825297

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ Союз Советскик Социапистическия Респубпик(61) Дополнительное к авт, сеид-ву(22) Заявлено 2706.79 (21) 2785116/25-27 Р 1)М К,з В 23 К 31/10 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОЙ РЕЗКИ Изобретение относится к сварочной 1технике, а именно к оборудованию длятермической резки, выполняемой с нагревом обрабатываемого металла плазменной дугой,Известна установка для пла.-.меннодуговой резки ОПР, получившая широкое применение в отечественной промышленности, состоящая из резака, аппаратного шкафа и источника питания.Последний выполнен с цепью внешнейобратной связи по току в виде трансформатора и магнитного усилителя снамагничивающими и размагничивающимиобмотками, причем намагничивающие 15обмотки имеют узел смещения, а в цепиобратной связи по току установлентрансформатор тока с выпрямителем.В цепЪ внешней обратной связи по токувведен управляеьый диод, цепь управле ния которого присоединена к выпрямителю трансформатора тока через независимый регулируемый источник постоянного тока, включенный встречно с выпрямителем. В цепь между источникомпитания и изделием введено реле дуги,нормально открытые контакты которогоподключены последовательно с намагничивающей обмоткой магнитного усилителя, причем при механизированной рез ке нормально закрытые контакты .реле подключены последовательно с раэмагничивающей обмоткой усилителя 11 1.Данная установка обеспечивает плавное нарастание тока режущей дуги при ее возбуждении, чуо является необходимым условием гара.лтирования долговечной работы сопла дугового плазмотрона.Недостатком данной установки является то, что она обеспечивает выполнение процесса резки только при условии циркуляционного водяного охлаждения источника питания и плазмотрона. Такая система охлаждения обеспечивает возможность эксплуатации оборудования только в цеховых условиях и не может быть использована при выполнении резательных работ в условиях монтажа. Кроме того, циркуляционная система водяного охлаждения плазмотрона не обеспечивает возможности его использования для целей поверхностей резки (стрижки) из-за трудностей обеспечения при этом достаточно малых габаритов плазмотрона,Известна также установка для термической газовой резки, при выпол-, нении которой в качестве горючего используют керосин или бензин, вклю825297 этом отсутствует возможность попада- ное устройство связано с сетью сжато ния воды внутрь полости Реза. Когда, го воздуха, а выход с инжекторного расход воды не обеспечинает эффектив- бО устройства посредством шланга 16 ного охлаждения сопла плазмотрона связан с полостью 6 между наружным 1 при работе на большем токе, возможен и внутренним 2 соплами. его выход из строя вследствие днойно- Иэменение давления в камере 3 форго дугообразования, что приводит к миронания дуги при изменении 3 в знаухудшению качества плазменно-дугоно чения тока режущей дуги обозначено 3 4чающая бачок с жидкостью (горючим), го рез а, . Необ ходимост ь же пвриодичес"в который после его заливки закачи кой смены сопл резко снижает проиэвовают воздух до давления 0,5-2,0 кгс/см дительность обработки.обеспечивающего поступление горючего Следует отметить, что подбор расхов резак 2.да воды вручную помимо того, что онНедостатком укаэанного устройства 5 является чрезвычайно трудоемким, неявляется то, что при использовании может гарантировать подачи воды в коаналогичного бачка, заполняемого во- личестве, исключающем ее попаданиедой, для получения воздушноводяной внутрь реза.смеси, охлаждающей плазмотрон при Недостатком известной. установкиплазменно-дуговой резке содержание .О является также то, что она не можетводы в воздушно-водяной смеси не зави- быть использована для работы при отсит от величины рабочего тока. Выбор рицательных температурах окружающего(обеспечение) за счет конструктивных воздуха иэ-за замерзания среды, подапараметров системы расхода воды, га- ваемой по шлангу,рантирующего долговечную работу плаэ- Цель изобретения - повышение проиэмотронана максимальном токе, явля. - 5 водительности и увеличение ресурсается нежелательно завышенным для работы сопла путем обеспечения автослучаев использования плазмотрона матического регулирования расхода охпри меньших значениях тока. Послед- лаждающей среды, подаваемой междунее, н свою очередь, приводит к томУ, соплами, при изменении рабочего тока,что вода, попадая на таких "не мак-2 О Поставленная цель достигается тем,симальных" режимах внутрь полости что с камерой формирования дуги камереза, охлаждает расплав и тем суще- ра для рабочей среды связана своимственно снижает производительность входным патрубком,обработки. Выбор же расхода воды для На фиг. 1 изображен схематичноподобного случая работы на некотором 5 плазмотрон, на фиг. 2 - схема ныпол"среднем" токе исходя из условия нения камеры для рабочей среды, нанепопадания воды внутрь полости реза фиг. 3 - график, характеризующийне гарантирует долговечной работы влияние рабочего тока на изменениеплаэмотрона на предельных режимах давления н камере формирования дуги,из-эа явной недостаточности такого на фиг. 4 - то же, давления н камерерасхода для эффективного охлаждения формирований. дуги на изменение расхоплаэмотрона на максимальном токе. да воды, отбираемой н процессе резкиНаиболее близким к предлагаемому из камеры для рабочей среды.является устройство для плазменно-ду- устройство содержит двухпоточныйгонон резки, содержащее плазмотрон плазмотрон (фиг. Ц, имеющий наружс внутренним и наружным соплами и ное (электрически нейтральное) соплокамеру с входным и выходным патруб и внутреннее (токонедущее) сопло 2,нами для рабочей среды, сообщающуюся В камере 3 формирования сжатой дуги,с камерой Формирования дуги плазмо- которая ограничена внутренней потрона и незамкнутой полостью, образо- лостью токонедущего сопла, расположенванной наружным и внутренним соплами, 40 вольфрамовый стержневой катод 4. Впричем с последней камера для рабочей нижней части камеры 3 формированиясреды связана своим выходным патруб- дуги расположено сопло 5, формируюком . щее дугу, а между наружным 1 и внутНедостатком известного устройства ренним 2 соплами - полость 6.является то, что выполнение процесса 45 соответственно на корпусе камерырезки с помощью указанного оборудова для рабочей среды (фиг, ), заполния связано с большими затратами няемой водой 8, причем высота,аполвспомогательного времени на регулиров- нения водой обозначена как 6, распоку расхода среды вручную. Такая регу- ложен штуцер 9. Посредством данноголиронка необходима при изменении не- . 5 О штуцера внутренняя полость 10 камерыличины рабочего тока. Для работы на 7 через шланг 11 связана с камеройболее низких токах необходим меньший 3 формирования дуги. Штуцер 9 расйорасход среды, например воды, с одной ложен на высоте , причем ЬЬ.стороны, он гарантирует полное испа- Штуцер 12 расположен в нижней частирение воды при охлаждении ею резака камеры 7 и связан посредством шлангаа с другой стороны, он обеспечивает 13 с инжекторным устройством 14, кмаксимальную производительность при которому также подведены шланги 15данном значении тока, так как при и 16. Посредством шланга 15 инжекторР (фиг. 3), Соответственно изменение расхода воды, отбираемой из камеры 7 при горении режущей дуги,при изменении давления в камере 3формирования дуги-обозначено 0 Н(фиг. 4).Установка работает следующим образом.До начала процесса резки заполняют водой камеру 7, причем уровеньоды в ней устанавливают равным фкоторый имеет значение, гарантированно меньшее, чем высота расположениявходного отверстия штуцера 9 (6)..От сети сжатого воздуха (цеховой илиавтономной от отдельного компрессора) сжатый воздух поступает по шлангу 15 к инжекторному устройству 14 ичерез центральное отверстие данногоустройства, имеющее малый диаметрв полость б. При прохождении инжекторного устройства сжатый воздухзасасывает воду из камеры 7 через отверстие штуцера 12 и шланг 13, которая поступает в шланг 16 за счетинжекции через боковые отверстия винжекторном устройстве, имеющие больший диаметр по сравнению с диаметромотверстия инжектора для прохождениясжатого воздуха.,Подача получаемой воздушно-водянойсмеси в полость б обеспечивает эффективное охлаждение внутреннего 2 инаружного 1 сопел при горении сжатойдуги, горящей между катодом 4 и обрабатываеьим изделием, Эта охлаждаю+щая смесь содержит частицы воды граспаренном состоянии, которые оседают на наружной поверхности сопла 2 ивнутренней поверхности сопла 1, чтообеспечивает испарительное охлаждение вышеуказанных сопел,Измененйе величины тока 3 режущейдуги обусловливает соответствующееизменение давления в камере 3 формиРованиЯ ДУги Рк . Изменение величины тока приводит к изменению диаметра столба дуги, который дросселирует выходное отв -.рстие сопла 5. Чемменьше величина тока 3, тем, соответственно, меньшую величину имеетдавление Р в камере 3, Поэтому приувеличении значения тока режущей дуги давление в камере 3 возрастаетпропорционально изменению тока..Так как камеру 3 связывают с внут ренней полостью камеры 7 посредством шланга 11, который надет на штуцер 9, то увеличение давления в камере 3 формирования дуги обусловливает соответствующее изменение давления во внутренней полости 10 каьеры 7, незаполненной водой, Это повышение давления над уровнем воды, заполняющей бачок, приводит к тому, что возрастает количество воды, поступакщей из камеры 7 через штуцер 12, шланг 13 и инжектор 14 в шланг 16. Данное обстоятельствО приводит к тому, чтопри данном расходе воздуха, подаваемого по шлангу 15, возрастает в немсодержание воды, отбираемой от камеры для рабочей среды 7. Соответственно уменьшение рабочего тока 3обусловливает уменьшение давления вкамере 3 и во внутренней полости камеры 7 для рабочей среды, не заполненной водой.Предлагаемое устройство, таким образом, обеспечивает автоматическуюрегулировку расхода воды, затрачиваемого на образование воздушно-водянойсмеси, при изменении величины рабочего тока.Таким образом, малому значениюрабочего тока соответствует малыйрасход охлаждающей воды, в то времякак увеличение тока обусловливает увеличение ра.;хода воды.20 Вследствие этого обеспечиваетсяполное отсутствие испарения воды, подаваемой в камеру 3. Из-за того, чтоколичество воды, подаваемой в камеру3, гарантирует ее полное испарение д 5 до выхода из среза сопла, отсутствуетвозможность поступления воды внутрьполости реза, что, в свою очередь,способствует повышению производительности обработки, так как при этом отсутствуют затраты тепла дугового разряда на испарение жидкости в полостиреза. Так как количество воды, подаваемой для охлаждения внутреннего и наружного сопел, определяется значениемтока режущей дуги, то вследствие этого гарантируется отсутствие разруше"ния токоведущего сопла вследствиедвойного дугообразования.4 О Использование предлагаемого устройства обеспечивает улучшение условий электробезопасности. Это обусловлено тем обстоятельством, что при прекращении горения дуги ее обрыве) 45 резко падает давление в камере 3 формирования дуги и во внутренней полости камеры 7 рабочей среды, что, всвою очередь, приводит к резкому снижению расхода воды, подаваемой в по О лость 6. Поэтому при ручном выполнении процесса резки во время перерывов горения дуги отсутствует попадание воды на обрабатываемое изделие иблиэраспсложенные к нему участкИ 55 рабочего помещения (пол ), что улучшает условия электробезопасности привыполнении плазменной резки.Кроме того, оно может быть эффективно использовано при выполнениирезательных работ в монтажных усло виях."При этомдополнительный подогревкорпуса камеры для рабочей среды спомощью электрической спирали обеспечивает возможность использования,данной установки при отрицательных 65 температурах окружакицего воздуха.825297 Использование предлагаемого устройства обеспечивает повышение производительности на 60-80 при выполнении разделительной плазменно-дуговой рез . ки и поверхностной резки в диапазоне рабочих токов 200-450 А. Это повышение производительности обработки обеспечивают эа счет сокращения затрат вспомогательного времени, связанного с подбором оптимальногорасхода воды, гарантирующего максимальную производительность выполнения резательных работ, а также иэ-за отсутствия затрат времени на смену токо- ведущего сопла плазмотрона вследствие повыаения его долговечности. Формула изобретения Устройство для плазменно-дуговойрезки, содержащее плазмотрон с внутренним и наружным соплами и камерус входным и выходным патрубкамидля рабочей среды, сообщающуюся скамерой формирования дуги плазмо 8трона и неэ амкнутой полост ью, образованной наружным и внутренним соплами, причем с последней камера для рабочей среды связана своим выходным патрубком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и увеличения ресурса работы сопла путем обеспечения автоматического регулирования расхода охлаждающей среды, подаваемой между соплами, при изменении рабочего тока, с камерой формирования дуги камера для рабочей среды связана своим входным патрубком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 263058, кл. В 23 К 31/10, 25.12,67.2. Евсеев Г.Б. и Глизманенко Д.Л. Оборудование и технология газопламенной обработки металлов и неметаллических материалов. М., "Машиностроение", 1974, с. 195-198.3. Авторское свидетельство СССР Р 195299, кл. В 23 К 9/16, 18.11.65.825297 Филиал ППП "Патент",г.Ужгород, Ул.Проектная,4 ВНИИПИ За Тираж 1148 з 2402/4 Подписно