FI72906C - Foerfarande foer ledande av elektrisk stroem vid ljusbaogeanordning foer baogsvetsning, -braennskaerning e.dyl. samt ljusbaogeanordning foer genomfoerande av foerfarandet. - Google Patents

Description

72906

Menetelmä sähkövirran Johtamiseksi valokaarilaitteessa kaarihitsausta, -polttoleikkausta tai tms. varten sekä valokaarilaite menetelmän toteuttamiseksi.

Tämä keksintö kohdistuu menetelmään sähkövirran johtami-5 seksi valokaarilaitteessa kaarihitsausta, -polttoleikkausta tai vastaavaa varten SBkä valokaari laiteeseen menetelmän toteuttamiseksi. Erityisesti keksinnön kohteena on menetelmä sähkövirran Johtamiseksi tällaisessa laittBssa valokaarielektrodiin, josta jäljempänä käytetään yleises-10 ti nimitystä kärkiosa, tai välineeseen, kuten esim. pyörivään käyttöakseliin tai istukkaosaan, johon kärkiosa on kiinnitetty

Perinteisesti sähkövirta johdetaan esim. hitsauselektro-15 diin tai valokaarilaitteessa olevaan käyttöakseliin mekaanisten hitsauselektrodin tai akselin kanssa kosketuksiin painettavien, sähkönjohtimiin liitettyjen Ja käytössä kuluvien kontaktielimien, kuten jousikuormitteisten puristuslBukojen tai hiilien avulla.

20

Vedenalainen hitsaus ja polttoleikkaus on viime vuosina ollut kasvavan kiinnostuksen Ja kehitystyön kohteena. Porauslauttoja, vedenalaisten kaasu- ja öljyputkien, laivojen ja satamien korjaus- Ja huoltotyöt ovat kohtBita, 25 joissa vedenalaista hitsausta on eniten käytetty. Kohteet ovat tällöin yleensä sellaisia, että niiden nostaminen vedenpinnalle on mahdotonta tai se tulee erittäin kalliiksi. Tavoitteena niin vedenalaisessa kuin muussakin hitsauksessa on aina korkealuokkaisen hitsin aikaansaami-30 nen. Tällöin on ensiarvoisen tärkeää, että sähkövirran-kulku valokaarilaitteen työkohdetta päin kohdennettavaan kärkiosaan tapahtuu tasaisesti ja keskeytymättä Ja se, että kärkiosan vaihtaminen sujuu nopeasti ja vaivattomasti vaikka vaihdettavan kärkiosan koko olisikin toinen 35 kuin alkuperäisen kärkiosan koko 2 72906

Ennestään tunnettuihin hitsaus- Ja polttoleikkausmenetel-miin ja -laitteisiin erityisesti tarvittavan sähkövirran johtamiseen liittyen on haitoista mainittava se, että niissä käytettyjen kontaktielimien mekaaninen kestävyys 5 on rajallinen, ja se että likaantuessaan niistä voi aiheutua kontaktihäiriöitä, mistä on välittömästi seurauksena hitsausvirheitä tai jopa koko hitsaus- tai polttoleikkaus tapahtuman epäonnistuminen tai keskeytyminen. Edelleen on haittapuolena pidettävä sitä, että kontakti-10 elinten säätömahdollisuus erikokoisia tai -muotoisia kärkiosia varten on varsin rajallinen

Esillä olevan keksinnön päämääränä on eliminoida tällaisia ennestään tunnetuille pääasiassa hitsaus- Ja poltto-15 leikkautavoille ominaisia haittoja ja heikkouksia Ja saada aikaan sähkövirranjohtamiselle, johon keksintö erityisesti littyy, aikaisempaa varmempi ja yksinkertaisempi tapa, joka varmistaisi hitsaimBn tai yleisemmin valokaarilaitten käytön kaikenlaisissa olosuhteissa, ja 20 mahdollistaisi valokaarilaitteen käytön aikaisempaa ongelmattomammin Ja joustavammin myös kauko-ohjattavissa sukellusroboteissa, mikä puolestaan merkittävästi pienentää sekä kustannuksia että sukeltamiseen liittyviä vaaratekijöitä .

25 Tämä päämäärä on saavutettu keksinnön mukaisella menetelmällä ja keksinnön mukaisilla valokaarilaitteilla, Joiden tunnusmerkit on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

30 Keksinnön eduista on mainittava ensisijaisesti, että sähkön johtamiseen ei tarvita välttämättä lainkaan liikkuvia osia, jolloin keksinnön mukainen laite on erittäin kestävä, yksinkertainen ja sovellettavissa mitä erilaisimpiin käyttökohteisiin, ja että keksinnön mukaista 35 ratkaisua käyttämällä mahdollistuu erittäin vaivattomasti sähkövirran johtaminen myös pyörivään hitsaus-, poltto- 3 72906 leikkaus-, puhdistus- ja/tai pinnoituselektrodiin, jollain keksinnön mukaista sähkövirranjohtamistapaa voidaan käyttää menestyksellisesti kaikissa valokaarisovellutuk-sissa. Eräänä merkittävimmistä eduista keksinnön mukai-5 sessa sähkönjohtamistavassa on mainittava se, että väliaine aikaansaa tasaisen magneettikentän, mikä varsinkin hitsaussovellutuksissa mahdollistaa tasaisen palamisen

Keksintöä mukaista menetelmää ja valakaarilaitetta kuva-10 taan seuraavassa keksinnön eräisiin edullisiin laite-sovellutuksiin liittyen ja oheiseen piirustukseen viittaamalla, Jossa - kuvio 1 esittää jatkuvasyöttöisen hitsaimen poikki-15 leikkausta, - kuvio 2 esittää pyöritettävällä käyttöaksBlilla varustetun valokaarilaitteen poikkileikkausta, joka laite on tarkoitettu varustettavaksi hitsaus-, polttoleikkaus-, 20 puhdistus- Ja/tai pinnoituskärkiosalla, ja - kuvio 3 Bsittää erityisesti puikkohitsauksBen sovitettua keksinnön mukaista valokaarilaitetta.

25 Keksinnön pääperiaatteen mukaisesti sähkövirran Johtamiseksi valokaarielektrodiin 1, Josta jäljempänä käytetään yleisesti nimitystä kärkiosa, tai välineeseen 3 tai 4, johon kärkiosa on tarkoitettu kiinnitettäväksi, erilaisia kaarihitsaus-, -polttoleikkaus- tai -puhdistus-30 sovellutuksia sekä elektrolyysipinnoitusta varten, kärkiosa 1 tai väline 3 tai 4 , johon kärkiosa 1 on tarkoitettu kiinnitettäväksi saatetaan ennen valokaarialuetta sähköäjohtavaan kontaktiin Juoksevan, edullisesti nestemäisen, väliaineen, kuten esim. elohopean, kanssa.

35

Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaisesti tämä 4 72906 toteutetaan sijoittamalla käyttöakseli 3 ulottumaan tai ohjaamalla hitsauselektrodi 1 kulkemaan väliainetta täynnä olevan kammion 2 läpi tai sovittamalla istukkaosa 4 ulottumaan ainakin osittain väliainetta täynnä olevaan 5 kammioon 2, jolloin sähkövirta johtuu väliaineesta kärkiosaan 1 joko suoraan tai välillisesti käyttöakselin 3 tai istukkaosan 4 ja niissä mahdollisesti olevien lukitus-elimien kautta.

10 Ualokaaren syntymisen mahdollistamiseksi on kammiossa 2 oleva juokseva väliaine yhdistetään sähköisesti toiseen sähkölähteen navoista, esim, ”+”-napaan, ja työskentely-kohteessa sijaitseva perusaine vastaavasti toiseen sähkö-lähteen navoista, esim. ’’-’’-napaan. Keksinnön erään edul-15 lisen sovellutusmuodon mukaisesti väliainetta juoksutetaan sähkölähteen ja kammion 2 välillä, Jolloin virtaava väliaine käyttää hitsauslankaa 1 vetäviä välineitä 5. On syytä kuitenkin todeta ettei väliainBBn juoksutus ole keksinnön toiminnan kannalta välttämätöntä vaan kammio 2 20 voidaan tehdä myös suljetuksi tilaksi ja siinä oleva väliaine voidaan yhdistää myös sähköjohtimien välityksellä sähkölähteeseen. Tällöin voidaan esim. sähkövirran-muuntimen kautta ottaa väliaineesta hitsauslangan 1 veto-välineiden 5 tarvitsema sähkövirta.

25

Kuvion 1 mukaisessa jatkuvasyöttöisessä hitsaimessa, jossa on toteutettu keksinnön mukainen sähkövirran johtamismenetelmä hitsauslankaan 1 on viitenumerolla B merkitty hitsaimen runko-osaa, jonka sisään on muodostet-30 tu edellä mainitun kaltaista väliainetta sisältävä kammio 2. Itse kammio 2 on virtahäviöiden eliminoimiseksi valmistettu edullisesti sähköäeristävästä materiaalista, jolloin hitsaimen käyttö on myös turvallista.

35 KutBn kuviosta 1 ilmenee kuuluu tämän esimerkkitapauksen mukaiseen kammioon 2 sisäänmenoaukko 21 ja ulosmenoaukko s 72906 22 hitsauslankaa 1 varten, molempien mainituista aukoista ollessa tiivistettyjä sekä väliaineen ulosvirtausta että vedenalaisessa käytössä veden sisäänvirtausta vastaan. Ulosmenoaukkoon 22 on liitetty välittömästi hitsaimen 5 suukappale 7, joka ulkonee kaarevana runko-osan 1 toisesta päädystä, ja jonka tarkoituksena on tukea ja ohjata hitsauslangan 1 kulkua hitsauskohteeseen.

Kammion 2 sisäpuolelle on laakeroitu lisäksi telapari 10 24,25, Jotka toimivat hitsauslangan vetovälineenä 5, ja jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin ja vetävät hitsaus-lankaa 1 jatkuvasti sisäänmenoaukosta 21 kohti ulosmeno-aukkoa 22. Kuten edellä on Jo todettu voidaan telaparin 24,25 käyttö toteuttaa esim. hydraulisesti virtaavan 15 väliaineen avulla tai sähköisesti väliaineesta virran-muuntimen kautta otetulla sähkövirralla, flolemmissa tapauksissa on mahdollista järjestää telaparin pyörimisnopeus portaattomasti säädettäväksi esim. runko-osaan sovitetun liipasimen avulla, Joka hydraulikäytössä vaikuttaa väli-20 aineen kierrätyslaitteeseen 2B virtausnopeuden tai määrän säätämiseksi ja sähkökäytössä virranmuuntimessa olevaan säätövastukseen telaparia käyttävän sähkövirran suuruuden muuttamiseksi.

25 Hydraulikäyttöä varten kuuluu kammioon 2 sisäänvirtaus-aukko 27 ja ulosvirtausaukko 20 väliainetta varten. Kuten edellä selostetusta jo ilmenee ovat virtausaukot 27 Ja 2B yhdistetty toisiinsa väliaineen virtauskanavalla 29, Johon on asennettu väliaineen kierrätyslaite 26, esim. 30 sopiva nestepumppu.

Keksinnön erään edullisen sovellutuksen mukaisesti voidaan sisäänmBnoaukko 21 ja ulostuloaukko 22 yhdistää toisiinsa putkimaisella, sähköäjohtavasta materiaalista 35 valmistetulla kontaktivälineellä Joka hitsaustapahtuman aikana on vasten hitsauslankaa 1 hitsaussähkövirran joh- 6 72906 tamista varten. Tämän toteutusmuodon etuna on se, että kammio E voidaan tehdä ehdottoman tiiviiksi Ja se, että hitsauslanka 1 on tuettuna joka hetki hitsaimen koko pituudella, ja se että putkimainen kontaktiväline helpot-5 taa hitsauslangan 1 sovitusta kammion E läpi. Hitsaus-langan sisäänviennin helpottamiseksi voidaan kammioon asentaa myös kartiomaisesti kohti ulosmenoaukkoa EE kapB-neva ohjainholkki.

10 Kuviossa E on esitetty keksinnön toisen toteutusmuodon mukainen valokaarilaite nimittäin pyörivällä akselilla 3 varustettu valokaarilaite, jonka aksBlin 3 päässä olevaan istukkaosaan 4 on tarkoitettu kytkettäväksi ja mahdollisesti lukittavaksi sopivien, esim. pinnemäisten lukitus-15 elintBn, avulla akselin 3 mukana pyöriväksi kaarihitsaus-, -polttoleikkaus-, -puhdistus- Ja/tai elektolyysipinnoi-tuskärkiosa.

Kuvion S mukaisessa esimerkkitapauksessa tapahtuu sähkö-20 virran syöttö mainittuun kärkiosaan akselin 3 kautta. Tätä tarkoitusta varten on laitteen runko-osaan 6 muodostettu kammio E, Joka on täytetty tai johon syötetään tai jossa kierrätetään jatkuvasti sähköäjohtavaa edullisesti nestemäistä väliainetta kuten elohopeaa. Uäliaine on 25 yhdistetty sähköisesti sähkölähteeseen Ja on jatkuvassa kontaktissa akselin 3 ulkokehään. Uirtahäviöiden eliminoimiseksi on itse kammio E tehty sähköäeristävästä materiaalista ja akselin 3 Ja pyöritysvaimalaitteen välille on sovitettu sähköäeristävää materiaalia oleva välikap-30 pala 31, Jolloin sähkövirta kulkeB akselin 3 Ja istukka-osan 4 kautta kärkiosaan.

Jotta laitteen vedenalainen käyttö olisi mahdollisimman varmaa on kammio E samoinkuin runko-osan G Ja akselin 3 35 välinen välys tiivistetty SBkä sisääpäin että ulospäin tapahtuvia vuotoja vastaan. Tiivistyksessä voidaan käyt- 7 72906 tää esim. jousikuormitteisia liukurengastiivistaitä tai huulitiivisteitä riippuen käyttösovellutuksesta ja tiivisteisiin kohdistuvista kuormituksista, mitä syvemmällä työskennellään sen tarpeellisemmaksi tuleB liukurengas-5 tiivisteiden käyttö.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön kolmannen edullisen sävellutusmuodon mukainen erityisesti puikkohitsaukseen tarkoitettu valokaarilaite. Sähkönjohtaminen kärkiosaan 10 l, joka tässä esimerkkitapauksessa on hitsauspuikko, tapahtuu laitteen runko-osassa B olevan istukkaosan 4 kautta, Jonka sisään hitsauspuikon toinen pää on sovitettu, ja joka on sovitettu ulottumaan toisella päällään osittain runko-osan B sisäpuolelle muodostettuun kammioon 15 Ξ, jossa on , johon syötetään tai jossa jatkuvasti kierrätetään Juoksevaa, edullisesti nestemäistä väliainetta, kuten elohopeaa. Itse kammio 2 on tässäkin esimerkkitapauksessa valmistettu sähköäBristävästä materiaalista ja väliaine on yhdistetty sähköisesti sähkölähteen Jom-20 paankumpaan napaan.

Keksintöä on kuvattu edellä vain sen eräiden edullisten esimerkkitapausten avulla. Tällä ei ole luonnollisestikaan haluttu rajata keksintöä vaan yksityiskohdiltaan 25 keksintöä voidaan varioida huomattavastikin oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (8)

1. 8 72906
2. 1. Menetelmä sähkövirran johtamiseksi valokaarilaitteessa valokaarielektrodiin Cl), kuten esim. hitsaus-, poltto- 5 leikkaus-; puhdistus-tai elsktrolyysipinnoituskärkiosaan, tai valokaarielBktrodia tukevaan välineeseen ¢3,4) tunnettu siitä, että elektrodi Cl) tai sitä tukeva väline C3,4) saatetaan ennen valokaarialuBtta kosketuksiin juoksevan, edullisesti nestemäisen, sähköäjohtavan väli-10 aineen kanssa, joka yhdistetään sähkölähteBseen.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että väliaineena käytetään elohopeaa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että elohopeaa kierrätetään laitteessa olevan elohopeakammion C2) ja sähkölähteen välillä.
5. 4. Ualokaarilaite, Johon kuuluu runko-osa 6) Ja runko-20 osan C6) sisätilaan sovitetut välineet sähkövirran johtamiseksi valokaarielektrodiin Cl), kuten esim. hitsaus-, polttoleikkaus-, puhdistus- tai Blektrolyysipinnoitus-kärkiosaan, tai valokaarielektrodia Cl) tukevaan välineeseen C3,4), tunnettu siitä, että välineisiin CP) 25 sähkövirran johtamiseksi kuuluu runko-osan CB) sisäpuolelle sovitettu kammio, jossa on Juoksevaa, edullisesti nestemäistä, sähköäJohtavaa väliainetta, joka an sähköä-johtavassa yhteydessä sekä sähkölähteeseen että valokaa-rielBktrodiin Cl) tai sitä tukevaan välineesBn ¢3,4) 30
6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen valokaarilaitB, Jossa valokaarielektrodi on jatkuvasti syötettävä hitsaus- tai polttoleikkauslanka Cl), tunnettu siitä, että kammioon C2) kuuluu: 35. sisäänmenoaukko C21) Ja ulosmenoaukko C22) lankaa Cl) varten, 3 72906 - vetävät välineet C5) langan Cl) Jatkuvaksi vetämiseksi sisäänmenoaukosta C21) kammion C2) sisäpuolalls ja ohjaamiseksi ulosmenoaukosta C22) runko-osan C6) päätyyn kiinnitetyn suukappaleen C7) kautta kohti työkohdetta, ja 5 - ainakin yksi väliaineen sisäänvirtausaukko C27), Johon liittyy kammion C2) ja sähkölähteen välille sovitettu väliaineen virtauskanava C29). B. Patenttivaatimuksen 5 mukainen valokaarilaite, t u n -10 n e t t u siitä, että kammioon C2) kuuluu lisäksi väliaineen ulosvirtausaukko C28), jolloin sisään- ja ulos-virtausaukot C27 Ja 2B) on yhdistetty toisiinsa sähkölähteen kautta kulkevalla ja väliaineen kierrätyslait-teella C26) varustetulla väliaineen kierrätyskanavalla 15 C29).
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen valokaarilaite, tunnettu siitä, että vetovälineet C5) muodostuvat ainakin yhdestä tela- tai rullaparista ¢24,25), Jotka saavat 20 käyttövoimansa virtaavan väliaineen hydraulipaineesta. B. Patenttivaatimuksen 5 mukainen valokaarilaite, tunnettu siitä, että vetovälineet CS) saavat käyttövoimansa sähköäjohtavasta väliaineesta sähkövirranmuunti-25 men avulla.
8. 9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen valokaarilaite, jossa valokaarielektrodia tukeva väline on elektrodia pyörittävä käyttöakseli C3), tunnettu siitä, että käyttö-30 aksBli C3) on sovitettu ulottumaan runko-osan CB) sisäpuolelle muodostetun kammion (2) läpi, jolloin väliaine on välittömässä sähköäjohtavassa kontaktissa akselin (3) ulkokehän kanssa. 35 io. Patenttivaatimuksen 4 mukainen valokaarilaite, jossa valokaarielektrodia tukeva väline on istukkaosa C4), Jo- 10 72 90 6 hän elektrodi on tarkoitettu liitettäväksi, tunnet-t u siitä, että istukkaosa C43 on sovitettu ulottumaan ainakin osittain runko-osan C6) sisäpuolelle muodostetun kammion (S) sisäpuolelle, jolloin väliaine on välittö-5 mässä sähköäjohtavassa kontaktissa istukkaosan (4) ulkopinnan kanssa. Patentkrav 72906