SE457843B - Plasmabaagbraennare utformad saa att den kan arbeta antingen enligt saettet med oeverfoerd baage eller enligt saettet med icke oeverfoerd baage - Google Patents

Description

457 843 genom gasvirvelgeneratorn, och till en fästpunkt på den främre elektroden. båge.

Vid den andra typen används arbetssättet med Överförd Vid denna typ av plasmagenerator är ett kollimeringsmunstycke monterat koaxiellt i linje med den bakre elektroden och virvel- generatorn. Vid detta arbetssätt sträcker sig den elektriska bàgen mellan den bakre elektroden och ett yttre arbetsstycke som är under bearbetning, efter att ha passerat genom kollimeringsmunstycket.

Generatorer med överförd båge finns t.ex. beskrivna i de ameri- kanska patentskrifterna 3 194 941 och 3 818 174. De två arbets- sätten har fördelar inom sina valda tillämpningsomràden.

I den amerikanska patentansökan 460 062 ingiven den 21 januari 1983, beskrivs olika förbättringar avseende plasmabàgbrännare, omfattande en brännare som kan drivas såväl enligt arbetssättet med Överförd båge som enligt arbetssättet med icke överförd båge, se särskilt beskrivningen sid. 26-29 och fig. 71-77. fig. 72 en förbättrad främre Ansökan visar även i elektrod som kan hopmonteras med det Denna brännare har då och då hänvisats till som en konvertibel brännare. Den häri beskrivna brännaren avser en sådan konvertibel brännartyp som beskrivs i ansökan 460 062. beskrivna brännaraggregatet.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en plasmabågbrännare som lätt kan konverteras från arbetssättet med överförd båge till arbetssättet med icke Överförd båge på den plats där brännaren används.

Detta och andra syften med uppfinningen kommer att framgå mera klart av följande detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen.

Ovannämnda syften med uppfinningen uppfylls genom konstruerande av en plasmabrännare med brännaren innefattande: en rörformig bakre husdel; en cylindrisk bakre elektrod, som är monterad koaxiellt till den bakre husdelen och består av en rörformig kropp av metall med en sluten inre ände och en öppen yttre ände; ett ringformigt virvel- genereringsorgan, som är monterat koaxiellt till den bakre hus- delen och invid den yttre änden av den bakre elektroden för gene- rering av ett virvelflöde av en gas; ett lösgörbart monterings- organ, som är fast monterat vid den bakre husdelen; ett elektrod- aggregat, som har en genomgående rörformig 457 843 borrning och omfattar organ för lösgörbart ingrepp med monte- ringsorganet för lösgörbar montering av elektrodaggregatet vid den bakre husdelen i arbetsläge koaxiellt i linje med den bakre elektroden och virvelgenereringsorganet och så att borrningen hos elektrodaggregatet är lämplig för att tjäna som fästpunkt för en elektrisk båge som sträcker sig från den bakre elektro- den och genom virvelgenereringsorganet till borrningen, och ett kollimeringsmunstyckeaggregat, som har en genomgående rörformig borrning och omfattar organ för lösgörbart ingrepp med monteringsorganet för lösgörbar montering av kollimerings- munstyckeaggregatet vid den bakre husdelen i arbetsläge ko- axiellt i linje med den bakre elektroden och virvelgenererings- organet, och så att kollimeringsmunstyckeaggregatet är lämpligt för att tjäna som kollimeringsmunstycke för en elektrisk båge som sträcker sig från den bakre elektroden och genom virvelge- nereringsorganet och genom borrningen hos kollímeringsmunstycke- aggregatet till en yttre fästpunkt, och varigenom antingen elek- trodaggregatet eller kollimeringsmunstyckeaggregatet kan mon- teras medelst monteringsorganet vid den bakre husdelen så att brännaren kan arbeta enligt sättet med icke Överförd båge då elektrodaggregatet är monterat vid den bakre husdelen eller en- ligt sättet med Överförd båge då kollimeríngsmunstyckeaggregatet är monterat vid den bakre husdelen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, pá vilken fig. 1a visar en perspektivvy av en plasmabàg- brännare enligt föreliggande uppfinning som är utformad för att arbeta enligt arbetssättet med icke överförd båge, fig. 1b visar en förstorad snittvy av brännaren i fig. 1a, fig. 2 visar en snittvy av en del av elektrodaggregatet innefattande den främre elektroden och tillhörande yttre hylsa, fig. 3 visar en snittvy av kollimerings- munstyckeaggregatet innefattande kollimatorn och tillhörande yttre hylsa, fig. 4 visar en snittvy av den bakre elektroden och gasvirvel- generatorn, vilka är förbundna med varandra genom gängor, och fig. 5 visar en snittvy av virvelgeneratorn tagen längs linjen 5-5 i fig. 4 för illustration av vinklarna för gasöppníngarna i genera- torn. 457 843 I fig. 1a och 1b visas en plasmabàgbrännare 10 enligt föreliggande uppfinning som är utformad för att arbeta enligt arbetssättet med icke Överförd båge. Brännaren innefattar en rörformig bakre husdel 24 och en cylindrísk bakre elektrod 30 som är monterad koaxiellt inuti den bakre husdelen 24. Elektroden 30 består av ett rörformigt metallorgan med en tillsluten inre ände och en öppen yttre ände.

En ringformig gasvirvelgenerator 28 är genom gängförbindning mon- terad pà den yttre änden av elektroden 30 (se fíg. 4), och sålunda är generatorn även monterad inuti den bakre husdelen 24. Virvel- generatorn 28 innefattar ett flertal tangentiellt riktade öppningar (se fig. 5), och den är anordnad att motta tryckgas via en gastill- förselkanal som sträcker sig genom brännaren och som omfattar ett gastillförselrör 34. Vid passage inåt genom öppningarna i generatorn, genereras ett virvelflöde av gas pá grund av den tangentiella orien- teringen av öppningarna. Generatorn är anordnad koaxiellt i linje med den bakre elektroden 30.

Den bakre husdelen 24 har även en däri koaxiellt monterad rörformig hylsa 26 som har en invändigt gängad främre ände.

Såsom kommer att framgå av det följande tjänar denna gängade främre ände som ett lösgörbart monteringsorgan för selektiv montering antingen av elek- trodaggregatet 12 eller av kollimeringsmunstyckeaggregatet 31.

Såsom den är utformad i fíg. aggregatet 12 1a och 1b uppbär brännaren 10 elektrod- , vilket omfattar en rörformig främre elektrod 14 av metall med en genomgående borrning och en yttre hylsa 16 som är fäst vid den främre elektroden genom svetsning eller liknande vid den vänstra änden sàsom framgår av fíg. 2. Hylsan 16 sträcker sig axiellt längs åtminstone den större delen av den främre elektrodens 14 axiella längd och på något avstånd från den senare i och för avgränsande av en spalt 22 mellan desamma. Elektrodaggregatet inne- fattar dessutom yttre gängor på hylsan 16 som är anordnade för lös- görbart ingrepp med de yttre gängorna på hylsan 26 för lösgörbar montering av elektrodaggregatet vid den bakre husdelen vid det arbetsläge som visas i fig. 1a och 1b. Närmare bestämt är den främre elektroden 14 belägen koaxiellt i linje med den bakre elektroden 30 och virvelgeneratorn 28, och så att borrningen i den främre 457 843 elektroden 14 är lämplig att tjäna som en fästpunkt för en elektrisk bàge som sträcker sig från den bakre elektroden 30 och genom virvel- generatorn 28 till borrningen i den främre elektroden 14. Elektrod- aggregatet omfattar vidare en främre rörformig husdel 20 som är anordnad att koaxiellt passa ihop med den bekre husdelen och med en fläns pà den främre änden av elektroden 14 i arbetsläget för elektrodaggregatet.

Brännarep 10 innefattar dessutom ett kollimeringsmunstyckeaggregat 31 som bäst syns i fig. 3, och som innefattar ett rörformigt mun- stycke 32 med en genomgående borrning och en yttre hylsa 34 som är fäst vid munstycket genom svetsning eller liknande vid den vänstra änden såsom framgår av fig. 3 och medelst tappar 18 vid den andra änden. Hylsan 34 sträcker sig axiellt längs åtminstone den större delen av munstyckets 32 axiella längd och på något avstånd från den senare för avgränsande av en spalt däremellan. Den yttre hylsan 34 omfattar en yttre gänga som är anordnad att lösgörbart ingripa med gängorna hos hylsan 26 för lösgörbar montering av kollimerings- munstyckeaggregatet vid den bakre husdelen då elektrodaggregatet 12 är avlägsnat. I sitt arbetsläge är kollimeringsmunstyckeaggre- gatet beläget koaxiellt i linje med den bakre elektroden och virvel- generatorn, och sá att kollimeringsmunstyckeaggregatet är lämpligt för att tjäna som ett kollimeringsmunstycke för en elektrisk båge som sträcker sig från den bakre elektroden 30, genom virvelgenera-- torn 28, och även genom borrningen i munstycket 32 till en yttre fästpunkt.

Av det ovanstående framgår att antingen elektrodaggregatet 12 eller kollimeringsmunstyckeaggregatet 31 kan monteras medelst den gängade förbindningen mellan hylsan 26 och den yttre hylsan hos respektive aggregat, så att brännaren kan arbeta enligt arbetssättet med icke överförd båge då elektrodaggregatet är monterat vid den bakre hus- delen eller enligt arbetssättet med Överförd båge dä kollimerings- munstyckeaggregatet är monterat vid den bakre husdelen. Brännaren enligt föreliggande uppfinning innefattar vidare kylkanalorgan för riktande av kylmedel, företrädesvis vatten, längs var och en av den bakre elektroden och den främre elektroden för avlägsnande av värme därifrån. Såsom visas omfattar denna kylmedelskanal ett vatten- 457 843 inloppsrör 44 genom vilket vattnet riktas längs den yttre ytan av den bakre elektroden 30 längs kanalen 40 och därefter längs spalten 22 som är utbildad mellan den främre elektroden 14 och den yttre hylsan 16. Kylmedlet passerar sedan bakåt till utloppsröret 36.

Inloppsröret 44 är företrädesvis av metall och tjänar för att leda den nödvändiga elektriska effekten till den bákre elektroden 30.

Då kollimeríngsmunstyckeaggregatet är hopmonterat med den bakre husdelen, kommer kylmedlet att passera genom spalten mellan mun- stycket 32 och den yttre hylsan 34 på liknande sätt.

Den främre elektrodens 14 främre borrning kan omfatta en förstorad koppformad främre änddel 14a såsom bäst syns i fig. 2. Det har visat sig att den koppformade främre änddelen är önskvärd genom att genom lämplig koordination av effektnivàn och volymen av den gas som inträder i virvelgeneratorn den båge som sträcker sig fràn den bakre elektroden 30 kan fàs att fästa vid den framåtriktade ansatsen hos den förstorade borrningsdelen 14a. Detta resulterar i att den erosion som förorsakas av fästpunkten utbreder sig axiellt till vänster såsom framgår av fig. 2 och icke radiellt elektroden. sevärt ökas. genom väggen av Ett resultat av detta är att elektrodens livslängd av- Av ritningen framgår att elektrodaggregatet 12 har en axiell längd som är avsevärt större än kollimeringsmunstycke- aggregatets 31 längd, vilket förklarar användningen av den rörformiga främre husdelen 20 tillsammans med elektrodaggregatet men icke tillsammans med kollímeringsmunstyckeaggregatet.

Brännaren enligt föreliggande uppfinning kan ha olika storlek beroende pà effektbehovet. Till exempel kan brännaren enligt före- liggande uppfinning typiskt ha en effektkapacitet mellan 60-150 kW.

Claims (11)

457 843 P a t e n t k r a v

1. Plasmabàgbrännare, k ä n n e t e c k n a d a v att den är utformad sà att den kan arbeta antingen enligt sättet med Överförd båge eller enligt sättet med icke Överförd båge och innefattar: en rörformig bakre husdel (24); en cylindrisk bakre elektrod (30), som är monterad koaxiellt till den bakre husdelen och består av en rörformig kropp av metall med en slu- ten inre ände och en öppen yttre ände; ett ringformigt virvel- genereringsorgan (28), som är monterat koaxiellt till den bakre husdelen och invid den yttre änden av den bakre elektroden för generering av ett virvelflöde av en gas; ett lösgörbart mon- teringsorgan (26), som är fast monterat vid den bakre husdelen; ett elektrodaggregat (12), som har en genomgående rörformig borrning och omfattar organ för lösgörbart ingrepp med monte- ringsorganet för lösgörbar montering av elektrodaggregatet vid den bakre husdelen i arbetsläge koaxiellt i linje med den bakre elektroden och virvelgenereringsorganet och så att borrningen hos elektrodaggregatet är lämplig för att tjäna som fästpunkt för en elektrisk båge som sträcker sig från den bakre elektro- den och genom virvelgenereringsorganet till borrningen, och ett kollimeringsmunstyckeaggregat (31), som har en genomgående rörformig borrning och omfattar organ för lösgörbart ingrepp med monteringsorganet för lösgörbar montering av kollimerings- munstyckeaggregatet vid den bakre husdelen i arbetsläge ko- axiellt i linje med den bakre elektroden och virvelgenererings- organet, och så att kollimeringsmunstyckeaggregatet är lämpligt för att tjäna som kollimeringsmunstycke för en elektrisk båge som sträcker sig från den bakre elektroden och genom virvelge- nereringsorganet och genom borrningen hos kollimeringsmunstycke- aggregatet till en yttre fästpunkt, och varigenom antingen elek- trodaggregatet eller kollimeringsmunstyckeaggregatet kan mon- teras medelst monteringsorganet vid den bakre husdelen så att brännaren kan arbeta enligt sättet med icke överförd båge då elektrodaggregatet är monterat vid den bakre hnsdelen eller en- ligt sättet med Överförd båge då kollimeringsmunstyckeaggregatet är monterat vid den bakre husdelen. 457 843

2. Brännare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att elektrodaggregatet innefattar en rörformig främre elek-1 trod (14) av metall som avgränsar borrningen och en yttre hyl- sa (16) som är fäst vid den främre elektroden och sträcker sig axiellt längs åtminstone större delen av elektrodens axiella längd och på något avstånd från den senare.

3. Brännare enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d att elektrodaggregatet vidare innefattar en rörformig främ- re husdel anpassad för att passa ihop med den bakre husdelen i arbetsläget för elektrodaggregatet.

4. Brännare enligt patentkravet 3, k ä a v av n n e t e c kín a d att borrningen hos den främre elektroden har en förstorad, koppformad främre änddel (14a).

5. aV Brännare enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d att det lösgörbara monteringsorganet består av ett rörfor- migt organ (26) med en gängad änddel, och att organet för lös- görbar montering av elektrodaggregatet vid den bakre husdelen består av en på den yttre hylsan (16) utformad därmed hoppas- sande gänga.

6. âV Brännare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d att kollimeringsmunstyckeaggregatet innefattar ett rörfor- migt munstycke (32) som avgränsar borrningen och en yttre hylsa (34) som är fäst vid munstycket och sträcker sig axiellt längs åtminstone större delen av munstyckets axíella längd på något avstånd från det senare.

7. Brännare enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d att det lösgörbara monteringsorganet innefattar ett rör- formigt organ (26) med en gängad änddel, av och att organet för lösgörbar montering av kol1imeringsmunstyckeorganet består av en på den yttre hylsan (34) därmed utformad hoppassande gänga.

8. Brännare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att elektrodaggregatet har en axiell längd som är väsent- ligt större än kollimeringsmunstyckeaggregatets axiella längd.

9. Brännare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d att den bakre husdelen vidare innefattar gaskanalorgan för tillförsel av tryckgas till virvelgenereringsorganet.

10. Brännare enligt patentkravet 1, BV k ä n n e t e c kfn a d a v att den bakre husdelen vidare innefattar ky lkanalorgan, 457 845 och att vart och ett av elektrodaggregatet och kollimeringsmun- styckeaggregatet omfattar kylkanalorgan vilka är konstruerade och anordnade för att kommunicera med kylkanalorganen hos den bakre husdelen då respektive aggregat är hopmonterat därmed.

11. Brännare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att elektrodaggregatet innefattar en rörformig främre elek- trod (14) av metall som avgränsar borrningen hos detsamma och en yttre hylsa (16) som är fäst vid den främre elektroden och sträcker sig axiellt längs åtminstone större delen av elektro- dens axiella längd pá något avstånd från den senare, att kolli- meringsmunstyckeaggregatet innefattar ett rörformígt munstycke (32) som avgränsar borrningen hos detsamma och en yttre hylsa (34) som är fäst vid munstycket och sträcker sig axiellt längs åtminstone större delen av munstyckets axiella längd på något avstånd från det senare, och att den bakre husdelen vidare in- nefattar kylkanalorgan samt vart och ett av elektrodaggregatet och kollimeringsmunstyckeaggregatet omfattar kylkanalorgan vilka är konstruerade och anordnade för att kommunicera med kylkanal- organen hos den bakre husdelen då respektive aggregat är hop- monterat därmed, och så att ett kylmedel är lämpligt för att strömma axiellt längs utrymmet mellan den främre elektroden (14) och hylsan (16) då elektrodaggregatet är monterat vid den bak- re husdelen eller axiellt längs utrymmet mellan munstycket (32) och hylsan (34) då kollimeringsmunstyckeaggregatet är monterat vid den bakre husdelen.