ПЛАЗМОТРОН Российский патент 2001 года по МПК B23K10/00 

Изобретение относится к плазменно-дуговой обработке материалов, а именно к устройствам для плазменно-дуговой резки.

Известен плазмотрон, содержащий корпус с соплом, в котором смонтирован электрод [а.с. СССР N 437586, H 25 К 9/16, 1971].

Недостатком известного плазмотрона является низкая надежность работы плазмотрона.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является плазмотрон, содержащий корпус с размещенным в нем электродом и соплом, внутренняя поверхность которого выполнена в форме конуса, переходящего в цилиндр на выходе из сопла [US 2862099, 210-74, 25.11.1958].

Недостатком известного плазмотрона является недостаточная надежность работы плазмотрона в связи с преждевременным разрушением сопла из-за недостаточного охлаждения.

Технической задачей изобретения является повышение надежности работы плазмотрона путем улучшения эффективности стабилизации плазменной дуги.

Указанная задача достигается тем, что в плазмотроне, содержащем корпус с размещенным в нем электродом и соплом, внутренняя поверхность которого выполнена в форме конуса, переходящего в цилиндр на выходе из сопла, согласно изобретению он снабжен цилиндрическим стаканом, турбинным колесом и газостатическими подшипниками, при этом цилиндрический стакан соединен с турбинным колесом и неразрывно с соплом и установлен на газостатических подшипниках.

Использование в устройстве вращающегося цилиндрического стакана с сопловым узлом обеспечивает повышение эффективности стабилизации плазмы разряда, уменьшение степени загрязнения плазмы испаряющимся материалом стенки при ее соприкосновении с плазмой.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием цилиндрического стакана, соединенного с соплом и турбинным колесом, с возможностью вращения, что позволяет повысить надежность работы плазмотрона.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема плазмотрона.

Плазмотрон содержит электрод 1, корпус 2, цилиндрический стакан 3, соединенный с турбинным колесом 4 и соплом 5, сопловой аппарат 6, совмещенный с упорным газостатическим подшипником-подпятником 7. Цилиндрический стакан 3 размещен на газостатических подшипниках 8.

Плазмотрон работает следующим образом.

В камеру 9 плазмотрона подается плазмообразующий газ. Охлаждающий газ под давлением подается в полость 10. В газостатических подшипниках между стаканом 3, турбинным колесом 4, соплом 5 и рабочими поверхностями газостатического подшипника-подпятника 7 и газостатическими подшипниками 8 образуется прослойка газа, предотвращая соприкосновение движущихся поверхностей и существенно уменьшая трение между ними. При подаче газа турбинное колесо 4 вращает стакан 3 и закрепленное на нем сопло 5. Между неплавящимся электродом 1 и соплом 5 возбуждается дуга косвенного действия, которая после ионизации промежутка электрод - разрезаемый металл переходит в режущую плазменную дугу прямого действия.

Вращение цилиндрического стакана и сопла способствует упорядоченному вихревому входу и выходу газа, на оси которых обеспечивается максимальный радиальный перепад давлений и создаются условия, необходимые для зажигания и стабилизации разряда. Кроме того, вращение стакана уменьшает степень испарения материала его стенок.

Изобретение относится к сварке, в частности к плазменно-дуговой обработке материалов, и может найти применение в различных отраслях промышленности, например, для резки. В корпусе плазмотрона размещены электрод и сопло. Внутренняя поверхность сопла выполнена в форме конуса, переходящего в цилиндр на выходе из него. Цилиндрический стакан соединен с турбинным колесом и неразрывно с соплом и установлен на газостатических подшипниках. Такое выполнение позволяет повысить надежность работы плазмотрона за счет улучшения эффективности стабилизации плазменной дуги. 1 ил.

Плазмотрон, содержащий корпус и размещенные в нем электрод и сопло, внутренняя поверхность которого выполнена в форме конуса, переходящего в цилиндр на выходе из сопла, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрическим стаканом, турбинным колесом и газостатическими подшипниками, при этом цилиндрический стакан соединен с турбинным колесом и неразрывно - с соплом и установлен на газостатических подшипниках.