SU1756063A1 - Плазмотрон - Google Patents

Abstract

Использование: низкотемпературные плазменные устройства, механизированна  и ручна  плазменна  резка, сварка, напыление , наплавка. Сущность изобретени : плазмотрон содержит сопловый узел 1, электрододержатель 2 с проточками 3, сое2 диненныМи с подвод щими 4 и отвод щими 5воду коммуникаци ми. Плазмотрон имеет изолирующий корпус 6- с каналами 7 дл  подвода воды в контур охлаждени  соплового узла и ее отвода. Изолирующий элемент 9 размещен между изол ирующим корпусом 6и кожухом 8, На наружной поверхности кожуха 8 выполнены выточки 10, образующие полости 11. Конструкци  плазмотрона обеспечивает как надежзну б подачу и отвод охлаждающей воды, так и надежный запуск плазмотрона вследствие установки изолирующего элемента, исключающего пробой зазора между электрододержате ем и кожухом через водоподвод щие отверсти  в изолирующем корпусе. 3 з п, ф-лы, 2 ил. 6 & (Л С -д ел о а о Сл Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к плазменной обработке материалов, в частности к низкотемпературным плазменным устройствам, и может быть использовано при механизированной и ручной плазменной резке, сварке , напылении и других видах обработки материалов.

Известна горелка дл  плазменной резки , содержаща  изол  тор с закрепленными на нем наружными и внутренними соплами, электродом, установленным в электродо- держателе, и крышкой камеры дл  охлаждающей среды. При этом в стенке изол тора выполнено отверстие, соедин ющее камеру с полостью между внутренним и наружным соплами.

Система охлаждени  горелки работает следующим образом.

Охладитель из камеры через отверстие в изол торе вытекает в полость и далее в зону резки. Така  система называетс  разомкнутой и имеет р д сущестбенных недостатков: безвозвратна  потер  Ъхладител  и неконтролируемое его воздействие на зону плазменно-дуговой обработки, что может приводить к закалке кромок реза и короблению обрабатываемой детали.

Известен плазмотрон, который содержит стационарную часть с каналами дл  плазмообразующей и охлаждающей сред и сменную часть, содержащую водоохлажда- емый электрододержатель с электродом, .изолирующий корпус, сопловой узел и кожух . В телеэлектрододержател  выпдлнены каналы дл  подачи плазмообразующего газа в сопловуй) камеру, дл  вывода охла ждающей воды из сменной части, дл  прохода охлаждающей воды к электрбду и в контур охлаждени  соплового узла. Дл  прохода охлаждающей воды в изолирующем корпусе выполнены отверсти .

Недостатком описанного решени   вл ютс  его невысокие эксплуатационные свойства, св занные с низкой надежностью зажигани  дежурной дуги, котора  обусловлена пробоем зазора между э ектрододер- жателем и кожухом через водоподвод щие отверсти  в изолирующем корпусе. Указанный пробой шунтирует рабочий промежуток между электродом и соплом. В зоне пробо  происходит электроэрозионное разрушение внутренней поверхности Стенки кожуха с образованием раковин и загр знением охлаждающей воды продуктами эрозии.

Целью изобретени   вл етс  улучшение эксплуатационных свойств плазмотрона путем повышени  надежности зажигани  дежурной дуги

Нэ фиг 1 предгтавлен плазмотрон, общий вид- на фиг 2 сечение А-А на фиг 1

Плазмотрон дл  обработки материалов содержит сопло 1, электрододержатель 1 с проточками За, соединенной с подвод щей 4 и 36, с отвод щей 5 воду коммуникаци ми,

изолирующий корпус 6 с каналами 7а дл  подвода воды в контур охлаждени  соплового узла и ее отвода 76, кожух 8, изолирующий элемент 9, размещенный между изолирующим корпусом 6 и кожухом 8.

0 На наружной поверхности изолирующего корпуса выполнены выточки Юа и 106, образующие между изолирующим корпусом 6 и изолирующим элементом 9 полости, при этом выходные отверсти  каналов 7а и 76

5 располагаютс  на поверхност х 11а и 116 выточек Юа и 106, а сами каналы 7а и 76 соединены с проточками За и 36. Электрододержатель 2 имеет канавки 12 завихрите- л . Выточки Юа и 106 соединены между

0 собой кольцевой полостью 13.

Предлагаема  конструкци  имеет следующие варианты: выточки fOa и 106 выполнены на диаметрально противоположных сторонах изолирующего корпуса 6, а их по5 перечное сечение имеет серповидную форму; между кожухом 8 и изолирующим корпусом 6 соосно и без зазора устанавливаетс  изолирующий элемент 9, выполненный в виде втулки; длина выточек Юа и 106

0 не превышает длины изолирующего элемента 9, а кра  каналов 7а и 76 совмещены с кра ми выточек Юа и 106.

Плазмотрон работает следующим образом .

5 Плазмотрон устанавливаетс  в эксплуатационное положение и в него подаетс  плазмообразующий газ (ПОГ) и охладитель - вода. Проход  по каналу 7а и проточке За электрододержател  2 вода через серповид0 ную полость Юа в изолирующем корпусе 6 попадает в кольцевую полость 13 (в контур охлаждени  соплового узла), образованную соплом 1 и кожухом 8, и проходит в полость, образованную выточкой 106, выполненной

5 на противоположной стороне в изолирующем корпусе 6 и размещенной между ними и изолирующим элементом 9 и далее через отверстие канала 76 в проточку 36 и отвод щий канал 5. После подачи воды и ПОГ в

0 сопловом узле между катодом и соплом зажигаетс  дежурна  дуга, котора  выдуваетс  из отверсти  сопла 1 вместе с ПОГ наружу и при соприкосновении с поверхностью металла образует основную плазменную дугу. Поскольку между электрододержателем 2 и

5 кожухом 8, имеющими разные потенциалы установлен диэлектрический изолирующий элемент 9, то шунтировани  дежурной дуги по каналам 7а и 76, заполненным электропроводным охладителем (водой), не происходит , а дуга загораетс  в сопловом узле в промежутке между катодом и соплом 1, при этом плазмообразующий газ испытывает закрутку в канавках 13 завихрител .

При выполнении на противоположных сторонах изолирующего корпуса б выточек 10а и 106. имеющих серповидную форму, охлаждающа  вода из подвод щей коммуникации 4 через проточку За и входной канал 7а поступает в выточку 10а, затем по кольцевой полости 13 переходит в противоположную выточку 106 и через выходной канал 76 и проточку 36 попадает в отвод щую коммуникацию 5

При размещении между кожухом 8 и изолирующим корпусом 6 изолирующего элемента 9 охлаждающа  вода протекает по полост м, образованным выточками 10а и 106, при этом электрододержатель 2 и кожух 8 разделены зазором с высокой электрической прочностью на пробой за счет установки между электрододержателем 2 и кожухом 8 изолирующего элемента 9, Это исключает пробой зазора при включении плазмотрона

Выполнение выточек Юа и 106 с длиной , не превышающей длины изолирующего элемента 9, и совмещение краев изолирующего корпуса 6 с кра ми выточек Юа и 106 обеспечивает беспреп тственный подвод и отвод охлаждающей воды в контур соплового узла, а также дополнительно увеличивает электрическую прочность зазора между электрододержателем 2 и кожухом 8 в местах, которые наиболее ослаблены минимальным рассто нием между разнопо- л рными э ектрододержателем 2 и кожухом 8, а именно в районе каналов 7а и 76 - в верхней части плазмотрона и канавок 12 завихрител  - в нижней части плазмотрона.

Повышение надежности зажигани  дежурной дуги достигаетс  тем, что между изолирующим корпусом 6 и кожухом 8 установлен диэлектрический изолирующий элемент 9, вследствие чего повышаетс  электрическа  прочность на пробой зазора между электрододержателем 2 и кожухом 8 В результате при запуске плазмотрона полностью исключаетс  пробой этого зазора в районе канавок 12 завихрител  и через отверсти  7а и 76, подвод щие и отвод щие охлаждающую воду, весь ток дежурной дуги через зазор между катодом и соплом 1. Кроме того, исключаетс  эрози  внутренней поверхности кожуха 8 Выполнение выточек Юа ич10б на наружной поверхности изолирующего корпуса 6, выполнение выходных Отверстий каналов 7а и 76 изолирующего корпуса 6 на поверхности выточек Юа и 106 и соединение их с проточками За и 36 электрододержател  2 и коммуникаци ми 4 и 5 обеспечивает надежную циркул цию ох лаждающей жидкости в сопловом узле и интенсивный теплоотход от поверхности

изолирующего корпуса 6 за счет большой прот женности контура выточек Юа и 106 и их выт нутой формы.

Серповидна  форма выточек Юа и 106 приводит к плавным очертани м контура се0 чени  изолирующего корпуса, близким к овальным, и исключает по вление острых углов в точках Б.В.Г.Д, что видно из сечени  А-А на фиг.1 Плавна , без острых углов форма изолирующего корпуса 6 приводит к

5 уменьшению неоднородностей электромагнитного пол  в зазоре между разнопол р- ными электрододержателем 2 и кожухом (анодом) 8, что уменьшает веро тность пробо  этого зазора В результате повышаетс 

0 надежность зажигани  дежурной дуги между соплом 1 и катодом, установленными в торце электрододержател  2

Изолирующий элемент 9, установленный соосно и без зазора между кожухом 8 и

5 изолирующим корпусом 6, гарантирует уплотнени  стыкоб Б и В, Г и Д, что раздел ет полости подвода и отвода охлаждающей воды , исключает ее холостые проточки и обеспечивает надежное охлаждение соплового

0 узла

Длина выточек Юа и 106 на изолирующем корпусе 6 не превышает длины изолирующего элемента 9, так как в противном случае возникает неизолированный участок

5 зазора между электрододержателем 2 и кожухом 8 Таким образом, указанное соотношение длины выточек 10а и 106 и длины изолирующего элемента 9 гарантирует изол цию электрододержател  2 от кожуха 8

0 что предотвращает пробой между ними и тем самым, повышает надежность зажигани  дежурной дуги между соплом 1 и катодом, установленным в электрододёржэтеле 2 Применение предлагаемой конструк5 ции плазмотрона позвол ет получить следующие положительные эффекты, повысить производительность труда операторов плазменных установок за счет сокращени  подготовительного времени при включении

0 плазмотрона в работу и повышени  надежности зажигани  дежурной дуги, увеличить долговечность конструкции за счет исключени  эрозионных повреждений кожуха и электрододержател  и улучшени  работы системы охлаждени  вследствие исключе5 ни  загр знени  охладител  продуктами эрозии; повысить долговечность пусковой аппаратуры за счет сокращени  числа включений дежурной дуги и запуска плазмотрона .

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Плазмотрон дл  обработки материалов , содержащий сопловой yserf, эйёктродо- держатель с проточками, соединенными с подвод щими и отвод щими охлаждающую воду коммуникаци ми, изолирующий корпус с каналами дл  подвода вбДЫв/контур охлаждени  соплового узла и еёШЙда. о т- личающийс  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных свойств плазмотрона путем повышени  надежности зажигани  дежурной дуги, он снабжен установленным между изолирующим корпусом и кожухом изолирующим элементом, на наружной поверхности изолирующего корпуса выполнены выточки, образующие между изолирующим корпусом и изолирующим элементом полости, при этом выходные отверсти  каналов изолирующего корпуса

   расположены на поверхности выточек и соединены с проточками электрододержател  каналами изолирующего корпуса.
2. 2. Плазмотрон поп. 1,отлича ющий- с   тем, что выточки выполнены с серповидным поперечным сечением и расположены на диаметрально противоположных сторонах изолирующего корпуса. ,
3. 3. Плазмотрон по пп.1 и 2, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что изолирующий элемент выполнен в виде втулки, установленной со- осно и без зазора между кожухом и изолирующим корпусом,
4. 4. Плазмотронпопп.1-3,отл ичающи- й с   тем, что длина выточек не превышает длины изолирующего элемента, а кра  каналов изолирующего корпуса совмещены с кра ми выточек.

   Г

   Фиг. 2