SU1299732A1 - Горелка дл дуговой сварки - Google Patents

Abstract

. Изобретение относитс  к оборудованию дл  плазменной резки металлов. Цель изобретени  - повышение срока службы и мощности горелки. Электрододержа- тель 1 горелки и система охлаждени  сопла 5 выполнены в виде тепловых труб, на внутренней поверхности которых расположен капилл рно-пористый материал соответственно 2 и 7, пропитанный легкоиспа (Л to QD СО оо N5 фуг. 7

Description

р ющимс  теплоносителем. На наружной поверхности медного электрододержател  выполнены винтовые каналы дл  прохода охлаждающего воздуха. Проход  по винтовым каналам, воздух выдувает и стабилизирует

Изобретение относитс  к оборудованию дл  плазменной обработки, в частности резки металлов.

Целью изобретени   вл етс  повышение срока службы и мвщности горелки.

На фиг. 1 показана горелка, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Горелка содержит полый герметичный электрододержатель 1, выполненный в виде тепловой трубы. Корпус электрододержател  1 выполнен из медного сплава, а на его внутренней поверхности расположена капилл рно-пориста  облицовка 2, пропитанна  легкоиспарающимс  теплоносителем , в качестве которого использован калий. В электрододержателе 1 закреплен электрод 3 с активной вставкой 4 из тугоплавкого материала, например циркони . Горелка имеет сопло 5, снабженное рубашкой охлаждени , выполненной в виде тепловой трубы 6, охватывающей электрододержатель 1. Корпус тепловой трубы 6 выполнен из алюминиевого сплава и имеет оксидированное покрытие, пропитанное кремнийор- ганическим лаком. Внутри теплова  труба 6 облицована капилл рно-пористым материалом 7, пропитанным легкоиспар ющимс  теплоносителем, в качестве которого использована дистиллированна  вода. Гайкой 8 сопло 5 крепитс  к тепловой трубе 6. В камерах тепловых труб имеетс  жидкий теплоноситель. На наружной поверхности корпуса электрододержател  1 выполнены винтовые многозаходные каналы 9 дл  прохода охлаждающего воздуха. Поперечное сечение каналов 9 выполнено овальным дл  изменени  турбулентности струи воздуха в каналах. Тепловые трубы 1 и 6 электрически изолированы одна от другой слоем кремнийорганического лака. Теплоотвод от камер конденсации жидкометаллическо- го теплоносител  осуществл етс  воздухом, который поступает по винтовым многозаход- ным каналам к электроду и соплу дл  выдувани , обжати  и вихревой стабилизации дуги. Использование тепловых труб позволит значительно увеличить теплообмен при обеспечении компактности горелки.

дугу, а также охлаждает камеры конденсации тепловых труб. Этим обеспечиваетс  интенсивный теплообмен, что обеспечивает увеличение электрической мощности горелки . 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

В св зи с тем, что внутренн   теплова  труба находитс  в худших услови х по теплообмену с внешней средой, то в качестве материала дл  нее вз та медь, а теплоносителем  вл етс  металлический калий. Жидкометаллический теплоноситель калий  вл етс  единственным компонентом, способным охлаждать электрод. Высока  теплопроводность и теплоемкость жидкого кали  позвол ет при его малом объеме в испарительной камере снимать большое количество тепла с единицы поверхности и быстро отдавать его в конденсационной камере. Среди возможных металлических теплоносителей калий выбран в св зи с тем, что его температура кипени  (760°С) значительно ниже температуры плавлени  меди (1083°С).

Наружна  теплова  труба выполнена из алюмини , а в качестве теплоносител  примен етс  дистиллированна  вода. Вода имеет удовлетворительные показатели теплообмена . Алюминий выбран в качестве материала тепловой трубы потому, что поддаетс  оксидированию. В св зи с тем, что наружна  теплова  труба имеет большую поверхность теплообмена по сравнению с внутренней , то алюминий при его малом удельном весе  вл етс  наиболее предпочтительным материалом. Оксидированный слой на поверхности алюмини  (толщиной 100; - 200 мкм) обеспечивает высокие электроизол ционные свойства при малых размерах. Дл  придани  высокой механической прочности оксидированный слой покрываетс  теплостойким кремнийорганическим лаком.

Воздух выбран в качестве охлаждающей среды дл  теплоотвода от камер конденсации тепловых труб в св зи с тем, что при вдувании его по винтовым каналам, выполненным на поверхности внутренней тепловой трубы, он позвол ет обеспечить наиболее простую стабилизацию дуги, котора  возможна только при газовой стабилизации. При такой стабилизации наружный слой рабочего плазмообразую- щего газа, омыва  стенки столба дуги, сжимает его. Наибольшее обжатие дуги достигаетс  при вихревой ее стабилизации.

Горелка работает следующим образом.

При зажигании дежурной дуги воздух подаетс  по винтовым каналам 11 внутренней тепловой трубы электрододержате- л  1, выдувает и стабилизирует столб дуги. В это врем  происходит разогрев сопла 5 и анода электрода 3 и тепло передаетс  пропорционально коэффициенту теплопроводности металлов к камерам 9 и 10, заполненным теплоносител ми. В результате этого пары теплоносител  перемещаютс  из зоны испарени  по капилл рно-пористому материалу в зону конденсации. В зоне конденсации пары конденсируютс  и по капилл рным трубкам поступают снова в испарительную камеру. В камерах конденсации происходит интенсивный отбор тепла ее стенками, а от стенок камер тепло отбираетс  воздухом и по винтовым каналам 11 выходит из плазмотрона, стабилизиру  столб дуги. В данном случае происходит повышение КПД сжатого столба дуги, поскольку стабилизаци  столба дуги осуществл етс  разогретым в горелке воздухом, тогда как в известных способах воздух охлаждает поверхностный слой столба дуги. Такое конструктивное выполнение горелки позвол ет обеспечить оптимальный тепловой режим в зоне конденсации тепловых труб при посто нной подаче воздуха по известным параметрам поддержани  работы дуги.

За счет повыщени  интенсивности теплообмена обеспечиваетс  возможность увеличени  электрической мощности по сравнению с горелками воздушного охлаждени . Разработанна  горелка позвол ет повысить производительность резки до уровн  водо0

5

0

5

охлаждаемых плазмотронов при значительно меньщих габаритах и весе. В услови х эксплуатации при отрицательной температуре горелка с автономным охлаждением имеет существенное преимущество по сравнению не только с горелками воздушного охлаждени , но и с водоохлаждаемыми горелками .

Claims (2)

1. Горелка дл  дуговой сварки неплав щимс  электродом в среде защитных газов, содержаща  полый герметичный электрододержатель, выполненный в виде тепловой трубы с облицовкой из капилл рно-пористого материала, пропитанного металлическим теплоносителем, а также сопло, отличающа с  тем, что, с целью повышени  срока службы и мощности горелки, сопло горелки снабжено рубащкой охлаждени , выполненной в виде охватывающей электрододержатель тепловой трубы с корпусом из алюминиевого сплава с оксидированным покрытием, пропитанным кремний- органическим лаком, и облицованным изнутри капилл рно-пористым материалом, пропитанным легкоиспар ющимс  теплоносителем , электрододержатель выполнен из медного сплава с винтовыми многоза- ходными каналами дл  прохода охлаждающего воздуха на его наружной поверхности, а его капилл рно-пориста  облицовка расположена на внутренней поверхности.

2. Горелка по п. 1, отличающа с  тем, что поперечное сечение винтовых каналов выполнено овальным.

ВНИИПИЗаказ 812/11Тираж 976Подписное

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Фиг. 2