SE432335B

SE432335B - DEVICE FOR PROTECTION OF PLASMATRAS WITH HIGH POWER

Info

Publication number: SE432335B
Application number: SE7910466A
Authority: SE
Inventors: B-D Wenzel; H Forster; J Bohme
Original assignee: Mai Edelstahl
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1984-03-26
Also published as: DE2951121A1; FR2445089B1; DD151248A1; ATA756779A; DE2951121C2; GB2047509B; CH643417A5; SE7910466L; JPS5595300A; AT374276B; GB2047509A; FR2445089A1; YU302579A

Description

7910466-7 effekten resp. de till dyskanaltvärsnittet relaterade specifika gasgenomloppsmängderna med tanke på gasekonomi och ugnskonstruktionen med en faktor på ca 10 mindre än vid plasmatroner med mindre effekt, t.ex. för skärning. 7910466-7 effects resp. the specific gas flow rates related to the nozzle channel cross-section in terms of gas economy and furnace construction by a factor of about 10 less than in plasma thrones with less power, e.g. for cutting.

Följaktligen blir den bågstabiliserande och bågisolerande effekten (kallgasmanteln) hos gasströmmen synnerligen ringa. Vidare driver plasmatronen med hög effekt i ugnar het, dvs. joniserad ugnsatmosfär. Sannolikheten för uppträdandet av sidobågar, vilka brinner över dysan till behandlingsgodset, blir mycket stor. När dessa sidobågar är mycket strömstarka i området av kA, fastsmältes dysan på den korta tiden mindre än 0,1 sekund fram till utström- ningen av vatten ur dysan, så att plasmatronen blir funktionsoduglig. De kända elektriska övervakningsanord- ningarna för dysor i plasmatroner med hög effekt blir overksamma, eftersom antingen på grund av den föga ut- vecklade kylgasmanteln några sidobågar ej kan upptäckas genom ändring i de elektriska parametrarna eller kan sidobågar med liten effekt, som är ofarlig för dysan, icke skiljas från sidobågar med hög effekt. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en anordning vid plasmatroner med hög effekt för skydd för plasmatroner mot dysförstöring medelst sidobågar.Consequently, the arc stabilizing and arc insulating effect (cold gas jacket) of the gas stream becomes extremely small. Furthermore, the plasma throne with high power in ovens operates hot, ie. ionized furnace atmosphere. The probability of the appearance of side arcs, which burn over the nozzle to the treatment material, becomes very high. When these side arcs are very strong in the range of kA, the nozzle melts in the short time less than 0.1 second until the outflow of water from the nozzle, so that the plasma throne becomes inoperable. The known electrical monitoring devices for nozzles in high power plasma electrons become inactive, because either due to the poorly developed cooling gas jacket no side arcs can be detected by changing the electrical parameters or side arcs with low power which are harmless to the nozzle can be detected. , not distinguishable from high power side arches. The object of the invention is to provide a device for high power plasma thrones for protection of plasma thrones against nozzle destruction by means of side arcs.

'Dessutom avser uppfinningen att möjliggöra en bestämning av strömstarka sidobågar, som på kort tid kan föra till förstöring av dysorna hos plasmatroner med hög effekt, och att genom lämpliga åtgärder begränsa deras verkan.In addition, the invention aims to enable a determination of strong side arcs, which in a short time can lead to the destruction of the nozzles of high power plasma electrons, and to limit their action by suitable measures.

Enligt uppfinningen har detta åstadkommits därigenom att i dysspalten mellan katoden och dysan efter utloppsöppningen från dysorna fotodetektorer har anordnats på så sätt, att de överblickar intill varandra gränsande åomrâden av utloppsöppningen och med sina signaler är anordnade att verka mot styrkretsen. De befinner sig så långt bakom katoden, att en liten öppningsvinkel för övervakning av ett delområde av den yttre dysspalten genom varäe fotodetektor är tillförsäkrad och vid 7910466-7 anordningsområdet för detektorn råder en låg temperatur i omgivningen. Även om fotodetektorn är inriktad på huvudbågen, uppkommer vid uppträdandet av sidobågar mellan katod och dysa en extra, medelst fotodetektorn registrerbar ljusstrålning. Denna extra ljusstråle är beroende av strömstyrkan hos sidobågen och utvärderas från en sidobågeffekt på 10% av huvudbågeffekten för ytterligare kopplingsmanöver. Vid registrering av en strömstark sidobåge medelst en av fotodetektorerna göres ingrepp i effektkretsen i styrreläet på känt sätt, som genast bortkopplar sidobågarna genom minskning av huvudbågens effekt.According to the invention, this has been achieved in that in the nozzle gap between the cathode and the nozzle after the outlet opening from the nozzles photodetectors have been arranged in such a way that they overlook adjacent adjacent areas of the outlet opening and with their signals are arranged to act against the control circuit. They are located so far behind the cathode that a small opening angle for monitoring a sub-area of the outer nozzle gap through each photodetector is ensured and at the device area of the detector a low ambient temperature prevails. Although the photodetector is focused on the main arc, an additional light radiation generated by the side arcs between the cathode and the nozzle occurs when the photodetector is detected. This extra light beam depends on the current of the side arc and is evaluated from a side arc power of 10% of the main arc power for further switching maneuvers. When a current arc is detected by means of one of the photodetectors, the power circuit in the control relay is engaged in a known manner, which immediately disconnects the side arcs by reducing the power of the main arc.

Det är lämpligt att de optiska êetektorerna är anordnade i matningsområdet och gjutledarkabeln är anordnad för gasstyrspalten till de optiska detektorerna, som överför den extra ljusstrålningen av sidobàgen till detektorn.It is suitable that the optical detectors are arranged in the supply area and the casting conductor cable is arranged for the gas control gap to the optical detectors, which transmit the extra light radiation of the side arc to the detector.

Uppfinningen skall i det följande närmare förklaras med hänvisning till den bifogade ritningen, vara visas ett tvärsnitt genom en plasmatron.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which a cross-section through a plasma cartridge is shown.

Plasmatronen med hög effekt är anordnad i en ugn 1. Mellan den vattenkylda hållaren 2 för katoden 3 och den vattenkylda dysan 4 har anordnats fotodetektorer 5, vilkas optiska axlar är riktade mot den yttre dysspalten 6.The high-power plasma electron is arranged in an oven 1. Photodetectors 5 are arranged between the water-cooled holder 2 for the cathode 3 and the water-cooled nozzle 4, the optical axes of which are directed towards the outer nozzle gap 6.

Vid uppträdandet av en sidobåge i den yttre dysspalten avgives genom en av fotodetektorerna 5 en förhöjd signal.When a side arc appears in the outer nozzle gap, an elevated signal is emitted by one of the photodetectors 5.

Denna elektriska signal matas på lämpligt sätt genom i och för sig kända kopplingselement till styrkretsen, som inverkar i motsvarande grad på effektkällan. Med 7 har betecknats smältgodset och med 8 ljusbågen.This electrical signal is supplied in a suitable manner through per se known connecting elements to the control circuit, which act to a corresponding degree on the power source. The melted goods have been denoted by 7 and the arc by 8.

Claims

7910466- 7 P a t e n t k r a v

Device for the protection of high power plasma electrons, consisting of pin cathodes and surrounding nozzle for gas control, characterized in that in the nozzle gap between the cathode (5) and the nozzle (4) after the outlet opening from the nozzles (4) photodetectors (5) ) have been arranged in such a way that they overlook adjacent areas of the outlet opening and with their signals are arranged to act against the control circuit.

Device according to claim 1, characterized in that the photodetectors (5) are arranged in the input area and that light guide cables from the nozzle slot (6) to the photodetectors (5) are arranged in the plasma throne.