Плазмотрон для резки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ю825299 (61) Дополнительное к авт. свид-sy— (22) Заявлено 2%06.79 (21) 2785903/25-27 (53)М. Кл.

В 23 К 31/10 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300481, Бюллетень No 16

Дата опубликования описания 30.04,81 (53) УДК 621. 791..947(088.8) /, ---—

H.È Мусеев, Л. В. Ляшенко и В.П. Козлс

° ° ° ° (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) пллзьютрон Лля ркзки среды P)

Изобретение относится к плазмотронам для плаэменно-дуговой резки с разомкнутой системой охлаждения и может найти применение для разделительной и поверхностной резки в металлообрабатывающей промышленности.

Известны плазмотроны для резки с разомкнутой системой охлаждения, содержащие катодный узел, плазмооб.раэующее сопло, закрепленное в держателе, защитное сопло и систему образования водовоздушной смеси (1).

В укаэанных плазмотронах охлаждающая смесь производится в специальных устройствах, например смесителях, и но трубопроводам подается в плазмотрон.

Недостатками указанных плазмотронов являются громоздкость их систем образования водовоздушной смеси и относительно низкая охлаждакщая способность из-за потери эффективности охлаждакщей струи, обусловленной конденсацией частиц воды нэ смеси при транспортировке.ее от устройства к охлаждаемым деталям плазмотрона.

Известны также плазмотроны для резки с встроенными в них устройствами для образования охлаждакшей смеси(2). >0

Однако вследствие отдаленности этих устройств от наиболее теплонагруженного плаэмообразующего сопла охлаждающая эффективность устройств в этих плазмотронах также недостаточ-. на.

Известен плазмотрон для резки с разомкнутой системой охлаждения, содержащий соосно установленный катодный узел, закрепленное в держателе плаэмообразующее сопла, выполненнОе с наружной конусной поверхностью, переходящей по мере удаления от рабочего торца в цилиндрическую, и установленное с зазором относительно сопла н держателя дополнительное сопло для подачи охлаждакшей и защитной

Однако при прохождении смеси через отверстия, выполненные в корпусе, происходит потеря скорости смеси и конденсация частиц жидкости иэ смеси на стенки корпуса. Кроме того, охлаждающая смесь подается преимущественно на защитное сопло, в то время как наиболее теплонагруженным элементом плазмотрона является плазмообразуюшее сопло, что определяет малую эффективность охлаждения плаэ825299 мообразукщего сопла и низкую его стойкость.

Цель изобретения - увеличение ресурса работы плазмообраэующего сопла путем повышения эффективности его охлаждения.

Указанная цель достигается тем,что между дополнительным соплом и держателем установлена обечайка, выполненная с наружной конической поверхностью, заканчивающейся гребешками на уровне перехода наружной. цилиндрической поверхности сопла в коническую и образующая капиллярный круговой зазор с держателем.

На чертеже схематически йзображен предлагаемый плазмотрон в разрезе.

Плазмотрон. содержит корпус 1 в котором крепятся катодный узел 2, держатель 3 с установленным íà его резьбе плаэмообраэукщим соппом 4 и дополнительное сопло 5. Держа- 2О тель 3 и дополнительное (защитное) сопло 5 выполнены так, что образуют сужающлйся кольцевой канал, имеющий наиболее узкое критическое сечение выше плазмообразующего сопла 4. На выступах б держателя 3 концентрично установлена обечайка 7, внутренний диаметр которой в нижней части выполнен большим наружного диаметра цилиндрической части держателя на З® такую величину, что образуется капиллярный круговой зазор, предназначенный для распределения жидкости по зазору и равномерной подачи ее на охлаждение плазмообраэующего сопла. В данной конструкции плаэмотрона зазор равен 0,5 юе на длине 10 мм. Обечайка 7 установлена на держателе 3 таким образом, что нижний торец ее находится в критическом сечении. На торце 40 обечайкн 7 выполнены гребешки 8, например, прямоугольной. формы. Для лучшей инжекции воды иэ капиллярного зазора внутренние кромки гребешков 8 расположены по середине кри- 4$ тического сечения. Гребешки 8 выполнены сЬ скосами, направленными к их внутренним кромкам для создания разряженной области эа внутренней поверхностью гребешков. Это щ обеспечивает образование компактной струи водовоздушной смеси. Дополнительное сопло 5 вьаае критического сечения выполнено таким образом, что угол наклона образующей его конуса соответствует углу наклона образующей плазмообразующего сопла, в связи с чем воздушный поток, взаимодействуя с ним, движется на плаэмообразуккаее сопло 4.

Формула изобретения

Плазмотрон для резки с разомкнутой системой охлаждения, содержащий соос. 65 но установленный катодный узел, эакПлазмотрон работает следующим образом.

Во время работы плазмотрона .вода для образования водовоздушной смеси подается из корпуса 1 в полость между держателем 3 и обечайкой 7 и стекает по внутренним стенкам обечайки 7 и наружной стенке держателя 3. Дойдя до капиллярного зазора, вода за счет сил поверхностного натяжения растекается по зазору до внутренних кромок гребешков 8. Одновременно подается сжатый воздух из корпуса 1 в кольцевой сужающийся канал между обечайкой 7 и дополнительным соплом 5. Ири этом внутренняя поверхность дополнительного сопла 5, расположенная выше критического сечения, направляет воздушщий поток на плазмообразукщее сопло 4. Направление воздушного потока важно сделать именно до образования водовоздушной смеси, так как изменить направление движения уже образовавшейся смеси представляется сложным без конденсации частиц воды нэ смеси на стенку, изменякщую направление движения всдовоздушной струи.

Эоздушный поток, проходя через сужающийся канал, ускоряется и имеет максимальную скорость в критическом сечении, на середине которого находятся внутренние кромки гребешков 8.

При этом при взаимодействии движущегося с высокой скоростью воздушного потока с гребешками, выполненными со скосом, направленным к внутренней кромке, за внутренней поверхностью их, обращенной к держателю, образуется разреженная область. Пленка воды, находящаяся на внутренней поверхности гребешка, срывается с кромКи гребешка в эту область, проходит ее, по инерции проникает в воздушный поток, который разбивает ее на мельчайшие частицы. Если гребешок выполнен без скоса, срыв идет с торца гребешка, и кольцевой факел водовоздушной смеси "размазан" по всему промежутку между плазмообразукщим 4 и защитным 5 соплами.

Образовавшаяся водовоэдушная смесь поступает на охлаждение плазмообразующего сопла.

Устранение конденсации жидкости на частях плазмотрона, не подвергающихся нагреву, увеличение скорости истечения охлаждающей смеси и равномерная подача ее непосредственно на плаэмообраэующее сопло, достигаемые предлагаемой конструкцией, значительно повьыают эффективность охлаждения плазмообраэукщего сопла, причем скорость охлаждения в 3-4 раза увеличивается по сравнению с известным плазмотроном.

825299

Составитель Л. Суханова

Техред T.Ìàòo÷êà Корректор В .. Синицкая

Редактор A.Ëåæíèíà

Заказ 2402/46 Тираж 1148 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент ", r. Ужгород, ул, Проектная, 4 репленное в держателе плазмообразующее сопло, выполненное с наружной конусной поверхностью, переходящей по мере- удаления от рабочего торца в цилиндрическую, и установленное с зазором относительно сопла и держателя дополнительное сопло для подачи

5 охлаждакщей и защитной среды, о т л ич а ю шийся. тем, что, с целью увеличения ресурса работы плазмообразующего сопла путем повышения эффективности его охлаждения, между дополнительным соплом и держателем установлена обечайка, выполненная с наружной конической поверхностью, заканчивающейся гребешками на уровне перехода наружной цилиндрической поверхности сопла в коническую, и образующая капиллярный круговой зазор с держателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 332964, кл. В 23 К 9/16, 21.04.70.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 456695, кл. В 23 К 31/10, 13.08 ° 73

3. Авторское свидетельство СССР

9 173356, кл. H 05. В 7/18, 03.11.64.