ITUB20159507A1

ITUB20159507A1 - Elettrodo per torcia al plasma raffreddato

Info

Publication number: ITUB20159507A1
Application number: ITUB2015A009507A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Bassi
Original assignee: Tec Mo S R L
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2017-06-16
Also published as: EP3182810B1; EP3182810A1

Description

ELETTRODO PER TORCIA AL PLASMA RAFFREDDATO

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione s'inquadra nel settore concernente gli elettrodi per taglio al plasma ed in particolare si riferisce ad un elettrodo per torcia al plasma raffreddato a fluido, in particolare ad aria o gas.

Sono noti elettrodi per taglio al plasma contenuti in un ugello calibrato di una torcia al plasma, tra Γ ugello e Γ elettrodo vi è un intercapedine che permette il passaggio di un gas, che consente, tramite Finnesco di un arco, di creare il plasma e quindi poter procedere al taglio di lastre metalliche, anche con spessori notevoli.

Usualmente tali elettrodi hanno una vita normalmente considerata breve prima che l’elettrodo sia inutilizzabile per ulteriori tagli a causa dell’usura conseguente alle altissime temperature raggiunte.

Vengono quindi usati sistemi di raffreddamento degli elettrodi ad esempio per mezzo di canali ausiliari interni agli elettrodi che trasportano un fluido atto al raffreddamento di detti elettrodi. Tali canali presentano lo svantaggio di essere ingombranti, di difficile realizzazione, e costosi soprattutto in torce al plasma per uso manuale, e vengono quindi preferite le torce più semplici senza sistema di raffreddamento interno all’ elettrodo.

Uno scopo della presente invenzione è quello di proporre un elettrodo con migliori capacità di raffreddamento e con una ridotta usura e che sia semplice pur privo di condotti interni di raffreddamento.

Altro scopo è quello di proporre un elettrodo che permetta un miglior raffreddamento operativo ed una maggiore durata del taglio.

Le caratteristiche dell'invenzione sono nel seguito evidenziate con particolare riferimento agli uniti disegni nei quali:

le figure 1 e 2 illustrano viste rispettivamente prospettica e frontale dell<5>elettrodo oggetto della presente invenzione;

le figure 3 e 4 illustrano viste rispettivamente prospettica e frontale di una prima variante dell’elettrodo di figura 1;

le figure 5 e 6 illustrano viste frontali di rispettive varianti seconda e terza dell’elettrodo di figura 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con 1 viene indicato l’elettrodo oggetto della presente invenzione comprendente un corpo 3 avente un’estremità di fissaggio 5 per la sua connessione ad una torcia ed un’estremità libera 7.

Il corpo 3 illustrato nelle figure 1 e 2 è dotato di due alette 11 di forma anulare sporgente dalla porzione del corpo 3 compresa tra le estremità di fissaggio 5 e libera 7.

Il corpo 3 può avere da due a sei alette 11 parallele e distanziate, preferibilmente è dotato di tre alette 11.

Tali alette 11 sono destinate a migliorare il raffreddamento dell’elettrodo I da parte del flusso di gas, passante tra l’elettrodo e l’ugello, che le lambisce.

Le alette 11 hanno un diametro esterno compreso tra il 130% ed il 180% del diametro del corpo dell’elettrodo I . Preferibilmente tali alette 11 hanno un diametro esterno pari al 150% del corpo dell’elettrodo 1.

Nel caso in cui si utilizzi una corrente variabile tra i 100 A (Ampere) ed i 150 A è preferibile che le alette II abbiano un diametro di circa il 180% della dimensione dell’elettrodo 1.

Nel caso in cui venga utilizzata una corrente compresa tra 20 A e 50 A è preferibile che le alette 11 abbiano un diametro di circa il 130% della dimensione dell’ elettrodo. Le alette 11 hanno un profilo rastremato atto a migliorare lo smaltimento del calore, e quindi ad aumentare lo scambio termico tra P elettrodo 1 ed il gas.

Nella preferita forma di realizzazione delPelettrodo 1, ciascuna aletta 11 ha una faccia anulare piana pressoché perpendicolare all’asse geometrico longitudinale delPelettrodo 1 ed un’opposta faccia troncoconica con asse geometrico coincidente con Passe delPelettrodo 1. La faccia troncoconica dell’aletta 11 è a valle della faccia piana rispetto alla direzione del flusso di gas.

Una prima variante del elettrodo 1 illustrato nelle figure 3 e 4 presenta tre alette IL Una seconda variante del elettrodo 1, illustrata nella figura 5, prevede che la faccia troncoconica di ciascuna aletta 11 sia a monte della faccia piana rispetto alla direzione del flusso di gas.

In figura 6 è illustrata una terza variante delPelettrodo I in cui ciascuna aletta 11 ha le due facce anulari troncoconiche con asse geometrico coincidente con Passe geometrico longitudinale delPelettrodo 1.

Nella forma preferita di realizzazione e nelle tre varianti delPelettrodo 1, i bordi esterni liberi delle due facce di ciascuna aletta 11 sono raccordati da un bordo smussato o curvo. Inoltre, almeno una faccia di ciascuna aletta 11 ha un profilo curvo di raccordo all’elettrodo 1.

Le alette 11 sono realizzate integrali all’elettrodo 1 di rame o altro materiale appropriato.

Il maggior smaltimento del calore e conseguente prolungamento della vita delPelettrodo 1 è stimabile con un aumento di un 40-50% nel caso di utilizzo delPelettrodo 1 con elevate correnti (100/150 A) fino ad un aumento del 70% con l’impiego di correnti più basse (20/50 A). Questa stima è emersa da misurazioni effettuate nel corso di test standard durante tagli in automazione.

Questi test prevedono “cicli di lavoro” ciascuno composto da un taglio su lastra di ferro con partenza dal pieno della durata di 20 secondi ed una pausa di 4 secondi tra un taglio ed il successivo. Lo spessore della lastra da tagliare è proporzionale alla corrente utilizzata; ad esempio, viene utilizzata una lastra di 12,7 mm con una corrente di taglio di 100 A.

Un vantaggio della presente invenzione è quello di fornire un elettrodo con migliori capacità di raffreddamento e con una ridotta usura indipendentemente dalla presenza o meno di condotti interni di raffreddamento.

Altro vantaggio è quello di fornire un elettrodo che permetta un miglior raffreddamento operativo ed una maggiore durata del taglio.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Elettrodo per torcia al plasma raffreddato comprendente un corpo (3) avente un’estremità di fissaggio (5) per la sua connessione alla torcia ed un’estremità libera (7); detto elettrodo (1) essendo caratterizzato dal fatto che il corpo (3) è dotato di almeno due alette (lì) di forma anulare sporgenti dalla porzione del corpo (3) compresa tra dette estremità di fissaggio (5) e libera (7), essendo dette almeno due alette destinate a migliorare il raffreddamento dell’elettrodo (1) da parte di un flusso di gas che le lambisce.
2) Elettrodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il corpo (3) presenta da due a sei alette (11) parallele e distanziate.
3) Elettrodo secondo la rivendicazione I o 2 caratterizzato dal fatto che tali alette (II) hanno un diametro esterno maggiore compreso tra il 130% ed il 180% del diametro del corpo dell 'elettrodo (1).
4) Elettrodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che le alette (11) hanno un profilo rastremato atto a migliorare lo smaltimento del calore.
5) Elettrodo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che ciascuna aletta (I I) ha una faccia anulare piana pressoché perpendicolare all’asse geometrico longitudinale dell’elettrodo (1) ed una opposta faccia troncoconica con asse geometrico coincidente con detto asse dell’elettrodo (1).
6) Elettrodo secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che la faccia troncoconica è a valle della faccia piana rispetto alla direzione del flusso di gas.
7) Elettrodo secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che la faccia troncoconica è a monte della faccia piana rispetto alla direzione del flusso di gas.
8) Elettrodo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che ciascuna aletta (II) ha due facce anulari troncoconiche con asse geometrico coincidente con l’asse geometrico longitudinale dell’elettrodo (1).
9) Elettrodo secondo una qualsiasi delle rivendicazione da 5 a 8 caratterizzato dal fatto che i bordi liberi delle due facce di ciascuna aletta (11) sono raccordati da un bordo smussato o curvo.
10) Elettrodo secondo una qualsiasi delle rivendicazione da 5 a 8 caratterizzato dal fatto che almeno una faccia di ciascuna aletta (11) ha un profilo curvo di raccordo al corpo (3) dell’ elettrodo (1).