Плазмотрон

 

Использование: низкотемпературные плазменные устройства, механизированная и ручная плазменная резка, сварка, напыление , наплавка. Сущность изобретения: плазмотрон содержит сопловый узел 1, электрододержатель 2 с проточками 3, сое2 диненныМи с подводящими 4 и отводящими 5воду коммуникациями. Плазмотрон имеет изолирующий корпус 6- с каналами 7 для подвода воды в контур охлаждения соплового узла и ее отвода. Изолирующий элемент 9 размещен между изол ирующим корпусом 6и кожухом 8, На наружной поверхности кожуха 8 выполнены выточки 10, образующие полости 11. Конструкция плазмотрона обеспечивает как надежзну б подачу и отвод охлаждающей воды, так и надежный запуск плазмотрона вследствие установки изолирующего элемента, исключающего пробой зазора между электрододержатеяем и кожухом через водоподводящие отверстия в изолирующем корпусе. 3 з п, ф-лы, 2 ил. 6 & (Л С -д ел о а о Сл Фиг.1

СОЮЗ СО В ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (яи В 23 К 10/00

ГОСУДАРСТВЕН УЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1::-: ::-,.- ---:.- -. -".:..-:= -" -:: 2," (21) 4871815/08 .,:,:":;::-: диненныМи с-подводя цэми 4 и отводящими (22) 09.07.90 . ..:::::. ::, -:- .::-.:: :- 5 воду коммуникациями. Плазмотрон имеет (46).23.08.92. Бюл. М 31, . .- ::-::,:::-,-:- изолирующий корпус 6 с каналами 7 для (75) Ю.АЛыкин, И,Д.Ларионов и А.Ю,вдави- подвода воды в контур йааждбния сойлово-.:, . ных ..- : ;, :,: . .:, ..".:: . -.",:.:-,:го узла и ее отвода. Изолирукйций:элемент (56) Авторскбе свидетельство СССР - "- - -:: .: 9 размещен между изолИфующим корйусом

М 456695, кл, В 23 К 31/10, 1971..: ..: =;., .-. : 6 и кожухом 8, На наружной поверхности

Авторское свидетельства СССР -..:.,; „-:;;- :,,, -;- Кожуха 8 выполнены выточки 10, образуюМ 559787; кл. В 23 К 31/10, 1 974;: - . :, .;;. = :: - : .:,: щие полости 11, Конструкция -пл азмотрона (54) ПЛАЗМОТРОН: ...,,:: ;::,,::;;, =:,",.: обеспечивает как йадежнук подачу и отвод (57) Использование: йизкотемпературные: охлаждающей"воды, так и надежный запуск плазменные устройства, механизированная, "плазмотрона вСледствие установки иэоми- и ручная плазменная резка, сварка; напыле- . - -:. рующего элемента, йсключающего" йробой н и е, н an л а вка, Су щ н ость и зо бретенйя ." = - ..,: зазора между злектрододержателем и кожуплазмотрон содержит сопловый узел 1; хом через водоподводящие отверстия-в изозлектрододержатель 2 с проточками 3, сое- . "- лирующем корйусе. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

6 ! 5

1756063

3. 4

Изобретение относится к плазменной Плазмотрон для обработки материалов обраббтке материалов, в частйости к низко- содержит сопло 1, электрододержатель 1 с температурным плазменным устройствам, проточками За, соединенной с подводящей и может быть использовано при механизи- 4 и 36, с отводящей 5 воду коммуникациями, рованной и ручной плазменной резке, свар- 5 изолирующий корпус 6 с каналами 7а для

:ке, йапылении и других видах обработки подводаводывконтурохлаждениясоплово. материалов..- .. го узла и ее отвода 76, кожух 8, изолируюИзвестна горелка для плазменной рез- щий элемент 9, размещенный между .. ки, содержащая изолятор с закрепленными изолирующим корпусом 6 и кожухом 8. ,на нем наружными и внутреннйми соплами, 10 На наружной поверхйости изолирующеэлектродом, установленньМ в электродо- го корпуса выполнены выточки 10а и 106, держателе, и крышкой камеры для охлажда- образующие между изолирующим корпусом ющей среды. При этом в стенке изолятора 6 и изолирующим элементом 9 полости, при выполнено отверстие, соединяющее камеру этом выходные отверстия каналов 7а и 76 с полостью между внутренним и наружным 15 располагаются на поверхностях 11а и 116: соплами..: .:.. . : - выточек 10а и 106, а"сами каналы 7а и 76

Система охлаждения горелки работает соединены с проточками За и 36. Электроследующим образом ;: . додержатель 2 имеет канавки 12 завихритеОхладитель из камеры через отверстие ля. 8ыточки 10а и 106 соединены между в изоляторе вытекает в полость и далее в 20 собой кольцевой полостью 13. зону резки. Такая система называется"разо- Предлагаемая койструкция имеет слемкнутой и имеет ряд существенных недо- — дующие варианты: выточки t0a и 106 выполстатков, безвозвратная-потеря охладителя нены на диаметрально противоположных и неконтролируемое его воздействие"нэ эо- сторонах изолирующего корйуса 6, а их пону плазменно-дуговой обработки, что может 25 перечное сечение имеет серповидную форприводитькзакалке кромок резаикоробле-- " му; между кожухом 8 и изолирующим ...нию обрабатываемой детали; ":.-. "" .::::; корпусом 6 соосно и без зазора устанавли- Иэвестен плазмотрон, который Содер- вается изолирующий элемент 9, выполненжит стационарную часть с кайалами для: нь и в виде втулки: длина выточек 10а и 106 плазмообразующей и охлаждающей сред и 30 не превышает длины изолирующего элесменную часть, содержащую водоохлаждэ- мента 9, а края каналов 7а и 76 совмещены емый электрододержатель с электродом, с краями выточек 10а и 106, ;иэолйрующий корпус, Сопловой "узел и ко- Плазмотрон работает следующим ображух. 8 теле электрододержателя выйолйены зом. каналы для подачи плазмообрэзующего га- 35 " Плазмотрон устанавливается в эксплуаза в сопловую камеру,для выводаохлажда- тационное положение и в него подается ющей воды иэ сменной части, для прохода плазмообразуюЩий газ (ПОГ) и ахладитель охлаждающей воды к электрбду и в контур . — вода, Проходя по каналу 7а и проточке За охлаждения соплового узла. Для прохода электрододержателя 2 вода через серповидохлаждэющей воды в изолирующем корпу- 40 ную полость 10э в изолирующем корпусе 6 се выполйены отверстия. ; ., попадает в кольцевую полость 13 (в контур

Недостатком описанного решения"яв-: охлаждения соплового узла), образованную ляются его невысокие эксйлуатационные соплом 1 и кожухом 8, и проходит в полость, свойства, связанные с низкой "надежностью образованную выточкой 106; выполненной зажигания дежурной дуги, которая обуслов- 45 на противоположной стороне в -изолируюлена пробоем за ора между электрододер- щем корпусе 6 и размещенной между ними жателем и кожухом через вбдоподводящие и изолирующим элементом 9 и далее через отверстия в изолирующем корпусе. Указан- отверстие канала 76 s.ïðîòî÷êó 36 и отводяныйпробойшунтируетрабочий промежуток щий канал 5. После подачи воды и.ПОГ в между электродом и соплом, В зоне пробоя 50 сопловом узле между катодом и соплом за происходит электроэрозионное -разрушв- жигается дежурная дуга, которая выдувает..ние внутренней йоверхности стенки кожуха . ся из отверстия сопла 1 вместе с ПОГ наружу собразовайием раковин и загрязнением ох- и при соприкосновении с поверхностью ме:. лаждающей воды продуктами эрозии. талла образует основную плазменную дугу, Целью изобретения является улучше- Поскольку между электрододержателем 2 и ние"эксплуатационных свойств плазмотро- 55 кожухом 8, имеющими разные потенциалы, на путем повышения надежности установлен диэлектрический изолирующий зажигания дежурной дуги, элемент 9, то шунтирования дежурной дуги

На фиг.1 представлен плазмотрон, об- по каналам 7а и 76, заполненным электрощий вид: на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1. проводным охладителем (водой), не проис1756063 ходит, а дуга загорается в сопловом узле в трододержателя 2 и коммуникациями 4 и 5 промежутке между катодом и соплом 1, при обеспечивает надежную циркуляцию охэтом плазмообразующий газ испытывает лэждающейжидкостивсопловомузлеиинзакрутку в канавках 13 завихрителя.: тенсивный теплоотвод от поверхности

При выполнении на противоположных 5 изолирующего корпуса 6 за счет большой сторонах изолирующего корпуса 6 выточек протяженности контура выточек 10а и 106 и

10а и 106, имеющих серповидную форму; их вытяйутой формы. охлаждающая вода из подводящей комму- Серповидная форма выточек 10э и 106 никации 4 через проточку За и входной ка- приводит к йлавйым очертаниям контура сенал 7а поступает в выточку 10а, затем по 10 чения изолирующего корпуса; близким к

:кольцевой полости 13 переходит в йротиво- овальным, и исключает появление. острых положную выточку 106 и через выходной углов в точках Б,В,Г,Д, что видно из сечения канал 76 и проточку Зб попадает в отводя- А — А на фиг.1. Плавйая, без острых углов, щую коммуникацию 5.: ..: ... форма изолирующего корпуса 6 приводит к

При размещении между кожухом 8. и 15 уменьшению неоднородностей электромэгизолирующим корпусом 6 изолирующего нитного поля в зазоре между разнополярэлементэ 9 охлаждающая вода протекает по, " ными электрододержателем 2 и кожухом полостям, образованным выточками 10э и (айодом) 8, что уменьшает вероятность про106, при этом электрододержатель 2 и ко- боя этого зазора, В результате повышается жух 8 разделены зазором с высокой элект- 20 надежность зажигания дежурной дуги меж-.рической прочностью на пробой зэ счет " ду соплом 1 и катодом, установленными в установки между электрододержэтелем 2 и. торце электрододержателя 2. кожухом 8 изолирующего элемента 9. Это: —. Изолирующий элемент 9; устэйовлей исключает пробой зазора при включении:, ный соосно и без зазора между кожухом 8 и плэзмотрона. .: . 25 изолирующим корпусом 6, гарантирует упВыполнение выточек 10а и 106 с дли- . лотнения стыков Б и В, Г и Д, что разделяет ной, не превышающей длийы изолирующе - - полости подвода и отвода охлаЖдающей во- г о э л е м е н та 9, и с о в м е ще н и е к ра е в-. ды, исключает ее холостые проточки и обес:...изолирующего корпуса 6 с краями выточек;, печивает нэдежйое охлаждение соплового

10э и 106 обеспечивает беспрепятствейный 30 узла. подвод.и отводохлаждэющей воды в контур . Длина выточек 10а и 106 на изолирую.. соплового узла, а также дополнительно уве-::::.-". "щем корпусе 6 не превышает длины изолиличивает электрическую прочность зазора.:. . рующего элемента 9, так как в протиъном между электрододержателем 2 и кожухом.8. . случае возникает неизолированный участок в местах, которые наиболее ослаблены ми- 35 зазора между электрододержателем 2 и конимальным расстоянием между разйопо- " жухом 8, Таким образом, указанное соотнолярными электрододержателем 2 и кожухом ., шение длины выточек 10а и" 106 и длины

8, а именно в районе каналов 7а и 76 — e изолирующего элемента 9тэрантирует иэоверхней части плэзмотрона и канавок 12 ляцию электрододержэтеля 2.от кожуха 8, зэвихрителя — в нижней части плазмотронэ; 40 что предотвращает пробой между ними и

Повышение надежности зажигания де- тем самым, п6вышает надежность зажитэжурной дуги достигается тем, что между. ниядежурнойдугимеждусоплом 1и катодом, изолирующим корпусом 6 и кожухом 8 уста- установленным в электрододержэтеле 2. новлен диэлектрический изолирующий эле-:..: - Применение предлагаемой конструк-мент 9, .вследствие чего повышается 45 цииплазмотрона позволяетполучитьследу- электрическая прочность нэ пробой зазора ющйе положительные эффекты: IloBbtcNTb

1 между электрододержателем 2 и кожухом 8. В:.. производительность труда ойератОров результате при запуске плазмотрона полно- плазменных установок за счет сокращения стью исключается пробой этого зазора в - подготовительного времейи при включении районе канавок 12 завихрителя и через от- 50 плазмотрона в работу и повышения надежверстия 7а и 76, подводящие и отводящие: ности зажигания дежурной дуги; увелйчить охлаждающую воду, весь ток дежурной дуги долговечность конструкции за счет исключереззазормежду.катодом и соплом1. Кро- чения эрозионных повреждений кожуха и ме того, исключается эрозия внутренней по- электрододержателя и улучшения работы верхности кожуха 8, Выполнение выточек системы охлаждения вследствие исключе10а и,106 на наружной поверхности изоли- 55 ния загрязнения охладителя. продуктами рующего корпуса 6, выполнение выходных " эрозии; повысить долговечность пусковой отверстий каналов 7а и 76 изолирующего аппаратуры за счет сокращения числа вклюкорпуса 6 на поверхности выточек 10а и 106 чений дежурной дуги и запуска плэзмотрои соединение их с проточками За и Зб алек- на.

1756063

Составитель Ю.Пыкин

Техред M,Моргентал Корректор Н,Тупица

Редактор А.Мотыль

Заказ 3047 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

7:-: . 8

Ф о р м ул а и з о б ре те í и я расположены на поеерхйости выточек и со.1. Плазмотрон для обработкй материа- . единены с проточками электрододержателя лов, содержащий сопловой узел ФМктродо- каналами изолирующего корпуса, держатель с проточками, соедййеййыми с подводящими и отводящими, охлаждающую 5 2. Плазмотрон по п.1, о т л и ч а ю щ и йводу коммуникациями, изолйрующйй кор ся тем,чтовыточкивыполненыссерповидriyc с каналами для подвода ao>Li в"контур ным поперечным сечением и расположены л и ч а ю шийся. тем, что," с целью нах изолирующего корпуса. улучшения эксплуатационных свойств плаз- 10 3. Плазмотрон по пп.1 и 2, о т л и ч а юмотрона путем повышения надежности эа- щ и и с $I тем, что изолирующий элемент : жигания дежурной дуги, он снабжен выполнен в виде втулки;установленнойсоустановленным между изолирующим корпу-, осно и беэ зазора-между кожухом и изолисом и кожухом изолирующйм элементом, на ", рующим корпусом, " наружной поверхности изолируЮщего кор- 15 4, Плазмотрон по йп 1- 3, о тл и ч а ю щ uriyca выполйены выточки, образующие меж- " и с я тем; что длина выточек не превмшэет. ду изолирующим корпусом и изолирующим длины изолирующего элемента, а края канаэлементом полости, при этом выходные от- лов изолирующего корпуса совмещены с верстия каналов изолирующего корпуса " краями вь1точек. !, AA