Устройство для газовой резки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОВОЙ РЕЗКИ, содержащее электрически изолированную от корпуса горелку, измерительный элемент, логический элемент, двигатель стабилизации вылета горелки и клапан подачи кислорода , отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, быстродействия и упрощения конструкции устройства, оно содержит формирователь серии высоковольтных импульсов , тиристорный привод, источник сбросового импульса и усилитель, при этом логический элемент выполнен в виде многостабильного триггера, первьй вход которого подключен f через усилитель к выходу измерительного элемента, второй вход соединен с выходом источника сбросового импульса , первьй выход подключен к клапану подачи кислорода, второй выход через тиристорньй привод - к двигателю стабилизации вылета горелки , а формирователь серии высоковольтных импульсов через измерительньй элемент соединен с горел (Л кой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5ц В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21:) 3530754/25-27 (22) 05.11.82 (46) 15.05.84. Бюл. У 1е (72) М.П.Бирюков (53) 621.791.94(088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР

9 471175в кл В 23 К 9/10э 1976 °

2. Патент Японии У 45-2458, кл. В 23 К 7/00, опублик. 1970. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОВОЙ

РЕЗКИ, содержащее электрически изолированную от корпуса горелку, измерительный элемент, логический элемент, двигатель стабилизации вылета горелки и клапан подачи кислорода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности, быстродействия и упрощения конструк„„SU„„1092016 Д ции устройства, оно содержит формирователь серии высоковольтных импульсов, тнрнсторный привод, источник сбросового импульса и усилитель, при этом логический элемент выполнен в виде многостабильного триггера, первый вход которого подключен через усилитель к выходу измерительного элемента, второй вход соединен с выходом источника сбросового импульса, первый выход подключен к клапану подачи кислорода, второй выход через тиристорный привод — к двигателю стабилизации вылета горелки, а формирователь серии высоковольтных импульсов через измерительный элемент соединен с горелкой.

1092016 2

Изобретение относится к средствам автоматизации технологических процессов и может быть использовано при газовой резке металлов, в частности многореэаковой резке.

Известно устройство для кислород ной резки металла, содержащее горелку, электрод, формирователь импульсов, разрядный контур и измерительный элемент, усилитель и привод (1).

В этом устройстве генератор пилообразных напряжений формирует пилообразно нарастающие высоковольтные импульсы, которыми зондируют промежуток от электрода до поверхности металла.

Недостатками известного устройства являются его сложность, снижение быстродействия, вызванное наличием преобразователя импульсов в постоянное напряжение, а также отсутствие автоматики и подачи кислорода. Визуальное определение момента подачи кислорода является недостаточно точным.и оптимальным.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для газовой резки, содержащее электрически изолированную от :.-. корпуса горелку, измерительный элемент, электродвигатель стабилизации вылета горелки и цепь его регулирования, клапан подачи кислорода и преобразователь сигнала (2 ).

Однако известное устройство ха- . рактеризуется сравнительно низким быстродействием, обусловленным тем, что сигналом датчика является ЭДС, получаемая путем гаэопламенного нагрева участка металла, и недостаточной точностью вследствие того, что эта ЭДС мала по величине, нестабильна и меняется в широком диапазоне в зависимости от качества поверх» ности, качества сжигания топлива и других факторов, трудно поддающихся стабилизации., Цель изобретения — повышение точности, быстродействия и упрощение конструкции устройства для гавовой резки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для газовой pesки, содержащее электрически изоли- . рованную от корпуса горелку, измерительный элемент, логический элемент, двигатель стабилизации вылета горелки и клапан подачи кислорода, содержит фбрмирователь серии высоковольтных импульсов, тиристорный привод, источник сбросового импульса и усилитель, при этом логический элемент выполнея в виде многостабильного триггера, первый вход которого подключен через усилитель к выходу измерительного элемента, 10 второй вход соединен с выходом ис— ,точника сбросового импульса, первый выход подключен к клапану подачи кислорода, второй выход через ти..ристорный привод — к двигателю ста1 билизации вылета горелки, а формирователь серии высоковольтных импульсов через измерительный элемент соединен с горелкой.

На фиг.l изображена схема пред20 лагаемого устройства для газовой резки металлов; на фиг.2 — диаграммы напряжений.

Устройство содержит формирователь серии высоковольтных импульсов, сос25 тоящий из генератора 1 импульсов и высоковольтного трансформатора 2.

Последовательно с вторичной обмоткой трансформатора 2 включен измерительный элемент 3, представляющий собой

ЗО делитель напряжения с фнльтрующей емкостью. Выход измерительного элемента 3 через усилитель 4 подключен к первому входу логического элемента

5, выполненного в виде мяогостабиль» ного триггера, к второму входу которого подключен источник 6 сбросового импульса. Первый выход триггера подключен к тиристорному приводу 7,содержащему тиристоры 8 и 9, а другой выход— к клапану 10 подачи кислорода. Кроме того, устройство содержит горелку

ll, подсоединенную к измерительному элементу 3 и клапану ЛО подачи кислорода, и двигатель 12 стабилизации вылета горелки.

Устройство работает следующим образом.

При включении сетевого напряжения (50 Гц) формирователь 1 генерирует низковольтные импульсы, разнесенные во времени (относительно границ периода сетевого напряжения) и различные по амплитуде. В высоковольтном трансформаторе 2 эти импульсы преобразуются в высоковольтные и подаются через измерительный элемент. на изолированную от корпуса горелку 11, как на электрод относительно заземленного листа металла. Величина

1092016 найряжения импульсов (фиг.2,е) выбирается такой, что при заданном расстоянии от горелки до холодного листа и включенном подогревном пламени и режущем кислороде промежуток проби- 5 вается третьим и четвертым импульсами (фиг.2, 1.) .

При нагреве участка листа металла до температуры горения металла происходит уменьшение пробивного напряжения промежутка с подогревным пламенем (без режущего кислорода) и начинается устойчивый пробой промежутка вторым (фиг.2, Ь), а затем и первым (самым меньшим ) импульсами ((Oar,2,6). Эти импульсы фиксируются измерительным элементом 3, и через усилитель 4 сигнал поступает на вход логического элемента 5,с первого выхода которого сигнал с выдержкой времени подается на клапан 10, которым открывается режущий кислород. Таким обра-.. зом.осуществляется пробивка металла и начало резки. .С источника б подается гасящий им- 2 пульс на многостабильный триггер 5 и осуществляется его сброс в конце каждой серии импульсов (после 4 импульса) пятым импульсом (фиг.2ф).

20

Формирователь l импульсов и источник б сбросового импульса функциональна связаны через источник сетевого напряжения, обеспечивая тем самым"временную связь между серией четырех импульсов и сбросовым пятым импульсом. С второго выхода логического элемента 5 получают путем дифференцирования переднего фронта импульса сигнал, несущий информа- 40 цию о фазе первого as серии импуль-." сов, пробившего промежуток.

Указанное преобразование осуществляется в дифференциальном транс- 45 форматоре (не показан,), являющимся нагрузкой логического элемента 5. .

С выхода дифференциального трансформатора сигнал подается в цепь управления тиристорного привода 7, вклю ченного через якорь двигателя 12 в сеть.

Серия зондирующих высоковольтных импульсов сфазирована относительно сетевого напряжения так, что тирис-;. тор 8 отперт при совпадении положительной волны сетевого напряжения и управляющего импульса соответствующего пробою второго, третьего и четвертого зондирующих импульсов (фиг.2,а, в и е). При этом тиристор

9 заперт. двигатель 12 получает питание и увеличивает расстояние от горелки до поверхности металла до тех пор, пока это расстояние будет недостаточным для его пробоя вторым импульсом.

При увеличении расстояния промежуток пробивается только четвертым импульсом (фиг.2, а, д"и з) . В этом случае тиристор 9 открывается, двигатель 12 получает питание другой полярности и возвращает горелку 1l на заданное расстояние от поверхнос-, ти разрезаемого металла.

Таким образом нарастающие по амплитуде высоковольтные импульсы определяют длину зондируемого промежутка.

Если промежуток пробит вторым, треть им и четвертым импульсами, то длина промежутка меньше заданной; если пробит третьим и четвертым импульсами, то длина промежутка равна заданной, и если пробит четвертым импульсом, то длина промежутка больше заданной.;

Разница амплитуд второго и третьего импульсов определяют зону нечувствительности, а величина их амплитуд, регулируемая в необходимых случаях с пульта управления, определяют величину установки заданного расстояния горелки от поверхности изделия.

Применение в предлагаемом устройстве для газовой резки металла дискретных сигналов для контроля и регулирования расстояния между горелкой и разрезаемым металлом повышает точность и надежность устройства, так как в этом случае такие факторы, как неидентичность сопел для резки различных толщин, нестабильность давлений, качество топлива и кислорода и т,д. оказывают меньшее влияние.

109 201 б

Составитель Е.Каратеев

Редактор С,Лисина Техред Л.Коцюбняк Корректор В.Гирияк

Г

Заказ 3176/8 Тираж 1031 Подписное

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