EP0538293B1 - Plasmabrenner für übertragenen lichtbogen - Google Patents

Plasmabrenner für übertragenen lichtbogen Download PDF

Info

Publication number
EP0538293B1
EP0538293B1 EP91912032A EP91912032A EP0538293B1 EP 0538293 B1 EP0538293 B1 EP 0538293B1 EP 91912032 A EP91912032 A EP 91912032A EP 91912032 A EP91912032 A EP 91912032A EP 0538293 B1 EP0538293 B1 EP 0538293B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
annular channel
face
plasma
wall
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP91912032A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0538293A1 (de
Inventor
Hans J. Bebber
Heinrich-Otto Rossner
Gebhard Tomalla
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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 Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
Publication of EP0538293A1 publication Critical patent/EP0538293A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0538293B1 publication Critical patent/EP0538293B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H05H1/341—Arrangements for providing coaxial protecting fluids
    • 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
    • H05H1/3457—Nozzle protection devices

Definitions

  • the invention relates to a plasma torch for transmitted arc with a central electrode, a concentric nozzle end piece, wherein an annular gap that can be supplied with plasma gas from an annular channel is provided between the electrode and the nozzle end piece, and a concentric burner jacket with outer, middle and inner wall, with between an annular channel is provided on the end face of the nozzle end piece and the burner jacket.
  • Parasitic arcs not only significantly impair the stability of the arc column and thus the efficiency and economy of a plasma torch or a system operated with plasma torches, they generally even lead to the complete destruction of plasma torches.
  • EP-A-0134961 (DE-A-33 28 777) it is known to provide the ring channel between the electrode and the nozzle on the inside of the nozzle with an electrically insulating lining to prevent parasitic arcs, but this measure only partially Protection as parasitic arcs can find a current path outside the insulating liner.
  • EP-A-0176004 DE-A-34 35 680. According to this, it is provided that the section of the inner wall part of a water-cooled nozzle adjoining the end wall part is electrically insulated from the section of the end wall part adjoining the outer wall part by two separate insulating parts penetrating the respective wall part, one of the insulating parts in the end wall part of the Nozzle is arranged. In very hot furnace atmospheres, however, it is very difficult to find a suitable insulating material for the end wall of the nozzle.
  • the insulation provided in the end face of the nozzle be laid in an end groove.
  • a plasma torch has also been carried out.
  • the end groove is formed on the one hand by the outer wall of a nozzle connector or end piece and on the other hand by a burner jacket, the burner jacket having on its front side a flange which points to the axis of the burner and which provides the insulation piece lying behind with a certain degree of heat protection.
  • this burner is used in an atmosphere with electrically conductive particles, e.g.
  • the electrically conductive dusts can precipitate on the cooled insulating piece, so that an electrical bridge is formed from the nozzle connection to the burner jacket and parasitic arcs can now flow over the outer front edge of the burner jacket.
  • the invention has for its object to further reduce the risk of the formation of parasitic arcs, in particular when operating with alternating current, ie with greater success.
  • Part of the plasma gas is branched off through these passage channels and conducted into the end-side ring channel.
  • the gas flowing through these passage channels cools the mouth or outlet area of the end-side ring channel. Any electrically conductive vapors or dusts that occur are prevented from entering the duct. Flashback plasma arc curls are also prevented and melt and slag splashes that want to penetrate the ring channel are rejected and cooled.
  • the cooling effect of the gas flowing through the ring channel results in a longer service life for coatings or coatings located approximately in the mouth area. Overall, there is an increase in the operating time of the plasma torch.
  • the tubular insulating arrangement is advantageously formed from two rings, one of which faces a cooling circuit and is grasped by this and another ring made of high-temperature-resistant insulating material (ceramic), which protects the first-mentioned ring made of pressure-resistant insulating material against thermal shock, high temperature gradients and contamination.
  • ceramic high-temperature-resistant insulating material
  • the ring made of high temperature resistant material is preferably mounted with axial and radial play. As a result of operational vibration excitation, this ring can rotate and thus additionally prevent the formation of electrical bridges as a result of the deposition of electrically conductive dusts.
  • the end-side ring channel is preferably provided with an orifice part which tapers conically to the burner axis, in which the inside diameter of the nozzle outer part forming the end-side channel is smaller on the end side than the outside diameter of the tubular insulating arrangement in front of the conical course of the ring channel.
  • This preferred configuration of the ring channel results in special protection against thermal radiation for the insulating arrangement.
  • the inner wall of the nozzle outer part forming the end ring channel has a flange which is guided in a sliding manner on an inner nozzle part.
  • the resulting relative movement between the flange and the inner nozzle part in the event of a longitudinal expansion of the outer nozzle part likewise prevents electrical bridging from contamination.
  • the entire inner or outer surface of the end-side ring channel can consist of insulation material or have a coating of insulation material.
  • the plasma torch has a central electrode 1 with a truncated cone-shaped jacket or end surface 2, around which a nozzle nozzle or end piece 3, each with an inner wall part 4, an end wall part 5 and an outer wall part 6, is arranged concentrically.
  • the inner wall part 4 has a weakly conical wall section 7, the surface lines of which run essentially parallel to the surface lines of the frustoconical end face 2 of the electrode 1.
  • Between the end wall part 5 and the Outer wall part 6 is a more conical transition section 8.
  • a wear protection ring 9 made of tungsten is screwed into the nozzle socket 3.
  • the end face of the end wall part 5 protrudes - seen in the direction of the arc - beyond the plan-shaped end face 10 of the electrode 1.
  • the inner wall part 4 of the nozzle nozzle 3 is detachably fastened via an external thread with an insulating ring body 11 made of reinforced high-performance plastic.
  • the ring body 11 is connected via a thread pairing to an inner nozzle part 12, which in turn is screwed to a burner jacket inner tube 13 via a thread pairing.
  • the axial position of the nozzle nozzle 3 is thus determined by the ring body 11, the nozzle inner part 12 and the inner tube 13.
  • the upper end of the inner tube 13 of the burner jacket is connected to a tube connector (not shown), from which the middle tube 14 and the outer tube 15 of the burner jacket 16 are also held.
  • the inner tube 13 and the electrode 1 form an annular channel 17 for plasma gas, which merges into the annular channel section 19 between the electrode 1 and the nozzle nozzle 3.
  • the insulating ring body 11 is provided with passages 21 running parallel to the burner axis 20.
  • the inner nozzle part 12 has an outwardly open recess which has an insulation ring 22 made of thermo-shock and high temperature-resistant material (ceramic) and a lower insulation ring 24 which consists of water-pressure-tight material (ceramic).
  • the high-temperature-resistant insulation ring 22 has a circumferential recess 23 towards the channel 17 and is mounted with axial and radial play, so that it is not fixed, but can turn. It forms a common outer surface with part of the inner nozzle part 12 and the outer wall 6 of the nozzle stub 3.
  • the water pressure-tight insulation ring 24 extends from the inner nozzle part 12 to the inside of the outer wall 6 of the nozzle stub 3.
  • a metallic ring body 25 is arranged around the inner nozzle part 12, which has a cylindrical outer surface that is somewhat larger than the common outer surface of the insulation ring 22 and the nozzle connector 3.
  • the lower end of the central tube 14 is connected to the inner nozzle part 12 in a pressure-tight manner and is provided with a cylindrical outer partial surface, the diameter of which in turn is larger than that of the outer surface of the ring body 25.
  • an outer nozzle part 26 is screwed, which consists of an outer nozzle shell 27 and an inner wall 28.
  • the inner wall 28 is guided in a pressure-tight sliding manner on the annular body 25 via a flange 29.
  • the flange 29 has an annular projection 30 which faces the burner axis 20 and which can slide on the common outer surface of the nozzle inner part 12 and the insulating ring 22.
  • the middle or deflection wall 32 of the nozzle outer part 26 is also held on the flange 29 by means of a spacer 31.
  • the middle wall 32 is guided in a pressure-tight manner on the lower cylindrical surface of the burner jacket center tube 14.
  • the outer wall 6 of the nozzle socket 3, the high-temperature-resistant insulation ring 22, the flange 29 and the inner wall 28 of the nozzle outer part 26 form an annular channel 33 which is closed at the rear end and is open at the end the inner wall 28 experiences the annular channel 33 to the end face towards a conical course directed towards the axis 20 of the plasma torch.
  • a deflection part 35 for the coolant circuit is attached to the inner part 12 of the nozzle.
  • the coolant flows through the annular channel 36 formed by the burner jacket inner tube 13 and the burner jacket middle tube 14 to channel sections 37, 38 which are evenly distributed around the circumference and which lead through the lower part of the burner jacket middle tube 14 or the nozzle inner part 12 are. Thereafter, it continues to flow through the annular channel formed by the inner wall part 4 of the nozzle connector 3 and the deflecting part 35, is deflected by the deflecting part 35, passes upward between the deflecting part 35 and the inner nozzle part 12, passes through duct sections 39, 40, which are guided through the inner nozzle part 12 or the annular body 25, into the outer nozzle part 26.
  • the outer nozzle part 26 In the outer nozzle part 26, it first flows between the inner wall 28 and the deflecting wall 32, is deflected by the latter and flows through the through the deflecting wall 32 and the outer wall 27 formed annular channel and further back through the annular channel 41 formed by the central tube 14 and the outer tube 15 to exit.
  • the burner jacket 16 with the outer nozzle part 26 and the nozzle nozzle 3 thus have a common coolant circuit.
  • the channel sections 37 to 40 each run in radial cutting surfaces evenly distributed over the entire circumference.
  • a channel section or a bore 43 is guided through each of the different radial cutting surfaces, different from these, through the nozzle inner part 12, which lead from the main ring channel 17 to the circumferential recess 23 of the insulating ring 22.
  • the high-temperature-resistant insulation ring 22 is penetrated with bores or channel sections 44, which extend from its circumferential recess 23 to its outer surface and thus to that Guide ring channel 33 at the end.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Plasmabrenner für übertragenen Lichtbogen mit einer zentrischen Elektrode, einem konzentrischen Düsenendstück, wobei zwischen der Elektrode und dem Düsenendstück ein von einem Ringkanal mit Plasmagas versorgbarer Ringspalt vorgesehen ist, und einem konzentrischen Brennermantel mit Außen-, Mittel- und Innenwand, wobei zwischen dem Düsenendstück und dem Brennermantel stirnseitig ein Ringkanal vorgesehen ist.
  • Ein wesentliches Problem beim Betreiben von Plasmabrennern insbesondere mit Wechsel- und Drehstrom ist das Auftreten von parasitären Lichtbögen, die parallel zum Hauptlichtbogen brennen, wobei sie insbesondere dem unteren Rand des unteren Düsen- bzw. Brennermantels und den äußeren Bereich der Düsen- bzw. Brennerstirnseite mit in den Stromfluß einschließen. Parasitäre Bögen beeinträchtigen nicht nur die Stabilität der Lichtbogensäule und damit den Wirkungsgrad und die Wirtschaftlichkeit eines plasmabrenners bzw. einer mit Plasmabrennern betriebenen Anlage in erheblichem Maße, sie führen im allgemeinen sogar zur völligen Zerstörung von Plasmabrennern.
  • Nach der EP-A-0134961 (DE-A- 33 28 777) ist es bekannt, zur Verhinderung parasitärer Bögen den Ringkanal zwischen der Elektrode und der Düse an der Düseninnenseite mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung zu versehen, Diese Maßnahme bewirkt aber nur einen teilweisen Schutz, da parasitäre Bögen einen Strompfad außerhalb der isolierenden Auskleidung finden können.
  • Aus der EP-A-196 612 ist ein Plasmabrenner mit Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt, wobei zu einem Ringkanal zwischen Elektrode und Düsenstück Plasmagas geführt wird, das zur Kühlung des Düsenbereichs dient
  • Die Teilung eines Gasstromes in einem Plasmagasstrom und einem Kühlgasstrom ist schließlich aus der EP-A-0 110 735 bekannt.
    Auch für diesen Stand der Technik gelten die vorstehenden Nachteile.
  • Eine weitere Maßnahme zur Bekämpfung parasitärer Bögen ist aus der EP-A- 0176004 (DE-A- 34 35 680) bekannt. Danach ist vorgesehen, daß der an das Stirnwandteil angrenzende Abschnitt des Innenwandteils einer wassergekühlten Düse durch zwei getrennte, jeweils das betreffende Wandteil über die gesamte Querschnittsfläche durchsetzende Isolierteile von dem an das Außenwandteil angrenzenden Abschnitt des Stirnwandteils elektrisch isoliert ist, wobei eines der Isolierteile im Stirnwandteil der Düse angeordnet ist. Bei sehr heißen Ofenatmosphären ist es jedoch sehr aufwendig, einen geeigneten Isolierstoff für die Stirnwand der Düse zu finden.
  • In Weiterentwicklung des zuletzt genannten Gedankens ist vorgesehen worden, die in der Stirnfläche der Düse vorgesehene Isolierung in eine stirnseitige Nut zu verlegen. Ein solcher Plasmabrenner ist auch ausgeführt worden. Die stirnseitige Nut wird einerseits durch die Außenwand eines Düsenstutzens oder -endstücks und andererseits durch einen Brennermantel gebildet, wobei der Brennermantel an seiner Stirnseite einen zur Achse des Brenners weisenden Flansch aufweist, der dem zurückliegenden Isolierstück einen gewissen Hitzeschutz bietet. Wird dieser Brenner jedoch in einer Atmosphäre mit elektrisch leitenden Partikeln, z.B. Metall- oder Hüttenstäuben betrieben, so können sich die elektrisch leitenden Stäube an dem gekühlten Isolierstück niederschlagen, so daß sich eine elektrische Brücke vom Düsenstutzen zum Brennermantel bilden und parasitäre Bögen nunmehr über den äußeren stirnseitigen Rand des Brennermantels fließen können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gefahr der Bildung parasitärer Bögen, insbesondere beim Betreiben mit Wechselstrom, weiter, d.h. mit größerem Erfolg einzuschränken.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch diese Durchlaßkanäle wird ein Teil des Plasmagases abgezweigt und in den stirnseitigen Ringkanal geleitet. Das durch diese Durchlaßkanäle strömende Gas kühlt den Mündungs- bzw. Austrittsbereich des stirnseitigen Ringkanals. Etwa auftretende elektrisch leitende Dämpfe oder Stäube werden daran gehindert, in den Kanal einzutreten. Weiterhin werden zurückschlagende Plasmabogenlocken verhindert und Schmelze- und Schlackenspritzer, die in den Ringkanal eindringen wollen, abgewiesen und abgekühlt. Weiterhin ergibt sich durch die Kühlwirkung des durch den Ringkanal strömenden Gases für sich etwa im Mündungsbereich befindende Beschichtungen oder Überzüge eine größere Lebensdauer. Insgesamt ergibt sich eine Erhöhung der Einsatzdauer des Plasmabrenners.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Durch das Durchtreten der Durchlaßkanäle durch die rohrförmige Isolieranordnung wird das Niederschlagen von elektrisch leitenden Dämpfen oder Stäuben gerade an der entscheidenden Stelle verhindert.
  • Vorteilhafterweise ist die rohrförmige Isolieranordnung aus zwei Ringen gebildet, von denen der eine einem Kühlkreislauf zugewandt und von diesem erfaßt wird und einem anderen Ring aus hochtemperaturfestem Isoliermaterial (Keramik), der den erstgenannten Ring aus druckfestem Isoliermaterial vor Thermoschock, hohen Temperaturgradienten und Verschmutzung schützt.
  • Der Ring aus hochtemperaturbeständigem Material ist vorzugsweise mit axialem und radialem Spiel gelagert. Infolge betriebsbedingter Schwingungsanregung kann sich dieser Ring drehen und so zusätzlich die Entstehung von elektrischen Brücken als Folge der Ablagerung elektrisch leitender Stäube verhindern.
  • Der stirnseitige Ringkanal ist vorzugsweise mit einem sich zur Brennerachse konisch verjüngenden Mündungsteil versehen, bei dem der lichte Durchmesser des den stirnseitigen Kanal bildenden Düsen-Außenteils an der Stirnseite kleiner ist als der Außendurchmesser der rohrförmigen Isolieranordnung vor dem konischen Verlauf des Ringkanals. Durch diese vorzugsweise Ausgestaltung des Ringkanals ergibt sich ein besonderer Schutz gegen thermische Strahlung für die Isolieranordnung.
  • Die Innenwand des den stirnseitigen Ringkanal bildenden Düsen-Außenteils weist einen an einem Düsen-Innenteil gleitend geführten Flansch auf. Durch die bei einer Längenausdehnung des Düsen-Außenteils sich ergebende Relativbewegung zwischen dem Flansch und dem Düsen-Innenteil werden ebenfalls elektrische Brückenbildungen aus Verschmutzungen unterbunden.
  • Die gesamte Innen- oder Außenfläche des stirnseitigen Ringkanals kann aus Isolationsmaterial bestehen oder einen Überzug aus Isolationsmaterial aufweisen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Der Plasmabrenner weist eine zentrische Elektrode 1 mit kegelstumpfförmiger Mantel- oder Endfläche 2 auf, um die ein Düsenstutzen oder -endstück 3 mit je einem Innenwandteil 4, einem Stirnwandteil 5 und einem Außenwandteil 6 konzentrisch angeordnet ist. Das Innenwandteil 4 weist einen schwach konischen Wandabschnitt 7 auf, dessen Mantellinien im wesentlichen parallel zu den Mantellinien der kegelstumpfförmigen Endfläche 2 der Elektrode 1 verlaufen. Zwischen dem Stirnwandteil 5 und dem Außenwandteil 6 befindet sich ein stärker konischer Übergangsabschnitt 8. Im Bereich der Mündung ist ein Verschleißschutzring 9 aus Wolfram in den Düsenstutzen 3 geschraubt. Die Stirnfläche des Stirnwandteils 5 ragt - in Richtung des Lichtbogens gesehen - über die plangestaltete Stirnfläche 10 der Elektrode 1 hinaus.
  • Das Innenwandteil 4 des Düsenstutzens 3 ist über ein Außengewinde mit einem Isolations-Ringkörper 11 aus verstärktem Hochleistungskunststoff lösbar befestigt. Der Ringkörper 11 ist über eine Gewindepaarung mit einem Düsen-Innenteil 12 verbunden, das wiederum über eine Gewindepaarung mit einem Brennermantel-Innenrohr 13 verschraubt ist. Die axiale Position des Düsenstutzens 3 ist somit durch den Ringkörper 11, das Düsen-Innenteil 12 und das Innenrohr 13 bestimmt.
  • Das Brennermantel-Innenrohr 13 ist mit seinem oberen Ende mit einem (nicht dargestellten) Rohrverbinder verbunden, von dem auch das Mittelrohr 14 und das Außenrohr 15 des Brennermantels 16 gehalten sind.
  • Das Innenrohr 13 und die Elektrode 1 bilden einen ringförmigen Kanal 17 für Plasmagas, der in den Ringkanalabschnitt 19 zwischen der Elektrode 1 und dem Düsenstutzen 3 übergeht. Dazu ist der Isolations-Ringkörper 11 mit parallel zur Brennerachse 20 verlaufenden Durchlässen 21 versehen.
  • An ihrem unteren Ende weist das Düsen-Innenteil 12 eine nach außen offene Ausnehmung auf, die einen Isolationsring 22 aus thermoschock- und hochtemperaturfestem Material (Keramik) und einen unteren Isolationsring 24 aufweist, der aus druckwasserdichtem Material (Keramik) besteht. Der hochtemperaturfeste Isolationsring 22 weist zum Kanal 17 hin eine umlaufende Ausnehmung 23 auf und ist mit Axial- und Radialspiel montiert, so daß er nicht festgehalten ist, sondern sich drehen kann. Er bildet mit einem Teil des Düsen-Innenteils 12 und der Außenwand 6 des Düsenstutzens 3 eine gemeinsame Außenfläche. Der druckwasserdichte Isolationsring 24 reicht vom Düsen-Innenteil 12 bis zur Innenseite der Außenwand 6 des Düsenstutzens 3.
  • Um das Düsen-Innenteil 12 ist ein metallischer Ringkörper 25 angeordnet, der eine zylindrische AuAenfläche aufweist, die etwas größer ist als die gemeinsame Außenfläche des Isolationsrings 22 und des Düsenstutzens 3.
  • Das Mittelrohr 14 ist mit seinem unteren Ende druckdicht mit dem Düsen-Innenteil 12 verbunden und ist mit einer zylindrischen äußeren Teilfläche versehen, deren Durchmesser wiederum größer ist als der der Außenfläche des Ringkörpers 25.
  • An dem Außenrohr 15 ist ein Düsen-Außenteil 26 angeschraubt, das aus einem äußeren Düsenmantel 27 und einer Innenwand 28 besteht. Die Innenwand 28 ist über einen Flansch 29 an dem Ringkörper 25 druckdicht gleitend geführt. Der Flansch 29 weist einen zur Brennerachse 20 weisenden ringförmigen Vorsprung 30 auf, der an der gemeinsamen Außenfläche des Düsen-Innenteils 12 und des Isolierrings 22 gleiten kann. An dem Flansch 29 ist ferner über einen Abstandshalter 31 die Mittel- oder Umlenkwand 32 des Düsen-Außenteils 26 gehalten. Die Mittelwand 32 ist druckdicht gleitend an der unteren zylindrischen Fläche des Brennermantel-Mittelrohrs 14 geführt.
  • Die Außenwand 6 des Düsenstutzens 3, der hochtemperaturfeste Isolationsring 22, der Flansch 29 und die Innenwand 28 des Düsen-Außenteils 26 bilden einen zum rückwärtigen Ende geschlossenen, stirnseitig offenen Ringkanal 33. Durch den schrägen Wandabschnitt 8 des Düsenstutzens 3 und einen konisch verlaufenden Abschnitt 34 der Innenwand 28 erfährt der Ringkanal 33 zur Stirnseite hin einen konischen, auf die Achse 20 des Plasmabrenners gerichteten Verlauf.
  • An dem Düsen-Innenteil 12 ist schließlich noch ein Umlenkteil 35 für den Kühlmittelkreislauf befestigt.
  • Das Kühlmittel fließt durch den durch das Brennermantel-Innenrohr 13 und das Brennermantel-Mittelrohr 14 gebildeten Ringkanal 36 zu gleichmäßig am Umfang verteilten Kanal-Abschnitten 37, 38, die durch das untere Teil des Brennermantel-Mittelrohrs 14 bzw. das Düsen-Innenteil 12 geführt sind. Danach fließt es weiter durch den durch den Innenwandteil 4 des Düsenstutzens 3 und das Umlenkteil 35 gebildeten Ringkanal, wird von dem Umlenkteil 35 umgelenkt, gelangt zwischen dem Umlenkteil 35 und dem Düsen-Innenteil 12 nach oben, tritt durch Kanal-Abschnitte 39, 40, die durch das Düsen-Innenteil 12 bzw. den Ringkörper 25 geführt sind, in das Düsen-Außenteil 26. Im Düsen-Außenteil 26 fließt es zunächst zwischen der Innenwand 28 und der Umlenkwand 32, wird von letzterer umgelenkt und fließt durch den durch die Umlenkwand 32 und die Außenwand 27 gebildeten Ringkanal und weiter durch den durch das Mittelrohr 14 und das Außenrohr 15 gebildeten Ringkanal 41 zum Austritt zurück. Der Brennermantel 16 mit dem Düsen-Außenteil 26 und der Düsenstutzen 3 weisen also einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf auf.
  • Die Kanalabschnitte 37 bis 40 verlaufen in jeweils über den gesamten Umfang gleichmäßig verteilten radialen Schnittflächen. Durch jeweils andere, von diesen verschiedenen radialen Schnittflächen ist durch das Düsen-Innenteil 12 je ein Kanalabschnitt bzw. eine Bohrung 43 geführt, die von dem Hauptringkanal 17 zur umlaufenden Ausnehmung 23 des Isolierrings 22 führen. Weiterhin ist der hochtemperaturfeste Isolationsring 22 mit Bohrungen oder Kanalabschnitten 44 durchsetzt, die von seiner umlaufenden Ausnehmung 23 zu seiner Außenfläche und damit zu dem stirnseitigen Ringkanal 33 führen. Insgesamt ist somit ein Durchlaßkanal bzw. eine pneumatische Leitungsverbindung von dem Hauptgaskanal 17 zu dem stirnseitigen Ringkanal 33 vorhanden.

Claims (6)

  1. Plasmabrenner für übertragenen Lichtbogen mit einer zentrischen Elektrode (1), einem konzentrischen Düsenendstück (3), wobei zwischen der Elektrode und dem Düsenendstück ein von einem Ringkanal (17) mit Plasmagas versorgbarer Ringspalt vorhanden ist und einem konzentrischen Brennermantel (26) mit Außen-, Mittel- und Innenwand, wobei zwischen dem Düsenendstück (3) und dem Brennermantel (26) stirnseitig ein Ringkanal (33) vorhanden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Düseninnenteil (12) des Ringkanals (33) teilweise durch eine beide Teile elektrisch trennende rohrförmige Isolieranordnung (22, 24) gebildet ist,
    daß zwischen dem Ringkanal (17) für das Plasmagas und dem stirnseitigen Ringkanal (33) gleichmäßig über den Umfang verteilte Durchlaßkanäle (43, 44) bestehen und daß die Durchlaßkanäle (43, 44) durch die rohrförmige Isolieranordnung (22, 24) in den stirnseitigen Kanal (33) treten.
  2. Plasmabrenner nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die ringförmige Isolieranordnung (22, 24) aus einem von einem Kühlkreislauf erfaßten Ring (24) aus druckfestem Isoliermaterial und einem Teil der Wandung des stirnseitigen Ringkanals (33) bildenden Ringes (22) aus hochtemperaturbeständigem Material besteht.
  3. Plasmabrenner nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der einen Teil der Wandung des stirnseitigen Ringkanals (33) bildende Ring (22) aus hochtemperaturbeständigem Material mit axialem und radialem Spiel gelagert ist.
  4. Plasmabrenner nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der stirnseitige Ringkanal (33) einen zur Brennerachse (20) hin konvergierbaren Mündungsbereich aufweist und der lichte Durchmesser des den stirnseitigen Kanal (33) bildenden Düsen-Außenteils (26, 28, 34) an der Stirnseite kleiner ist als der Außendurchmesser der rohrförmigen Isolieranordnung (22, 24).
  5. Plasmabrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Innenwand (28) des den stirnseitigen Ringkanal (33) bildenden Düsen-Außenteils (26) einen an einem Düsen-Innenteil (12, 25) gleitend geführten Flansch (29) aufweist.
  6. Plasmabrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die gesamte Innen- und/oder Außenfläche des stirnseitigen Ringkanals (33) aus Isolationsmaterial besteht oder einen Überzug aus Isolationsmaterial aufweist.
EP91912032A 1990-07-11 1991-07-01 Plasmabrenner für übertragenen lichtbogen Expired - Lifetime EP0538293B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4022112A DE4022112C2 (de) 1990-07-11 1990-07-11 Plasmabrenner für übertragenen Lichtbogen
DE4022112 1990-07-11
PCT/DE1991/000551 WO1992001360A1 (de) 1990-07-11 1991-07-01 Plasmabrenner für übertragenen lichtbogen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0538293A1 EP0538293A1 (de) 1993-04-28
EP0538293B1 true EP0538293B1 (de) 1995-09-06

Family

ID=6410098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP91912032A Expired - Lifetime EP0538293B1 (de) 1990-07-11 1991-07-01 Plasmabrenner für übertragenen lichtbogen

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5340961A (de)
EP (1) EP0538293B1 (de)
JP (1) JP3017802B2 (de)
KR (1) KR920702598A (de)
CN (1) CN1058126A (de)
AT (1) ATE127652T1 (de)
AU (1) AU8074491A (de)
CA (1) CA2086821A1 (de)
DE (2) DE4022112C2 (de)
ES (1) ES2076536T3 (de)
FI (1) FI921559A (de)
NO (1) NO175340C (de)
WO (1) WO1992001360A1 (de)
ZA (1) ZA915337B (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6215089B1 (en) * 1998-06-02 2001-04-10 Inocon Technologie Gesellschaft M.B.H. Plasma welding torch
DE19935468A1 (de) * 1999-07-28 2001-02-15 Sulzer Metco Ag Wohlen Plasmaspritzvorrichtung
US6946616B2 (en) * 2002-04-19 2005-09-20 Thermal Dynamics Corporation Plasma arc torch cooling system
US6963045B2 (en) 2003-11-14 2005-11-08 Tatras, Inc. Plasma arc cutting torch nozzle
TWI352368B (en) * 2007-09-21 2011-11-11 Ind Tech Res Inst Plasma head and plasma-discharging device using th
US8389887B2 (en) 2008-03-12 2013-03-05 Hypertherm, Inc. Apparatus and method for a liquid cooled shield for improved piercing performance
DE102009006132C5 (de) * 2008-10-09 2015-06-03 Kjellberg Finsterwalde Plasma Und Maschinen Gmbh Düse für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner, Düsenkappe für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner sowie Plasmabrennerkopf mit derselben/denselben
TWI380743B (en) * 2008-12-12 2012-12-21 Ind Tech Res Inst Casing and jet type plasma system
IT1392379B1 (it) * 2008-12-24 2012-03-02 Cebora Spa Torcia al plasma ad elevate prestazioni.
CN102333412A (zh) * 2011-09-08 2012-01-25 陈固明 一种高能多态低温等离子发生器
ITBO20120375A1 (it) * 2012-07-11 2014-01-12 Tec Mo S R L Dispositivo a torcia al plasma raffreddato
JP6469023B2 (ja) * 2013-01-31 2019-02-13 エリコン メテコ（ユーエス）インコーポレイテッド 最適化された熱ノズル及び同ノズルを使用する方法
US9326367B2 (en) * 2013-07-25 2016-04-26 Hypertherm, Inc. Devices for gas cooling plasma arc torches and related systems and methods
EP3730208B1 (de) 2014-03-11 2024-01-17 Tekna Plasma Systems Inc. Verfahren zur herstellung von pulverteilchen durch zerstäubung eines beschickungsmaterials in form eines länglichen elements
DE202015002334U1 (de) * 2014-10-14 2015-06-17 Hypertherm, Inc. Verbrauchsteile mit hoher Zugänglichkeit für ein Plasmalichtbogenschneidsystem
JP6522968B2 (ja) * 2015-01-30 2019-05-29 株式会社小松製作所 プラズマトーチ用絶縁ガイド、及び交換部品ユニット
AU2016288266B2 (en) * 2015-06-29 2021-05-13 Tekna Plasma Systems Inc. Induction plasma torch with higher plasma energy density
RU178970U1 (ru) * 2018-01-29 2018-04-24 Общество с ограниченной ответственностью "ВАНИТА" Плазмотрон с водяным охлаждением
CN114143950A (zh) * 2021-11-16 2022-03-04 领航国创等离子技术研究院(北京)有限公司 一种氧焰复合等离子体炬

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3147329A (en) * 1955-07-26 1964-09-01 Union Carbide Corp Method and apparatus for heating metal melting furnaces
US3453488A (en) * 1965-05-20 1969-07-01 Xerox Corp Plasma arc electrodes
US4082914A (en) * 1973-05-14 1978-04-04 Nikolai Iosifovich Bortnichuk Method of stabilizing arc voltage in plasma arc furnace and apparatus for effecting same
FR2534106A1 (fr) * 1982-10-01 1984-04-06 Soudure Autogene Francaise Torche a plasma monogaz
DE3426410A1 (de) * 1984-07-18 1986-01-23 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart Schweissbrenner zum plasma-mig-schweissen
DE3435680A1 (de) * 1984-09-28 1986-04-03 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Plasmabrenner
GB8508758D0 (en) * 1985-04-03 1985-05-09 Goodwin Eng Developments Ltd D Plasma arc apparatus
JPH0622719B2 (ja) * 1985-05-13 1994-03-30 小野田セメント株式会社 複ト−チ型プラズマ溶射方法及びその装置
GB8615759D0 (en) * 1986-06-27 1986-08-06 W T C Holdings Ltd Air plasma arc torch
US4861962B1 (en) * 1988-06-07 1996-07-16 Hypertherm Inc Nozzle shield for a plasma arc torch
DE3840485A1 (de) * 1988-12-01 1990-06-07 Mannesmann Ag Fluessigkeitsgekuehlter plasmabrenner mit uebertragenem lichtbogen
US5216221A (en) * 1992-01-17 1993-06-01 Esab Welding Products, Inc. Plasma arc torch power disabling mechanism
US5214262A (en) * 1992-04-03 1993-05-25 Esab Welding Products, Inc. Electrode adaptor

Also Published As

Publication number Publication date
JP3017802B2 (ja) 2000-03-13
CN1058126A (zh) 1992-01-22
FI921559A0 (fi) 1992-04-08
WO1992001360A1 (de) 1992-01-23
KR920702598A (ko) 1992-09-04
AU8074491A (en) 1992-02-04
ZA915337B (en) 1993-03-31
ES2076536T3 (es) 1995-11-01
DE4022112C2 (de) 1996-03-14
NO175340C (no) 1994-09-28
EP0538293A1 (de) 1993-04-28
NO920831D0 (no) 1992-03-03
JPH06501127A (ja) 1994-01-27
FI921559A (fi) 1992-04-08
ATE127652T1 (de) 1995-09-15
NO920831L (no) 1992-03-03
DE59106433D1 (de) 1995-10-12
DE4022112A1 (de) 1992-01-23
NO175340B (no) 1994-06-20
US5340961A (en) 1994-08-23
CA2086821A1 (en) 1992-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0538293B1 (de) Plasmabrenner für übertragenen lichtbogen
EP0465941B1 (de) Plasmabrenner für übertragenen Lichtbogen
EP2181287B1 (de) Kohlenstaubkombinationsbrenner mit integriertem pilotbrenner
EP0176004B1 (de) Plasmabrenner
EP0271032A2 (de) Verfahren zur Aufbringung einer Innenbeschichtung in Rohre od. dgl. Hohlräume engen Querschnittes sowie Plasmaspritzbrenner dafür
WO2012107509A1 (de) Gasgekühlte schweisspistole für ein lichtbogenschweissgerät
DE3241476A1 (de) Verfahren zur einleitung von ionisierbarem gas in ein plasma eines lichtbogenbrenners und plasmabrenner zur durchfuehrung des verfahrens
EP0446238B1 (de) Flüssigkeitsgekühlter plasmabrenner mit übertragenem lichtbogen
DE102010006868A1 (de) Brenner
DE3135626A1 (de) Wassergekuehlter schutzgasschweissbrenner fuer automatische schweissanlagen mit von innen ausblasbarer gasduese
DE102019100581A1 (de) Gasdüse zum Ausströmen eines Schutzgasstromes und Brennerhals mit einer Gasdüse
EP3177743B1 (de) Brenner-lanzen-einheit
DE1546810A1 (de) Vorrichtung zum Ausstoss von pulverfoermigem Material mittels eines ionisierten Gasstrahles
DE4016412A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum hochgeschwindigkeitsflammspritzen von hochschmelzenden draht- und pulverfoermigen zusatzwerkstoffen zum beschichten von oberflaechen
DD201835A5 (de) Elektrode fuer lichtbogenoefen
EP0094984A1 (de) Lichtbogenschweiss- oder Schneidbrenner
DE19608554C1 (de) Plasmabrenner für das Plasma-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen mit einer nicht abschmelzenden, wassergekühlten Elektrode
WO2019053055A1 (de) WIG-BRENNER ZUM SCHWEIßEN, LÖTEN ODER BESCHICHTEN
WO1993023585A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum thermischen spritzen von pulver- oder draht- oder stabförmigen spritzzusatzwerkstoffen
EP0642873B1 (de) Vorrichtung zum Schutzgasschweissen
DE68906137T2 (de) Duesenschutz fuer plasmalichtbogenschweissbrenner.
DE2019442A1 (de) Wassergekuehlter Schutzgas-Schweissbrenner fuer die Lichtbogenschweissung mit unendlicher Elektrode
DE9320033U1 (de) Flammenablenkvorrichtung für Flammspritzbrenner
DE19817966A1 (de) Brenner, versehen mit einer Flammenwächterelektrode, sowie Elektrode zum Einsatz in einem derartigen Brenner
DD227065A1 (de) Wassergekuehlter schutzgasschweissbrenner

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19921208

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE DE ES FR GB IT LU NL SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 19950209

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE DE ES FR GB IT LU NL SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 127652

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19950915

Kind code of ref document: T

ET Fr: translation filed
REF Corresponds to:

Ref document number: 59106433

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19951012

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2076536

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: GUZZI E RAVIZZA S.R.L.

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19951211

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20101223

Year of fee payment: 20

Ref country code: FR

Payment date: 20110104

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Payment date: 20101227

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20101221

Year of fee payment: 20

Ref country code: NL

Payment date: 20101223

Year of fee payment: 20

Ref country code: SE

Payment date: 20101223

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20101222

Year of fee payment: 20

Ref country code: IT

Payment date: 20101229

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 20101228

Year of fee payment: 20

Ref country code: ES

Payment date: 20101223

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 59106433

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 59106433

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: V4

Effective date: 20110701

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: PE20

Expiry date: 20110630

BE20 Be: patent expired

Owner name: *MANNESMANN A.G.

Effective date: 20110701

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20110630

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: EUG

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20110701

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20120110

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20110702

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20110702