Плазмотрон для резки

Союз Советских Социалистический Республик(21) 2785903/25-27 и Нов еенный комитеСССРи изобретенийоткрытий Госу 23) Приорит по де(22) Заявлено 2%06.79с присоединением заяви Изобретение относится к плазмотронам для плазменно-дуговой резки с разомкнутой системой охлаждения и может найти применение для разделительной и поверхностной резки в металлообрабатывающей промышленности.Известны плазмотроны для резки с разомкнутой системой охлаждения, содержащие катодный узел, плазмообраэукщее сопло, закрепленное в держателе, защитное сопло и систему образования водовоздушной смеси 1.В укаэанных плазмотронах охлаждающая смесь производится в специальных устройствах, например смесителях, и но трубопроводам подается в плазмотрон.Недостатками указанных плазмотронов являются громоздкость их систем образования водовоэдушной смеси и относительно низкая охлаждакщая способность из-за потери эффективности охлаждакщей струи, обусловленной конденсацией частиц воды нэ смеси при транспортировке.ее от устройства к охлаждаемым деталям плазмотроплазмотроны для резв них устройствамихлаждакщей смеси 2) Однако вследствие отдаленности этих устройств от наиболее тепло- нагруженного плаэмообразующего сопла охлаидакщая эффективность устройст в этих плазмотронах также недостаточ-. на.Известен плазмотрон для резки с разомкнутой системой охлаждения, содержащий соосно установленный катодный узел, закрепленное в держателе плаэмообраэующее сопла, выполненнОе с наружной конусной поверхностью, переходящей по мере удаления от рабочего торца в цилиндрическую, и установленное с зазором относительно сопла и держателя дополнительное сопло для подачи охлаждакщей и защитной среды 3 Однако при прохождении смеси чере отверстия, выполненные в корпусе, происходит потеря скорости смеси и конденсация частиц жидкости из смеси на стенки корпуса. Кроме того, охлаждающая смесь подается преимущественно на защитное сопло, в то время как наиболее теплонагруженным элементом плазмотрона является плазм образующее сопло, что определяет малую эфФективность охлаждения плаз825299 мообразукщего сопла и низкую его стойкость.Цель изобретения - увеличение ресурса работы плазмообраэующего соплапутем повькаения эФФективности егоохлаждения.5Указанная цель достигается тем,чтомежду дополнительным соплом и держателем установлена обечайка, выполненная с наружной конической поверхностью, заканчивающейся гребешками науровне перехода наружной, цилиндрической поверхности сопла в коническую и образукщая капиллярный круговой зазор с держателем.На чертеже схематически йзображенпредлагаемый плазмотрон в разрезе,Плазмотрон содержит корпус 1 в котором крепятся катодный узел 2,держатель 3 с установленным на егорезьбе плаэмообраэукщим соппом 4и дополнительное сопло 5. Держа-2 Отель 3 и дополнительное (защитное)сопло 5 выполнены так, что образуютсужающлйся кольцевой канал, имеющийнаиболее узкое критическое сечениевыше плазмообразующего сопла 4. Навыступах б держателя Э концентричноустановлена обечайка 7, внутреннийдиаметр которой в нижней части выполнен большим наружного диаметрацилиндрической части держателя на З 0такую величину, что образуется капиллярный круговой зазор, предназначенный для распределенияжидкости по зазору и равйомерноиподачи ее на охлаждение плазмообраэующего сопла. В данной конструкции плаэмотрона зазор равен 0,5 ююна длине 10 мм. Обечайка 7 установлена на держателе 3 таким образом, что нижний торец ее находитсяв критическом сечении, На торце 40обечайки 7 выполнены гребешки 8,например, прямоугольной форж. Длялучшей инжекции воды иэ капиллярногозазора внутренние кромки гребешков 8 расположены по середине критического сечения. Гребешки 8 выполнены со скосами, направленнымик их внутренним кромкам для создания разряженной области эа внутренней поверхностью гребешков. Это а 0обеспечивает образование компактной струи водовоздушной смеси. Дополнительное сопло 5 вькае критического сечения выполнено таким образом, что угол наклона образуккаейего конуса соответствует углу наклона образующей плазмообразующегосопла, в связи с чем воздушныйпоток, взаимодействуя с ним, движется на плаэмообразуккаее сопло 4. формула изобретения Плазмотрон для резки с разомкнутой системой охлаждения, содержащий соос.65 но установленный катодный узел, эакПлазмотрон работает следующим образом. Во время работы плазмотрона.вода для образования водовоздушной смеси подается из корпуса 1 вполость между держателем 3 и обечайкой 7 и стекает по внутренним стенкам обечайки 7 и наружной стенке держателя 3. Дойдя до капилляр- ного зазора, вода за счет сил поверхностного натяжения растекается по зазору до внутренних кромок гребешков 8. Одновременно подается сжатый воздух из корпуса 1 в кольцевой сужающийся канал между обечайкой 7 и дополнительным соплом 5, Ири этом внутренняя поверхность дополнительного сопла 5, расположенная выше критического сечения, направляет воздушщий поток на плазмообразукщее сопло 4. Направление воздушного потока важно сделать именно до образования водовоздушной смеси, так как изменить направление движения уже образовавшейся смеси представляется сложным без конденсации частиц воды нэ смеси на стенку, изменякщую направление движения всдовоздушной струи. Эоздушный поток, проходя через сужающийся канал, ускоряется и имеет максимальную скорость в критическом сечении, на середине которого находятся внутренние кромки гребешков 8, При этом при взаимодействии движущегося с высокой скоростью воздушного потока с гребешками, выполненными со скосом, направленным к внутренней кромке, завнутренней поверхностью их, обращенной к держателю, образуется разреженная область, Пленка воды, находящаяся на внутренней поверхности гребешка, срывается с кромКи гребешка в эту область, проходит ее, по инерции проникает в воздушный поток,который разбивает ее на мельчайшие частицы. Если гребешок выполнен без скоса, срыв идет с торца гребешка, и кольцевой факел водовоздушной смеси "размазан" по всему промежутку между плазмообразуккаим 4 и защитным 5 соплами.Образовавшаяся водовоэдушная смесь поступает на охлаждение плазмообразующего сопла. Устранение конденсации жидкости на частях плазмотрона, не подвергающихся нагреву, увеличение скорости истечения охлаждающей смеси и равномерная подача ее непосредственно на плаэмообраэующее сопло, достигаеьие предлагаемой конструкцией, значительно повькаают эффективность охлаждения плазмообраэукщего сопла, причем скорость охлаждения в 3-4 раза увеличивается по сравнению с известным плазмотроном.,Лежнин нмцк Тираж 1148 По НИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., аказ 2402 исн Патент ", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 или ал репленное в держателе плазмообразующее сопло, выполненное с наружной конусной поверхностью, переходящей по мере- удаления от рабочего торца в цилиндрическую, и установленное с зазором относительно сопла и держателя дополнительное сопло для подачи5 охлаждакщей и защитной среды, о т л ич а ю щ и й с я. тем, что, с целью увеличения ресурса работы плазмообразующего сопла путем повышения эффективности его охлаждения, между дополнительным соплом и держателем установлена обечайка, выполненная с наружной конической поверхностью,заканчивающейся гребешками на уровне перехода наружной цилиндрическойповерхности сопла в коническую, иобразующая капиллярный круговой зазор с держателем.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 332964, кл. В 23 К 9/16, 21.04.70.2. Авторское свидетельство СССРР 456695, кл. В 23 К 31/10, 13.08733. Авторское свидетельство СССР9 173356, кл Н 05 В 7/18, 03 11 64