Устройство для плазменно-дуговой резки

) Приорит СССРделам изебретвннй ублнко 5.10 ДК 621.7915.55 88,8) лет ытн 10.81 а опублнковани ни 2) Авторы изобретения кан и А М ховецк И,С. Шапоиствам олнения ри нест трах пр ующие ус дачи га ионуресса.ойствавых илиая поных режимных парам Известны дозир для поочередной пжидких сред, в котдача производитсямагнитного клапана х дан ощ электрого от таем 10 специального источника напряжения и электрически управляемого при помощи специального электронного программного устройства, настраиваемого каждый раз только на один из возможных режимов 11 ).Однако известные дозирующие устройства (комплексы) сложны по конструкции, трудоемки в настройке, ненадежны в эксплуатации, громоздки, имеют между рабочей зоной и распределительными клапанами значительные мертвые пространства, препятствующие быстрой смене подаваемой среды,Изобретение относится к сва частота их работы ограничена скоростью срабатывания электромагнитных клапанов. Поэтому использование таких систем при плазменно-дуговой реэ" ке малоэффективно иэ-за появления на кромках реза заметных рисок, связанный с изменением расхода газа изэа недостаточной частоты срабатывания данной системы.Известно устройство для плазменнодуговой резки, содержащее горелку, плоский золотник, газоподводящий тракт плазмообразующего газа, камеру формирования дуги с установленным в ней электродом; на корпусе горелки жестко закреплена обойма, являющаяся продолжением корпуса, в котором размещен дополнительный корпус. В этом корпусе выполнены два газоподводящих тракта, перекрываемых плоским подпру" жиненным золотником с внутренним тангенциальным пазом, причем расстояние от оси дополнительного корпуса до оси каждого иэ газоподводящих трактов рав 87212 4,25 35 но расстоянию от оси золотника довхода в тангенциально расположенныйпаз, а выход с этого паза посредствомспециального сопла связан с полостьюрасположенной внутри корпуса горелкии, в свою очередь, сообщающейся с полостью, в которой установлен электрод 21.Недостатком известного устройства,несмотря на то, что оно обеспечивает ,1 цвыполнение процесса резки с изменениемрасхода газа подаваемого в камеруформирования дуги, в свою очередь,приводящего к изменению давления в камере дугового плазмотрона по периодическому закону, является известнаяега сложность, обусловленная наличием плоского золотника, что требуеттщательной его притирки, Кроме того,при малых значениях расхода газане может быть обеспечен соответствующий поворот золотника, так какусилие необходимое для поворотазолотника при этом недостаточно,и в силу этого не мажет быть реализовано выполнение процесса резки спульсирующей подачей газа.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кописываемому изобретению являетсяустройство, содержащее плазмотрон стангенциальным каналом для вводаплаэмообразующего газа в камеруформирования дуги плаэмотрона и пульсатор с электродвигателем с регулируемым числом оборотов и установленным на одной оси с его валом редуктором, на выходном валукоторого закреплен,кулачок для взаимодействиясо штоком клапана, жестко соединенным с запорным конусом клапана, вход- оное отверстие которого соединеношлангом с системой гаэопитания, авыходное - с тангенциальным каналомплазмотрона, Устройство имеет источник питания с аппаратурой управления 13.Однако оно не обеспечивает выполнения процесса резки с изменением попериодическому закону направленияввода газа, подаваемого в камеру фармирования дуги. Это, в свою очередь,приводит к более крупным натекамвыплавленного металла, остающимся нанижней кромке реза при выполнениипроцесса резки с пульсирующей подачей газа. Данное же обстоятельствопри условии неизменности направленияподачи газа в камеру формирования дуги в процессе резки обусловливаетзачастую необходимость в дополнительной механической обработке кромок реза, что, в свою очередь, снижает производительность обработки металлаЦель изобретения - повышение качества кромок реза путем уменьшенияразмера частиц выплавленного металла, остающихся после резки на нижней кромке реза.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для плазменнодуговой резки, содержащем плазмотронс тангенциальным каналом для вводаплазмообразующего газа в камеру формирования дуги плаэмотрона и пульсатор с электродвигателем с регулируемым числом оборотов и установленнымна одной оси с его валом редуктором,на выходном валу которого закрепленкулачок для взаимодействия со штокомклапана, жестко соединенным с запорным конусом клапана, входное отверстиекоторого соединено шлангом с системойгазопитания, а выходное - с тангенциальным каналом плаэмотрона, пульсатор снабжен вторым клапаном, аналогичным первому, со штоком, расположенным навстречу штоку первого клапана и входным отверстием, соединеннымтакже с системой гаэопитания, приэтом концы штоков обоих клапанов расположены на одинаковом расстоянии отоси вращения кулачка, а плазмотронвыполнен со вторым тангенциальным каналом, направленным навстречу первому и соединенным с выходным отверстием второго клапана,На фиг. 1 показана схема пульсатара, используемого в данном устройстве; на фиг. 2 - схема устройстваплазмотрона; на фиг. 3 - сечениеплазмотрона А-А на фиг, 2; на фиг. 4 -график, характеризующий изменениедавления в камере формирования дугии направления ввода плазмообразующего газа,На выходном валу 1 малогабаритногоредуктора 2, который объединен с электродвигателем постоянного тока с регулируемым числом оборотов установленкулачок 3, воздействующий при вращении на шток 4, механического клапана 5. Этот шток, в свою очередь, жестко соединен с запорным конусом 6, отжатие которого возможно в полости 7.В этой же полости расположена пружина 8, Выходное отверстие 9 для выхода плазмообразующего газа из клапана5 посредством шланга 1 О, связано с камерой формирования дуги 11 плазмотрона 12, а входное отверстие 13 для ввода плазмообразующего газа в клапан 5 посредством шланга 4 связано с системой гаэопитания не показана). Шток 15 второго клапана 6 ориентирован под углом 180 по отношению к штоку 4 клапана 5. При этом подвод плазмообразующего газа к этому клапану выполнен посредством шланга 17, который связан с системой газопитания шлангом 18. С этим же шлангом связан подвод газа к первому клапану 5, который выполнен шлангом 14./Конструкция второго клапана 16 полностью идентична конструкции клапана 5. Запорный конус 19 клапана 16 также установлен с возможностью его осевого перемещения в полости 20, а выходное отверстие 21 для выхода газа из этого клапана посредством шланга 22 связано. также с камерой 11 формирования дуги плазмотрона 12. Запорный конус 19 клапана 16 прижат пружиной 23, а входное отверстие 24 для ввода газа в этот клапан выполнено идентично отверстию 13 в клапане 5. Соответственно стрелкой обозначено направление .вращения кулачка 3, а через С 1 обозначено расстояние между осью вращения кулачка 3 и осью роликов 25 на конце штоков 4 и 15, а так как данные ролики 25 выполнены с равным диаметром, то вследствие этого обеспечено постоянство расстояния между концами штоков 4 и 15 и осью вращения кулачка 3.Внутри корпуса (см. фиг. 2) плазмотрона 12 установлен электрод 26, конец которого расположен в камере 1 формирования дуги. С данной камерой 11 связан также цилиндрический выходной канал 27. Подвод плазмообразующего газа от клапана 5 шлангом 10 выполнен посредством штуцера 28. Подвод же газа в данную камеру 11 от клапана 16 шлангом 22 выполнен через внутреннюю полость штуцера 29 (см. фиг. 3).Плазмотрон выполнен с двумя тангенциальными каналами 30 и 31, связанными с внутренней полостью штуцеров 28 и 29 и ориентированными навстречу один другому. Направление ввода плазмообразующего газа "по часовой стрелке" 32 обусловлено подачей газа по шлангу 22. В то время, как направление ввода газа 33 "про 72 27 5 О 15 20 25 30 35 45 50 55 6тив часовой стрелки". обусловлено подачей газа по шлангу 10. Через Р 1 обозначено изменение давления газа в камере 11 формирования дуги во времени й (см. фиг. 4), При этом через С обозначено время нарастания давления, а через й- время его спада при вводе плазмообразующего газа в камеру формирования дуги "против часовой стрелки" 33. Соответственно через С обозначено время нараста/ния, а через С - время спада давления при его подаче в направлении 32 "по часовой стрелке". При этом максимальное амплитудное значение давления в камере 11 формирования дуги обозначено как Р , а минимальное - как РИУстановка работает следующим образом.Включением электродвигателя со встроенным малогабаритным редуктором 2 устанавливают требуемое число оборотов вращения кулачка 3 в направлении, показанном стрелкой. Кулачок 3 последовательно воздействует на штоки 4 и 15 клапанов 5 и 16. Одновременно по шлангу 18 от системы газопитания к клапанам 5 и 16 подводят плазмообразующий газНажатие кулачка 3 на шток 4 обусловливает перемещение штока 4 в горизонтальной плоскости, а шток 4, в свою очередь, перемещает в данной плоскости запорный конус 6 в полости 7 и при этом он.в полости 7 сжимает пружину 8. Плазмообразующий газ по шлангу 4 через отверстие 13 в штуцере поступает в клапан 5, а из него выходит через отверстие 9 в штуцере и далее поступает в шланг 10. Через шланг 10 гаэ подводят к штуцеру 28, который посредством тангенциального канала 30 связывает камеру 11 формирования дуги с внутренней . полостью шланга 10. При этом обеспечивают тангенциальную подачу плазмообразующего газа в направлении 33 "против часовой стрелки". Выполнение процесса резки осуществляют при горении дуги между электродом 26 и обра-. батываемым изделием и перемещении корпуса плазмотрона 12 в заданном направлении. При открывании клапана 5, давление в камере формирования 11 дуги возрастает до значения Р . После того, как кулачок 3 выходит из соприкосновения со штоком 4 запорный конус 6 под действием пружины 8 перекрывает отверстие 13, что приводит к прекра 872127Формула изобретения Щ 35 4 О 45 50 55 щению подачи газа клапаном 5, При этом в течение времени Ф давление в камеН ре 11 падает до значения РСоприкосновение кулачка 3 со штоком 15 приводит к ому, что шток 15 перемещает эапорный конус 19, который сжимает пружину 23. Плазмообраэующий газ через отверстие 24 во входном штуцере, который посредством шланга 17 связан со шлангом 18, поступает в О полость 20, и далее через отверстие 21 в выходном штуцере гаэ поступает в шланг 22, По шлангу 22 через отверстие в штуцере 29 гаэ поступает в камеру 11 Формирования дуги. Танген циальный канал 31 для ввода газа в камеру 11 через штуцер 29 направлен навстречу каналу 30, связанному со штуцером 28. Т.е. при подаче "аза клапаном.16 этот газ в камере 11 Формиро- щ вания дуги приобретает движение в направлении 32 "по часовой стрелке".При подаче газа клапаном 6 давление в камере 11 в течение временивозрастает до максимального зна чения, что приводит к сжатию дуги, горящей в канале сопла 27 плазмотроча 12, В свою очередь, прекращение подачи газа клапаном 16 приводит к спаду значения давления Р 1, до минимального значения в течение времениТак как все конструктивные элементы клапанов 5 и 16 строго идентичны, а оси обоих клапанов ориентированы в одной плоскости, то при постоянстве расстояния С между концами штоков, 4 и 15 и осью вращения кулачка 3, а также постоянстве длин шлангов 10 и 22, подводящих "аэ к плаэмотрону 12, и постоянстве размера отверстия для ввода газа по этим шлангам 10 и 22 в камеру 1 формирования дуги обеспечивают идентичную форму изменения импульса давления в камере 11 Формирования дуги. При этом получают, чтой , а= с, В то же времяПза счет периодически повторяющегося изменения направления подачи газа в камеру 1 Формирования дуги во времени получают длительность одного цикла изменения направления подачи газасЦ Е 1 СО+ И "с 11 2+ фп =" 2(1:И 4 сп). Так как длительности одного цикла изменения давления соответствует значение ц = +- =Й Ф 1, то получают что 1, .21.И СПфТаким образом, устройство обеспечивает при выполнении процесса резки с пульсирующей подачей газа изменение направления по периодическому законутангенциального движения потока газав камере 11 Формирования. дуги и вканале сопла 27,Использование предложенного устрой -ства обеспечивает повышение качества плазменно-дугового реза за счет уменьшения в 3-4 раза размера частиц выплавленного металла, остающихся после резки на нижней кромке реза. Такоеуменьшение размера частиц металла( грата) на нижней кромке реза гарантирует отсутствие приваривания этихчастиц к нижней кромке реза, что, всвою очередь, делает их легко удалимыми, вследствие чего возрастает производительность работ, выполняемыхплазменной резкой, так как ее осуществление не связано с необходимостьюосуществления после резки дополнительной операции, связанной с удалением грата с помощью трудоемкоймеханической обработки. Устройство для плазменно-дуговой резки, содержащее плазмотрон с тангенциальным каналом для ввода плаэмообразующего газа в камеру формирования дуги плазмотрона и пульсатор с электродвигателем с регулируемым числом оборотов и установленным на одной оси с его валом редуктором, на выходном валу которого закреплен кулачок для взаимодействия со штоком клапана, жестко соединенным с запорным конусом клапана, входное отверстие которого соединено шлангом с системой газопитания, а выходное - с тангенциальным каналом плазмотрона, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества кромок паза путем уменьшения размера частиц выплавленного металла, остающихся после резки на нижней кромке реза, пульсатор снабжен вторым клапаном, аналогичным первому, со штоком, расположенным навстречу штоку первого клапана и входным отверстием, соединенным так же с системой газопитания, при этом концы штоков обоих клапанов расположены на одинаковом расстоянии от оси вращения кулачка, а плазмотрон выполнен со вторым тангенциальным каналом, направленным навстречу первому и соединенным с выходным отверстиемвторого канала.872127 9 Источники информации,принятые во внимание при экспертизеБашта Т.И. Гидравлические привода летательных аппаратов. И фИашгиз", 1967. 1 О2. Авторское свидетельство СССР В 664793, кл. В 23 К 31/10, 21.04.77.3. Шапиро И.С. и др. Плазменно"дуговая резка с пульсирующей подачей газа.-"Сварочное производство", 1978. У 3, с. 40-43,