Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов

ОПИСАНИЕ цИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическиаРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 28,11,80 (21) 3221243/25-27 Р 1) М Кф с присоединением заявки ЙоВ 23 К 9/16 Государственный комитет. СССР но делам изобретенпй н открытийДата опубликования описания 07,02,83 В.Г.Бессалый, Ю.К,Гонтарев, А.Ф.Грицен о,Ю.П.Михайлов, Н.А,Носач и В.Ф.Приняков(71) Заявитель 154 ) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩЖСЯЭЛЕКТРОДВ СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ 2 Изобретение относится к оборудованию для дуговой сварки в среде за. щитных газов,В основном изобретении по авт.св.9 806312 описана горелка для дуговойсварки неплавящимся.; электродом в среде защитных газов, содержащая полыйгерметичный электрододержатель, выполненный в виде тепловой трубы, на: торце которого закреплен электрод.. Горелка снабжена охватывающей электрод втулкой, выполненной из капилляр. но-пористого. материала, пропитанноголегкоплавким металлом, например оловом 1.Поскольку в горелке используетсявысокотемпературная тепловая труба1,с жидкометаллическим теплоносителеы ),возникают затруднения, связанные с ееохлаждением,. Так, подача охлаждающей воды наразогретую до 600-900 оС поверхность.охлаждения тепловой. трубы под небольшим (6-8 кг/см) давленйем приводит к появлению пленочного кипенияи кризиса.При определенных тепловых нагрузках и соответствующих им перепадахтемператур Тот - Тн =. ВТ (Тсттемпература стенки, Т - температура насыщения при данном давлении) коэффициент теплоотдачи достигает максимального значения и затем резко уменьшается, В этот момент происходит смена пузырькового режима течения, характеризуемого интенсивной теплоотдачей, на пленочный режим течения, когда жидкость отделяется от поверхности нагрева пленкой пара. Значениетепловой нагрузки, соответствующейсмене пузырькового режима кипения на .пленочной, называется критическойплотностью потока - или "кризисом".Это явление возникает когда на пооверхность, разогретую до 500-600 С,поступает вода, давление которойне превосходит 5-8 атм.Повышение давления до величины,подавляющей пленочное кипение наповерхности теплообмена (300-400 кг/см ),2нецелесообразно иэ-за необходимостисущественного увеличения толщиныстенок тепловой трубы электрододержателя ), что приведет к существенному увеличению термического сопротивления. Кроме того, в соответствии ссанитарными нормами и правиламиСНиПами ) это будет сосуд высокогодавления со всеми вытекающими отсюдапоследствиями, 963758При использовании воды в качестве охладителя невозможно с необходимой точностью определить величинутеплового потока, поступающего в зону нагрева горелки, в связи с чем расход воды выбирается по максимальному значению теплового потока. Уменьшение внличины подводимого тепловогопотока приводит к переохлаждению жидкометалличес кой тЕпловой трубы, уменьшению передаваемого теплового потока и .Опрогары трубы.Использование в качестве охладителя воздуха также неэффективно.Целью изобретения является увеличение срока службы горелки путемповышения эффективности теплоотводаот корпуса электрододержателя,Это.достигается тем, что в предложенной горелке на корпусе электрододержателя в зоне конденсацииустановлен кожух, образующий с на"ружной поверхностью электрододержателя герметичную кольцевую полость,заправленную жидкометаллическим теплоносителем, в которой установленаконцентричная электрододержателю,раз.25двлительная перегородка с отверстиями у дна кожуха, ближнего к рабочему.торцу, горелки,На чертеже схаматично показана,горелка, поперечный разрез. - 30Горелка содержит корпус электродо-.держателя 1 с неплавящимся электродом 2, установленным во втулке 3 из капиллярно-пористого материала. В хвостовой части в зоне 35конденсации корпуса электрододер жателя установлен кожух 4,герметично соединенный с корпусом 1 и образующий герметичную кольцевую полость5. На наружной поверхности кожуха 4 О4 размещен охлаждающий коллектор 6,Внутри гермитичной полости 5 установлена перегородка 7 с отверстиями 8, расположенными у дна кожуха 4,ближнего к рабочему торцу гоРелки. 45Горелка. работает следующим образом.При зажигании дуги нагреваетсяторц корпуса элвктрододержателя,которому тепло передается от электрода 2 через втулку 3 в количестве,пропорциональном коэффициенту теплопроводности материала электрода .вольфрама ), олова, заполняющегопорыкапиллярно-пористого материалавтулкй 3, и корпуса электрододержателя (меди ), От их нагрева теплопередается теплоносителю горелки(тепловой трубе ). В результате парытеплоносителя перемещаются из зоныиспарения в зону конденсации, Зонойконденсации для тепловой трубы какой является электрододержатель )является участок, охватываемый кожухом 4Теплоноситель, находящийсяв кольцевой полости 5, нагреваетсяи закипает, Пары теплоносителя за полняют паровую зону кольцевой полости и конденсируются в зоне теплообменника 6. Образовавшийся конденсат под действием гравитационныхсил стекает по стенке кожуха 4 взону, заполненную жидкостью. Такимобразом, герметичная кольцевая полость 5, частично заправленная теплоносителем, является двухфазнымтермосифоном.При кипении теплоносителя вдвухфазном.термосифоне образующиесяпузыри всплывают по зазору между теплоподводящей стенкой корпуса электрододержателя 1 и разделительной перегородкой 7, подтягивая теплоноситвль на освобождаемое пузырем месточерез отверстия 8, что интенсифицирует теплообмен между тепловой трубой и термосифоном.Такое конструктивное выполнениепозволяет при любом тепловом потокеот тепловой трубы электрододержателя в .термосифон сохранять температуру в зоне конденсации тепловой трубы на необходимом высоком уровне,обеспечивая работу тепловой трубы воптимальном температурном режиме,поскольку при кратковременном изменении режима теплообмена в зонеторца электрододержателя и постоянном расходе охлаждающей воды изменяется интенсивность кипения теплоносителя в жидкостной зоне термосифонаи несколько возрастают (или уменьшаются ) давление и температура пара впаровой зоне термосифона, т,е, термосифон служит как бы тепловым демпфером за счет большой величины теплоты парообразования жидкометаллических теплоносителей.Это позволяет. стабилизировать температурный режим электрододержателя, а следовательно, существенно повысить срок службы горелки,ФоРмула изобретенияГорелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитныхгазов по авт, св. Р 806312, о тл и.ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью увеличения срока службы горелки путем повышения эффективноститеплоотвода от корпуса электрододержателя, на корпусе электрододержателяв зоне конденсации установлен кожух,образующий с наружной поверхностьюэлектрододвржателя герметичную кольцевую полость, заправленную жидкометаллическим теплоносителем, в которой установлена концентричная электрододвржателю перегородка с отверстиями у дна кожуха, ближайшего.к рабочему торцу. горелки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССРР 806312, кл. В 23 К 9/16; 21,02,76(вартальнова Корректор Н. Корол Составитель Техред Л.пек актор Л. Утки Тираосудаелам ж 1153рственного комиизобретений иЖ, Раушская Заказ 317 3 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная,ВНИИПИ по 13035, Ме