RU2009816C1

RU2009816C1 - Plasma treatment device

Info

Publication number: RU2009816C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Николаевич Кичигин
Original assignee: Валерий Николаевич Кичигин
Priority date: 1991-03-25
Filing date: 1991-03-25
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: plasma welding. SUBSTANCE: electronic unit has body 1, plasma forming cone 2, electrode 3 with thickness 4, electrode insert 5, cooling agent feed channel 6, cooling agent bleed channel 7, insulating bush 8, additional channels 9, annular transition channel 10. Additional channels 9 are located in electrode thickened part 4. Channel 6 is connected to channel 7 by its lower end through additional channel 9. EFFECT: increased heat transfer area. 3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к плазменной обработке материалов, а именно к устройствам для резки и сварки черных и цветных металлов. The invention relates to plasma processing of materials, namely, devices for cutting and welding of ferrous and non-ferrous metals.

Известно устройство для плазменной обработки, содержащее плазмообразующее сопло, внутри которого расположен электрод, выполненный с утолщенным рабочим концом с центральным каналом для подвода хладоагента и каналом для отвода хладагента, образованным наружной поверхностью электрода и внутренней поверхностью корпуса. A device for plasma processing containing a plasma-forming nozzle is known, inside of which there is an electrode made with a thickened working end with a central channel for supplying a refrigerant and a channel for removing refrigerant formed by the outer surface of the electrode and the inner surface of the housing.

Недостаток известного устройства - малая мощность и значительные габариты горелки. A disadvantage of the known device is its low power and significant dimensions of the burner.

Цель изобретения - повышение мощности горелки и уменьшение ее габаритов. The purpose of the invention is to increase the power of the burner and reduce its size.

Цель достигается тем, что в устройстве для плазменной обработки, содержащем плазмообразующее сопло, внутри которого расположен электрод, выполненный с утолщенным рабочим концом с центральным каналом для подвода хладагента, а также каналом для отвода хладагента, образованным наружной поверхностью электрода и внутренней поверхностью корпуса. В рабочем конце электрода выполнены дополнительные каналы, соединяющие центральный канал в зоне рабочего конца электрода с каналом для отвода хладагента. Дополнительные каналы выполнены прямолинейными и радиальными, оси которых расположены под острым углом к оси канала для подвода хладагента и пересечены с переходной поверхностью от утолщенного рабочего конца к корпусу электрода. Каждый дополнительный канал выполнен составным из двух частей, ось одной из которых параллельна оси электрода, а ось другой части расположена под острым углом или перпендикулярно к оси первой части, причем вторые части каналов расположены радиально и соединены с центральным каналом. The goal is achieved in that in a plasma treatment device containing a plasma-forming nozzle, inside of which there is an electrode made with a thickened working end with a central channel for supplying refrigerant, as well as a channel for removing refrigerant formed by the outer surface of the electrode and the inner surface of the housing. Additional channels are made at the working end of the electrode, connecting the central channel in the area of the working end of the electrode with the channel for removing refrigerant. Additional channels are made linear and radial, the axes of which are located at an acute angle to the axis of the channel for supplying refrigerant and are crossed with the transition surface from the thickened working end to the electrode body. Each additional channel is made up of two parts, the axis of one of which is parallel to the axis of the electrode, and the axis of the other part is at an acute angle or perpendicular to the axis of the first part, the second parts of the channels being radially and connected to the central channel.

На фиг. 1 схематично показано устройство для плазменной обработки с монолитным электродом; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вариант выполнения устройства с монолитным электродом и перекрестным расположением дополнительных каналов в теле утолщенной части электрода; на фиг. 5 - вариант устройства с составным электродом; на фиг. 6 - узел I на фиг. 1 (основной вариант); на фиг. 7 - то же, сравнительный вариант. In FIG. 1 schematically shows a device for plasma processing with a monolithic electrode; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1; in FIG. 4 - an embodiment of a device with a monolithic electrode and a cross-location of additional channels in the body of the thickened part of the electrode; in FIG. 5 is an embodiment of a device with a composite electrode; in FIG. 6 - node I in FIG. 1 (main option); in FIG. 7 - the same, comparative option.

Устройство содержит корпус 1, плазмообразующее сопло 2, внутри которого расположен электрод 3, выполненный с утолщенным рабочим концом 4 с вставкой 5 и центральным каналом 6 для подвода хладагента. Устройство также имеет канал 7 для отвода хладагента, образованный наружной поверхностью электрода 3 и внутренней поверхностью корпуса 1, изолирующую втулку 8 и дополнительные каналы 9, расположенные в рабочем конце 4 электрода 3 и соединяющие центральный канал 6 в зоне рабочего конца 4 электрода 3 с каналом 7 для отвода хладагента. Электрод 3 установлен в корпусе 1 посредством втулки 8, внутренняя поверхность которой совместно с частью наружной поверхности верхней (неутолщенной) части электрода 3 образует переходный кольцевой канал 10, который соединяет выходные отверстия каналов 9 с отводящим каналом 7. The device comprises a housing 1, a plasma-forming nozzle 2, inside of which an electrode 3 is located, made with a thickened working end 4 with an insert 5 and a central channel 6 for supplying refrigerant. The device also has a channel 7 for removing refrigerant, formed by the outer surface of the electrode 3 and the inner surface of the housing 1, an insulating sleeve 8 and additional channels 9 located at the working end 4 of the electrode 3 and connecting the central channel 6 in the area of the working end 4 of the electrode 3 with channel 7 to remove refrigerant. The electrode 3 is installed in the housing 1 by means of a sleeve 8, the inner surface of which together with a part of the outer surface of the upper (non-thickened) part of the electrode 3 forms a transition annular channel 10, which connects the outlet openings of the channels 9 to the outlet channel 7.

Дополнительные каналы 9 могут иметь различное исполнение. Они могут быть выполнены прямолинейными и радиальными (фиг. 1) с расположением их осей под острым углом к оси канала 6 для подвода хладагента и пересечены с переходной поверхностью 11 от утолщенного рабочего конца 4 к корпусу электрода 3 (фиг. 6). Это позволяет при одном и том же диаметре d отверстия дополнительного канала 9 уменьшить размер а_r канала 10 (фиг. 7) до а₁ (фиг. 6). А это, в свою очередь, дает возможность уменьшить диаметр рабочего конца 4 электрода 3 с D₂ (фиг. 7) до D₁ (фиг. 6).Additional channels 9 may have various designs. They can be made linear and radial (Fig. 1) with their axes at an acute angle to the axis of the channel 6 for supplying refrigerant and intersected with the transition surface 11 from the thickened working end 4 to the body of the electrode 3 (Fig. 6). This allows for the same diameter d of the hole of the additional channel 9 to reduce the size a _{r of the} channel 10 (Fig. 7) to a ₁ (Fig. 6). And this, in turn, makes it possible to reduce the diameter of the working end 4 of the electrode 3 from D ₂ (Fig. 7) to D ₁ (Fig. 6).

По другому варианту (фиг. 4,5) каждый дополнительный канал выполнен составным из двух частей 9 и 12. Причем ось части 12 параллельна оси электрода 3, а ось части 9 расположена под острым углом (фиг. 4) или перпендикулярно (фиг. 5) к оси части 12. Кроме того части 9 указанных дополнительных каналов расположены радиально и соединены с центральным каналом 6. In another embodiment (Fig. 4,5), each additional channel is made up of two parts 9 and 12. Moreover, the axis of part 12 is parallel to the axis of electrode 3, and the axis of part 9 is at an acute angle (Fig. 4) or perpendicular (Fig. 5 ) to the axis of part 12. In addition, parts 9 of these additional channels are arranged radially and connected to the central channel 6.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Хладагент (вода) по каналу 6 поступает во внутреннюю полость утолщенного рабочего конца 4 электрода. Оттуда по дополнительным каналам 9 (фиг. 1) или 9,12 (фиг. 4,5) хладагент поступает в кольцевой канал 10, а затем через канал 7 отводится на слив. Проходя по множеству дополнительных каналов хладагент интенсивно охлаждает рабочий конец электрода. Проходя по каналам 10 и 7 хладагент охлаждает также корпус 1, втулку 8 и верхнюю часть электрода. Кроме того, во внутреннюю полость сопла 2 по соответствующим каналам (не показаны) поступает плазмообразующий газ. Сопло 2 охлаждается за счет отвода тепла в водоохлаждаемый корпус 1, с которым сопло 2 имеет надежный тепловой контакт. The refrigerant (water) through channel 6 enters the internal cavity of the thickened working end 4 of the electrode. From there, through additional channels 9 (Fig. 1) or 9.12 (Fig. 4.5), the refrigerant enters the annular channel 10, and then is discharged through the channel 7. Passing through many additional channels, the refrigerant intensively cools the working end of the electrode. Passing through channels 10 and 7, the refrigerant also cools the housing 1, the sleeve 8 and the upper part of the electrode. In addition, a plasma-forming gas enters the internal cavity of the nozzle 2 through appropriate channels (not shown). The nozzle 2 is cooled by heat removal in a water-cooled housing 1, with which the nozzle 2 has reliable thermal contact.

(56) 1. Авторское свидетельство СССР N 559787, кл. В 23 К 10/00, 1977. (56) 1. USSR copyright certificate N 559787, cl. B 23K 10/00, 1977.

Claims

1. DEVICE FOR PLASMA PROCESSING, containing a plasma-forming nozzle, inside of which there is an electrode made with a thickened working end with a central channel for supplying refrigerant, as well as a channel for removing refrigerant formed by an external, external, external In order to increase the power of the burner and reduce its dimensions, additional channels have been made at the working end of the electrode connecting the central channel in the area of the working end of the electrode with the channel for draining refrigerant NTA.

2. The device according to claim 1, characterized in that the additional channels are made rectilinear and radial, the axes of which are arranged at an acute angle to the channel axis for supplying refrigerant and are intersected with a transitional surface from the thickened working end to the electrode housing.

3. The device according to claim 1, characterized in that each additional channel is made up of two parts, the axis of one of which is parallel to the axis of the electrode, and the axis of the other part is located at an acute angle or perpendicular to the axis of the first part, with the second parts of the channels located radially and connected to the center channel.