KR200204919Y1 - Plasma torch - Google Patents
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Abstract
이 고안은 가스 공급유로와 관상 가스 공급구 사이에 설치되는 가스 안정기에 이중의 가스 배분 장치를 설치하여 아-크터널에 공급되는 가스 압력 분포를 균일하게 개선하여 절단 커프각을 개선하는 토오치를 제공하려는 것이다. 이 고안은 가스 통로(71)에서 공급되는 가스를 세라믹 가스 안정기(3)를 통해 돔형 아-크 터널(21)의 환상 가스 공급구(72)에 공급하되, 오링(30)으로 닫힌 안정기(3)내에 환상의 일차 배분 공간부(31)와 이차 배분 공간부(34)를 조성하고, 상기 일차 배분 공간부(31)를 일차 나선 분산 통로(33)를 통해 2차 배분 공간부(34)에 접속하고, 이차 배분 공간부(34)를 세분 이차 나선 분산통로(35)를 통해 환상 가스 공급구(72)에 연결하여 가스를 환상 가스 공급구(72)에 균일한 압력으로 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토오치이다. 이 고안에 의하면 종래 허용 커프각 5°이 3°로 개선되었다.This design provides a torch that improves the cutting cuff angle by uniformly improving the gas pressure distribution supplied to the arc tunnel by installing a dual gas distribution device in the gas stabilizer installed between the gas supply channel and the tubular gas supply port. Is to provide. This design supplies the gas supplied from the gas passage 71 to the annular gas supply port 72 of the domed arc tunnel 21 through the ceramic gas ballast 3, but is closed by the O-ring 30. The annular primary distribution space 31 and the secondary distribution space 34 are formed inside the secondary distribution space 31 through the primary spiral distribution passage 33. The secondary distribution space 34 is connected to the annular gas supply port 72 through the subdivision secondary spiral dispersion passage 35 to supply gas to the annular gas supply port 72 at a uniform pressure. It is a plasma torch. According to this design, the conventional allowable cuff angle of 5 ° was improved to 3 °.
Description
이 고안은 가스 공급유로와 관상 가스 공급구 사이에 설치되는 가스 안정기에 이중의 가스 배분 장치를 설치하여 아-크터널에 공급되는 가스 압력 분포를 균일하게 개선하여 절단 커프각을 개선하는 토오치를 제공하려는 것이다.This design provides a torch that improves the cutting cuff angle by uniformly improving the gas pressure distribution supplied to the arc tunnel by installing a dual gas distribution device in the gas stabilizer installed between the gas supply channel and the tubular gas supply port. Is to provide.
절단용 플라즈마(Plasma) 토오치는 아-크 염속에 질소가스(수소+질소), 알곤가스(알곤+수소), 산소 또는 제습 공기를 공급하여 심층 수만℃ 플라즈마를 포함하는 고속 파이로트 아-크(340m/sec)를 얻는 장치로서, 냉각 방식에 따라 공냉식 토오치와 수냉식 토오치로 분류되고 있다.Plasma torch for cutting is a high-speed pilot arc containing a tens of thousands of ℃ plasma by supplying nitrogen gas (hydrogen + nitrogen), argon gas (argon + hydrogen), oxygen or dehumidified air into the arc salt. An apparatus for obtaining (340 m / sec) is classified into an air-cooled torch and a water-cooled torch according to a cooling method.
예컨데 수냉식 플라즈마 토오치는 아-크 전류가 공급되는 팁과 전극 틈새로 해리(解離) 가스를 공급하고, 팁과 전극을 아-크 열로 부터 보호하기 위해 전극 내부와 팁 외면에 냉각수를 순환시키도록 되어있어, 토오치 중심 전극 내부와 토오치 선단 팁 외면에 분포된 냉각계를 피하여, 토오치 내부 일측에서 가스 안정기 및 관상 가스 공급구를 통해 토오치 중심 팁과 전극 사이 돔형 아-크 터널에 가스를 공급하고, 터널 정부 노즐을 통해 플라즈마 아-크를 토출하게 되므로 관상 가스 공급구를 통해 돔형 아-크 터널에 유입되는 가스 공급 압력이 균일하지 못하여 아-크염 속의 플라즈 분포가 기형화되는 것이었다. 예킨데 전자방사면을 갖는 전극기재가 중심에 위치하고 플라즈마를 긴축하는 팁과 연결하는 오리프스에 의거 작동가스를 팁의 내외면에 분류하는 구조를 갖는 토오치에 있어서 오리프스의 외주면에 가스분류 소구멍과 환상의 돌기부가 원주상에 구비된 플라즈마 토치가 종래 일본국 공개특허공보 평1-150476호에 소개되고 있으나, 이러한 토치는 돔형 아-크 터널에 유입되는 가스 공급 압력이 불균일하게 조성되어 아-크염 속의 플라즈 분포가 불규칙화 되는 것이었다. 따라서 종래 플라즈마 토오치는 이를 극복하기 위해 토오치 내부에 가스분배 부속품을 사용해야만 하는 것이었다.Water-cooled plasma torches, for example, supply dissociation gas into the arc current-carrying tip and electrode gaps, and circulate cooling water inside and outside the electrode to protect the tip and electrode from arc heat. Avoids the cooling system distributed inside the torch center electrode and the outside of the torch tip tip, and through the gas stabilizer and tubular gas supply on one side of the torch, the gas in the dome arc tunnel between the torch center tip and the electrode And the plasma arc is discharged through the tunnel nozzle, the gas supply pressure flowing into the dome arc tunnel through the tubular gas supply port is not uniform, resulting in malformation of the plasma distribution in the arc salt. In the torch, which has a structure in which an electrode substrate having an electron-radiating surface is centered and a working gas is sorted on the inner and outer surfaces of the tip based on an orifice which connects to a tip that constricts the plasma, a gas classification small hole is formed on the outer peripheral surface of the orifice. Although the plasma torch having the annular projection and the annular projection is provided in the circumference of the prior art, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 1-50476, the torch has a non-uniform gas supply pressure flowing into the domed arc tunnel. Plasma distribution in the salt was irregular. Therefore, the conventional plasma torch had to use a gas distribution accessory inside the torch to overcome this.
이 고안은 위와같은 문제점을 개선하는 고안으로서, 가스 공급유로와 관상 가스 공급구 사이에 설치되는 가스 안정기에 이중의 가스 배분 장치를 설치하여 아 -크터널에 공급되는 가스 압력 분포를 균일하게 개선하여 절단 커프각을 개선하는 토오치를 제공함에 있다.This design improves the above-mentioned problems. The dual gas distribution device is installed in the gas stabilizer installed between the gas supply channel and the tubular gas supply port to uniformly improve the gas pressure distribution supplied to the arc tunnel. It is to provide a torch to improve the cutting cuff angle.
제1도는 이 고안의 전체조립 단면도.1 is a cross-sectional view of the entire assembly of the present invention.
제2도는 가스 안정기의 이등분 단면 확대 사시도.2 is an enlarged perspective view of a bisecting section of the gas ballast.
제3(a),(b),(c)도는 각각 제2도의 A-A, B-B, C-C선 확대 단면도.3A, 3B, and 3C are enlarged cross-sectional views taken along lines A-A, B-B, and C-C of FIG. 2, respectively.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
71 : 가스 통로 3 : 가스 안정기71 gas passage 3: gas ballast
21 : 아-크 터널 72 : 환상 가스 공급구21: arc tunnel 72: annular gas supply port
30 : 오링 31 : 일차 배분 공간부30: O-ring 31: primary allocation space
33 : 일차 나선 분산 통로 34 : 이차 배분 공간부33: primary spiral dispersion path 34: secondary distribution space
35 : 이차 나선 분산 통로35: secondary spiral dispersion passage
제1도에 이 고안을 포함하는 수냉식 플라즈마 토오치의 구성을 보였다.Figure 1 shows the configuration of a water-cooled plasma torch including this design.
구체적으로 토오치는 팁(1)과 전극(2) 사이에 아-크터널(21)을 조성하고, 주수관(41)에서 공급되는 냉각수(W)는 관상 냉각튜브(40), 전극(2) 및 전극 체대(4)로 조성되는 통로(42, 43)를 통과하여 집열 금속(22)을 설치한 전극(2) 내부를 냉각시키고, 전기 전열체(5) 및 팁 체대(6)에 조성하는 통로(51, 52)를 통과하여 팁(1)을 냉각시킨후 배수관(53)을 통해 냉각수 펌프에 회수되는 것이며; 가스관(7), 가스 통로(71), 가스 안정기(3) 및 환상 가스 공급구(72)를 통해 돔형 아-크터널(21)에 가스를 공급하여 플라즈마 아-크를 노즐(11)로 분출하며; 팁(1)과 전극(2)에 아-크전류를 공급하기 위해 절연체(5) 양단에 지지되는 팁 체대(6)와 전극 체대(4)를 전기 도체로 하고, 주수관(41), 가스관(7) 및 배수관(53)에 절연 테프론 튜브(55)를 피복하고, 전극체대(4)의 외주에 절연 테프론 코팅을 하는 것이며; 냉각 유로와 가스유로를 엄격히 차단하고 냉각수 누출을 방지하고 위해 상기 유로들의 조성부에 내열성 오링(54)을 설치하는 것이다.Specifically, the torch forms an arc tunnel 21 between the tip 1 and the electrode 2, and the cooling water W supplied from the main water pipe 41 is a tubular cooling tube 40 and an electrode 2. And the passages 42 and 43 formed by the electrode body 4 to cool the inside of the electrode 2 in which the heat collecting metal 22 is installed, and the composition is formed on the electric heating body 5 and the tip body 6. After passing through the passage (51, 52) to cool the tip (1) is recovered to the cooling water pump through the drain pipe (53); Gas is supplied to the dome arc tunnel 21 through the gas pipe 7, the gas passage 71, the gas stabilizer 3, and the annular gas supply port 72 to blow off the plasma arc to the nozzle 11. To; In order to supply the arc current to the tip 1 and the electrode 2, the tip body 6 and the electrode body 4 supported on both ends of the insulator 5 are used as electrical conductors, and the main water pipe 41 and the gas pipe (7) and the insulated Teflon tube 55 are covered with the drain pipe 53, and the insulated Teflon coating is applied to the outer periphery of the electrode body stand 4; In order to strictly block the cooling flow path and the gas flow path and prevent cooling water leakage, a heat resistant O-ring 54 is installed in the composition of the flow paths.
이 고안은 제1도 및 확대도 제2도, 제3도에 표시한 바와같이 가스 통로(71)에서 공급되는 가스를 세라믹 가스 안정기(3)를 통해 돔형 아-크 터널(21)의 환상 가스 공급구(72)에 공급하되, 오링(30)으로 닫힌 안정기(3)내에 환상의 일차 배분 공간부(31)와 이차 배분 공간부(34)를 조성하고, 상기 일차 배분 공간부(31)를 일차 나선 분산 통로(33)를 통해 2차 배분 공간부(34)에 접속하고, 이차 배분 공간부(34)를 세분 이차 나선 분산 통로(35)를 통해 환상 가스 공급구(72)에 연결 하므로써 회류가스를 환상 공급구에 균일한 압력으로 공급하도록 하는 것이다. 실시예에서 일차 나선 분산 통로(35)는 통로(71)의 가스 유통량을 등간격으로 분할한 4개의 통로로서, 이차 2차 나선 분산 통로(35)는 통로(71)의 가스 유통량을 등간격으로 분할한 8개의 통로로서 구성하였고 나선각은 15°로 하였다.This design uses the gas supplied from the gas passage 71 to the annular gas of the domed arc tunnel 21 through the ceramic gas stabilizer 3 as shown in FIGS. 1, 2, and 3. Supply to the supply port 72, the annular primary distribution space 31 and the secondary distribution space 34 is formed in the ballast (3) closed by the O-ring 30, the primary distribution space 31 By connecting to the secondary distribution space 34 through the primary spiral distribution passage 33, and connecting the secondary distribution space 34 to the annular gas supply port 72 through the subdivision secondary spiral distribution passage 35 The gas is supplied at a uniform pressure to the annular supply port. In the embodiment, the primary spiral dispersion passage 35 is four passages obtained by dividing the gas flow volume of the passage 71 at equal intervals, and the secondary secondary spiral dispersion passage 35 has the gas flow volume of the passage 71 at equal intervals. It was configured as eight divided passages and the spiral angle was 15 °.
따라서 이 고안은 토오치 내부 일측 통로(71)에서 가스가 공급되고 있지만 이중의 가스 배분 장치 즉, 가스는 오링(30)으로 닫힌 안정기(3)내의 환상 일차 배분 공간부(31), 일차 나선 분산 통로(33), 2차 배분 공간부(34) 및 이차 나선 분산 통로(35)를 통과하면서 환상 가스 공급구(72)에 균일하게 분산된 압력으로 회류(回流)가스를 공급함으로써 아-크염 속의 플라즈마 분포가 직선성을 가지는 상태로 조절되어 금속 재료(M)의 절단 품질(절단각 개선) 및 절단 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.Thus, this design is a gas distribution from the one-side passage 71 inside the torch, but the dual gas distribution device, that is, the gas is distributed in the annular primary distribution space 31, the primary spiral in the ballast 3 closed by the O-ring 30 While passing through the passage 33, the secondary distribution space 34 and the secondary spiral dispersion passage 35, the circulating gas is supplied at a pressure uniformly distributed to the annular gas supply port 72, The plasma distribution is adjusted to have a linearity, thereby improving cutting quality (improving cutting angle) and cutting efficiency of the metal material M. FIG.
이 고안에 의한 커프(kerf) 효과는 표 1과 같이 개선되었다.Kerf effect by this design was improved as shown in Table 1.
상기와같이 이 고안은 가스분배 부속품을 사용하지 않고서도 가스 안정기에서 가스의 압력을 균일하게 분산 회류시켜 전극과 팁 사이에서 발생하는 아-크의 편향성을 없애고 아-크염 속의 플라즈마 직선성을 개선하므로 피 절단재의 절단효율 및 각(kerf) 개선효과를 높이게 된 것이다.As described above, this design eliminates arc deflection between the electrode and the tip and improves plasma linearity in the arc salt by uniformly dispersing and flowing the gas pressure in the gas ballast without using a gas distribution accessory. It is to improve the cutting efficiency and the kerf improvement effect of the cutting material.
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