des Plasmabrenners durch kontinuierliche Steuerung des Lichtbogenstroms und des Durchsatzes des plasmabildenden Gases zu steuern. Es ist zu bemerken, daß dadurch, daß für den Durchsatz des plasmabildenden Gases ein Stellventil mit pneumatischer Steuerung, das durch ein elektropneumatisches Stellglied in Verbindung mit einem pneumatischen Durchsatzverstärker gesteuert wird, eingesetzt wird, die Änderungen der Ventilöffnung und -schließung mit den Änderungen der von den Kontrollmitteln abgegebenen Sollwerte in Übereinstimmung gebracht werden können. So kann durch den Durchsatzverstärker, der als Beschleuniger wirkt, die Reaktionszeit des Ventils beim Öffnen und Schließen stark gesenkt werden.
- Die Kontrollmittel können aus einem Rechner oder aus einer Automatik bestehen. Sie gewährleisten die Inbetriebnahme des Brenners mit einer vorbestimmten Leistung und kontrollieren Leistungszunahme und -verringerung durch Steuerung des Lichtbogenstroms und des Durchsatzes des plasmabildenden Gases. Wenn die tatsächliche elektrische Leistung des Brenners annähernd den Sollwert erreicht, gewährleisten die Kontrollmittel eine ständige Regelung durch Kontrolle von Lichtbogenstrom und Durchsatz des plasmabildenden Gases bei gleichzeitiger Kontrolle der Lichtbogenspannung, um ein Blasen des Lichtbogens zu vermeiden.
- Die Kontrollmittel arbeiten sequentiell nach Zyklen, deren Dauer sich beispielsweise auf einige Sekunden beläuft, jedoch mit sofortiger prioritärer Einwirkung auf Lichtbogenstrom und Durchsatz des plasmabildenden Gases, wenn die Gefahr eines Blasens des Lichtbogens besteht.
- Der Sollwert der elektrischen Leistung kann von einer Bedienperson oder durch einen Leitrechner unter Berücksichtigung der Parameter des zu steuernden Prozesses, in den der Plasmabrenner integriert ist, gewählt und in die Kontrollmittel eingegeben werden. Wegen der Wärmeverluste bei Betrieb des Brenners kann es jedoch passieren, daß die tatsächlich vom Brenner abgegebene Wärmeleistung niedriger als diejenige ist, die theoretisch dem eingestellten Sollwert der elektrischen Leistung entspricht.
- Nach einer Ausführungsvariante hat das erfindungsgemäße System außerdem zusätzliche Meßmittel, um Durchsatz, Eintrittstemperatur und Austrittstemperatur des Kühlmediums des Brenners (zum Beispiel entmineralisiertes Wasser) zu bestimmen, wobei diese zusätzlichen Meßmittel ihre Meßwerte an die Kontrollmittel abgeben. Durch den Durchsatz des Kühlmediums ist es zusammen mit der Eintritts- und Austrittstemperatur möglich, eine erste Näherung der Wärmeverluste im Brenner zu bestimmen, so daß die Kontrollmittel dem bei der Erarbeitung des Sollwerts der elektrischen Leistung aus einem Sollwert der Wärmeleistung Rechnung tragen können.
- Damit werden im Sollwert der elektrischen Leistung Verluste berücksichtigt, die bei Betrieb des Brenners auftreten, und es wird eine Wärmeleistung erzielt, die der gewünschten Leistung entspricht.
- Um die Genauigkeit der erzielten tatsächlichen Wärmeleistung noch zu verbessern, können sechste, siebente und achte zusätzliche Meßmittel vorgesehen werden, mit denen Durchsatz, Temperatur und Druck des plasmabildenden Gases im Kreislauf bestimmt und bei der Erarbeitung des Soliwertes der elektrischen Leistung aus dem Sollwert der Wärmeleistung berücksichtigt werden. Damit findet die Enthalpie des plasmabildenden Gases Berücksichtigung.
- Der Sollwert der Wärmeleistung kann von einer Bedienperson oder durch einen Leitrechner unter Berücksichtigung der Parameter eines zu steuernden Prozesses gewählt und in die Kontrollmittel eingegeben werden.
- Außerdem ist bekannt, daß bei zahlreichen Industrieprozessen ein Plasmabrenner dazu benutzt wird, Primärluft, die in eine Düse (zum Beispiel eines Hochofens, eines Kupolofens usw.) eingeblasen wird, aufzuheizen. Der Durchsatz der Primärluft sowie deren Temperatur verändern sich in Abhängigkeit von der Zeit, so daß sich die Temperatur des Möllers in einem für die Stabilisierung des Prozeßverlaufs und des hergestellten Erzeugnisses oft verhängnisvollen Verhältnis ändert.
- Unter Ausnutzung der Flexibilität und des raschen Leistungsanstiegs des Brenners ist es deshalb erforderlich, für das Luft- Plasma-Gemisch innerhalb der Grenzen der verfügbaren elektrischen Leistung eine konstante Temperatur zu gewährleisten.
- In einem derartigen Anwendungsfall ist es also vorteilhaft, wenn neunte, zehnte und elfte zusätzliche Meßmittel vorgesehen werden, mit denen Durchsatz, Temperatur und Druck der Luft bestimmt werden und die ihre Meßwerte an die Kontrollmittel geben, die aus einer Solltemperatur für die durch das Brennerplasma erhitzte Luft den Sollwert der Wärmeleistung und dann den Sollwert der elektrischen Leistung erarbeiten.
- Vorzugsweise wird eine solche Solltemperatur von einer Bedienperson oder einem Leitrechner unter Berücksichtigung der Parameter eines zu steuernden Prozesses ausgewählt und in die Kontrollmittel eingegeben.
- Die Figuren der beigefügten Zeichnung erleichtern das Verständnis dafür, wie die Erfindung verwirklicht werden kann. In diesen Figuren werden ähnliche Elemente mit identischen Bezugsnummern bezeichnet.
- Figur 1 ist ein Schema einer Ausführungsart des erfindungsgemäßen Systems.
- Figur 2 ist ein Schnitt eines bekannten pneumatischen Durchsatzverstärkers, der in dieser Erfindung eingesetzt wird.
- Das in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Steuerungssystem ist für einen Leistungsplasmabrenner 1 bestimmt, der eine vordere Elektrode 2 und eine hintere Elektrode 3 hat, zwischen denen ein Lichtbogen erzeugt wird. Dazu wird zwischen den Elektroden 2 und 3 eine Spannung angelegt, die von einem Gleichrichter 4 erzeugt wird, der von einem Netz 5 gespeist wird. Die Elektroden 2 und 3 sind dazu mit dem Gleichrichter 4 durch Verbindungen 6 bzw. 7 verbunden.
- Der Brenner 1 wird mit plasmabildendem Gas (zum Beispiel Druckluft) über eine Leitung 8 gespeist, in der sich ein Ventil zur Regelung des Durchsatzes 9 mit pneumatischer Steuerung befindet. Dieses Ventil ist zum Beispiel ein Camflex-Ventil aus der Produktion der französischen Firma MASONEILAN.
- Durch Brenner 1 strömt außerdem ein Kühlmedium, zum Beispiel entmineralisiertes Wasser, dessen Eintritt über eine Leitung 10 erfolgt und das über eine Leitung 11 austritt.
- In dem in Figur 1 dargestellten Beispiel soll der Brenner 1 zur Erhitzung von Hochofenluft (mit Pfeil F symbolisiert) dienen. Dazu gelangen die Luft und der Plasmastrahl (mit Pfeil J symbolisiert) von Brenner 1 in einer Mischdüse 12 miteinander in Kontakt.
- Das Steuersystem hat für die Steuerung von Brenner 1 Kontrollmittel mit Programm 14 zum Beispiel einen Rechner oder eine Automatik. Eine Bedienperson oder ein Prozeßleitrechner (nicht dargestellt) kann in die Kontrollmittel 14 gewünschte Sollwerte durch Einstellung an Eingängen 15,16,17 einer Interfacevorrichtung 18 eingeben. Die Eingänge 15, 16 und 17 erlauben zum Beispiel die Einstellung von Sollwerten für elektrische Leistung, Wärmeleistung und Temperatur des Luft-Plasmastrahl-Gemischs.
- Außerdem umfaßt das Steuersystem:
- - ein Gerät 19 zur Messung der Lichtbogenspannung Ua, zwischen den Verbindungen 6 und 7;
- - ein Gerät 20 zur Messung des Lichtbogenstroms Ia, in der Verbindung 6;
- - ein Gerät 21 zur Messung des Durchsatzes Qa des plasmabildenden Gases, in der Leitung 8;
- - ein Gerät 22 zur Messung der Temperatur Ta des plasmabildenden Gases von Leitung 8;
- - ein Gerät 23 zur Messung des Drucks Pa des plasmabildenden Gases in Leitung 8;
- - ein Gerät 24 zur Messung der Temperatur Te des Kühlmediums bei Eintritt über Leitung 10;
- - ein Gerät 25 zur Messung der Temperatur Ts des Kühlmediums bei Austritt über Leitung 11;
- - ein Gerät 26 zur Messung des Durchsatzes Qe des Kühlmediums in der Austrittsleitung 11;
- - ein Gerät 27 zur Messung der Temperatur Tv der Luft F;
- - ein Gerät 28 zur Messung des Drucks Pv von Luft F; und
- - ein Gerät 29 zur Messung des Durchsatzes Qv der Luft F.
- Jedes der Meßgeräte 9 bis 29 ist mit den Kontrollmitteln 14 jeweils über eine Leitung mit der Bezugsnummer 30 bis 40 verbunden.
- Damit erhalten die Kontrollmittel 14 ständig die Meßwerte der Parameter Ua, Ia, Qa, Pa, Te, Ts, Qe, Tv, Pv und Qv.
- Außerdem steuern die Kontrollmittel 14 über elektrische Verbindungen 41 bzw. 42 Gleichrichter 4 und Ventil 9.
- Die Steuerung von Ventil 9 durch die Kontrollmittel 14 erfolgt mit Hilfe einer Steuervorrichtung 43 mit pneumatischem Beschleuniger.
- Die Steuervorrichtung 43 hat ein elektropneumatischen Ventilstellglied 44, an das einerseits die von den Kontrollmitteln 14 erzeugten elektrischen Befehle gelangen (über Verbindung 42) und das andererseits über eine Leitung 45 mit Luft niederen Drucks beaufschlagt wird. Das elektropneumatische Stellglied 44 kann zum Beispiel ein von der französischen Firma MASONEILAN hergestelltes Gerät des Typs 8013 sein, und der Druck der Druckluftversorgung in Leitung 45 kann sich auf 1,4 bar belaufen. Diese Luft niederen Drucks kann von einem Druckminderer 46 kommen, der seinerseits mit Luft hohen Drucks mit hohem Durchsatz aus einer Quelle 47 über eine Leitung 48 gespeist wird. Der pneumatische Druck von Quelle 47 liegt zum Beispiel in der Größenordnung von 7 bar.
- Zwischen dem elektropneumatischen Stellglied 44 und Ventil 9 ist ein Durchsatzverstärker 49 angeordnet, durch den Ventil 9 gesteuert wird. Der Verstärker 49 erhält den hohen Druck über eine Leitung 50, durch die er mit der Quelle 47 verbunden ist, und den niederen Steuerdruck über eine Leitung 51, durch die er mit dem elektropneumatischen Stellglied 44 verbunden ist. Er steuert Ventil 9 über eine Leitung 52.
- Der Durchsatzverstärker 49 zur Steuerung von Ventil 9 ist zum Beispiel ein von der französischen Firma MAREG hergestelltes Gerät des Typs 61.
- Das Schema eines derartigen Durchsatzverstärkers wird in Figur 2 gezeigt.
- Der in dieser Figur gezeigte bekannte Durchsatzverstärker 49 hat ein Gehäuse 60, das ein Innenvolumen umgibt, das durch zwei Membranen 62,63 in zwei Kammern 61A und 61B geteilt wird. Die beiden parallel zueinander verlaufenden Membranen 62 und 63 begrenzen einen zwischen ihnen gelegenen Raum 64, der über eine Durchführung 65 nach außen führt. Die beiden Membranen 62 und 63 sind mechanisch miteinander durch Querelemente 66 verbunden, können sich zueinander jedoch in einem gewissen Maße verformen.
- Über einen Anschluß 67 kann die Kammer 61A mit der Niederdruckleitung 51 verbunden werden, durch die der Durchsatzverstärker 49 mit dem elektropneumatischen Stellglied 44 verbunden wird.
- Zur Verbindung mit der Hochdruckleitung 50 und der Leitung 52 sind Anschlüsse 68 bzw. 69 vorgesehen. Der Anschluß 69 steht über eine Durchführung 70 direkt mit der Kammer 61B in Verbindung. Dagegen steht Anschluß 68 mit Kammer 61B über eine Nadel 71 in Verbindung, die an ihrem einen Ende ein erstes Ventil 72 hat und durch eine Feder 73 zusammengedrückt wird. Das andere Ende der Nadel 71 hat ein zweites Ventil 74, durch das die Verbindung zwischen Kammer 61B und Raum 64 gesteuert wird.
- Wenn über Leitung 51 kein niederer Steuerdruck angelegt wird, befindet sich der Verstärker 49 in der in Figur 2 veranschaulichten Position, d.h. durch Ventil 72 wird die Verbindung zwischen Leitung 50 und Kammer 61B (so daß die Austrittsleitung 52 von Leitung 50 getrennt ist) und durch Ventil 74 die Verbindung zwischen Kammer 61B und Raum 64 unterbrochen.
- Wenn durch das Stellglied 44 ein Befehl niederer Steuerdruck in Leitung 51 gelangt, drücken die Membranen 62 und 63 die Nadel 71 gegen die Wirkung von Feder 73 zusammen, so daß sich das Ventil 72 öffnet (Ventil 74 bleibt geschlossen) und eine Verbindung zwischen den Leitungen 50 und 52 über Kammer 61B und Durchführung 70 hergestellt wird. Die Öffnung von Ventil 72 erfolgt so lange, bis der Druck in Kammer 61B und Leitung 52 ausreicht, den Befehl niederer Steuerdruck in Leitung 51 zu egalisieren. Da das Drucksignal in Leitung 52 aus Leitung 50, d.h. aus der Quelle 47 mit hohem Druck und großem Durchsatz kommt, ist es schnell. Durch den Beschleuniger 49 wird also die Reaktionszeit beim Öffnen des pneumatisch gesteuerten Ventils 9 beschleunigt.
- Wenn jetzt der Druck des Befehls niederer Druck in Leitung 51 abnimmt, während Ventil 72 wie oben beschrieben geöffnet ist, bewegen sich die Membranen 62 und 63 in Richtung Anschluß 67, so daß sich Ventil 74 öffnet. Kammer 61B ist damit über Raum 64 und Durchführung 65 mit dem Auslaß verbunden, so daß der Druck in der Leitung 52 so lange sinkt, bis er wieder genauso hoch wie der Eintrittsdruck in Leitung 51 ist.
- Auch hier wird also durch Verstärker 49 die Reaktionszeit beim Schließen des pneumatisch gesteuerten Ventils durch eine rasche Verbindung mit dem Auslaß beschleunigt.
- Durch den Verstärker 49 kann die Reaktionszeit von Ventil 9, die sich im allgemeinen auf 1 Sekunde beläuft, sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen auf etwa 200 ms reduziert werden.
- Das System von Figur 1 kann auf drei verschiedene Arten funktionieren:
- A) Bei der ersten Betriebsart wird von einer Bedienperson oder einem Prozeßleitrechner am Eingang 15 ein gewünschter Sollwert der elektrischen Leistung eingestellt. In diesem Fall errechnen die Kontrollmittel 14 aus den Parametern Ua und Ia der Geräte 19 bzw. 20 und aus dem an Eingang 15 eingestellten Sollwert der elektrischen Leistung sequentiell elektrische Steuerbefehle für den Gleichrichter 4 und das Ventil 9, die an die Verbindungen 41 und 42 gelangen. Der elektrische Befehl von Verbindung 42 wird durch das Stellglied 44 in einen pneumatischen Befehl umgeformt und über den Durchsatzverstärker oder Beschleuniger 49 an Ventil 9 gegeben.
- B) Bei der zweiten Betriebsart wird von einer Bedienperson oder dem Prozeßleitrechner am Eingang 16 ein gewünschter Sollwert der Wärmeleistung eingestellt. An die Kontrollmittel 14 gelangen dann neben den Parametern Ua und Ia die Parameter Qa, Ia, Pa, Te, Ts und Qe, die von den Geräten 21, 22, 23, 24, 25 bzw. 26 bestimmt werden. Aus allen diesen Parametern und dem angezeigten Sollwert der Wärmeleistung bestimmen die Kontrollmittel 14 einen Sollwert der elektrischen Leistung, bevor sie sequentiell die elektrischen Befehle zur Steuerung von Gleichrichter 4 und Ventil 9 erarbeiten, die wie oben beschrieben angelegt werden.
- C) Bei der dritten Betriebsart wird von der Bedienperson oder dem Prozeßleitrechner am Eingang 17 eine gewünschte Solltemperatur für die durch Plasmastrahl J erhitzte Luft F eingestellt. An die Kontrollmittel 14 gelangen neben den unter B) genannten Parametern die Parameter Tv, Pv und Qv aus den Geräten 27, 28 bzw. 29. Aus allen diesen Parametern und der eingestellten Solltemperatur bestimmen die Kontrollmittel 14 einen Sollwert der Wärmeleistung und demzufolge den anzulegenden Sollwert der elektrischen Leistung und erarbeiten sequentiell die elektrischen Steuerbefehle für Gleichrichter 4 und Ventil 9, die wie oben angelegt werden.
- Zur Information folgen unten Beispiele für die Werte der Parameter des durch das erfindungsgemäße System gesteuerten Plasmabrenners:
- - Lichtbogenstrom: 100 A bis 2500 A;
- - Lichtbogenspannung: 300 V bis 5000 V;
- - Leistung: 50 kW bis 12,5 MW;
- - Innendruck des Brenners: 0,1 bar bis 7 bar;
- - Durchsatz des plasmabildenden Gases: 40 Nm³h bis 2500 Nm³h bei Drücken von 4 bis 15 bar.
Claims (7)
1. System zur Steuerung eines Leistungsplasmabrenners (1) mit:
- einem Gleichrichter (4), der durch Netzstrom (5) gespeist wird
und eine Gleichspannung zur Speisung der Elektroden (2,3) des
Brenners abgibt;
- einer Leitung (8), durch die der Brenner mit plasmabildendem Gas
versorgt wird, wobei der Durchsatz des Gases von einem
Stellventil (9) abhängig ist;
- Kontrollmitteln (14) des Gleichrichters und des Ventils zur
Steuerung des Lichtbogenstroms und des Durchsatzes des
plasmabildendes Gases;
- ersten Mitteln (19) zur kontinuierlichen Messung der Lichtbogen-
spannung; und
- zweiten Mitteln (20) zur kontinuierlichen Messung des
Lichtbogenstroms,
dadurch gekennzeichnet:
- daß das Ventil (9) zur Regelung des plasmabildenden Gases von
der Art mit pneumatischer Steuerung ist und durch ein
elektropneumatisches Stellglied (44) in Verbindung mit einem
pneumatischen Durchsatzverstärker (49) gesteuert wird; und
- daß an die Kontrollmittel (14) einerseits die Meßwerte der
Lichtbogenspannung und des Lichtbogenstroms aus den ersten bzw.
zweiten Meßmitteln (19, 20) gelangen und daß diese andererseits
an den Gleichrichter (4) bzw. das elektropneumatische Stellglied
(49) Sollwerte für Lichtbogenstrom und Durchsatz des
plasmabildenden Gases abgeben, die nach einem Programm in Abhängigkeit
von einem Sollwert der elektrischen Leistung berechnet werden.
2. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der elektrischen Leistung
ausgewählt und in die Kontrollmittel (14) eingegeben wird.
3. System nach Anspruch 1, bei dem der Brenner (1) durch das
Strömen eines Kühlmediums gekühlt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß es dritte, vierte und fünfte
zusätzliche Meßmittel (24,25,26) zur Bestimmung von Kühlmitteldurchsatz,
Eintrittstemperatur des Kühlmittels in den Brenner und
Austrittstemperatur des Kühlmittels aus dem Brenner und zur Abgabe der
Meßwerte
an die Kontrollmittel (14) hat, die aus einem Sollwert der
Wärmeleistung den Sollwert der elektrischen Leistung erarbeiten.
4. System nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß es sechste, siebente und achte
zusätzliche Meßmittel (21,22,23) zur Bestimmung von Durchsatz,
Temperatur und Druck des plasmabildenden Gases in der Leitung (8)
und zur Abgabe ihrer Meßwerte an die Kontrollmittel (14) hat, die
diese bei der Erarbeitung des Sollwerts der elektrischen Leistung
aus dem Sollwert der Wärmeleistung berücksichtigen.
5. System nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der Wärmeleistung
ausgewählt und in die Kontrollmittel (14) eingegeben wird.
6. System nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem der Brenner
zur Erhitzung von Luft (F) verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß es neunte, zehnte und elfte
zusätzliche Meßmittel (27,28,29) zur Bestimmung von Durchsatz, Temperatur
und Druck der Luft und zur Abgabe ihrer Meßwerte an die
Kontrollmittel (14) hat, die für die durch das Brennerplasma erhitzte Luft
den Sollwert der Wärmeleistung aus einem Temperatur-Sollwert
erarbeiten.
7. System nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatur-Sollwert ausgewählt und
in die Kontrollmittel (14) eingegeben wird.
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Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5599469A (en) * | 1994-06-28 | 1997-02-04 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Plasma welding process |
US6043334A (en) * | 1995-12-04 | 2000-03-28 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Polycarbonate resin, crosslinked polycarbonate resin and electrophotographic photoreceptor |
FR2763466B1 (fr) * | 1997-05-14 | 1999-08-06 | Aerospatiale | Systeme de regulation et de pilotage d'une torche a plasma |
FR2865424A1 (fr) * | 2004-01-27 | 2005-07-29 | Air Liquide | Procede et installation de coupage plasma a courant asservi au gaz plasmagene |
US7115833B2 (en) * | 2004-11-03 | 2006-10-03 | The Esab Group, Inc. | Metering system and method for supplying gas to a torch |
KR101320430B1 (ko) * | 2010-11-16 | 2013-10-23 | 이민선 | 플라즈마 가열설비 |
JP5950765B2 (ja) * | 2012-08-30 | 2016-07-13 | 株式会社ダイヘン | プラズマアーク溶接装置 |
JP6077833B2 (ja) * | 2012-09-26 | 2017-02-08 | 株式会社ダイヘン | 溶接用装置およびアーク溶接システム |
KR102329563B1 (ko) * | 2014-10-01 | 2021-11-23 | 유미코아 | 전기 아크 가스 히터용 전원 |
WO2020229449A1 (fr) * | 2019-05-16 | 2020-11-19 | Akryvia | Torche et procédé de chauffe plasma pour le placement de mèches composites |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3646311A (en) * | 1968-10-29 | 1972-02-29 | Gen Dynamics Corp | Method and apparatus for vertical torch oscillation inversely to current magnitude |
FR2142142A5 (en) * | 1971-06-14 | 1973-01-26 | Anvar | Hot gas prodn - from plasma by mixing withcold or cooler gases |
US3819840A (en) * | 1972-05-18 | 1974-06-25 | Steel Corp | Control system for torch current in a plasma arc furnace |
US3988566A (en) * | 1972-06-05 | 1976-10-26 | Metco Inc. | Automatic plasma flame spraying process and apparatus |
US4122327A (en) * | 1975-07-17 | 1978-10-24 | Metco Inc. | Automatic plasma flame spraying process and apparatus |
US4156125A (en) * | 1977-02-28 | 1979-05-22 | Caterpillar Tractor Co. | Method of and means for spacing control of plasma arc cutting torch including vector velocity compensation |
DE3532367A1 (de) * | 1985-09-11 | 1987-03-19 | Gulde Regelarmaturen Gmbh & Co | Pneumatischer regler |
FR2588145B1 (fr) * | 1985-09-30 | 1987-12-11 | Jeumont Schneider | Dispositif d'anti-soufflage de l'arc dans une torche a plasma. |
US4663515A (en) * | 1985-11-04 | 1987-05-05 | Thermal Dynamics Corporation | Plasma-arc torch interlock with flow sensing |
US4692584A (en) * | 1985-11-29 | 1987-09-08 | Caneer Jr Clifford | Gas control system for a plasma arc welding apparatus |
CA1310706C (en) * | 1988-04-26 | 1992-11-24 | Toshihiko Okada | Water cooled plasma arc apparatus |
-
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