Горелка для гша311енно-дутовой pesioi

Сова Советскик Социалистических РеслублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 270679 (21) 2785121/25-27 51) М л3 с присоединением заявки Йо В 23 К 31/10 В 23 К 9/30 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54 ) ГОРЕЛКА ДЛЯ ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОЙ РЕЗКИ Изобретение относится к сварочной технике, а именно к устроиствам предназначенным для выполнения процесса поверхностной плазменно-дуговой резки, и может быть использова 5 но в различных отраслях народного хозяйства. По основному авт, св. 9 745623 известна горелка для плазменно-дуговой резки, содержащая корпус с укрепленным в нем соплом, образующим камеру .формирования дуги, в которой расположен электрод, а также сильфон, установленный концентрично и 15 жестко связанный с корпусом горелки. Горелка снабжена распределительным устройством. Сильфон разведен гибкой перегородкой на две полости, каждая из которых выполнена с входным 2 О и выходным отверстиями для плазмообразующего газа, при этом входные отверстия соединены с распределительным устройством, а выходные отверстия - с камерой формирования дуги и выполнены с дйаметром, в 2-4 раза меньшим диаметра входного отверстия.Использование данного устройства обеспечивает выполнение процесса резки с колебаниями путем использо-30 вания энергии давления плазмообразующего газаЩНедостатком"известного устройства является то, что его использование не обеспечивает регулирования амплитуды колебаний дуги при выполнении многопроходной выплавки глубоких канавок, осуществление которой связано с необходимостью. уменьшения амплитуды поперечных колебаний дуги на каждом последующем проходецТакое выполнение процесса резки с помощью известного устройства связано с необходимостью снижения расхода плазмообразующего газа, так как приводом колебаний горелки является энергия давления рабочего газа. Данное обстоятельство обусловливает неизбежность возникновения двойного дугообразования в канале сопла дугового плазмотрона и вследствие этого - выход его из строя при условии неизменности поддержания постоянства величины рабочего тока. Уменьшение же величины тока при снижении расхода плазмообразующего .газа неизбежно обусловливает снижение производительности обработки металла,Цель изобретения - повышение производительности путем обеспечениярегулирования ширины выплавляемой ко закреплены в суппорте механизма канавки при одной и многопроходной перемещения устройства вдоль линии поверхностной резке с изменением амп- реза (не показан). Нижние фланцы литуды. колебаний дуги и увеличения 9 и 10 дополнительного и основного ресурса работы сопла плазмотрона пу- сильфонов также жестко связаны между тем предотвращения возникновения двой собой, При этом нижний фланец 9 доного дугообраэования. полнительного сильфона 5 имеетПоставленная цель достигается тем диаметр больше, чем диаметр корпуса что горелка снабжена дополнительно 11 плаэмотрона, и его часть, примыильфоном с торцовыми фланцами, один кающая к корпусу 11 плазмотрона,э которых оснащен трактом для подачи о является составнбй частью данногоаза, содержащим регулировочный вен- корпуса, обеспечивая уплотнение тиль и манометр, и дросселирующей внутренней полости 12 в верхней часцюэой, подводящей газ к распределитель- ти корпуса 11 плазмотрона. ному устройству, связанной с упомяну- Посредством отверстия с левой тым трактом и имеющей диаметр отвер- полостью основного сильфона 1 связастия, в 1,5-2,0 раза меньше диаметРа на полость 12 плазмотрона. В газопод 15выходного отверстия основного сильфо- водящем тракте 13 от баллона установна, дополнительный сильфон установлен лена дросселирующая дюза 14. Соотконцентрично основному снаружи и жест- ветственно дополнительный тракт 15 ко связан с его торцами фланцами (шланг) присоединен к тракту 13 до имекщими отверстия, оси которых совпадросселирующей дюзы 14. При этом дают с осями входных и выходных от- участок тракта 1 б связан с распредеверстий основного сильфона. лительным устройством б, обеспечиваюНа фиг. 1 схематично изображено щим подачу нлазмообразуяцего газа в предлагаемое устройство, общий вид правую и левую полости основного . на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, 25 сильфона 1. Соответственно правая на фиг, 3 - график, отражакщий полость основного сильфона связана влияние числа проходов на измене- посредством отверстия 17 с полосние ширины плаэменно-дугового реза, тью 12 дугового плазмотрона, на фиг. 4 - то же, влияние числа Газоподводящийтракт 15 связанпроходов на изменение давленийРе 30 с внутренней полостью дополнительгулируемых в полости основного и до- ного сильфона 5, причем в разрыве полнительного сильфона; на фиг.5 данного тракта установлены манометр то же, изменение угла отклонения оси 18 и вентиль 19, а подвод газа к доплазмотрона с ростом числа проходовф волнительному сильфону 5 выполненна фиг. 6 - основной и дополнитель- З 5 посредством штуцера 20. С отверстияный сильфоны при повышении давления ми 2 и 7 связано распределительное в полости дополнительного сильфона устройство б, обеспечивающее подачу до максимального значения, внешний плазмообразукщего газа в полости.вид, на Фиг, 7 - выплавленная канав- сильфона 1.ка, поперечное сечение.Предлагаемая горелка содержит , 40 Изменение угла отклонения осиосновной сильфон 1, правая полость плазмотрона от вертикальной оси прикоторого посредством отверстия 2, вы- подаче газа в полости основного сильполнениого в верхнем Фланце 3 и Фона обозначено д, а д, д 2, дв верхнем Фланце 4 дополнительного дЬ - значения угла отклонения осисильфона 5, связана с распределитель плазмотрона при выполнении первого,ным устройством б для подачи плазмо- второго, третьего и И -го проходаобраэукщего паза (Фиг.1) . (фиг.5). Давление в полостях осПосредством аналогичного отверс- новного сильфона обозначено как Р,тия 7 левая полость основного силь- а во внутренней полости дополнитель-.фона 1 связана также с распредели ного сильфона как Р (Фиг.4). Цифтельным устройством. Основной силь- рами 1, 11, И 1, ,и обознаФон 1 расположен во внутренней по- чен номер соответствующего проходалости дополнительного сильфона 5. при выполнении многопроходной реэПри этом продольные оси обоих силь- ки. Изменение ширины плазменно-дугофонов совмещены друг с другом. вого реза обозначено как В; приСоответственно цифрами 1 и 5 обоз- этом Ь, Ь Ьэ, Ъ,соответначены положения основного и допол- ствукщие значения ширины выплавляенительного сильфонов при увеличении , мых канавок на данном проходе (фиг. 3) .давления в полости дополнительного Величины Ь 1, Ь 2, Ь, Ь- значесильфона до максимального значения ния глубин выплавляемых канавок на(фиг,б). Левая и правая полости 60 каждом из указанных проходов, а Носновного сильфона 1 отделены друг общая глубина выплавляемой канавки,от друга посредством гибкой перего- Устройство работает следукщимродки 8. Верхние фланцы 3 и 4 основ- образом.ного и дополнительного сильфонов До начала процесса резки устанавжестко связаны между собой и жест- б 5 ливают соответствующий угол наклонамипродольной оси устройства к поверхности обрабатываемого металла.По тракту 13 от баллона подаютплазмообраэующий газ, при этом наличие дросселирующей дюэы 14, установленной в тракте, обуславливает существенное повышение давленияна участке гаэоподводящего тракта 13,расположенном до дросселирующей дюзы.При выполнении первого прохода 1до начала подачи .плаэмообразующегогаза по тракту 13 перекрывают вентиль 19, и при этом плазмообразующийгаз по тракту 15 не поступает вовнутреннюю полость дополнительногосильфона 5, а поступает только потракту 16 в распределительное устройство б, которое обеспечивает последовательно чередующееся его поступление через отверстия 2 и 7, которыерасполагаются в верхних фланцах 3и 4 дополнительного 5 и основного 1 20сильфонов. Так как левая и праваяполости сильфона 1 отделяются перегородкой 8, то при подаче плазмообразующего газа в каждуюиз укаэанныхполостей имеет место одностороннееотклонение оси плазмотрона.При подаче плазмообразующего газав левую полость основного сильфона 1 эа счет увеличения давленияв этой полости ось дугового плазмотрона отклоняется вправо на угон д,)значение которого определяет ширина канавки Ъ, получаемая при выполнении первбго прохода. Это значениеугла отклонения оси плазмотронаобеспечивает амплитуду колебания дуги, равную Ь)2 . Соответственно приподаче плазмообразующего газа с темже расходом в правую полость основного сильфона 1 обеспечивается отклонение оси плазмотрона влево на угол 404 . Таким образом, при выполнениипервого прохода получают канавкушириной В) и глубиной Ь,).Газ, который подают в правую илевую полости основного сильфона 1,по отверстиям во фланцах 9 н 10поступает в камеру 12, а затемв камеру формирования дуги и сопло .плазмотрона. Это значение расходаплаэмообраэующего газа, определяемоедавлением Р),в правой и левой полостях основного сильфона, поддерживаютпостоянным при выполнении всех проходов,При выполнении второго проходауменьшают угол отклонения плазменной дуги Ы , для этого до началавыполнения данного прохода при подаче плазмообразующего газа по тракту 13 приоткрывают на некоторуювеличину вентиль 19, и при этом гаэпоступает в герметичную полость дополнительного сильфона 5 по тракту15 через штуцер 20. Как только давение в полости дополнительногоильфона 5 достигает значения Р, ко торое определяют с помоцью манометра 18, вновь перекрывают вентиль 19,и при выполнении данного прохода неменяют значение давления во внутренней полости дополнительного сильфона 5. Это значение давления во внутренней полости сильфона 5 повышаютпри выполнении каждого последующегопрохода. Чем большую величину имеетотношение давлений РР, тем меньшуювеличину имеет угол отклонения осиплазмотрона д, тем соответственноменьшую величину имеет угол отклонения оси плазмотрона и тем соответственно меныаую величину имеет ширина выплавляемой канавки В,Поэтому за счет увеличения давления Р на каждом последующем проходеи лучают ширину канавки, котораяимеет меньшую величину по сравнениюс шириной, которую получают при предыдущем проходе. То есть, при выполнении второго прохода )1 получаютканавку шириной Ь и глубиной Ъпричем ЬЬ.Соответственно при выполнении третьего прохода 111, при котором давление Р повышают на еще большую величину по сравнению со вторым проходомполучают канавку шириной Ь и глубиной 1, причем Ь С Ъ . Таким образом, при выполнении трех проходовобеспечивают д) Й) Й,Это уменьшение амплитуды колебанийплазмотрона обусловливает то обстоятельство, что при увеличении численного значения давления Ри сохранении неизменным давления Р) имеет место выпрямление гофр дополнительного 5и основного 1.сильфонов. И при значении Р Р в 1,5-2 раза основнойсильфон занимает положение 1, а дотполнительный сильфон - 5Такойхарактер изгиба гофр основного идополнительного сильфонов при увеличении давления в полости дополнительного сильфона обусловливает возрастание жесткости всей конструкции в целом вследствие растяжки гофр дополнительного сильфона, и при последовательно чередующейся подаче плазмообраэующего газа в каждую иэ половиносновного сильфона уменыаение углаотклонения оси плазмотрона, так какпри этом возрастает жесткость всейконструкции, определяемая выпрямлением гофр дополнительного сильфона,в связи с чем давление Р) не можетвызвать такого же изгиба дополнительного сильфона, который имел местопри выполнении предыдущего прохода.Этому также способствует и выпрямление гофр основного сильфона, т,е,его способность действовать в качестве привода колебаний плазмотрона.Уменьшение угла отклонения осиплазмотрона д при выполнении каждого последующего прохода и связанноес этим уменьшение ширины выплавляемойканавки В предотвращает шунтированиетока стенками канавки, полученнойпри выполнении предыдущего прохода,что также обеспечивает повышение производительности обработки металла.Обычно при выполнении последнегои-го прохода эа счет соответствующегозначения давления Р, которое приэтом устанавливают максимальным,обеспечивают д = О, которому соответствует канавка шириной Ъи и глубиной ЪЗа счет вышеуказанного измененияугла отклонения оси плазмотрона обеспечивают получение при многопроходной резке канавки общей шириной Ъи глубиной Н, гдеМ= ЕЪ,Возможность изменения давления Рв широком интервале, определяемомтребованиями изменения ширины выплавляемых канавок отодо Ъ, обеспечивают благодаря существенному повышению давления в газоподводящем тракте 13, вследствие того, что в немустанавливают дросселирующую дюэу 14.Предлагаемое устройство можетбыть использовано и при выполненииоднопроходной поверхностной плазмен. но-дуговой резки; обеспечивая при еевыполнении регулирование ширины выплавляемой канавки в широких пределах. Кроме того, оно обеспечиваетповышение производительности обработки в 2-3 раза при многопроходнойвыплавке канавок, имеющих общую глубину до 60 мм, а также гарантируетвысокую долговечность сопла плазмотрона, так как расход плаэмообразующего газа, подаваемого в основной сильфон, сохраняет постоянным свое значение независимо от числа выполненных проходов, Это гарантированное отсутствие двойного дугообраэования является также фактором, способствующим повышению производительности обработки при выполнении многопроходной резки.Формула изобретенияГорелка для плазменно"дуговойрезки по авт. св. Р 745623, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения производительности путемобеспечения регулирования ширинывыплавляемой канавки при одной и.15 многопроходной поверхностной резкес изменением амплитуды колебаниядуги и увеличения ресурса работысопла плаэмотрона путем предотвращениявозникновения двойного дугообразоващ ния, горелка снабжена дополнительным сильфоном с торцовыми фланцами,один из которых оснащен трактом дляподачи газа, содержащим регулировочный вентиль и манометр, и дросселирующей дюэой подводящей газ к распределительному устройству, связанной с упомянутым трактом и имеющейдиаметр отверстия в в 1,5-2,0 разаменьше диаметра выходного отверстияосновного сильфона, дополнительныйсильфон установлен концентричноосновному снаружи и жестко связан сего торцами фланцами, имеющими отверстия, оси которых совпадают с осями входных и выходных отверстий основного сильфона.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 745 б 23, кл. В 23 К 31/10, 27,10.77825298 с,ставвтель Л. Суханова ехред М,Рейвес КорректорВ актор А.Лежнин цка филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Закаэ 2402/46 тираж 1148 ПодписноеВНКИПК Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытиЯ113035, Москва, З, Рауюская наб., д. 4/5