Плазменная горелка

 

Изобретение относится к плазменной обработке электропроводных материалов и может быть использовано для плазменной преимущественноточечной сварки черных и цветных металлов. Цель изобретения - уменьшение поперечных габаритов горелки и повышение ее эксплуатационной надежности Для этого корпус 7 горелки и электрододержатель с коллектором 9 объединены в неразборный узел с помощью залитого или запрессованного между ними изолятора 10 из компаунда Система охлаждения горелки, выполненная одним каналом, заключена внутри неразборного узла. Водоохлаждаемые полости корпуса 7 и коллектора 9 соединены между собой трубками 11 из диэлектрического материала расположенными в изоляторе 10 из компаунда вдоль оси горелки 3 ил

союз советских социдл истине ских

РЕСПУБЛИК

„,!ЖÄÄ 1680463 А1

{51)5 В 23 К 10/02

ГОСУДАРСТВЕОНЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ Pl ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

38ЕСЦ633 3(. 1

ОП И САН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ™

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ПЛАЗМЕННАЯ ГОРЕЛКА (57) Изобретение относится к плазменной обработке электропроводных материалов и может быть использовано для плазменной (21) 4644096/27 (22) 30.,01.89 (46) 30.09,91. Бюл. hk 36 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) А.Н.Тимошен ко, А. В.Тимофеев, А.Д.Цымбал, И.С.Углев, В,В.Слюсаревский и Г.С.Левченко (53) 621.791.755.034 (088.8) (56) Шатерин M.À. и др. Плазматрон для плазменно-механической обработки, — Сварочное производство, 1986, N. 8, с. 27-28, Изобретение относится к плазменной обработке электропроводных материалов и может быть использовано для плазменной, преимущественно точечной, сварки черных и цветных металлов.

Цель изобретения — уменьшение поперечных габаритов горелки и повышение ее эксплуатационной надежности, На фиг. 1 показана горелка, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1, Горелка содержит неразборный узел с зафиксированным в нем с помощью накидной гайки 1 изолятором 2, плазмообразующим соплом 3, защитным соплом 4 и медно-вольфрамовой электродной вставкой

5, установленной при помощи резьбового соединения с уплотнением 6. Неразборный узел горелки состоит из корпуса 7 со штуцером 8 для подвода защитного газа и электпреимущественно точечной сварки черных и цветных металлов. Цель изобретения— уменьшение поперечных габаритов горелки и повышение ее эксплуатационной надежности. Для этого корпус 7 горелки и электрододержатель с коллектором 9 объединены в неразборный узел с помощью залитого или запрессованного между ними изолятора 10 из компаунда. Система охлаждения горелки, выполненная одним каналом, заключена внутри неразборного узла. Водоохлаждаемые полости корпуса 7 и коллектора

9 соединены между собой трубками 11 из диэлектрического материала, расположенными в изоляторе 10 из компаунда вдоль оси горелки, 3 ил. рододержателя с коллектором 9, разделенных между собой изолятором 10 из компаунда в котором выполнены полость для а электрододержателя и параллельно оси го- 0» релки каналы для прохода охлаждающей жидкости.

Каналы образованы трубками 11 из диэлектрического материала, присоединенными к гильзам 12 и 13. 0»

Электрододержатель включает коакси- (д ально расположенные внутреннюю трубку

14 со штуцером для присоединения к магистрали водяного охлаждения и наружную д трубку 15, сопряженную с защитной втулкой

16, образующие между собой полость для прохода охлаждающей жидкости, Наружная трубка 15 имеет резьбу для присоединения электродной вставки 5, каналы 17 на боковой поверхности, изготовленные прямыми на узкой части трубки и в виде многозаход1680463 ной винтовой канавки в широкой ее части, и отверстие 18 для выхода воды из электрододержателя в коллектор 9. В коллекторе выполнены две полости 19 и 20, каждая из которых несколькими каналами связана с полостью охлаждения 21 корпуса 7, Число каналов зависит от проходного сечения трубки 14, которое определяется иэ условий охлаждения горелки. Полость 20 через штуцер 22 соединяется с магистралью для отвода охлаждающей воды, В нижней части коллектора 9 имеется камера 23 для плазмообразующего газа, соединенная каналом 24 со штуцером 25. Наружная поверхность изолятора 2 и внутренняя поверхность корпуса 7 совместно образуют камеру 26 для защитного газа. В плазмообразующем сопле 3 кромки осевого центрального канала выполнены каналы 27для прохода защитного газа из камеры 26 в зазор между плазмообразующим соплом 3 и защитным соплом

4, В теле электродной вставки 5 предусмотрены пазы для захвата специальным ключом.

Горелка работает следующим образом.

Первоначально в горелку подаются защитный газ, плазмообразующий газ и вода.

Плазмообразующий газ из камеры 23 по каналам 17 попадает в полость между электродной вставкой 5 и плазмообразующим соплом 3. При прохождении по винтовым канавкам в нижней части трубки 15 поток газа закручивается. После стабилизации расхода газа плазмообразующее сопло 3 подключается к полюсу источника, высокочастотным осциллятором возбуждается дежурная дуга между внутренней стенкой плазмообраэующего сопла 3 и электродной вставкой 5. Вращающийся поток плазмообразующего газа выносит дежурную дугу через центральный канал плазмообразующего сопла 3, образуя на выходе из канала плазменную струю. При касании плазменной струей изделия плазмообразующее сопло 3 отключается от источника, между электродом и иэделием автоматически возбуждается рабочая плазменная дуга.

Защитный,газ, заполнив камеру 26, по каналам 27 проходит в зазор между плазмообразующим и защитным соплами, предотвращая переброс дуги с одного сопла на другое и стабилизируя дополнительно плазменную струю, За счет прохождения газа по каналам 27 плазмообразующее сопла 3 дополнительно охлаждается.

Вода, поступая в горелку по трубке 14, охлаждает электродную вставку 5, поднимается вверх по зазору между трубками 14 и

15 и через отверстие 18 вытекает в полость

55 сообщающимися полостями охлаждения, закрепленное на корпусе сопла, изолятор, коллектор с полостью охлаждения, а также штуцеры для подвода и отвода воды, о тл ич а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения поперечных габаритов горелки и повышения

19 коллектора 9. Иэ полости 19 по каналам, образованным в изоляторе иэ компаунда 10 трубками 11, охлаждающая жидкость попадает в полость 21 корпуса 7, далее по каналам в изоляторе из компаунда в полость 20 коллектора 9 и через штуцер 22 уходит в магистраль для слива. 3а счет теплоотвода от корпуса 7 горелки происходит косвенное охлаждение плазмообразующего сопла 3 по его контактной с корпусом поверхности.

Прямого охлаждения электродной вставки и косвенного охлаждения плазмообразующего сопла достаточно для предотвращения возможности их тепловых перегрузок при сварке, преимущественно точечной, переменным током и постоянным током прямой и обратной полярности, так как в этом случае период включения дуги составляет 30—

40 .

Для замены электродной вставки 5 отвинчивается накидная гайка 1, вынимаются защитное сопла 4 и плазмообразующее сопло 3, Электродная вставка вывинчивается и ввинчивается с помощью специального ключа.

В сравнении с прототипом применение изобретения позволяет повысить эксплуатационную надежность работы горелки за счет ликвидации герметиэирующих уплотнений в системе охлаждения; в 2-3 раза увеличить срок службы горелки за счет отсутствия в неразборном узле деталей, которые могут выйти из строя в результате нарушения условий эксплуатации горелки (остальные детали устройства легко заменимы); уменьшить диаметр горелки за счет «олщины изолятора между корпусом и электродержателем.

Эксплуатационные испытания макета плазменной горелки наружным диаметром

28 мм и длиной 90 мм показали надежность ее работы, высокую стойкость неплавящегося электрода диаметром 2-5 мм и плазмообразую щего сопла с диаметром центрального канала 2-4 мм при сварке переменным током и постоянным током прямой и обратной полярности величиной до

300 А при ПВ = 30, расходе охлаждающей жидкости 3 — 6 л/мин, расходе плазмообразующего газа 1-3 л/мин и защитного газа

3-9 л/мин.

Формула изобретения

Плазменная горелка, содержащая изолированные корпус и электрододержатель с ее эксплуатационной надежности, корпус, электрододержатель и коллектор неразъемно соединены изолятором, изолятор выполнен с полостью для электрододержателя и каналами для охлаждающей среды, параллельными оси горелки, коллектор установлен со стороны нерабочего торца горелки, его полость соединена с полостью охлаждения корпуса через один из каналов изолятора и со штуцером для отвода воды, а полость охлаждения электрододержателя соедине5 на со штуцером для подвода воды и с полостью охлаждения корпуса через полость коллектора и второй канал изолятора, 1680463

Составитель Г,Квартальнова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Q.Öèïëå

Редактор М.Товтин

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3270 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5