Горелка для плазменно-дуговой резки

рц 664793аГ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соав Советских Социалистических(088.8) по делам изобретений и открытий) Дата опубликования описания ЗО.О 5.79 2) Авторы изобретени оролев и Р. бу(71) Заявител ЛЯ ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОИ РЕЗКИ 54) ГО 3. М. Баркан, И. С. Шапи Изобретение относится к сварочной технике, к устройствам для плазменно-дуговой резки, предназначенным для использования в различных отраслях народного хозяйства. 5Известна горелка для плазменно-дуговойрезки, содержащая корпус с тангенциально расположенным газоподводящим каналом, электрод и сопло, причем газоподводящий канал выполнен в виде щелевого паза 1.Недостатком известного устройства является то, что данная горелка не обеспечивает изменение состава плазмообразующегогаза в процессе резки. 15Известна горелка плазменно-дуговой резки с разомкнутой системой охлаждения, содержащая изолятор с закрепленными нанем внутренними и наружными соплами иэлектрод, установленный в электрододержателе. Несмотря на то, что конструкцияпредлагаемой горелки обеспечивает уменьшение габаритных размеров плазмотрона,она не обеспечивает выполнения процессарезки с изменением состава плазмообразующего газа 2,Известна также горелка для плазменнодуговой резки, содержащая корпус с выполненной в нем полостью для подачи плазмообразующего газа, электрод, сопло, плос кии золотник с внутренним пазом и тракт для подачи плазмообразующего газа (3.В этой горелке повышение скорости вращения газового потока неизбежно связано с увеличением расхода фокусирующего газа. Кроме того, известная горелка основана на использовании неизменного по составу плазмообразующего газа и фокусирующего газа,Целью изобретения является повышение производительности обработки за счет увеличения частоты изменения состава плазмообразующего газа в камере плазмотрона по периодическому закону и обеспечения возможности легкого регулирования диапазона частот изменения состава газа.Указанная цель достигается тем, что горелка снабжена обоймой, жестко закрепленной на корпусе, дополнительным корпусом, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения в обойме, дополнительным трактом для подачи плазмообразующего газа, выполненным совместно с основным трактом в дополнительном корпусе и выходящим в подпружиненный золотник, и трубкой, шарнирно закрепленной на золотнике и,сообщающейся с газоподводящей полостью основного корпуса, при этом золотник установлен на дополнительном корпусе со стороны, примыкающей к основному корпусу, его паз выполнен тангенциально, а расстояние отоси дополнительного корпуса до оси каждого газоподводящего тракта равно расстоянию от оси:золотника до входа в тангенциально расположенный паз.На фиг. 1 приведен общий вид предложенной горелки; на фиг. 2 - сечение А - Афиг. 1,Горелка имеет дополнительный корпус 1, 10установленный на резьбе в обойме 2. Вкорпусе 1 расположены два газоподводящих тракта 3 и 4, которые, в свою очередь,связаны со штуцерами 5 и 6 для подводаплазмообразующих газов. 1 бЗолотник 7 прижат к плоскому торцу корпуса 1 посредством шайбы 8. В золотнике,7 сделан криволинейный канал 9 в видетангенциального паза, соединяющий одиниз трактов 3 или 4 со специальным соплом 2010, выполненным в виде трубки. Конецэтого сопла размещен в полости 11, расположенной внутри корпуса плазмотрона 12,золотник 7, в свою очередь, установлен всферическом подшипнике 13, которыйвклеен и завальцован в прижимную шайбу 8.Прижимная шайба прижата пружинами14 и 15, для направления которых служатштифты 16 и 17. Соответственно, сжатиепружины 14 и 15 выполнено с помощью ЗОрезьбы, соединяющей корпус 1 с обоймой 2,Вторым своим концом эти пружины установлены на опорной шайбе 18. Изолятор19 размещен в пространстве между наружной поверхностью электрода 20 и внутренней поверхностью корпуса 12,Камера формирования плазменной дуги21 посредством продольных каналов 22,выполненных в изоляторе 19, связана с полостью 11, находящейся в верхней части 40корпуса плазмотрона 12, Корпус 12, в своюочередь, через прокладку 23 посредствомвинтов 24 жестко скреплен с обоймой 2.Горелка работает следующим образом.Плазмообразующие газы, различные по 45составу, подводят к штуцерам 5 и 6, черезкоторые они поступают в тракты 3 и 4, находящиеся внутри дополнительного корпуса 1, Поступая из одного из трактов в тангенциальный паз 9 в золотнике 7 газ через 5 Оспециальное сопло 10 попадает в полость11 в верхней части корпуса плазмотрона 12и через продольные каналы 22 в изоляторе 19 газ поступает в камеру формированияплазменной дуги 21, За счет тангенциальной составляющей скорости потока на входе в канал 9 поток газа поворачивает золотник 7. Этому способствует установказолотника в подшипнике 13, который вклеивают и завальцовывают в прижимнойшайбе 8,При повороте золотника (в данном случае на 180) плазмообразующий газ поступает в канал 9 из другого газоподводящеготракта, Направление вращения золотника 65 7 с соплом 10 при переходе поступления газа из тракта 3 к тракту 4 обозначено стрелкой. Скорость поворота золотника регулируют за счет воздействия на него прижимной шайбы 8, которую в свою очередь прижимают пружинами 14 и 15, центрирующиеся штифтами 16 и 17. Эти пружины другим своим концом устанавливают на опорной шайбе 18. Таким образом различная степень сжатия пружин 14 и 15 означает различную скорость поворота золотника 7 прн данном расходе плазмообразующих сред, а следовательно, и различимую частоту подачи плазмообразующих сред в камеру 21.Так как при резке используют обычно плазмообразующие среды, то изменение частоты состава плазмообразующих сред в камере 21 означает, что при резке с такой же частотой пульсирует напряжение на дуге, горящей между электродом 20 и обрабатываемым изделием. Эту частоту выбирают исходя из технологических соображений. Регулированием глубины ввертывания корпуса 1 в обойму 2 обеспечивают различное сжатие пружин 14 и 15, а следовательно и частоту изменения давления в камере 21, Чем меньше скорость вращения золотника 7, тем соответственно меньше частота изменения напряжения на дуге при резке, Изоляционная прокладка 23 кроме того что она изолирует обойму 2 от корпуса плазмотрона 12 с токоведущим соплом, которые жестко соединяют винтами 24, еще и обеспечивает герметичность полости, находящейся внутри обоймы 2. Незначительное расстояние от полости 11 до камеры формирования плазменной дуги обеспечивает возможность быстрого изменения состава плазмообразующего газа в камере 21, что в свою очередь обеспечивает повышение производительности обработки преимущественно при обработке металла ограниченной толщины,Примером применения предложенного устройства для резки явилось устройство, работающее по указанному принципу и обеспечивающее резку нержавеющих сталей с последовательно чередующимся изменением состава плазмообразующего газа. В качестве рабочего газа, подводимого по одному тракту использовали технический азот, а в качестве газа, соответственно подводимого по другому тракту - аргон, При этом при давлении газов перед плазмотроном около 3 кгс/см частота изменения состава плазмообразующего газа составила 8 - 9 1/сек.За счет взаимного чередования изменения состава газа обеспечили использование более форсированных режимов по току для сопла данного диаметра без опасности разрушения при этом вольфрамового стержневого катода, Этому способствовал режим горения дуги в аргоне, так как горение дуги в азоте является достаточно кратковременным, то за это время не успевает произойти разрушение катода, связанное с химическим взаимодействием азота с вольфрамом. Уменьшение давления газов до 2 кГс/см соответственно уменьшило частоту изменения состава газа до 4 - 5 1/сек, а повьгшение давления,до 4 кГс/см обеспечило повышение частоты до 11 - 12 1/сек,Возможность выполнения резки с такими частотами изменения состава газа, в свою очередь, обеспечило выполнение резки со скоростями до 1500 - 200 мм/мин без заметных рисок на кромках, обусловленных изменением состава плазмообразующего газа, который, в свою очередь, определяет диаметр столба дуги и ее проникающую способность.В предлагаемом устройстве реализовано решение, обеспечивающее возможность выполнения резки и изменение состава плазмообразующего газа на минимальном расстоянии от камеры плазмотрона, что обеспечивает повышение производительности резки в 1,4 - 1,7 раза при одном и том же значении тока режущей дуги. Формула изобретенияГорелка для плазменно-дуговой резки, содержащая корпус с выполненной в нем полостью для подачи плазмообразующего газа, электрод, сопло, плоский золотник с внутренним пазом и тракт для подачи плазмообразующего газа, сообщающийся с упомянутой полостью, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности обработки за счет увеличения частоты изменения состава плазмообразующего га за в камере плазмотрона по периодическому закону и обеспечения возможности легкого регулирования диапазона частот изменения состава газа, горелка снабжена обоймой, жестко закрепленной на корпусе, 10 дополнительным корпусом, установленнымс возможностью возвратно-поступательного перемещения в обойме, дополнительным трактом для подачи плазмообразующего газа, выполненным совместно с основным 15 трактом в дополнительном корпусе и выходящим в подпружиненный золотник и трубкой, шарнирно закрепленной на золотнике и сообщающейся с газоподводящей полостью основного корпуса, при этом зо лотник установлен на дополнительном корпусе со стороны, примыкающей к основному корпусу, его паз выполнен тангенциальным, а расстояние от оси дополнительного корпуса до оси каждого газоподводящего 25 тракта равно расстоянию от оси золотникадо входа в тангенциально расположенный паз.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 30 1. Авторское свидетельство СССР Мо 273030, В 23 К 31/00, 1963. 2. Авторское свидетельство СССР Мо 456695, В 23 К 31/10, 1970. 3. Авторское свидетельство СССР 35 Мо 466081, В 23 К 9/16, 1971,664793 аг,7 Составитель Л, Суханова хред А, Камышникова Корректор Т. Добровольская Редактор В. Кухаре Типография, пр, Сапунова,каз 2105/2 Изд. Ме 523 Тираж 1222ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5 Подписное открытий