NO148081B - Sammensatt tre- og aluminiumvindu. - Google Patents

Abstract

Sammensatt tre- og aluminiumvindu.

Description

Lysbueplasmabrenner.

Foreliggende oppfinnelse angår en lysbueplasmabrenner med et ekstra gass-sjikt som omgir den sentrale plasmastrålen, og spesielt beregnet for skjæring, sveising og høvlebrennlng.

Ved tidligere kjente anvendelser av on lysbue, trekkes buen mellom en stavelektrode som er anordnet i en dyse som har et lysbuen innsnevrende utløp og et arbeidsstykke. En gasstrøm som er innført i dysen og som passerer ut gjennom den innsnevrende utløpspassasje sammen med buen danner et bueplasma som har en høy retningsstabilitet. Dette rettes mot arbeidsstykket. Metodens effektivitet bestemmes av kvaliteten for skjæreflaten eller for sveisesømmen og den hastighet hvormed arbeidet kan utføres.

Det er derfor hensikten med foreliggende oppfinnelse å skaffe en lysbueplasmabrenner som i høy grad vil forbedre kvaliteten og den hastighet hvormed materialet kan bearbeides.

Generelt er det kjent å rette en gasstrøm sammen med og på utsiden av buen som kommer ut fra en sentralt anordnet passasje i en gassdyse. Det er nå funnet at tilveiebringelsen av et antall små hull gjennom den del av dysen som omgir bueåpningen gjennom hvilken gass kan strømme, resulterer i vesentlig økede bearbeidelseshastigheter som representerer mer enn det dobbelte av det som kan oppnås med en enkel åpning som ikke har disse omgivende hull. Grunnen til den uventede økning i bearbeidelseshastigheten er ikke fullstendig for-stått. Det er imidlertid postulert at gasstrømmen gjennom de nevnte hull kan ha den virkning at den begrenser det utstrømmende plasma eller fortsetter dennss søylevirkning eller nevnte hull kan muligens tjene til å skjære gjennom den omgivende atmosfære og lette passasjen av utstrømmende plasma.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt

en lysbueplasmabrenner med et ekstra gass-sjikt som omgir den sentrale plasmastråle som er stabilisert i en innsnevrende åpning i en dyse, spesielt for skjæring, sveising og høvlebrenning, kjennetegnet ved at den innsnevrende åpning i dysen er konsentrisk omgitt av en flerhet i ringform anordnede gass-passasjer som står i forbindelse med gassrommet i dysen og som er rettet vesentlig parallelt med den innsnevrende åpning. Et videre kjennetegn ved oppfinnelsen er at lysbue-plasmabrenneren omfatter et ringformig gasskammer, som på den ene side står i forbindelse med gasstilførselen og på den annen side ved hjelp av en eller flere tangentiale kanaler er forbundet med det ringformede rom mellom dysens indre vegg og stavelektroden.

Brenneren er også kjennetegnet ved at gass-passasjene parvis er anordnet på motsatte sider av den innsnevrede åpningen slik at strålene som kommer ut fra nevnte passasjer spenner over en søm som skal sveises ved hjelp av bue-utstrømningen fra nevnte åpning.

På tegningen er fig. 1 et vertikalt aksialt snitt gjennom en lysbueplasmabrenner ifølge foreliggende oppfinnelse, Fig. 2 er et grunnriss av brenneren som vist på fig. 1, og Fig. 3 er et vertikalt snitt etter linjen 3-3 i fig. 2.

Brenneren omfatter et legeme B av isolerende materiale, f.eks. nylon med en sentral boring hvori det er anbragt en elektrode E. En strømkilde S er forbundet med elektroden E og med et arbeidsstykke W.

I den viste anordning omfatter elektroden E en stavelektrode 12 fortrinnsvis av messing anbragt i toppen av boringen i brenner-legemet B og lukket ved bunnen med en elektrodeplugg 14, fortrinnsvis av varmeledende metall slik som kobber. Røret 15 strekker seg inn i elektroderøret 12 og har utløp nær pluggen 14 og avgir kjølevann som passerer tilbake på utsiden av røret 15 og inne i elektroderøret 12 for uttømning.

Elektrodepluggen 14 har en buespiss 20 anbragt i sentrum av bunndelen og er fortrinnsvis fremstilt av et ikke-konsumerbart materiale, f.eks. zirkon, wolfram, zirkonoksyd eller toriumoksyd.

En gassdyse 22 fortrinnsvis av varmeledende metall, f.eks. kobber, er festet til legemet B ved hjelp av en gjenget hylse 24» fortrinnsvis av messing.

Mellom elektrodepluggen 14 og det indre av dysen er et ringformet gasskammer 26. Gass tilføres ved hjelp av et inntak 28 til en ringformet passasje 30 mellom legemet 10 og den gjengede hylse 24, hvorfra gassen innføres tangensielt i kammeret 26 gjennom inntaks-passasje J2.

Bunnen på pluggen 14 og innsiden på dysen 22 har overflater

i avstand fra hverandre, hvilke avgrenser en konisk passasje eller gassrom 34 som fører til en sentral innsnevret åpning 36. Mellom utsiden av dysen 22 og innsiden på den gjengede hylse 24 finnes en ringformet kjølekappe 38.

Dysebunnen er forsynt med et antall gass-passasjer 40 som i det vesentlige omgir den sentrale innsnevrede åpning 36.

Dysen som er vist i detalj på fig. 2 og 3 omfatter et kopp-formet legeme som har en sentral utboring 42 med sylindriske side-vegger og som har en konisk bunn 44* Sideveggen har en ringformet rille 46 som danner vannkappen 38 mellom øvre og nedre flenser 48 og 50, hvilke er skråformet for å danne seter for varmemotstandsdyktig pakningsmateriale slik som silikonpakningsringer 52. Passasjene 40 er fortrinnsvis boret fra utsiden opp gjennom den koniske bunn 44 °6 er fortrinnsvis i et antall fra 8 til 16 og fortrinnsvis i vesentlig like stor avstand fra og betydelig mindre enn den innsnevrede åpning 36. Passasjene 40 er fortrinnsvis tilstrekkelig nær hverandre til å sammen-smelte og danne en i det vesentlige ringformet gasstrøm som omgir den utstrømmende plasma fra den innsnevrede åpning 36.

Ved drift er den gass som tilføres inntak 28, ringformet gasskammer 30 °6 ringformet gasskammer 26 fortrinnsvis en reaktiv gass, f.eks. oksygen, en blanding av hydrogen og nitrogen, luft, karbondioksyd eller karbonmonoksyd, særlig for skjæreforraål. For sveising foretrekkes argon og helium.

Buen etableres gjennom gassen i den innsnevrende åpning 36 mellom elektrodespissen 20 og arbeidsstykket W. Åpningen 36 avgrenser og stabiliserer buen og den dannede lysbue medfører en med stor hastighet utstrømmende plasma som bearbeider arbeidsstykket.

Bruken av ringen av små passasjer 40 som omgir den sentrale åpning 36 gir et kutt med liten skråstilling og intet slagg. Et arbeidsstykke av karbonstål med en tykkelse på 2,54 cm ble skåret med 75 cm/min., 100 volt og 200 amp. idet det anvendtes 5,89 m-Vtime oksygen. Med dette kraftforbruk var eroderingen av elektrodespissen som hadde en diameter på 0,46 cm ubetydelig. Når brenneren ble drevet med 380 amp, 130 volt og 14.0 m^/time oksygen, ble skjærhastigheten holdt på over 200 cm/min., men levetiden for elektrodespissen ble sannsynligvis redusert. For karbonstål med en tykkelse på 1,27 cm ved 275 amp. erholdtes kutt av god kvalitet ved 200 cm/min. og det ble utført skjæringer med 300 cm/min. med betydelig skråstilling. Det ble gjort flere kutt på rustfritt stål med en tykkelse på 1,27 cm og det ble gjort kutt med høy kvalitet med rette kanter ved 200 cm/min. men med grove overflater.

Den foretrukne konstruksjon som er blitt prøvet har vært med 0,63 cm lang hals, 0,31 cm diameter eenterhull omgitt av 10 hull med en diameter på 0,089 cm i en ring med en diameter på 0,93 cm.

Skjæreprøver med en brenner forsynt med innsatt zirkonium-katode og en gassdyse med flere åpninger resulterte i følgende optimum-betingelser for et 2,54 cm tykt materiale:

Ved de ovenfor beskrevne prøver ble buegassen innført tangensielt med lydhastighet. For sammenlignings skyld ble det utført prøver med radiell gassinnføring og det resulterte i nedsatt skjærehastighet, dårligere kvalitet for kuttene og større erosjon av zirkoniumspissen.

Claims (3)

1. Lysbueplasmabrenner med et ekstra gass-sjikt som omgir den sentrale plasmastråle som er stabilisert i en innsnevrende åpning i en dyse, spesielt for skjæring, sveising og høvlebrenning, karakterisert ved at den innsnevrende åpning (36) i dysen (22) er konsentrisk omgitt av en flerhet i ringform anordnede gass-passasjer (40) som står i forbindelse med gassrommet (34) i dysen og som er rettet vesentlig parallelt med den innsnevrende åpning.

2. Lysbueplasmabrenner ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter et ringformig gasskammer (30)» som på den ene side står i forbindelse med gasstilførselen (28) og på den annen side ved hjelp av en eller flere tangentiale kanaler (32) er forbundet med det ringformede rom (26) mellom dysens (22) indre vegg og stavelektroden (12).

3. Lysbueplasmabrenner ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at gass-passasjene (40) parvis er anordnet på motsatte sider av den innsnevrende åpningen (36) slik at strålene som kommer ut fra ne\nte passasjer (40) spenner over en søm som skal sveises ved hjelp av bueutstrømningen fra nevnte åpning (36).