Плазменная горелка

 

1. ПЛАЗМЕННАЯ ГОРЕЛКА, содержащая сопло, с колпаком-, формирующие рубашку охлазхдения сопла, катод, установленный в сопле соосно ему, систему защиты от тока утечки, включающую индикатор напряжения между соплом и оё рабатываемой деталью, отличаю щаяс я тем, ч.то в нее введен охранный колпак 8,-охватывающий колпак 3 сопла, выполненный из электропроводящего материала, установленный с зазором 9 по отношению к колпаку 3 сопла и соединенный с помощью по крайней мере двух кон-тактных элементов 7 с системой защиты от тока утечки однопроводнымн связями, а последовательно индикатору напряжения включен резистор 20, параллельно которому подключены последовательно соединенные конденсатор 21 и диод 24. О) ю оо to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 3(5!) Н 05 Н 1/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (89) 142267 ГДР (21) 7771049/18-25 (22) 05 ° 02. 80 .(31) WPH 05 Н/211414 (32) 06. 03 ° 79 (33) ГДР (46) 07 ° 10.83. Бюл. 9 37 (72) Беме Йохан, Одрих Дистер, Похерт Рудольф, Визе Петер, Йагениак

Петер и Коердт Ханс (ГДР) (71) ФЕБ Мансфельд-Комбинат (ГДР) (53) 533.9(088.8) (54} (57) 1. ПЛАЗМЕННАЯ ГОРЕЛКА, содержащая сопло. с колпаком, формирующие рубашку охлаждения сопла, катод, установленный в сопле соосно ему, „„SU„„4 982 А систему защиты от тока утечки, вклю= чающую индикатор напряжения между соплом и обрабатываемой деталью, отличающаяся тем, ч,то в нее введен охранный колпак 8, охватывающий колпак 3 сопла, выполненный из электропроводящего материала, установленный с зазором 9 по отношению к колпаку 3 сопла и соединенный с помощью по крайней мере двух кон-. тактных элементов 7 с системой защиты от тока .утечки однопроводными связями, а последовательно индикатору напряжения включен резистор 20, параллельно которому подключены последовательно соединенные конденса тор 21 и диод 24. 3

1046982

2. Горелка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в охранном колпаке выполнены отверстия.

3. Горелка по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что срез сопла выступает из-под охранного колпака.

4.,Горелка по пп.1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что охранный

Изобретение относится к машиностроению, в частности к плазменной резке и сварке,и может быть использовано при разработке плазменных горелок с защитой оператора от напряжения и предохранением элементов конструкции горелки,от разрушения при различных аварийных ситуациях.

Известны плазменные горелки, в частности ручные, снабженные действующими различным образом устройствами для защиты оператора, например соплом, покрытым керамическим колпаком или керамическим либо эмалевым покрытием. Возникающие в процессе резки брызги и пары металла покрывают защитные колпаки относительно, металлическим слоем, приводящим к электрическому контакту с соплом. Таким способом могут образоваться области, находящиеся под напряжением, представляющим опасность во время работы.

Наиболее близкой к предлагаемой является плазменная горелка, содержащая сопло с колпаком., формирующие рубашку охлаждения сопла, катод, установленный в сопле соосно ему, систему защиты от тока утечки, вклю-:, чающую индикатор напряжения между 30 соплом и обрабатываемой деталью.

В известной горелке колпак сопла отделен от сопла керамическим изолятором и эластичным уплотнением. Защитный колпак находится под потен- 35 циалом обрабатываемой заготовки или под потенциалом земли, что обеспечивается схемой защиты от аварийной подачи потенциала. При внезапном превышении напряжения схема защиты . @» отключает источник. питания плазменной дуги.

Недостаток данной .горелки состоит в том, что в момент времени, когда колпак сопла в случае неудобных положений резки, например, случайно входит в соприкосновение с обрабатываемой заготовкой, система защиты блокируется. Если в таком слуколпак закреплен на контактнЫх элементах с помощью рез ьбового или у,пру гого соедине ни я .

5. Горелка по пп.1-4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что индикатор напряжения выполнен в виде реле на полупроводниковой основе или злектромеханического типа.

2 чае возникает замыкание по дуге или происходит образование металлической перемычки на керамическом изоляторе, то в большинстве случаев изолятор раз рушается в результате термической перегруз ки. Кроме того, колпак сопла подвергается электролитическому разложению, обусловленному высоким напряжением между соплом и колпаком сопла. При этом охлаждающая вода действует как электролит. Все это снижает надежность плазменной горелки.

Цель изобретения — повышение надежности горелки и безопасности ее работы.

Поставленная цель достигается тем, что в плазменной горелке, со- держащей сопло с колпаком, формирующие рубашку охлаждения сопла, катод, установленный в сопле соосно ему, систему защиты от тока утечки, включающую индикатор напряжения между соплом и обрабатываемой деталью, введен охранный колпак, охватывающий колпак сопла, выполненный из электропроводящего материала, установленный с зазором по отношению к колпаку сопла и соединенный с помощью по крайней мере двух контактных элементов с системой защиты от тока утечки однопроводными связями, а последовательно индикатору напряжения включен резистор, параллельно которому подключены последовательно соединенные конденсатор и диод.

Кроме того, в охранном колпаке, могут быть выполнены отверстия.

При этом срез сопла выступает из-под охранного колпака.

Причем охранный колпак может быть закреплен на контактных элементах с помощью резьбового или уп-. ругого соединения.

Кроме того, индикатор напряжения может быть выполнен в виде реле на полупроводниковой основе или злектромеханического типа.

1046982

На фиг.1 показана плазменная горелка, разрез; на фиг.2 — электрическая схема защиты.

Плазменная горелка содержит сопла установленное на держателе 2 сопла с помощью колапка 3. Рубашка 4 5 охлаждения сопла 1 для прокач«.-; охлаждающей воды формируется::аплам 1 и колпаком 3.уплотнение сопла 1 на держателе 2 осуществляется р=.зиной 5 круглого сечения. Через изолятор 6 на держателе 2 сопла установлен охранный колпак 8. В изолятор 6 вложено два контактных элемента 7 в виде полуколец, к которым подведена по одному проводу На контактных элементах 7 может быть нарезана резьба для крепления охранного колпака 8.

Оба контактных элемента 7 находятся под од.им потенциалом. так как охранный колпак 8 вь..палнен из электропроводно -o матер; =.;.à, Между охранным колпака. :: 8 и колпаком 3 сопла 1 выдерживав гся воздушный зазор 9. На ocv =îðåëêè установлен катод 10.

Согласно электрической схеме

25 питания и защиты горелки (фиг.2) обрабатываемая деталь 11 подключена к системе питания приводом 12. Охранный колпак 8 через два провода, подведенных к:каждому..из контакт- . ЗО ных элементов 7, соединен через выключатель 13 пуск-стоп с понижающим трансформатором 14, выпрямителем 15 и реле 16. Реле 16 управля-. ет цепью пуск-стоп и представляет 35 собой индикатор напряжения. Кроме того, охранный колпак 8 соединен через диод 17 с системой защиты от тока утечки в виде реле 18. Сопла 1 соединено, кроме того, с деталью 11 4ц через реле 19 и резистор 20. Параллельно резистору подключена цепочка последовательно соединенных конденсатора 21 и диода 24. Диод 24 мо+ жет блокироваться контактом 25, подключающим цепочку последовательно соединенных конденсатора 22 и рез истора 23. B схему также введены реле 26 и диод 28, между которыми имеются контакты 19 и 19" покоя, а также нормально замкнутые контакты 26, 26", 27 и 27".

П ;азменная горелка с системой защиты работает следующим образом.

При нормальном режиме горения дуги между катодом 10 и cаплам 1 55 сопла 1 находится под некоторым потенциалом относительно обрабатываемой детали 11. Под действием этого напряжения реле 19 срабатывает и одновременно заряжаются конденса-„ 60 торы 21 и 22. Если процесс резки прерывается, то реле 19 размыкается, что обуславливается разрядом конденсатора 22. Таким образом, реле 19 не может воздействовать на цепь пуск-55 ст и горелки Если одна:о при работаю:ахеи горелке между соилом 1 охранным колпаком 8 происходит к: рат. кое замыкание из-за разбрызгивани.. металла,. та контроль тока утечки на колпак 8 не может включиться, так как колпак электрически непосредственна связан с деталью 11, реле 19

r ри этом размыкается и горелка отключается. Эта состояние поддерживается "-а счет срабатывания реле 26.

-Контакты .19 и 19 разомкнуты в случае срабатывания реле 19. Контакты 27 и 27" замкнуты в процессе резки. При нормальном начале процесса резки контакты 26 и 26 " раз— мыкаются. раньше, чем замыкаются контакты 27 и. 27 ".

Если после аварийного отключения оператор вновь включает плазменную горелку, а возмущение еще действует, то через контакт 25 происходит зарядка конденсатора 21 через замыкающую перемычку между соплом 1 и охранным колпакам 8., Реле 19 при этом на короткое время срабатывает, а при его размыкании через контакты 26 26" (!(Р Р

27 и 19 и диод 28 запускается реле 18 тока утечки, котОрое обеспечивает аварийное отключение горелки.

Таким образом, если схема защиты от тока "т:ечки срабатывает в процессе режима резки, плазменная горелка отключается. В случае надежнагс напряжения в сопле 1 прерывается лишь а =-рация резки. Оператор нажатием выключателя 13 вновь производит пуск горелки. Если и после этого напряжение алла остается нулевым, то производится предварительно сравнение напряжения на конденсаторе 21.

Оператор, таким образом, может определить причину отключения, замыкание между соплом и охранным колпаком, соприкосновение сопла с обрабатываемой д"=òàëüþ и др.„ что должно быть устранено.

Для плазменных горелок мощностью более 20 кВт в охранном колпаке целесообразноо выполнять отверстия, если щели для снижения рассеяния теп" ла узкие.

Сопла целесообразно делать выступающим за срез охранного колпака, что облегчает визуальный контроль процесса. При дополнительной установке диод з цепи реле 19 по типу того, как устанвлены диоды 17 и 28, систе.1е защиты могут быть приданы дополнительные функции, например функция защиты от тепловой перегрузки.

Изобретение позволяет устранить дефекты колпака сопла и схемы защиты при различных аварийных ситуациях и обезопасить контакт оператора с

1046982

Фиг. 2

Составитель В.Обухов

Редактор М.Рачкулинец Техред С.Мигунова. Корректор Г.Решетник

Заказ 7757/59 Тираж 845

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. ПрОектная, 4 элементами горелки во всс х ситуациях отказа. Этим повышается надежность и безопасность работы плазменной горелк и.

Признано изобретением оо результатам экспертизы, осушествленной ведомством по из обретательству Германской Демократической Республики.