SE453056B - Apparat for skerning av ett arbetsstycke - Google Patents

Description

453 Û56 2 gaserna under skärningsoperationerna. I maskinen skall damm från de smälta metallerna och värmet från de under skärnings- operationerna alstrade rökgaserna förhindras från att förorena arbetsmiljön. Maskinen skall ha en suganordning som effektivt kan suga upp de heta rökgaserna tillsammans med de smälta me- tallerna eller slagget. Den skall vidare ha ett eldfast organ för de smälta metallerna eller slagget.

Enligt uppfinningen innefattar en medelst värme skäran- de maskin, exempelvis en med laserstråle skärande maskin eller en med plasmabåge skärande maskin, en dammuppsamlingsapparat, vilken innefattar ett första dammuppsamlingsorgan under arbets- området samt ett andra dammuppsamlande organ i förbindelse med det första dammuppsamlande organet för eliminering och uppsamling av de smälta metallerna eller slagget.från rökgaser- na. Det första dammuppsamlingsorganet är försett med en sug- anordning för sugning av de heta rökgaserna tillsammans medde smälta metallerna eller slagget från arbetsområdet och är för- sett med eldfasta material, exempelvis eldfast tegelfl För att kunna avskilja de fina partiklarna från rökgaserna pâ effektivt sätt är det andra dammuppsamlingsorganet vidare försett med vätskefilterorgan med ett bubbelbrytande organ för uppdelning av filtrervätskans bubblor till mindre sådana.

Utföringsformer av uppfinningen förklaras närmare i det följande med hänvisning till bifogade ritningar.

Fig. 1 är en sidovy av en med laserstrâle skärande apparat enligt principerna för uppfinningen, fig. 2 är en delvy, som visar frontsidan av maskinen enligt fig. 1 (dess högra del), varvid en del är bortbruten för tydlighetens skull, fig. 3 visar ett snitt i planet III-III i fig. 2 och 1 med delar utlämnade för tydlighetens skull, fig. 4 är ett snitt i planet IV-IV i fig. 2, fig. 5 är en planvy, som uppifrån visar den i fig. 4 visade delen, och fig. 6 är en snittvy av en andra utföringsform av en del av den med laserstràle skärande maskinen motsvarande den i fig. 3 visade övre delen.

Den i fig. 1 visade, med laserstråle skärande apparaten 1 är förbunden med en laserresonator 3, exempelvis en CO2-la- 455 056 serresonator. Laserresonatorn 3 kan vara en kowmersiellt till- gänglig sådan och är anordnad att alstra en laserstràle LB och rikta denna mot apparaten 1 samt är direkt sammanbyggd med baksidan av apparaten i den föredragna utföringsformen.

Det torde emellertid i detta sammanhang observeras, att uppfinningen till sin tillämpning icke är begränsad tillden med laserstràle skärande maskinen 1 enligt fig. 1 utan är tillämp- lig även på andra maskiner. Uppfinningen är sålunda likaledes tillämplig på med plasmabàge skärande maskiner och med låga skärande maskiner exempelvis, även om uppfinningen i det föl- jande beskrives med avseende på den med laserstràle skärande maskinen 1.

Apparaten 1 innefattar ett stativ 5, en ståndare 7, som vertikalt är fäst vid stativet 5, och en överliggande bom 9, som bäres horisontellt över stativet 5 av stândaren 7 pâ fribärande sätt. Stativet 5 har upptill ett arbetsbord 11, på vilket ett arbetsstycke W, exempelvis en metallplàt, pla~ ceras horisontellt för skärning. Den överliggande bommen 9 har vid sin främre ände ett skärhuvudsaggregat 13, som inne- fattar ett spegelaggregat 15, en fokuseringslins 17 och ett munstycke 19. Spegelaggregatet 15 är anordnat att reflektera den från laserresonatorn 3 avgivna laserstrålen LB mot arbets- stycket W genom fokuseringslinsen 17, och munstycket 19 är pla- cerat för att rikta laserstrålen LB mot arbetsstycket W jämte en hjälpgas, ekempelvis syrgas. Den med laserstràle skärande apparaten 1 av ovannämnda konstruktion är sålunda anordnad att mottaga laserstrålen LB från laserresonatorn 3 och till- föra arbetsstycket W laserstrålen LB genom fokuseringslinsen 17 och munstycket 19,såsom visas av pi1en,för skärning av ar- betsstycket.

För frammatning och placering av det arbetsstycke W, som skall skäras, är apparaten 1 försedd med en första vagn 21, som är rörlig horisontellt, samt en andra vagn 23, som håller ett flertal arbetsstycksklämmor 25 och som är glidbart monterad på den första vagnen 21. Den första vagnen 21 är glid- bart monterad på ett par räl 27, som parallellt med varandra är fästa på den övre delen av stativet 5, så att vagnen kan förflyttas mot och från skärningszonen omedelbart under skär- 453 056 huvudsaggregatet 13. Vid den föredragna utföringsformen är när- mare bestämt den första vagnen 21 så anordnad, att den längs översidan av arbetsstycket 11 förflyttas horisontellt av en servomotor 29 medelst en ledarskruv 31 och en mutter 33 för förflyttning av den andra vagnen 23 och arbetsstycks- klämorganet 25 mot och från skärningszonen. Vidare är den andra vagnen 23, som håller arbetsstycksklämorganet 25, monterad på den första vagnen 21, så att den kan förflyttas horison- tellt medelst servomotorer (icke visade) i rät vinkel mot rälen 27. Arbetsstycket W, som gripes av arbetsstycksklämor- ganet 25, kan sålunda framföras på arbetsbordet 11 till ett läge under skärhuvudsaggregatet 13 genom förflyttning av den första och den andra vagnen 21 respektive 23. Vidare kan så- som inses av fackmannen den första och den andra vagnen 21, 23 automatiskt och kontinuerligt förflyttas under numerisk, förprogrammerad styrning.

Vid det ovan beskrivna arrangemanget kan arbetsstycket W skäras medelst laserstrâlen LB, då det är placerat omedel- bart under skärhuvudsaggregatet 13 på arbetsstycksbordet 11 genom den första och den andra vagnen 21, 23. Givetvis riktas den av laserresonatorn 3 alstrade laserstrâlen LB in i skär- ningshuvudaggregatet 13 och nedåt av spegelaggregatet 15 så- som visas medelst pilen och därefter mot arbetstycket W genom fokuseringslinsen 17 och munstycket 19 tillsammans med en hjälpgas, exempelvis syrgas. Vidare alstras, eftersom arbets- stycket W smältes av laserstrâlen LB, så att det skäres eller genomborras, damm av smälta metaller eller slagg, inklusive fina eller små partiklar, tillsammans med heta rökgaser vid arbetsområdet under skärhuvudsaggregatet 13 då arbetsstycket W skäres.

En första dammuppsamlingsenhet 35, se fig. 2 och 3, är anordnad i stativet 5 omedelbart under skärningshuvudagg- regatet 13 för uppsamling av damm av smälta metaller eller slagg och för genomsläppning av rökgaser. Den första dammupp- samlingsenheten 35 har en lâdliknande ram med en bottenplatta 37 och ett par luckor 39 och 41 vid sidorna, så att den kan mottaga de smälta metallerna eller slaggen, inklusive fina partiklar, tillsammans med rökgaserna från arbetsområdet. 5 453 oss Luckorna 39 och 41 är inbördes lika, i det att de var och en är vridbart förbundna med den första dammuppsamlingsenheten 35 medelst ledorgan 43 samt har låsorgan 45. Den ena luckan 41 är emellertid försedd med ett utloppsrör 47, som är ut- skjutande och förbundet med en böjlig slang 49, varjämte luckan på sin insida är försedd med ett skivliknande filtrerorgan 51, fig. 3. Luftfiltrerorganet 51 bäres vertikalt av ett par hållare 53 på luckan 41 på avstånd därifrån, så att de fina partiklar innehållande rökgaserna kan avges därifrån till ut- loppsröret 47. Bottenplattan 37 är vidare på sin övre yta för- sedd med ett eldfast element 55, exempelvis eldfast tegel, så att den kan motstå laserstrålen LB, vilken kan komma från skärhuvudsaggregatet 13 i en nödsituation såsom kommer att framgå av det följande.

Såsom visas i fig. 3 är ett ledningsrör 57 vertikalt anordnat i stativet 5 omedelbart under arbetsområdet, och ledningsrörets 57 nedre ände är förbunden med den första dan -l uppsamlingsenheten 35, så att smälta metaller och rökgaser kan droppa och sändas in däri. Ledningsröret 57 har upptill ett sugorgan 59, som innefattar en första ring 61 och en andra ring 63, vilken är placerad på den första ringen 61 och har ett arbetsstycket understödjande element 65 upptill. Det arbetsstycket understödjande elementet 65 är horisontellt i nivå med arbetsbordets 11 övre sida för att horisontellt bära arbetsstycket W. Ringarna 61 och 63 är så anordnade, att en ringformig luftkammare 67 med en ringformig slits 69 bil- das mellan desamma på sådant sätt, att den ringformiga slit- sen 69 är öppen nedåt. Den ringformiga luftkammaren 67 är för- bunden med en luftkälla (icke visad) genom luftöppning 71 i den första ringen vid den föredragna utföringsformen.

Den rök eller de gaser,somalstras av laserstrålen LB i området för det arbetsstycket understödjande elementet 65 suges sålunda nedåt och in i ledningsröret 59 medelst sugver- kan tillsammans med de smälta metallerna, som innefattar de fina partiklarna, samt sändes därefter in i den första damm- uppsamlingsenheten 35, då luften blåses ut från luftöppningen 71 genom den ringformiga luftkammaren 67 och den ringformiga slitsen 69. 453 056 6 Såsom likaledes visas i fig. 3 är en hink 73 med hand- tag 75 anordnad i den första dammuppsamlingsenheten 35 omedel- bart under ledningsröret 57 för uppsamling av smälta metaller eller slagg. Hinken 73 har vid sin inre botten eldfasta ele- ment 77, exempelvis eldfast tegel, så att den kan motstå laser- strâlen LB, som kommer från skärhuvudsaggregatet 13 genom led- ningsröret 57 under skärningsoperationerna. Vidare är ett stopp 79 fäst vid den första dammuppsamlingsenhetens 35 bottenplatta 37, så att hinken 73 i kontakt med detta kan placeras under arbetsområdet. De smälta metallerna eller slagget faller så- lunda ned i och uppsamlas i hinken 73 från ledningsröret 57, och hinken 73 kan dragas ut genom luckan 39 medelst handtag 75 för uttagning av de smälta metallerna eller slagget.

Vid det ovan beskrivna arrangemanget suges och införes de smälta metaller eller det slagg och de fina partiklar och de rökgaser, som alstras vid arbetsområdet omedelbart under skärhuvudsaggregatet 13, in i den första dammuppsamlingsen- heten 35 genom sugorganet 59 och ledningsröret 57. De smälta metallerna eller slagget faller sålunda ned i och uppsamlas i hinken 73 i den första dammuppsamlingsenheten 35, då detta material föres in i enheten tillsammans med rökgaserna. De fina partiklar och de rökgaser, som föres in i den första damm- uppsamlingsenheten 35, föres vidare in i den böjliga slangen 49 genom luftfiltrerorganet 51 och utloppsröret 47 såsom kom- mer att framgå av det följande. Givetvis uppsamlas de större av de fina partiklarna av luftfiltrerorganet 51, och endast mindre partiklar föres genom detta och in i den böjliga slang- en 49 tillsammans med rökgaserna. 7 Den första dammuppsamlingsenheten 35, se fig. 2, 4 och 5, är genom en böjlig slang 49 förbunden med en andra dammupp- samlingsenhet 79-för avskiljning eller eliminering av de fina partiklarna från rökgaserna samt för kylning av dessa. Den and- ra dammuppsamlingsenheten 79 är framställd av en tank 81 av trumliknande form vid den föredragna utföringsformen samt är anordnad nära den första dammuppsamlingsenheten 35 vid sta- tivets 5 främre ände.

Vid den föredragna utföringsformen har den andra damm- uppsamlingsenheten 79 vid sin yttre botten ett par parallella, I» 453 056 långsträckta slidelement 83 och 85 med flänsar 83F respektive 85F och bäres av slidelementen 83 och 85 på ett lângsträckt stödelement 87 av C-formigt tvärsnitt och horisontellt anord- nat vid en del av stativet 5. Närmare bestämt skjuter slid- elementens 83 och 85 flänsar 83F och 85F horisontellt in mot varandra, och den andra dammuppsamlingsenheten 79 är glid- bart monterad på stödelementet 87 på sådant sätt, att flän- sarna 83F och 85F sträcker sig under stödelementet 87. För lås- ning av den andra dammuppsamlingsenheten 79 på stödelementet 87 hålles låselement med en hävarm 91 roterbart av en tapp 93, vilken är skruvad vid undersidan av stödelementet 87, me- dan stoppelement 95 och 97 är fästa vid flänsens 83F övre yta och stödelementets 87 undersida. Lâselementet 89 är anordnat att roteras kring tappen 93 medelst hävarmen 91 ovanför slid- elementens 83 och 85 flänsar 83P'och 85F och att skjutasxnot flän- sarna för låsning av den andra dammuppsamlingsenheten 79. Stopp- elementet 97 är utformat med en med klack försedd del (icke visad), på vilken hävarmen 91 kan bringas att rida i höjt till- stånd för att eftergivligt skjuta låselementet 89 mot slidele- mentens 83 och 85 flänsar 83F och 85F. Arrangemanget är sålun- da sâdant, att den andra dammuppsamlingsenheten 79 låses på stödelementet 87, då låselementet 89 hålles nedpressat mot slidelementens 83 och 85 flänsar 83F och 85F i beröring med stoppelementet 97 medelst hävarmen 91, som rider på stoppele- mentets 89 klackdel. Givetvis kan den andra dammuppsamlingsen- heten 79 frigöras från låselementet 89, då hävarmen 91 böjes ytterligare och vrides under stoppelementet 97 och ur beröring med detta.

Såsom framgår av fig. 4 har den andra dammuppsamlings- enheten 79 upptill ett lock 99 och ett flertal låsorgan 101 för låsning av locket 99 samt är den vid sin nedre del fylld med en filtrervätska F, exempelvis vatten,såsom filtrermedium. Den andra dammuppsamlingsenheten 79 är vidare försedd med en kanal 103, som är förbunden med den böjliga slang 49, som leder från den första dammuppsamlingsenheten 35, och är vertikalt anord- nad genom locket 99 på sådant sätt, att den sträcker sig ned- åt och in i filtrervätskan F samt når till i närheten av dess botten. De rökgaser, som innehåller de fina partiklarna, vilka 453 056 v kommer från den första dammuppsamlingsenheten 35 genom den böj- liga slangen 49, går sålunda vidare in i filtrervätskan F genom kanalen 103 och stiger därefter såsom bubblor genom filtrervät- skan F såsom beskrives nedan. Det är tydligt, att rökgaser, som kommer in i den andra dammuppsamlingsenheten 79 från den första dammuppsamlingsenheten 35, filtreras och kyles av filt- rervätskan F, liksom att de fina partiklar, som rökgaserna innehåller, avskiljes från rökgaserna av filtrervätskan F.

Såsom likaledes framgår av fig. 4 är den andra damm- uppsamlingsenheten 79 vidare försedd med ett bubbelbrytande organ 105 och ett fuktavskiljande organ 107 med ett flertal virvelpassager 109. Det bubbelbrytande organet 105 är en skiv- liknande platta med ett antal små häl och är horisontellt an- ordnat i filtrervätskan F vid den nedre inre delen av den andra dammuppsamlingsenheten 79 för sönderbrytande av rökgasbubblor- na till mindre bubblor. Närmare bestämt är det bubbelbrytande organet 105 så konstruerat, att de rökgasbubblor, som sänts in i filtrervätskan F från kanalen 103, kan passera genom den- na och röra sig uppåt, sedan de brutits sönder i mindre bubblor.

Det fuktavskiljande organet 107 består av en skivliknande plat- ta och är horisontellt anordnat ovanför filtrervätskan F, var- jämte virvelpassagerna 109 är anordnade på det fuktavskiljande organets 107 övre yta på sådant sätt, att de rökgaser, som kommer från filtrervätskan F, kan passera därigenom och röra sig uppåt. Det fuktavskiljande organet 107 är så anordnat, att fukten i de rökgaser, som kommer från filtrervätskan F, utfäl- les och avskiljes från rökgaserna i virvelpassagerna 109, då rökgaserna passerar genom dessa. Ett betraktningsfönster 110 är anordnat för iakttagande av filtrervätskans F status. Det är sålunda tydligt, att de rökgaser, som införes i den andra dammuppsamlingsenheten 79, först kyles av filtrervätskan F och därefter avskiljes från fukten från filtrervätskan F av det fuktavskiljande organet 107, varjämte de fina partiklarna avskiljes från rökgaserna av filtrervätskan F.

Såsom framgår av fig. 4 och 5 är för avgivning av rök- gaserna till atmosfären den andra dammuppsamlingsenheten 79 vid sin övre del försedd med ett avgasutlopp 111, som genom en böjlig slang 113 är förbundet med en vakuumpump 115. Vid 9 453 oss den föredragna utföringsformen är vakuumpumpen 115 monterad på ett motorstativ 117, som är fäst vid en del av stativet 5, så att den medelst en rem 221 kan drivas av en motor 119, vilken är monterad på motorstativet 117. Vid detta arrangemang kommer rökgaserna i den andra dammsamlingsenheten 79, då vakuum- pumpen 115 drives av motorn 119, att insugas i vakuumpumpen 115 genom avgasutloppet 111 och den böjliga slangen 113 för att avges till atmosfären. Såsom inses suges rökgaserna kon- tinuerligt och på säkert sätt av vakuumpumpen 115, så att de kan transporteras från den första dammuppsamlingsenheten 35 till den andra dammuppsamlingsenheten 79 och passera genom filtrervätskan F däri, eftersom vakuumpumpen 115 arbetar kon- tinuerligt och sänker trycket i den andra dammuppsamlingsen- heten 35.

Fig. 6 visar en andra utföringsform av den del, som mot- svarar den övre delen, nämligen den i fig. 3 visade första dammuppsamlingsenhetens 35 sugorgan 59. Den andra utförings- formen är mer eller mindre liknande den i fig. 3 visade första utföringsformen till konstruktion och funktion, var- för de element, som är gemensamma med den första utföringsfor- men har samma hänvisningssiffror och icke beskrives. Vid den andra utföringsformen är en andra ring 123, som är anbragt vid arbetsstycksbordet 11 och motsvarar den i fig. 3 visade andra ringen 63, försedd med en trattliknande, konvergent del 125 och har den en gänga vid sin nedre, inre del. Å andra sidan är en första ring 127, som motsvarar den i fig. 3 visade första ringen 61, försedd med en övre, konvergent del 129 liknande den andra ringens 63 konvergenta del 125, en rak mellandel 131 av mindre diameter samt en nedre, divergent del 133. Vidare är den första ringen 127 justerbart i ingrepp med den andra ringen 123 medelst gängan på sådant sätt, att en ringformig slits 135 bildas mellan ringarna och så att ett venturi-rör bildas. Med detta arrangemang kan den ringformiga slitsen 135 justeras för åstadkommande av den bästa betingelsen för erhål- lande av en venturi~sugeffekt, så att rökgaserna tillsammans med de smälta metallerna eller slagget och de fina partiklarna suges in i den första dammuppsamlingsenheten 35.

De beskrivna utföringsformerna av uppfinningen kan på många sätt modifieras och varieras inom ramen för denna.

Claims (6)

453 056 10 PATENTKRAV
1. l. Apparat (1) för skärning av ett arbetsstycke (W) med värmeenergi, exempelvis laserstrålning, k ä n n e t e c k - n a d av en första filterkanunare (35), i vilken en hink (73) och ett luftfilter (51) är anordnade under arbetsområdet, av en andra filterkammare (79) i förbindelse med den första fil- terkammaren (35) och försedd med ett vätskefílter (81, F) samt förbunden med en vakuumpump (115), varjämte organ (49) är anordnade för införande av rökgaser i vätskefiltret (81, F) från den första filterkammaren (35), genom luftfiltret (51).
2. 2. Apparat enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av en suganordning (59) mellan arbetsläget och den första filterkammaren (35), vilken suganordning (59) är anordnad att insuga rökgaserna i den första filterkammaren (35).
3. 3. Apparat enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att suganordningen (59) innefattar ett venturirör (123, 127. 135).
4. 4. Apparat enligt något av de föregående patentkraven, k ä nrme t e<:k n a d av att den första filterkammaren (35) erbjuder en hjälpbädd för slagg på dess botten (37).
5. 5. Apparat enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att de i vätskefiltret (Bl, F) in- förda rökgaserna går uppåt såsom bubblor genom filtrervätskan (F) och av att den andra filterkammaren (79) erbjuder en bubbelbrytande anordning (105) för uppdelning av bubblorna i mindre bubblor.
6. 6. Apparat enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att den andra filterkanunaren (79) erbjuder en fuktavskiljare (l07) för utfällning av fukt från gaser. M 01,,