Электродуговая плазменная горелка

 

Сущность изобретения: электродуговая плазменная горелка, охлаждаемая парами рабочего тела, содержит соосно установленные выходное сопло-анод и центральный стержневой катод. Катод прикраплен к держателю, охватываемому цилиндром из теплопроводного материала, на который надета трубка из пористого материала. Трубка контактирует с влагопоглощающим материалом, помещенным в резервуар для рабочего тела. Катододержатель установлен с возможностью осевого перемещения и снабжен механизмом для такого перемещения, позволяющим для возбуждения дуги замыкать катод и анод, а для плавного регулироваия мощности изменять из взаимное расположение. 1 ил.

Изобретение относится к электродуговым генераторам низкотемпературной плазмы плазменным горелкам, и может быть использовано в машиностроении, автомобилестроении, авиационной, электротехнической и других отраслях промышленности для осуществления различных видов плазменной обработки резки, сварки и термической обработки поверхности материалов.

Более точно изобретение относится к тем генераторам низкотемпературной плазмы (плазмотронам), в которых в качестве рабочего тела используется пар.

Известные плазменные горелки содержат корпус, в котором соосно установлены сопло-анод и стержневой катод.

Управление режимами работы генераторов низкотемпературной плазмы, включая режим запуска, может осуществляться различными методами. Наиболее распространенным является регулирование мощности источника питания и связанное с этим регулирование межэлектродного зазора.

В изобретении используется метод регулирования режимов работы плазменной горелки путем изменения межэлектродного зазора в том числе для возбуждения дуги.

Известны технические решения, обеспечивающие перемещение катода для осуществления поджига дуги с помощью пружинного механизма [1] Другое техническое решение с пружинным механизмом перемещения катода предусматривает, кроме того, возможность предварительной установки рабочего межэлектродного зазора [2] Целью изобретения является повышение удобства и безопасности возбуждения дуги и обеспечение возможности оперативной регулировки режимов работы горелки.

Это обеспечивается конструктивным выполнением пружинного механизма аксиального перемещения катода, обеспечивающего дискретное перемещение катода до соприкосновения с анодом при возбуждении дуги и плавное регулирование рабочего зазора между ними. Для первой цели служит соединенная с катододержателем подпружиненная кнопка, а для второй установленная соосно с катододержателем и перемещающаяся вокруг его оси крышка, имеющая резьбовое соединение с резервуаром. Кнопка имеет фланец, который опирается на внутреннюю стенку крышки.

На чертеже изображена горелка, продольный разрез.

Электродуговая плазменная горелка имеет корпус 1, в котором соосно установлены выходное сопло-анод 2 и катододержатель 3 со стержневым центральным катодом 4. Катододержатель 3 размещен в электроизолированной от него с помощью втулки 5 трубке 6 с напрессованным на ней конусом 7 из пористого теплопроводящего материала. Трубка имеет фланец с тангенциальными каналами в части, соприкасающейся с соплом-анодом 2 (на чертеже не показаны).

К корпусу присоединен резервуар 8 для рабочей жидкости, заполненный влаговпитывающим материалом 9, охватывающим наружную поверхность конуса.

Ввод рабочей жидкости в резервуар 8 осуществляется через патрубок 10, закрываемый на время работы заглушкой.

Катододержатель подвижен в осевом направлении и снабжен механизмом его перемещения, состоящим из ввинчивающейся в (или навинчивающейся на) торец резервуара крышки 11 с центральным соосным катододержателю 3 отверстием и соединенной с катододержателем 3 электроизолированной от него кнопки 12, выходящей через указанное отверстие и зафиксированной в нем с помощью пружины 13, прижимающей фланец кнопки к внутренней стенке крышки 11.

Подвод электрического тока от источника питания осуществляется с помощью провода, проходящего под пластмассовой облицовкой рукоятки к электродам горелки.

Горелка работает следующим образом.

Открывают заглушку патрубка 10 резервуара 8 и заливают в резервуар 8 рабочую жидкость (воду). Закрывают заглушку, включают источник питания, и питающее напряжение подают на сопло-анод 2 и катод 4 горелки. Возбуждение дуги производят кратковременным нажатием кнопки 12 механизма перемещения катододержателя.

При нажатии кнопки 12 катод 4, соосно закрепленный на катододержателе 3, перемещается внутри трубки 6 до соприкосновения с соплом-анодом 2. Возврат катододержателя 3 с катодом 4 в исходное положение осуществляется пружиной 13, прижимающей фланец кнопки 12 к внутренней стенке крышки 11. При разрыве контакта катод 4 сопло-анод 2 возбуждается электрическая дуга в разрядной камере 14.

Ввинчивая (отвинчивая) резьбовую крышку 11 в основание резервуара 8 с помощью фланца кнопки 12, плавно перемещают катододержатель 3 внутри трубки 6, регулируя межэлектродное расстояние катод 4 сопло-анод 2 в разрядной камере 14.

В зависимости от потребного режима использования горелки изменяют выходной ток источника питания, а для создания условий образования плазмы в широком диапазоне токов оперативно вращают крышку 11.

При проведении испытаний горелки, выполненной в соответствии с изобретением, механизм перемещения катода обеспечивает устойчивое возбуждение и горение дуги в диапазоне токов от 1 до 5 А при выходном напряжении источника питания 140-160 В.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПЛАЗМЕННАЯ ГОРЕЛКА, содержащая корпус с соосно установленными в нем соплом-анодом и стержневым катодом, закрепленным в держателе, связанном с пружинным механизмом осевого перемещения катода, отличающаяся тем, что пружинный механизм осевого перемещения катода выполнен в виде установленной соосно с ним крышки, перемещающейся по резьбе относительно корпуса, с центральным отверстием, в котором расположена подпружиненная кнопка, имеющая фланец, опирающийся на внутреннюю стенку крышки, и соединенная с держателем катода.

РИСУНКИ

Рисунок 1