Устройство для газовой резки

(19) 3 К 9/1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТО ВУ К ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 471175, кл. В 23 К 9/10, 1976.2. Патент Японии У 45-2458, кл. В 23 К 7/00, оиублик, 1970. (54)(57) УСТРОЙСТВО 1(ЛЯ ГАЗОВОЙ РЕЗКИ, содержащее электрически изолированную от корпуса горелку, измерительный элемент, логический элемент, двигатель стабилизации вылета горелки и клапан подачи кислоро да, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью иовыщения точности, быстродействия и упрощения конструкции устройства, оно содержит формирователь серии высоковольтных имиульсов, тнрнсторный привод, источниксбросового импульса и усилитель,при этом логический элемент выполненв виде многостабильного триггера,первый вход которого подключен счерез усилитель к выходу измерительного элемента, второй вход соединенс выходом источника сбросового импульса, первый выход подключен кклапану подачи кислорода, второйвыход через тиристорный привод - кдвигателю стабилизации вылета горелки, а формирователь серии высоковольтных импульсов через измерительный элемент соединен с горелИзобретение относится к средствам автоматизации технологических процессов и может быть использовано при газовой резке металлов, в частности многореэаковой резке.Известно устройство для кислород ной резки металла, содержащее горелку, электрод, формирователь импульсов, разрядный контур и измерительный элемент, усилитель и привод 13.В этом устройстве генератор пилообразных напряжений Формирует пилообразно нарастающие высоковольтные импульсы, которыми зондируют промежуток от электрода до поверхности металла.Недостатками известного устройства являются его сложность, снижение быстродействия, вызванное наличием преобразователя импульсов в постоянное напряжение, а также отсутствие автоматики и подачи кислорода. Визуальное определение момента подачи кислорода является недостаточно точным.и оптимальным. Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для газовой резки, содержащее электрически изолированную откорпуса горелку, измерительный элемент, электродвигатель стабилизациивылета горелки и цепь его регулирования, клапан подачи кислородаи преобразователь сигнала2 3.Однако известное устройство характеризуется сравнительно низкимбыстродействием, обусловленным тем,что сигналом датчика является ЭДС,получаемая путем гаэопламенного на"грева участка металла, и недостаточной точностью вследствие того, чтоэта ЭДС мала по величине, нестабильна и меняется в широком диапазонев зависимости от качества поверхности, качества сжигания топлива идругих Факторов, трудно поддающихсястабилизации.,11 ель изобретения - повышениеточности, быстродействия и упрощение конструкции устройства для газовой резки.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для газовой резки, содержащее электрически изолированную от корпуса горелку, измерительный элемент, логический элемент, двигатель стабилизации вылета горелки и клапан подачи кислорода,содержит Фбрмирователь серии высоковольтных импульсов, тиристорныйпривод, источник сбросового импульсаи усилитель, при этом логическийэлемент выполнен в виде многостабильного триггера, первый вход которого подключен через усилительк выходу измерительного элемента, 10 второй вход соединен с выходом ис -,точника сбросового импульса, первыйвыход подключен к клапану подачикислорода, второй выход через тиристорный привод - к двигателю ста билизации вылета горелки, а Формирователь серии высоковольтных импульсов через измерительный элемент соединен с горелкой.На фиг.1 изображена схема пред О лагаемого устройства для газовойрезки металлов; на фиг.2 - диаграммы напряжений.Устройство содержит Формировательсерии высоковольтных импульсов, сос тоящий из генератора 1 импульсови высоковольтного трансформатора 2.Последовательно с вторичной обмоткойтрансформатора 2 включен измерительный элемент 3, представляющий собой ЗО делитель напряжения с Фнльтрующейемкостью. Выход измерительного элемента 3 через усилитель 4 подключенк первому входу логического элемента5, выполненного в виде многостабильного триггера, к второму входу которого подключен источник 6 сбросовогоимпульса. Первый выход триггера подключен к тиристорному приводу 7,содержащему тиристоры 8 и 9, а другой выход -к клапану 10 подачи кислорода. Крометого, устройство содержит горелку11, подсоединенную к измерительномуэлементу 3 и клапану 40 подачикислорода, и двигатель 12 стабилизации вылета горелки.Устройство работает следующим образом.При включении сетевого напряжения(50 Гц) формирователь 1 генерируетнизковольтные импульсы, разнесенныево времени (относительно границ периода сетевого напряжения) и различные по амплитуде. В высоковольтном трансформаторе 2 эти импульсы преобразуются в высоковольтные и55 подаются через измерительный элемент.на изолированную от корпуса горелку 11, как на электрод относительно заземленного листа металла. Величинанайряжения импульсов (фиг,2,е) выбирается такой, что при заданном расстоянии от горелки до холодного листа и включенном подогревном пламени и режущем кислороде промежуток проби вается третьим и четвертым импульсами (фиг.2,2.).При нагреве участка листа металла до температуры горения металла происходит уменьшение пробивного напряжения промежутка с подогревным пламенем (без режущего кислорода) и начинается устойчивый пробой промежутка вторым (фиг.2, ь), а затем и первым (самым меньшим ) импульсами фиг.2,6). Эти импульсы фиксируются измерительным элементом 3, и через усилитель 4 сигнал поступает на вход логического элемента 5,с первого выхода которого сигнал с выдержкой времени подается на клапан 1 О, которым открывается режущий кислород, Таким обра- зом.осуществляется пробивка металла и начало резки..С источника 6 подается гасящий им пульс на многостабильный триггер 5 и осуществляется его сброс в конце каждой серии импульсов (после 4 импульса) пятым импульсом (фиг,2,41.ЗОформирователь 1 импульсов и источник б сбросового импульса функциональна связаны через источник сетевого напряжения, обеспечивая тем самым"временную связь между серией четырех импульсов и сбросовымпятым импульсом. С второго выхода логического элемента 5 получают путем дифференцирования переднего фронта импульса сигнал, несущий информа О цию о фазе первого из серии импуль"." сов, пробившего промежуток. Указанное преобразование осуществляется в дифференциальном трансформаторе не показан,), являющимся нагрузкой логического элемента 5С выхода дифференциального трансформатора сигнал подается в цепь управления тиристорного привода 7, включенного через якорь двигателя 12 в сеть. Серия зондирующих высоковольтныхимпульсов сфазирована относительносетевого напряжения так, что тирис-;.тор 8 отперт при совпадении положительной волны сетевого напряженияи управляющего импульса соответствующего пробою второго, третьегои четвертого зондирующих импульсов(фиг,2,с, в и е). При этом тиристор9 заперт. Лвигатель 12 получает питание и увеличивает расстояние отгорелки до поверхности металла дотех пор, пока это расстояние будетнедостаточным для его пробоя вторымимпульсом,При увеличении расстояния промежуток пробивается только четвертымимпульсом (фиг.2, о 1, ди з) . В этомслучае тиристор 9 открывается, двигатель 12 получает питание другойполярности и возвращает горелку 11на заданное расстояние от поверхнос-,ти разрезаемого металла.Таким образом нарастающие по амплитуде высоковольтные импульсы определяют длину зондируемого промежутка.Если промежуток пробит вторым, третьим и четвертым импульсами, то длинапромежутка меньше заданной; если пробит третьим и четвертым импульсами,то длина промежутка равна заданной,и если пробит четвертым импульсом,то длина промежутка больше заданной.;Разница амплитуд второго и третьего импульсов определяют зону нечувствительности, а величина их амплитуд, регулируемая в необходимых случаях с пульта управления, определяют величину установки заданногорасстояния горелки от поверхности изделия.Применение в предлагаемом устройстве для газовой резки металладискретных сигналов для контроля и регулирования расстояния между горелкой и разрезаемым металлом повышает точность и надежность устройства, так как в этом случае такие факторы, какнеидентичность сопел для резки различных толщин, нестабильность давлений, качество топлива и кислородаи т.д. оказывают меньшее влияние.1130 Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал Тираж 10 Государственно о делам изобре Москва, Ж, Подписи комитета СССР ий и открытий увская наб., д.