RU2195391C1

RU2195391C1 - Plasmotron

Info

Publication number: RU2195391C1
Application number: RU2001120469/02A
Authority: RU
Inventors: А.М. Иванов; И.Е. Киренский
Original assignee: Институт физико-технических проблем Севера СО РАН
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2002-12-27

Abstract

FIELD: plasma-arc treatment of materials, possibly in different branches of industry. SUBSTANCE: plasmotron includes cathode, nozzle whose inner surface is in the form of continuously narrowed cone passing to cylinder and insulator. In housing of plasmatron along its whole height there are tangential ducts inclined relative to axis of plasmatron and designed for supplying plasma generating gas. Said ducts also may be arranged helically along housing. EFFECT: improved design of plasmatron providing more effective stabilization of plasma arc. 1 dwg

Description

Изобретение относится к плазменно-дуговой обработке материалов, а именно к устройствам для плазменно-дуговой резки. The invention relates to a plasma-arc processing of materials, namely, devices for plasma-arc cutting.

Известен плазмотрон, содержащий корпус с соплом, в котором смонтирован электрод [SU 437586, Н 25 К 9/16,1971]. Known plasmatron containing a housing with a nozzle in which an electrode is mounted [SU 437586, H 25 K 9 / 16.1971].

Недостатком известного плазмотрона является низкая надежность работы. A disadvantage of the known plasma torch is the low reliability.

Известен плазмотрон для резки металлов, содержащий корпус с установленным в нем электродом в виде тороида, сопло, основной и дополнительный втулки-завихрители с тангенциальными каналами для подачи плазмообразующего газа [SU 645798, В 23 К 10/00,1979]. Known plasma torch for cutting metals, containing a housing with an electrode installed in it in the form of a toroid, a nozzle, primary and secondary bushings-swirls with tangential channels for supplying a plasma gas [SU 645798, 23 K 10 / 00.1979].

Известный плазмотрон имеет невысокую надежность работы. Known plasmatron has a low reliability.

Известно устройство для плазменной обработки, принятое в качестве прототипа, содержащее корпус с каналом для подвода плазмообразующего газа и смонтированным в нем катодом, сопло, внутренняя поверхность которого выполнена в форме непрерывно сужающегося конуса, переходящего в цилиндр, а также изолятор ["Сварка в машиностроении", T.1, справочник, под ред. Ольшанского Н.А. , М., Машиностроение, 1978, С.342, рис.15]. A known device for plasma processing, adopted as a prototype, containing a housing with a channel for supplying a plasma-forming gas and a cathode mounted in it, a nozzle, the inner surface of which is made in the form of a continuously tapering cone passing into a cylinder, and an insulator ["Welding in mechanical engineering" , T.1, reference, ed. Olshansky N.A. , M., Engineering, 1978, S. 342, Fig. 15].

Однако известное устройство также обладает вышеуказанными недостатками. However, the known device also has the above disadvantages.

Задачей изобретения является повышение надежности работы плазмотрона путем достижения более эффективной стабилизации плазменной дуги. The objective of the invention is to increase the reliability of the plasma torch by achieving more effective stabilization of the plasma arc.

Указанная задача достигается тем, что в плазмотроне, содержащем корпус с каналом для подвода плазмообразующего газа и смонтированным в нем катодом, сопло, внутренняя поверхность которого выполнена в форме непрерывно сужающегося конуса, переходящего в цилиндр, а также изолятор, согласно изобретению для подвода плазмообразующего газа в корпусе по всей высоте выполнены наклоненные к оси плазмотрона тангенциальные каналы. Также указанная задача достигается и в том случае, когда наклонные тангенциальные каналы расположены по спирали вдоль корпуса плазмотрона. This task is achieved by the fact that in a plasmatron containing a housing with a channel for supplying plasma-forming gas and a cathode mounted in it, a nozzle whose inner surface is made in the form of a continuously tapering cone passing into the cylinder, and also an insulator according to the invention for supplying a plasma-forming gas to along the entire body, tangential channels inclined to the axis of the plasma torch are made. Also, this task is achieved in the case when the inclined tangential channels are arranged in a spiral along the plasma torch body.

Предложенная конструкция плазмотрона обеспечивает интенсивную вихревую подачу плазмообразующего газа в рабочую камеру, причем на оси плазмотрона обеспечивается радиальный перепад давлений и создаются условия, необходимые для стабилизации плазменной дуги. The proposed design of the plasma torch provides an intensive vortex supply of plasma-forming gas into the working chamber, and a radial pressure drop is provided on the axis of the plasma torch and the conditions necessary for stabilization of the plasma arc are created.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается расположением наклонных тангенциальных каналов для подвода газа по спирали вдоль всего корпуса. Comparative analysis with the prototype shows that the claimed technical solution is distinguished by the location of inclined tangential channels for supplying gas in a spiral along the entire body.

Схема заявляемого плазмотрона приведена на чертеже (представлен второй вариант). The scheme of the inventive plasma torch is shown in the drawing (the second option is presented).

Плазмотрон состоит из корпуса 1, электрода 2, непрерывно сужающегося сопла 3, изолятора 4. В корпусе 1 по всей высоте выполнены наклонные тангенциальные каналы 5, продолжение которых является касательной к внешней стороне столба дуги. Наклонные тангенциальные каналы также могут быть расположены по спирали. The plasma torch consists of a housing 1, an electrode 2, a continuously tapering nozzle 3, an insulator 4. In the housing 1 along the entire height there are inclined tangential channels 5, the continuation of which is tangent to the outer side of the arc column. Inclined tangential channels can also be arranged in a spiral.

Работа плазмотрона происходит следующим образом. The operation of the plasma torch is as follows.

В камеру 6 плазмотрона по каналам 5 подается плазмообразующий газ. Затем между неплавящимся электродом 2 и сужающимся соплом 3 возбуждается дута косвенного действия, которая после ионизации промежутка электрод - разрезаемый металл переходит в режущую плазменную дугу прямого действия. In the chamber 6 of the plasma torch, a plasma-forming gas is supplied through channels 5. Then, between the non-consumable electrode 2 and the tapering nozzle 3, an indirect-action blast is excited, which, after ionization of the electrode-cut gap, passes into a direct-action plasma cutting arc.

Предложенное расположение газоподводящих каналов обеспечивает интенсивное вихревое поступление газа к электроразрядному промежутку, которое способствует реализации радиального перепада давлений вдоль оси, и тем самым весь процесс разряда концентрируется вдоль узкого столба на оси. Создаются условия для стабилизации плазменной дуги, что обеспечивает повышение надежности работы плазмотрона. The proposed arrangement of gas supply channels provides an intensive vortex of gas to the electric discharge gap, which contributes to the implementation of the radial differential pressure along the axis, and thereby the entire discharge process is concentrated along a narrow column on the axis. Conditions are created for stabilization of the plasma arc, which provides increased reliability of the plasma torch.

Claims

1. A plasma torch comprising a housing with a channel for supplying plasma-forming gas and a cathode mounted in it, a nozzle whose inner surface is in the form of a continuously tapering cone passing into the cylinder, and an insulator, characterized in that additional channels for supply of plasma-forming gas, while all channels are tangential and inclined to the axis of the plasma torch.

2. The plasma torch according to claim 1, characterized in that the channels are arranged in a spiral along the plasma torch body.