SE444629B - Plasmabrennare med beroringskydd - Google Patents

Description

8001733-8 nikens ståndpunkt och att åstadkomma en plasmabrännare, vilken exakt uppfyller kraven vad gäller det elektriska berörings- skyddet.

Uppfinningen syftar till erbjudande av en plasmabrännare, vilken möjliggör lätt utbytbarhet av munstycket och en skydds- anordning, varvid båda dessa element dock är så elektriskt iso- leradefrån varandra att elektolytiska processer, vilka kan leda till korrosionsbetingad förstöring av munstyckskåpan, ej längre uppträder. Förutom beröringsskyddet för operatören måste säker- ställas att en skyddskopplingsfunktion även sker när skyddsan- ordningen eller munstycket berör arbetsstycket.

Denna uppgift löses med en känd plasmabrännare, beståen- de av munstycke och munstyckskåpa, mellan vilka kylvattnet be- finner sig, och en koncentriskt anordnad katod samt en felströms- skyddskoppling därigenom att en andra till formen av munstycks- kåpan anpassad, elektriskt ledande, termiskt stabil skyddskåpa är anordnad över plasmabrännarens potentialförande munstycks- kåpa, vilken andra kåpa är isolerad från den förstnämnda kåpan genom en hela munstyckskåpans yta omgivande luftspalt. För fast- sättning av denna skyddskåpa tjänar två kontaktstycken på brän- naraxeln, vilka vardera över en ledning är förbundna med felströms- skyddskopplingen.

För övervakning av munstycket vad gäller förekomsten av en spänningspotential i förhållande till arbetsstycket är på känt sätt kopplingsfunktioner utförande spänningsindikatorer kopplade mellan arbetsstycket och munstycket. Enligt uppfinningen är spänningsindikatorn, företrädesvis ett relä, seriekopplad med ett motstånd, till vilket en seriekoppling bestående av åtmins- tone en kondensator och en ventil är parallellkopplad. Konden- satorn uppladdas av munstyckspotentialen. Med hjälp av dess ackumulerade elektriska laddning kan genom jämförelse och genom sammankoppling med plasmaanläggningens kopplingskontakter den invändningsfria driften av plasmabrännaren kontrolleras i olika driftstillstånd. För anläggningen föreligger därmed möjligheten att skilja mellan anslutningen av en plasmabrännare med indirekt (icke överförd) båge eller med direkt (överförd) båge. Vid indi- rekt båge sker ingen övervakning av munstycket, eftersom mun- stycket vid denna driftstyp ligger på jordpotential. 8001733-8 Om felströmskopplingen reagerar vid direkt driftssätt kopplas plasmaanläggningen omedelbart ur. Vid plötsligt bort- fallande munstyckspotential avbryts endast skärningsförloppet.

Operatören kan inkoppla plasmabrännaren genom förnyad igångsätt- ning. Om munstycksspänningen därefter förblir noll avstänges plasmaanläggningen med hjälp av den tidigare utvunna konden- satorjämförelsespänningen. Operatören uppmärksammas därmed på det faktum att ett fel föreligger på plasmabrännaren eller att ett felaktigt arbetssätt föreligger. Exempelvis måste en brygg- bildning mellan munstycket och skyddskåpan åsidosättas eller arbetssättet vid beröring mellan munstycke och arbetsstycke korrigeras. Om plasmabrännaren stängs av av operatören eller om bâgurladdningen avbryts vid arbetsstycksänden, så reagerar spänningsindikatorn fördröjt genom den över motståndet parallell- kopplade kondensatorn. En tidigare fallande reläkontakt i plas- maanläggningen förhindrar en felregistrering. För plasmabrän- nare med effektomsättningar större än 20 kW är det av fördel att förse skyddskåpan med smala öppningar för att undvika värme- ansamling. Det är av fördel om skyddskåpan ej fullständigt slu- tar med munstycket i ett plan, utan munstycket något skjuter ut ur skyddskåpan. Därigenom reduceras ej sikten vid arbets- förloppet.

Vidare är det lämpligt att fastsätta skyddskåpan på kontaktstyckena medelst gänga eller fjädrande kammar, vilka är anordnade på plasmabrännarens isolerkropp.

För indikeringen av felströmmen och munstyckspotentialen kan reläer, halvledarreläer eller halvledarkopplingskretsar komma till användning.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till ett utföringsexempel. På de bifogade ritningarna visar: fig. l ett snitt genom en plasmabrännare i området~för munstycket och munstyckskâpan, och fig. 2 en kopplingsanordning i reläutförande.

Munstycket l hâlles centrerat i en munstyckshållare 2 genom en munstyckskåpa 3. Den för kylning av munstycket l nöd- vändiga kylvattenkammaren 4 är metalliskt tätad mellan mun- stycket l och munstyckskåpan 3, medan tätningen på munstycks- hållaren 2 sker genom ett rundgummí S. Munstyckskåpan 3 och 8001733-8 munstycket 1 leder under drift en spänningspotential mot ar- betsstycket. Via en isoleringskropp 6 separeras munstyckshålla- ren 2, munstycket 1 och munstyckskåpan 3 elektriskt från plasma- brännarens hus. I isoleringskroppen 6 är två kontaktstycken 7 i form av halvringar inlagda, till vilka vardera en skyddsled- ning för felströmsövervakning av plasmaanläggningen leder. En gänga är inarbetad i kontaktstyckenas 7 yta, vilken gänga vid den övre insidan håller den elektriskt ledande skyddskåpan 8.

De båda kontaktstyckena 7 är elektriskt förbundna med varandra genom skyddskåpan 8. Luftspalten 9 isolerar munstyckskåpan 3 och skyddskâpan 8 från varandra. Plasmabrännaren är centrerat upp- byggd kring katoden 10.

Fig. 2 visar en kopplingsanordning i reläutförande med en i sig känd felströmsskyddskoppling. Plasmabrännaren är här ritad med de specifika elementen katoden 10, munstycket 1 och skyddskâpan 8. Arbetsstycket 11 är via en arbetsstycksledning 12 förbunden med kopplingen.

Från skyddskåpan 8 leder två skyddsledare, vilka är kort- slutna genom densamma, över "till/från"-omkopplaren 13 till en lågspänningstransformator 14, en likriktare 15 och ett relä 16. Reläet 16 styr med sina kontakter plasmaanläggningens "till/ från"-krets. Vidare är skyddskåpan 8 via en diod 17 direkt för- bunden med ett felströmsrelä 18. Om en felström flyter över skyddskåpan 7 till felströmsreläet 18 så kommer detta att dra och reläets 18 kontakter utlöser plasmaanläggningens nödstopp.

Munstycket 1 är förbundet med ett relä 19 via ett mot- stånd 20 samt med kondensatorer 21, 22, ett motstånd 23, en diod 24 och en kontakt 25. (Kontakten 25 är i plasmaanläggningen).

Om plasmabrännaren arbetar normalt så leder munstycket 1 en spänningspotential mot arbetsstycket 11. Denna spänning låter reläet 19 dra och laddar samtidigt upp kondensatorerna 21, 22.

Om skärningsprocessen avbryts så släpper reläet 19 med fördröj- ning p.g.a. urladdningen av kondensatorn 22. Reläet 19 kan dä- rigenom ej verka med sina kontakter i plasmaanläggningens "till/ från"-kopplingskrets. Om emellertid vid arbetande plasmabränna- re en kortslutningsbrygga genom sprut byggs upp mellan munstycket 1 och skyddskåpan 8 och felströmsövervakningen av skyddskåpan 8 ej kan koppla p.g.a. att skyddskåpan 8 direkt anligger på 8001733-8 arbetsstycket ll släpper reläet 19 omedelbart och kopplar ur plasmabrännaren. I detta fall är fördröjningen ej verksam. Detta förlopp lagras genom att reläet 26 drar.

Kontakterna 19' och 19" är viloströmskontakter och är öppnade vid dragande relä 19. Kontakterna 27' och 27" är tillordnade reläer vilka hör till plasmaanläggningens styr- krets. Kontakterna 27', 27" är stängda under skärningsprocessen, men öppnas olika i tidshänseende. Kontakterna 26', 26" öppnar vid ostörd skärningsstart tidigare än kontakterna 27', 27" slu- ter. Om operatören efter en störning åter inkopplar plasmabrän- naren och störningen ännu förekommer, så urladdas via kontakten 25, vilken är sluten under pilotbågbränntiden, kondensatorn 21 via den mellan munstycket l och skyddskåpan 8 bildade bryggan.

Genom urladdningen drar reläet 19 under en kort tidsperiod, var- vid vid släppande relä felströmsreläet 18 utstyres via kontak- terna 26', 26", 2l, 19" och dioden 28, vilket utlöser nödstoppet.

Genom en tillkommande diodkoppling av reläet 19 med dio- der 17 och 28 kan ytterligare övervakningskriterier av plasma- anläggningen inkluderas, exempelvis arbetsstyckskontakt eller termiskt överbelastningsskydd. Vid felande skyddskåpa 8 låter sig plasmabrännaren ej inkopplas, eftersom "till/från"-manövre- ringen av plasmabrännaren ävenledes sker via denna skyddskrets.

Samtidigt övervakas munstycket l och därmed även munstyckskåpan 3 vid skärningen med avseende på förekomsten av en spännings- potential i förhållande till arbetsstycket ll.

Claims (5)

' 8001733-8 6 PATENTKRAV

1. Plasmabrännare med beröringsskydd, bestående av ett munstycke och en munstyckskåpa med däremellan strömmande kyl- vatten och en i munstycket koncentriskt anordnad katod samt en felströmsskyddskoppling och en kopplingsfunktioner utförande spänningsindikator mellan arbetsstycket och munstycket i och för övervakning av munstycket med avseende på förekomsten av en spänningspotential i förhållande till arbetsstycket, k ä n n e t e c k n a d av att en till munstyckskåpans form anpassad, elektriskt ledande skyddskåpa (8) är anordnad över munstyckskåpan (3) och isolerad från denna genom en luftspalt (9), att i och för fastsättning (8) på plasmabrännarens axel åtminstone två kontaktstycken (7) är anbringade, vilka stycken via vardera en ledning är förbundna med felströmsskyddskopp- lingen, och att ett motstånd (20) är kopplat i serie med spän- ningsindikatorn, till vilket motstånd åtminstone en kondensa- tor (21) med en i serie kopplad diod (24) är parallellkopplad.

2. Plasmabrännare enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att skyddskåpan (8) uppvisar öppningar.

3. Plasmabrännare enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k- n a d av att munstycket (l) något utskjuter ur skyddskåpan (8).

4. Plasmabrännare enligt kraven l-3, k ä n n e t e c k- n a d av att skyddskåpan (8) är fästad vid kontaktstyckena (7) medelst gänga eller fjädrande kammar.

5. Plasmabrännare enligt kraven l-4, k ä n n e t e c k- n a d av att spänningsindikatorn utgöres av en halvledarkopp- lingskrets, halvledarreläer eller ett elektromekaniskt relä.