Вращающийся анод

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 20. 11. 78 (21) 2698008/18-25с присоединением заявки Нов(51)М, Кл,з Н 01 .3 1/44 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ордена Ленина завод "Ленинская кузница"(54) ВРЩАЖИЯСЯ Ь Изобретение относится к оборудованию для исследования плазменной дуги, в частности к устройствам, известным под названием "вращающийся анод". Такие устройства хорошо себя зарекомен довали при проведении оптических,калориметрических и других видов испытаний плазменных дуг, выполняемых в целях установления оптимальных режимов сварки или резки, оптимальных 10 параметров применяемого оборудованияИзвестен вращающийся анод, охлаждение которого осуществляется пропусканием охлаждающей жидкости через полый ротор 1 . В этом устройстве охлаждающая система имеет сложную конструкцию.Ближайшим техническим решением к предложенному является вращающийся 20 анод для исследования плазменной дуги, содержащий установленный на роторе электродный диск, охватываемый неподвижной ванной для сбора охлаждающей жидкости, и трубопровод, подводящий охлаждающую жидкость к электродному диску Г 2) . Электродный диск, воспринимающий исследуемую дугу, изготовлен из теп2лопроводного материала(меди, стали) в виде тонкостенного плоского диска и вместе с вертикальным валом, к верхней части которого он прикреплен, образует ротор анода. Вал связан с электроприводом,сообщающим ему угловую скорость 2800 об/мин. Под диском устаноэлена охватывающая вал внутренняя ванна для сбора охлаждающей жидкости (воды), вокруг которой расположена дополнительная кольцевая наружная ванна. Устройство снабжено системой подвода к диску охлаждающей воды, в состав которой входят трубопровод для подвода воды под давлением 4 атм к восьми Форсункам, направленным к нижней поверхности диска, и источник охлаждающей воды(насос производительностью 6 м /час).К днищам ванн подсоединены трубопроводы для слива нагретой воды. Вследствие недостаточно эффектив- ного теплоотвода от электродного диска вращающийся анод описанной конструкции может быть применен лишь для исследования сварочных дуг с током не более 500 А и непригоден для исследования режущих дуг, создающих более высокие концентрации энергии.Низкая эффективность теплоотвода объясняется недостаточным использованием охлаждающей воды, контакт которой с охлаждаемым диском затруднен из-за образования на его нижней по,верхности паровой рубашки. Целью изобретения является повышение стойкости анода путем повышения эффективности охлаждения.Эта цель достигается тем, что в электродном диске выполнены охлаждающие каналы в форме многозаходных спиралей Архимеда, на входе подводящего трубопровода установлена эжекторнаяголовка, а выходы каналов охлаждениясоединены с соплами, установленными на периферии диска и ориентированными по касательной к наружному контуру диска.На чертеже показан предложенный анод, осевой разрез.Основным узлом вращающегося анода является ротор, содержащий электрод-. ный диск, составленный из прилегающих друг к другу вплотную верхнего, или наружного, медного диска 1 и нижнего, или внутреннего, стального диска 2, вертикальный вал 3 и гайкутокосъемник 4 для соединения с токо%одводом 5.На нижней поверхности диска 1 выполнены три гладких канала 6 желобчатого профиля, имеющие в плане Форму одинаковых спиралей Архимеда. Каналы раздвинуты один относительно другого на угол 120 и ориентированыовблизи оси вращения ротора в радиальных направлениях, а вблизи периферии диска - в тангенциальных направлениях; Каналы сообщаются с прикрепленными к периферии нижнего диска 2 соплами 7, оси которых ориентированы в плоскости диска под равными углами внаправлениях, близких к направленйямкасательных к наружному контуру диска в местах их установки. С другойстороны каналы 6 через центральное,отверстие 8 в нижнем диске 2 сообщаются с полостью 2 стояка 10.Стояк, внутри которого заложенрадиальный уплотнительный угольнографитовый подшипник 11 для установки в нем вала 3, прикреплен к днищуванны 12 для сбора охлаждающей .воды,которая охватывает ротор и стоякснизу и с боковых сторон. В днищеванны выполнено отверстие 13, сообщающееся со сливом. Края бортов ванныпримыкают к верхней поверхностидиска 1 с зазором 0,3-0,5 мм,В верхней части стояка 10 смонтирован 9 порный подшипниковый узел 14с уплотнительными графитовыми кольцами 15 для вращения ротора.Через отверстие 16 в стенке сто .;.чаиподающий трубопровод 17 полость 9 стояка 10 сообщена с выходом эжекторнойголовки 18, Один иэ входных патруб да использовался для исследования стабильной плаэменно-режущей дуги напряжениеЧ 180-200 В и силой тока 250 А. Диаметр столба дуги при этом был равен около 2 мм, что соответствовало концентрации энергии порядка 1.5 квт/ммйи превышало в 3 раза максимальные концентрации энергии плаэменно-сварочных дуг, исследовавшихся на известном вращающемся аноде.Благодаря отсутствию злектропривода вращения ротора и дополнительной ванны предложенный вращающийся анод дешевле в изготовлении и эксплуатации. Формула изобретения Вращающийся анод для исследования плазменной дуги, содержащий установленный на роторе электродный диск, охватываемый неподвижной ванной для сбора охлаждающей жидкости,.и трубопровод, подводящий охлаждающую жидкость к электродному диску, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, е целью повышения стойкости анода путем повышения эффективности охлаждения, в электродном диске выполнены охлаждающие каналы в форме многоэаходных спиралей Архимеда, на входе подводящего трубопровода установлена эжек 4 О 45 5 О торная головка, а выходы каналов охлаждения соединены с соплами, установленными на периферии диска и ориентированными по касательной к наружному контуру диска.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРбО .Р 78152, кл. Н 01 3 1/44, 1949,2, Эрих К. Определение КПД плазменной дуги с Прмощью вращающегосяанода. Экспресс-инФормация, разд."Сварка", 1970, Р 22, реф, Р 77(прототип),ков эжекторной головки соединен сводопроводной магистралью, в которойподдерживается давление 4 атм, а дру,гой - с магистралью сжатого воздуха,подаваемого под давлением 6 атм,Работает устройство следующим образом.После соединения эжекторной головки 18 с водопроводной магистралью имагистралью сжатого воздуха образующаяся водовоздушная смесь нагнетается под давлением через подающий трубопровод 17, полость 9 стояка 10 ицентральное отверстие 8 в каналы 6 идалее через сопла 7 с большой скоростью выбрасывается в пространство,15 ограниченное ванной 12, по касательным к контуру электродного диска.Вследствие возникновения реактивногомомента ротор приходит во вращение внаправлении, обратном направлению2 О выброса водо-воздушной смеси, со скоростью до 1500 об/мин,Опытный образец вращающегося ано771752 Составитель В. Обуховхред Н.Барадулина Корректор,Н, Григорук да Орловска Заказ 6708 б 5 Тираж 844 Подписн ВНИИПИ Государственного ком лиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4 по дел113035, М изобретений и ква, Ж, Рауш итета СССРкрытийая наб., д