Плазмотрон

(5)КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕНИЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯС В ИДЕТЕ Л Ь СТВУ И ВТОРСКОМ 1.:,.-": :. ": 2,:(21) 4871815/08. :,":;:.: диненныМи с-подводяцэми 4 иотводящими 22) 09,07.90.., -:- ",.- 5 воду коммуникациями." Плазмотронимеет 46) 23,08,92, Бюл. %31,- .,-,: изолирующий корпус 6 с кналами 7 для (75) Ю,АЛыкин, И,Д.Ларионов и А.Ю,вдави-подвода воды в контур йоажденйя соплово-.: ных:;, :, : . ,,: го узла и ее отвода. Изолирующий:элемент (56) Авторскбе свидетельство СССР ." .9 размещен междуизолйфующим корйусом М 456695, кл, В 23 К 31/10, 1971:.,.:.: 6 и кожухом 8, На наружной поверхностиАвторскоесвидетельства СССР . -: Кожуха 8 выполнены выточки 1 О, образую- М 559787; кл, В 23 К 31/10, 1974;: . :,.;.- .:,: щие полости 11, Конструкция -плазмотрона (54) ПЛАЗМОТРОН: : ;,.,:,. обеспечивает как йадежиуо подачу и отвод (57) Использование: йизкотемпературные - охлаждающей"воды; так и надежный запуск плазменныеустройства, механизированная,"плазмотрона вСледстйие установки иэоли-и ручнаяплазменная резка, сварка; напыле-.: рующего элемента, исключающего"йробой ние, наплавка, Сущность изобретенйя,. зазора между злектрододержателем и кожу- плазмотрон содержит сопловый узел 1; хом через водоподводящиеотверстия-в изозлектрододержатель 2 с проточками 3, сое-, "лирующем корйусе. 3 з. и, ф-лы, 2 ил.61756063 30 3.Изобретение относится к плазменнойобраббтке материалов, в частйости к низкотемпературным плазменным устройствам,и может быть использовано при механизированной и ручной плазменной резке,свар:ке, йапылении и других видах обработкиматериалов.Известна горелка для плазменной рез ки, содержащая изолятор с закрепленными,на нем наружными и внутреннйми соплами,электродом, установлен ньйч в электрододержателе, и крышкой"камеры для охлаждающей среды. При этом в стенке изоляторавыполнено отверстие, соединяющее камерус полостью между внутренним и наружнымсоплами.Система охлаждения горелки работаетследующим образом,Охладитель из камеры через отверстие. в изоляторе вытекает в полость и далее взону резки, Такая системаназывается"разомкнутой и имеет рядсущественных недостатков, безвозвратная-потеря"охладителяи неконтролируемое его воздействие на эону плазменно-дуговой обработки, что можетприводить к закалкекромок реза и коробле, ниюобрабатцваемойдетали..," -.,. Известен плазмотрон, который Содержит стационарную часть с кайалами дляплазмообразующей и охлаждающей сред исменную часть; содержащую водоохлаждаемый .электродоАержатель с электродом,,иэолйрующий корпус, Сопловой"узел и ко жух. В теле электрододержателя выйолйеныканалы для поДачи плазмообразующего газав сопловуюкамеру, для выводаохлаждающей воды иэ сменной части, для проходаохлаждающей воды к электрбду и-в контурохлаждения соплового узла. Для проходаохлаждающей воды в изолирующем корпуСсе выполнены отверстия,Недостатком описанного решения"являются его невысокие эксйлуатационные.свойства, связанные с низкой надежностьюзажигания дежурной дуги, которая обусловлена пробоем заора между электрододержателем и кожухом через вЬдоподводящиеотверстия в изолирующем корпусе. Указанный пробой шунтирует рабочий промежутокмежду электрбдом и соплом. В зоне пробояпроисходит электроэрозионное -разрушение внутренней йоверхности Стенки кожухас образовайием раковин изагрязнением ох:. лаждающей воды продуктами эрозии,Целью изобретения является улучшениеэксплуатационных свойств плазмотрона путем повышения надежностизажигания Дежурной дуги,На иг.1 представлен плазмотрон, общий вид: на фиг.2 - сечение А - А на фиг,1.Ф Плазмотрон для обработки материаловсодержит сопло 1, электрододержатель 1 с проточками За, соединенной с подводящей 4 и Зб, с отводящей 5 воду коммуникациями, 5 изолирующий корпус 6 с каналами 7 а дляподвода воды в контур охлаждения соплового узла и ее отвода 76, кожух 8, изолирующий элемент 9, размещенный между изолирующим корпусом 6 и кожухом 8.10 На наружной поверхйости изолирующего корпуса выполнены выточки 10 а и 106, образующие между изолирующим корпусом 6 и изолирующим элементом 9 полости, при этом выходные отверстия каналов 7 а и 76 15 располагаются на поверхностях 11 а и 116:выточек 10 а и 106, а сами каналы 7 а и 76 соединены с проточками За и Зб. Электрододержатель 2 имеет канавки 12 завихрителя. Выточки 10 а и 106 соединены между20 собой кольцевой полостью 13, Предлагаемая койструкция имеет следующИе варианты: выточки 10 а и 106 выполненй на Диаметрально противоположных сторонах изолирующего корйуса 6, а их по 25 перечное сечение имеет серповидную форму; между кожухом 8 и изолирующим корпусом 6 соосно и без зазора устанавливается изолирующий элемент 9, выполненный в видевтулки; длина выточек 10 а и 106 не превышает длины изолирующего элемента 9, а края каналов 7 а и 76 совмещены с краями выточек 10 а и 106 Плазмотрон работает следующим образом.35 Плазмотрон устанавливается в эксплуатационное положение и в него подается плазмообразующий газ (ПОГ) и ахладитель- вода, Проходя по каналу 7 а и проточке За электрододержателя 2 вода через серповид 40 ную полость 10 а в изолирующем корпусе 6 попадает в кольцевую полость 13 (в контур охлаждения соплового узла), образованную соплом 1 и кожухом 8, и проходит в полость, образованную выточкой 106; выполненной 45 на противоположной стороне в изолирующем корпусе 6 и размещенной между ними и изолирующим элементом 9 идалее через отверстие канала 76 в.проточку 36 и отводящий канал 5. После подачи воды и ПОГ в 50 сопловом узле между катодом и соплом зажигается дежурная дуга, которая выдувается из отверстия сопла 1 вместе с ПОГ наружу и при соприкосновении с поверхностью металла образует основную плазменную дугу, Поскольку между электрододержателем 2 и 55 кожухом 8, имеющими разные потенциалы,установлен диэлектрический изолирующий элемент 9, то шунтирования дежурной дуги по каналам 7 а и 76, заполненным электро- проводным охладителем (водой), не происходит, а дуга загорается в сопловом узле в трододержателя 2 и коммуникациями 4 и 5промежутке между катодом и соплом 1, при обеспечивает надежную циркуляцию охэтом плазмообразующий газ испытывает лаждающейжидкостивсопловомузлеиинзакрутку в канавках 13 завихрителя,: тенсивный теплоотвод от поверхностиПри выполнении на противоположных 5 изолирующего корпуса 6 за счет большойсторонах изолирующего корпуса 6 выточек протяженности контуравыточек 10 а и 10 б и10 а и 10 б, имеющих серповидную форму;ихвытяйутой формы.охлаждающая вода из подводящей комму-Серповидная форма вцточек 10 а и 10 бникации 4 через проточку За и входнойка- приводит к йлавйымочертаниямконтурасенал 7 а поступает в выточку 10 а, затем по 10 чения изолирующего корпуса, близким к:кольцевой полости 13 переходит в йротиво- овальным, и исключает появление острыхположную выточку 10 б и через выходной углов в точках Б,В,Г,Д, что видноиз сеченияканал 7 б и проточку Зб попадает в отводя- А - А на фиг.1. Плавйая, без острых углов,щую коммуникацию 5.: :форма изолирующего корпуса 6 приводит кПри размещении между кожухом 8. и 15 уменьшению неоднородностей электромагизолирующим корпусом 6 изолирующего нитного поля в зазоре между разнополярэлемента 9 охлаждающая вода протекаетпо ,ными электрододержателем 2 и кожухомполостям, образованным выточками 10 а и(айодом) 8, что уменьшает вероятность про 10 б, при этом электрододержатель 2 и ко-боя этого зазора, В результате повышаетсяжух 8 разделены зазором с высокой элект надежность зажигания дежурной дуги меж-.рической прочностью на пробой за счет " ду соплом 1 и катодом, установленными вустановки между электрододержателем 2 и. торце электрододержателя 2.кожухом 8 изолирующего элемента 9, Это: - . Изолирующий элемент 9; устайовлей- исключает пробой зазора при включении:, ный соосно и без зазора между кожухом 8 иплззмотрона, ,: .25 изолирующим корпусом 6, гарантируетупВыполнение выточек 10 а и 10 б с дли-, лотнения стыков Б и В, Г иД, что разделяетной, не превышающей длийы изолирующе-полости подвода.и отвода охлаЖдающей во-го элемента 9, и совмещение краев. " ды, исключаетеехолостыепроточкииобес:изолирующего корпуса 6 с краями выточек;,печивает надежйое охлаждение соплового10 а и 10 б обеспечивает беспрепятствейный 30 узла,подводиотводохлаждающейводывконтур .Длина выточек 10 аи 106 на изолирую соплового узла, а также дополнительноуве-."щем"корпусе 6 не превышаетдлины изолиличивает электрическую прочность зазора.: рующего элемента 9, так как в протиъноммежду электрододержателем 2 и кожухом.8.: случае возникает неизолированный участокв местах, которые наиболее ослаблены ми зазора между электрододержателем 2 и конимальнцм расстоянием между разйопо- " жухом 8, Таким образом,указанное соотнолярнымиэлектрододержателем 2 и кожухом ",. шение длины выточек 10 а и 10 б и длины8, а именно в районе каналов 7 а и 7 б - визолирующего элемента 9 тарантирует изоверхней части плазмотрона и канавок 12 ляцию электрододержателя 2 от кожуха 8,завихрителя - в нижнейчастиплазмотрона; 40 что предотвращает пробой между ними иПовышение надежности зажигания де-тем самым, повышает надежность зажитажурной дуги достигается тем, что между. ниядежурнойдугимеждусоплом 1 и катодом,изолирующим корпусом 6 и кожухом 8 уста- установленным в электрододержателе 2.новлендиэлектрическийизолирующий зле-.Применение предлагаемой конструк-мент 9,:вследствие чего повышается 45 цииплазмотронапозволяетполучитьследу-электрическая прочность на пробой зазора ющйе положительные эффекты: повысить1 между электрододержателем 2 и кожухом 8. В:. производительность труда ойератороврезультате при запуске плазмотрона полно-плазменных установок за счет сокращениястью исключается пробой этого зазора в- подготовительного времейи при включениирайоне канавок 12 завихрителя и через от плазмотрона в работу и повышения надежверстия 7 а и 7 б, подводящие и отводящиености зажигания дежурной дуги; увелйчитьохлаждающую воду, весь ток дежурной дуги долговечность конструкции за счет исключереззазормежду.катодомисоплом 1.Кро- чения эрозионных повреждений кожуха име того, исключается эрозия внутренней по- электрододержателя и улучшения работыверхности кожуха 8, Выполнение выточек системы охлаждения вследствие исключе 10 а и,10 б на наружной поверхности изоли ния загрязнения охладителя. продуктамирующего корпуса 6, выполнение выходных " эрозии; повысить долговечность пусковойОтверстий каналов 7 а и 7 б изолирующего аппаратуры за счет сокращения числа вклюкорпуса 6 на поверхности выточек 10 а и 10 б чений дежурной дуги и запуска плазмотрои соединение их с проточками За и Зб алек- на.1756063Составитель Ю.ПыкинТехред М,Моргентал Редактор А,Мотыль орректор Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 3047 ВНИИГКНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина 7:- ,8Ф о р м ул а и з о б р е т е н иврасположенынапоеерхйости выточек и со 1. Плазмотрон для обработки"материа- . единены с проточками электрододержателялов, содержащий сопловой узел ФМктродо- каналами изолирующего корпуса,держатель с проточками, соедййеййыми сподводящими и отводящими, охлаждающую 5 2. Плазмотрон по п.1, о т л и ч а ю щ и йводу коммуникациями, изолйрующйй кор-ся тем,чтовыточкивыполненыссерповидпус сканаламй для подвода во 4 ы вконтурным поперечным сечением и расположеныохлаждения сопловогьузла иееЖВ 63 Ъ; о т- на диаметральйо противоположных сторол и ч а ю щ и й с я. тем, что," с цельюнах изолирующего корпусаулучшения эксплуатационных свойств плаз 3. Плазмотрон по пп.1 и 2, о т л и ч а юмотрона путем повышения надежностиэа- щ и й с я тем, что изолирующий элемент:жигания дежурной дуги, он снабжен выполнен ввидевтулки;установленнойсоустановленныммеждуизолирующим корпу-, оснои беэ зазора-между кожухом и изолисом и кожухом изолирующйм элементом, на ", рующим корпусом, "наружной поверхности изолируЮщего кор 4, Плазмотрон по йп 1-3, о тл и ч а ющ ипуса выполйены выточки, образующие меж- й ся твм; что длина выточек не превышэет.ду изолирующим корпусомиизолирующим длины изолирующегоэлемента, а края канаэлементом полости, при этомвыходные от- лов изолирующего корпуса совмещены сверстия каналов изолирующего корпусакраямивыточек,