Вращающийся анод

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 20.11.78 (21) 2696479/18-25с присоединением заявки Мо -(51) М. Кл. н 01 т 1/44 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения А.И. БуженецкийОрдена Ленина завод "Ленинская кузница"(71) За яв итель- 1 1,54) ВРАЩАЮЩИЙСЯ АНОД Изобретение относится к оборудованию для исследования плазменной дуги и может быть использовано при проведении оптических, калориметрических и других видов испытаний плазменных дуг, выполняемых в целях установления оптимальных режимов сварки, или параметров применяемого оборудования,Известен вращающийся анод мощных 1 О дуговых вентилей, содержащий ротор в виде заглушенной с одного торца .трубы и систему подачи охлаждакщей жидкости1 .Однако эффективность охлаждения в таких электродах низкая.15Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вращающийся анод, содержащий установленный на горизонтальном приводном валу ротор с электродом изтепло О проводного материала, систему подачи жидкости, охлаждающей внутреннюю поверхность электрода в области опирания дуги и токоподвод для соединения вала ротора с положительным полюсом источника питания .дуги. Рабочий элемент данного устройства, т,е. та деталь, между которой и плазменной горелкой удерживается исследуемая дуга, выполнен в виде изготовленного из достаточно теплопроводного материала (медь, сталь) тонкостенного плоского электродного диска, Диск прикреплен к верхней части вертикальноговала, связанного с электроприводом,сообщающим ему угловую скорость2810 об/мин. Под диском установленаогибакхцая вал внутренняя водяная ванна, вокруг которой расположена дополнительная наружная кольцевая ванна.Через имеющиеся в бортах обеих ваннотверстия пропущены трубопроводыдляподвода охлаждакщей воды под давлением 4 атм к восьми Форсункам, направленным к нижней поверхности диска, а к днищам ванн подсоединены трубопроводы для слива нагретой воды (2, Однако недостаточная стойкость данного анода из-за. неэффективного охлаждения и магнитных помех, создаваемых подходящим током, приводят к нестабильности дуги. Данный вращающийся анод 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.Цель достигается тем, что роторвыполнен в виде колеса, имеющегоплоскость симметрии, перпе ндик улярнуюоси вращения и проходящую через область опирания дуги, и помещен в неподвижный корпус иэ теплопроводногоматериала с отверстием для выводанагретой жИдкости и окном для осуществления контакта с дугой, электродвыполнен в виде обода, упомянутогоколеса и снабжен ребордами, направленными к оси вращения ротора.Кроме того, для устранения магнитных возмущений введен второй токоподвод, расположенный симметричнопервому относительно упомянутой плоскости симметрии. 15На чертеже изображен предлагаемый вращающийся анод.Анод содержит корпус 1, внутри которого на горизонтальном валу 2, смонтированном в подшипниках 3 и свя занном с приводом 4, закреплен ротор 5. Ротор выполнен в форме колеса, имеющего плоскость симметрии, перпендикулярную его оси вращения, Электрод б, между которым и испытываемым плазмотроном поддерживается исследуемая дуга, выполнен в виде обода роторного колеса 5 и прикреплен к его ступице 7 спицами 8. Электрод изготовлен из меди или другого электропроводного и теплопроводного материала и имеет на обоих краях реборды 9, направленные к середине ротора. В корпусе 1 установлены форсунки 10 для подвода к внутренней поверхности электрода охлаждающеи воды под давлением 3-4 атм. В днище корпуса имеется отверстие 11 для соединения йолости корпуса со сливом. Отверстие 12 для выхода валауплотнены манжетами 13. Над наибо лее возвышенным участком электрода б в корпусе 1 выполнен вырез 14 для создания доступа к рабочей поверхности электрода при проведении испытаний. Вал 2 соединен с источником 4 положительного потенциала двумя токо- подводами 15, .расположенными симметрично по отношению к плоскости симметрии ротора, перпендикулярной оси его вращения.50Устройство работает следующим об; разом.Роторное колесо 5 приводится во вращение со скоростью 1500-2000 об/мин, и .через форсунки 10 к внутреннеи поверхности электрода б подводится охлаждающая вода. Под действием эксцентровых усилий охлаждающая вода прижимается к внутренней поверхности электрода б и образует кольцевой слой, равный .по толщине высоте ребор ды 9, После зажигания дуги между верхней частью электрода и испытуемым плазмотроном слой воды нагревается и выкипает, Испарение воды компенси-руется притоком ее новых количеств через фср:унки 10, сбразовавшиисяпар конденсируется на стенках корпуса,а полученныйконденсат выводится изустройства через отверстие 11,За счет постоянно действующих усилий, прижимающих воду к электроду,между ними устанавливается интенсивный теплообмен, следствием которогоявляется эффективное охлаждение электрода. Почти вся масса охлаждающейводы переводится в парообразное состояние, что обеспечивает значительное,снижение ее общего расхода. Симметричность токоподвода приводит к устранению магнитных помех.В соответствии с проведенными расчетами предлагаемый вращающийся анод позволяет получить устойчивые плазменные дуги на токах до 1000,а при концентрациях энергии порядка 10 кВт/мм , чтЬ примерно в 2 раза превышает показатели, достигнутые на известной устанОвке. За счет более эффективного использования охлаждающей воды ожидается снижение ее расходав 2,5-.3 раза.Формула изобретения1. Вращающийся анод,содеркашин установленный.на горизонтальном приводном валу ротор с электродом иэ теплопроводного материала, систему подачи жидкости, охлаждающей внутреннюю поверхНость электрода в облас - ти опирания дуги и токоподвод для соединения вала ротора с полокительным полюсом источника питания луги, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости электрода, ротор выполнен в виде колеса, имеющего плоскость симметрии; перпендикулярную оси вращения и проходящую через область опирания дуги, и помещен в неподвижный корпус иэ теплопроводного материала с отверстием для вывода нагретой жидкости и окном для осуществления контакта с дугои, электрод выполнен в виде обода упомянутого колеса и снабжен ребордами направленными к оси вращения ротора.2. Анод по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повыше- . ния стабильности дуги путем устранения магнитных возмущений, введен второй токоподвод., расположенный симметрично первому относительно упомянутой плоскости симметрии.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское. свидетельство СССР Р 80731, кл. Н 011/44, 1949.2. Эрих К. Определение КПД,плазменной дуги с помощью вращающегося анода, -"Экспресс-инФормация", раздел "Сварка", Ф 22, 1970, ред. Р 77 нртотин 1.805442 Составитель В. Обухов Келемеш Техред Е.ГаврилешкоКорреСии ицк ак каэ 30 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, улПроектная,0925/78 ВНИИПИ Гос по делам 35, Москва, Тираж 795рственного кообретений и о35, Раушская Подпи ситета СССРкрытийаб., д. 4/5