Плазменная горелка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 51) Н 05 Н 1/2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ БРЕТ(54) (держащие руустан ГОРЕом,соплоосн ЛКА, со- рмируюкатод,ему,(89) (21) (22) ,(31) (32) (33) (46) (72) Похер Петер (71) (53) 42267 ГДР771049/18-25502.80РН 05 Н/2114146. 0379ДР7.10.83. Бюл.еме йохан, ОдрРудольф, Визеи Коердт ХансЕВ Мансфельд"К33.9(088.8) систему защиты от тока утечки, вклю=чающую индикатор напряжения между соплом и обрабатываемой деталью,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что внее введен охранный колпак 8, охватывающий колпак 3 сопла, выполненныйиз электропроводящего материала,установленный с зазором 9 по отношению к колпаку 3 сопла и соединенныйс помощью по крайней мере двух контактных элементов 7 с системой защиты от тока .утечки однопроводнымисвязями, а последовательно индикатору напряжения включен резистор 20,параллельно которому подключены последовательно соединенные конденса. тор 21 и диод 24.1046982 2, Горелка по п.1, о т л и ч а ю.щ а я с я тем, что в охранном колпаке выполнены отверстия.3. Горелка по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что срез сопла выступает из-под охранного колпа.ка.4.,Горелка по пп.1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что охранный 1Изобретение относится к машиностроению, в частности к плазменнойрез ке и сварке, и может быть использовано при разработке плазменныхгорелок с защитой оператора от напряжения и предохранением элементов конструкции горелки,от разрушенияпри различных аварийных ситуациях.Известны плазменные горелки, вчастности ручные, снабженные действующими различным образом устройствами для защиты оператора, например соплом, покрытым керамическимколпаком или керамическим либоэмалевым покрытием. Возникающие в процессе резки брызги и парыметалла покрывают защитные колпакиотносительно, металлическим слоем,приводящим к электрическому контактус соплом,. Таким способом могут об Оразоваться области, находящиеся поднапряжением, представляющим опасность во время работы.Наиболее близкой к предлагаемойявляется плазменная горелка, содержащая сопло с колпаком., Формирующие рубашку охлаждения сопла, катод,установленный в сопле соосно ему,систему защиты от тока утечки, вклю-,чающую индикатор напряжения между 30соплом и обрабатываемой деталью.В известной горелке колпак соплаотделен от сопла керамическим изолятором и эластичным уплотнением. Защитный колпак находится под потенциалом обрабатываемой заготовки илипод потенциалом земли, что обеспечивается схемой защиты от аварийнойподачи потенциала. При внезапномпревышении напряжения схема защитыотключает источник. питания плазменнойдуги.Недостаток данной .горелки состоит в том, что в момент времени,когда колпак сопла в случае неудобных положений резки, например, случайно входит в соприкосновение собрабатываемой заготовкой, системазащиты блокируется. Если в таком слуколпак закреплен на контактнЫх элементах с помощью рез ьбового илиупругого соединения. 5. Горелка по пп,1-4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что индикатор напряжения выполнен в виде реле на полупроводниковой основе или злектромеханического типа. 2чае возникает замыкание по дуге илипроисходит образование металлической перемычки на керамическом изоляторе, то в большинстве случаев изолятор разрушается в результате термической перегрузки. Кроме того,колпак сопла подвергается электролитическому разложению, обусловленному высоким напряжением между соплом и колпаком сопла, При этом охлаждающая вода действует как электролит, Все это снижает надежностьплазменной горелки,Цель изобретения - повышение надежности горелки и безопасности ееработы.Поставленная цель достигаетсятем, что в плазменной горелке, со-держащей сопло с колпаком, Формирующие рубашку охлаждения сопла,катод, установленный в сопле соосноему, систему защиты от тока утечки,включающую индикатор напряжения между соплом и обрабатываемой деталью,введен охранный колпак, охватывающий колпак сопла, выполненный из электропроводящего материала, установленный с зазоромпо отношению к колпаку сопла и соединенный с помощью по крайней мередвух контактных элементов с системой защиты от тока утечки однопроводными связями, а последовательноиндикатору напряжения включен резистор, параллельно которому подключеныпоследовательно соединенные конденсатор и диод.Кроме того, в охранном колпаке,могутбыть выполнены отверстия. При этом срез сопла выступаетиз-под охранного колпака,Причем охранный колпак можетбыть закреплен на контактных элементах с помощью резьбовбго или уп-,ругого соединения.Кроме того, индикатор напряженияможет быть выполнен в виде реле наполупроводниковой основе или злектромеханического типа.На фиг.1 показана плазменная горелка, разрез; на фиг,2 - электрическая схема защиты.Плазменная горелка содержит соплаустановленное на держателе 2 сопла с помощью колапка 3, Рубашка 4 5охлаждения сопла 1 для пракач с; охЛаждающей воды формируетсяа;.;лал 1 1и колпаком З.уплотнение согда 1 надержателе 2 осуществляется зезинай 5круглого сечения. Через изолятор 6на держателе 2 сопла установлен охранный колпак 8. В изолятор 6 вложено два контактных элемента 7 в виде полуколец, к которым подведенапо одному проводу На контактныхэлементах 7 может быть нарезана резьба для крепления охранного колпака 8.Оба контактных элемента 7 находятсяпод одним потенциалом. так как ох- .ранный колпак Б выполнен из электроправоднаго матра.а 20Между охранным колпака.: 8 и колпаком 3 сопла 1 выдерживав гся воздушный зазор 9. На аси горелки установлен катод 10.Согласно электрической схеме25питания и защиты горелки (фиг,2)обрабатываемая деталь 11 подключенак системе питания приводом 12. Охранный колпак 8 через два провода,подведенных к:каждому из контактных элементов 7, соединен через выключатель 13 пуск-стоп с понижающим трансформатором 14, выпрямителем 15 и реле 16, Реле 16 управля-.ет цепью пуск-стоп и представляет 35собой индикатор напряжения. Крометого, охранный колпак 8 соединенчерез диод 17 с системой защиты оттока утечки в виде реле 18. Сопла 1соединено, кроме того, с деталью 11 4 Очерез реле 19 и резистор 20. Параллельно резистору подключена цепочка Последовательно соединенных конденсатора 21 и диода 24. Диод 24 мо+жет блокироваться контактом 25,подключающим цепочку последовательно соединенных конденсатора 22 и резистора 23. В схему также введеныреле 26 и диод 28, между которымиимеются контакты 19 и 19 н покоя,а также нормально замкнутые контакты 26, 26", 27и 27",П;агменная горелка с системойзащиты работает следующим образом.При нормальном режимс горениядуги между катодом 10 и соплам 1 55сопла 1 находится пад некоторым потенциалом относительно обрабатываемой детали 11, Под действием это.го напряжения реле 19 срабатываети одновременно заряжаются конденсаторы 21 и 22. Если процесс резкипрерывается, то реле 19 размыкается,что обуславливается разрядом конденсатора 22, Таким образом, реле 19не может воздействовать на цепь пускстоп горелки. Если, однако, при работающей горелке между соилом 1 охранным колпаком 8 происходит к рот кае замыкание из-за разбрызгиваниметалла,. та контроль тока утечки на колпак 8 не может включиться, так как колпак электрически непосредственна связан с деталью 11, реле 19 при этом размыкается и горелка отключается. Это состояние поддерживается за счет срабатывания реле 26,Контакты,19и 19разомкнуты вслучае срабатывания реле 19. Контакты 27 и 27" замкнуты в процессе резки. При нормальном начале процесса резки контакты 26и 26 " раз - мыкаются раньше, чем замыкаются контакты 27 и 27 ц.Если после аварийного отключенияоператор вновь включает плазменную горелку, а возмущение еще действует, та через контакт 25 происходит зарядка конденсатора 21 через замыкающую перемычку между соплом 1 и охранным колпакам 8., Реле 19 при этом на короткое время срабатывает, а при его размыкании через контакты 26 26"/яР Р27 и 19 и диод 28 запускается реле 18 тока утечки, котОрое обеспечивает аварийное отключение горелки.Таким образом, если схема защиты от тока утечки срабатывает в процессе режима резки, плазменная горелка отключается. В случае надежнагс напряжения в сопле 1 прерывается лишь операция резки. Оператор нажатиал 1 выключателя 13 вновь производит пуск горелки. Если и после этого напряжение алла остается нулевым, то производится предварительно сравнение напряжения на конденсаторе 21.Оператор, таким образом, может определить причину отключения, замыкание между соплом и охранным колпаком, соприкосновение сопла с обрабатываемой деталью и др. что должно быть устранено.Для плазменных горелок мощностью более 20 кВт в охранном колпаке целесообразноо выполнять отверстия, если цели для снижения рассеяния тепла узкие.Сопла целесообразно делать выступающим за срез охранного колпака, что облегчает визуальный контроль процесса. При дополнительной установке диодв з цепи реле 19 по типу того, как устан элены диоды 17 и 28, системе защиты могут быть приданы дополнительные функции, например функция защиты от тепловой перегрузки.Изобретение позволяет устранить дефекты колпака сопла исхемы защиты при различных аварийных ситуациях и обезопасить контакт оператора с1046982 оставитель В.Обух ехред С.Мигунова. ор М.Рачкули орректор Г.Решетн аз 7757/59 ВНИИПИ СССР по д Тираж 845Государственного комитетаелам изобретений и открытосква,. Ж, Раушская наб писное 1130 д. 4/5 филиал ПП тент", г. Ужгород, ул. ПрОектная, 4 элементами горелки во всс.х ситуацияхотказа. Этим повышается надецностьи безопасность работы плазменной горелки. Признано изобретением по результатам экспертизы, осушествленной ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.