Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическим

Республик (ni963758 (6t) Дополнительное к авт. свид-ву ie 806312 (22) Заявлено 28. 11. 80 (21) 3221243/25-27

И1) М. Ks. с присоединением заявки ¹В 23 К 9/16

Государственный комитет. СССР но делам изобретений н открытий (23) Г1риоритет

Опубликовано 071082. бюллетень ¹37 (53) Pg 621 ° 791 °.754.9.034 (088.8) Дата опубликования описания 07.02.83

В.Г.Бессалый, Ю.К.Гонтарев, A.Ô.ÃÐHöåí о, Ю.П.Михайлов, Н.A.Носач и В.Ф.Прифняков

i, ;, ° х, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54J ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОИ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИ4СЯ ЭЛЕКтРОДОм

В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ

Изобретение относится к оборудованию для дуговой сварки в среде за. щитных газов.

В основном изобретении по авт.св.

9 806312 описана горелка для дуговой сварки неплавящимся.; электродом в среде защитных газов, содержащая полый герметичный электрододержатель, выполненный в виде тепловой трубы, на

; торце которого закреплен электрод. . Горелка снабжена охватывающей электрод втулкой, выполненной из капилляр. но-пористого материала, пропитанного легкоплавким металлом, например оловом (1 ).

Поскольку в горелке используется высокотемпературная тепловая труба (с жидкометаллическим теплоносителе у), возникают затруднения, связанные с ее охлаждением. . Так, подача охлаждающей воды на разогретую до 600-900 С поверхность .охлаждения тепловой трубы под небольшим (6-8 кг/см ) давленйем приводит к появлению пленочного кипения и кризиса.

При определенных тепловых нагрузках и соответствующих им перепадах температур Тот - Тн =. аТ (Тст температура стенки, Т н — температура насыщения при данном давлении) коэффициент теплоотдачи достигает максимального значения и затем резко уменьшается. В этот момент происходит смена пузырькового режима течения, ха рактеризуемого интенсивной теплоотдачей, на пленочный режим течения, когда жидкость отделяется от поверхности нагрева пленкой пара. Значение тепловой нагрузки, соответствующей смене пузырькового режима кипения на . .пленочной, называется критической плотностью потока - или "кризисом".

Это явление возникает когда на по1 о верхность, разогретую до 500-600 С, поступает вода, давление которой не превосходит 5-8 атм.

Повышение давления до величины, подавляющей пленочное кипение на поверхности теплообмена (300-400 кг/см ), 2 нецелесообразно иэ-за необходимости существенного увеличения толщины стенок тепловой трубы (электрододержателя ), что приведет к существенному увеличению термического сопротивления. Кроме того, в соответствии с санитарными нормами и правилами (СНиПами ) это будет сосуд высокого давления со всеми вытекающими. отсюда последствиями, 963758

При использовании воды в качестве охладителя невозможно с необходимой точностью определить величину теплового потока, поступающего в зону нагрева горелки, в связи с чем расход воды выбирается по максимальному значению теплового потока. Уменьшение внличины подводимого теплового потока приводит к переохлаждению жидкометалличес кой тЕпловой трубы, уменьшению передаваемого теплового потока и .40 прогары трубы.

Использование в качестве охладителя воздуха также неэффективно.

Целью изобретения является увеличение срока службы горелки путем повышения эффективности теплоотвода от корпуса электрододержателя.

Это.достигается тем, что в предложенной горелке на корпусе электрододержателя в зоне конденсации установлен кожух, образующий с на" ружной поверхностью электрододержателя герметичную кольцевую полость, заправленную жидкометаллическим теплоносителем, в которой установлена концентричная электрододержателю,раз-25 делительная перегородка с отверстиями у дна кожуха, ближнего к рабочему .торцу, горелки, На чертеже схаматично показана .горелка, поперечный разрез. - 30

Горелка содержит корпус электродо-. держателя 1 с неплавящимся элект родом 2, установленным во втулке 3 из капиллярно-пористого материала. B хвостовой части в зоне35 конденсации корпуса электрододер жателя установлен кожух 4,герметично соединенный с корпусом 1 и образующий герметичную кольцевую полость

5. На наружной поверхности кожуха 4П

4 размещен охлаждающий коллектор 6, Внутри гермитичной полости 5 установлена перегородка 7 с отверстиями 8, расположенными у дна кожуха 4, ближнего к рабочему торцу горелки. 45

Г

ГоРелка. работает следующим образом.

При зажигании дуги нагревается торц корпуса электрододержателя, которому тепло передается от электрода 2 через втулку 3 в количестве, пропорциональном коэффициенту теплопроводности материала электрода . (вольфрама ), олова, заполняющего поры капиллярно-пористого материала втулкй 3, и корпуса электрододержа теля (меди ), От их нагрева тепло передается теплоносителю горелки (тепловой трубе ). В результате пары теплоносителя перемещаются из зоны испарения в зону конденсации. Зоной конденсации для тепловой трубы какой является (электрододержатель ) является участок, охватываемый кожухом 4 ° Теплоноситель, находящийся в кольцевой полости 5, нагревается и закипает, Пары теплоносителя за- 65 полняют паровую зону кольцевой полости и конденсируются в зоне теплообменника 6. Образовавшийся конденсат под действием гравитационных сил стекает по стенке кожуха 4 в зону, заполненную жидкостью. Таким образом, герметичная кольцевая полость 5, частично заправленная теплоносителем, является двухфазным термосифоном.

При кипении теплоносителя в двухфазном.термосифоне образующиеся пуэыри всплывают по зазору между теплоподводящей стенкой корпуса электрододержателя 1 и разделительной перегородкой 7, подтягивая теплоноситель на освобождаемое пузырем место через отверстия 8, что интенсифицирует теплообмен между тепловой трубой и термосифоном.

Такое конструктивное выполнение позволяет при любом тепловом потоке от тепловой трубы электрододержателя в .термосифон сохранять температуру в зоне конденсации тепловой трубы на необходимом высоком уровне, обеспечивая работу тепловой трубы в оптимальном температурном режиме, поскольку при кратковременном изменении режима теплообмена в зоне торца электрододержателя и постоянном расходе охлаждающей воды изменяется интенсивность кипения теплоносителя в жидкостной зоне термосифона и несколько возрастают (или уменьшаются ) давление и температура пара в паровой зоне термосифона, т.е. термосифон служит как бы тепловым демпфером за счет большой величины теплоты парообразования жидкометаллических теплоносителей.

Это позволяет. стабилизировать температурный режим электрододержателя, а следовательно, существенно повысить срок службы горелки.

Формула изобретения

Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов по авт. св. Р 806312, о т л и.ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения срока службы горелки путем повышения эффективности теплоотвода от корпуса электрододержателя, на корпусе электрододержателя в зоне конденсации установлен кожух, образующий с наружной поверхностью электрододержателя герметичную кольцевую полость, заправленную жидкометаллическим теплоносителем, в которой установлена концентричная электрододержателю перегородка с отверстиями у дна кожуха, ближайшего.к рабочему торцу. горелки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР

9 806312, кл. В 23 К 9/16; 21.02.76 (прототип ).

963758 дида

Составитель Г. Квартальнова

Редактор Л. Уткина Техред Л.Пекарь Корректор Н. Король

Заказ 317/3 Тираж 1153 Подписное

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