Плазменная горелка Советский патент 1983 года по МПК H05H1/26 

2. Горелка поп.1, отличающаяся тем, что в охранном колпаке выполнены отверстия..

3., Горелка по- пп.1и.2, о т л и чающа яс я тем, что срез сопла выступает из-под охранного колпа.ка. .

4 .. Горелка по .пп.1-3, -о т л ичающаяся тем, что охранный

колпак закреплен на контактнцх элементах с помощью резьбового или у.пругого соединения.

5. Горелка по пп.1-4, отличающаяся, тем, что индикатор напряжения выполнен в виде реле на полупроводниковой основе или электромеханического типа.

1. ПЛАЗМЕННАЯ ГОРЕЛКА, содержащая сопло, с колпаком-, формирующие рубашку охлазхдения сопла, катод, установленный в сопле соосно ему, систему защиты от тока утечки, включающую индикатор напряжения между соплом и оё рабатываемой деталью, отличаю щаяс я тем, ч.то в нее введен охранный колпак 8,-охватывающий колпак 3 сопла, выполненный из электропроводящего материала, установленный с зазором 9 по отношению к колпаку 3 сопла и соединенный с помощью по крайней мере двух кон-тактных элементов 7 с системой защиты от тока утечки однопроводнымн связями, а последовательно индикатору напряжения включен резистор 20, параллельно которому подключены последовательно соединенные конденсатор 21 и диод 24. О) ю оо to

. .1, .... Изобретение относится к машиностроению, в частности к плазменной резке и сварке и может быть использовано при разработке плазменных горелок с Зсшдитой оператора от напряжения и предохранением элементов конструкции горелки.от разрушения при различных аварийных ситуациях. . Известны плазменные горелки, в частности ручные, снабженные действующими различным образом устройствами для защиты оператора, например соплом, покрытым керамическим колпаком или керамическим либо эмалевым покрытием. Возникающие в процессе резки брызги и пары металла покрывают защитные колпаки относительно .металлическим слоем, приводящим к электрическому контакт с соплом. Таким способом могут образоваться области, находящиеся под напряжением, представляющим опасность во время работы. Наиболее близкой к предлагаемой является плазменная горелка, содержащая сопло с колпаком., формирующие рубашку охлаждения сопла, катод установленный в сопле соосно ему, систему защиты от тока утечки, вклю чающую индикатор напряжения между соплом и обрабатываемой деталью. В известной горелке колпак сопл отделен от сопла керамическим изолятором и эластичным уплотнением. щитный колпак находится под потенциалом обрабатьшаемой заготовки ил под потенциалом земли, что обеспеч ваегся схемой защиты от аварийной подачи потенциала. При внезапном превышении напряжения схема защиты отключает источник, питания плазмен дуги. Недостаток данной .горелки состо ит в том, что в момент времени, когда колпак сопла в случае неудоб ных положений резки, например, слу чайно входит в соприкосновение с обрабатываемой заготовкой, система защиты блокируется. Если в таком с чае возникает замыкание по дуге или происходит образование металлической перемычки на керамическом изоляторе, то в большинстве случаев изолятор разрушается в результате тер-: мической перегруз.ки. Кроме того,колпак сопла подвергается электролитическому разложению, обусловленному высоким напряжением между соплом и колпаком сопла. При этом охлаждающ,ая вода действует как электролит. Все это снижает надежно.сть плазменной горелки. Цель изобретения - повышение надежности горелки и безопасности ее работы. . . Поставленная цель достигается тем, что в плазменной горелке, содержащей сопло с колпаком, формирующие рубашку охлаждения сопла, катод, установленный в сопле соосно ему, систему защиты от тока утечки., включающую индикатор напряжения между соплом и о.брабатываегюй деталью, введен охранный колпак, охватывающий колпак сопла, выполненный из электропроводящего материала, установленный с зазором по отношению к колпаку сопла и соединенный с помощью по крайней мере двух контактных элементов с системой защиты от тока утечки однопроводными связями, а последовательно индикатору напряжения включен резистор, параллельно которому подключены последовательно соединенные конденсатор и диод. Кроме того, в охранном колпаке мргутбыть выполнены отверстия. При этом срез сопла выступает из-под охранного колпака. Причем охранный колпак может быть закреплен на контактных элементах с помощью резьбового или уп-. ругого соединения. Кроме того, индикатор напряжения может быть выполнен в виде реле на полупроводниковой основе или электромеханического типа. На фиг.1 показана плазменная горелка, разрез; на фиг.2 - электрическая схема защиты. Плазменная горелка содержит сопл 1, установленное на держателе 2 соп ла с помощью колапка 3. Рубашка 4 охлажде-ния сопла 1 для прокзч к охлаждающей воды формируется ;:о1;лом 1 и колпаком 3. Уплотнение со1:ла 1 на держателе 2 осуществляется разиной круглого сечения. Через изолятор 6 на держателе 2 сопла установлен, охранный колпак 8. В изолятор б вложено два контактных элемента 7 в ви де полуколец, к которым подведено по одному проводу. На контактных элементах 7 может быть нарезана рез ба для крепления охранного колпака Оба контактных элемента 7 находятся под одним потенциалом., так как охранный колпак 8 выполнен из электропроводного материала, Между- охранным колпаком ь и колпаком 3 сопла 1 выдерживается возду ный зазор 9. На оси горелки установ лен катод 10. Согласно электрической схеме питания и защиты горелки (фиг.2) обрабатываемая деталь .11 подключена к системе питания приводом 12. Охранный колпак 8 через два провода, подведенных к ;каждому. -из контактных элементов 7, соединен через выключатель 13 пуск-стоп с покижающим трансформатором 14, выпрямителем 15 и реле 16, Реле 16 управляет цепью пуск-стоп и представляет собой индикатор напряжения. Кроме того, охранный колпак 8 соединен через диод 17 с системой защиты от тока утечки в виде реле 18. Сопло 1 соединено, кроме того, с деталью 11 через реле 19 и резистор 20. Параллельно резистору подключена цепочка последовательно соединенных конденсатора 21 и диода 24 . Диод 24 мо жет блокироваться контактом 25, подключающим цепочку последовательно соединенных конденсатора 22 и ре зистора 23. В схему также введены реле 26 и диод 28, между которыми имеются контакты 19 и 19 покоя, а также нормально замкнутые контакD-ia MeHHaH горелка с системой защиты работает следующим образом. При нормальном режиме горения дуги между катодом 10 к соплом 1 сопло 1 находится под некоторым потенциалом относительно обрабатываемой детали 11. Под действием это.го напряжения реле 19 срабатывает и одновременно заряжаются конденсаторы 21 и 22. Если процесс прерывается, то реле 19 размыкается что обуславливается разрядом конденсатора 22. Таким образом, реле 1 не может воздействовать на, цепь стоп горелки. Если, однако, при работа:-о;: ей горелке соплом 1 i; охранным колпаком 8 происходит короткое замыкание из-за разбрызгивания металла, то контроль тока утечки на колпак О не может включиться, так как колпак электрически непосредственно связан с деталью 11, реле 19 при этом размыкается и горелка отключается. Это состояние поддерживается за счет срабатывания реле 26. -Контакты .19 и 19 разомкнуты в случае срабатывания реле 19. Контакты 27 и 27 замкнуты в процессе резки. При нормальном начале процесса резки контакты 26 и 26 размыкаются- раньше, чем замыкаются контакты 27 и. 27. Если после аварийного отключения оператор вновь включает плазменную горелку, а возмущение еще действует, то через контакт 25 происходит зарядка кон.денсатора 21 через замыкающую перемычку между соплом 1 и охранным колпаком 8., Реле 19 при этом на короткое время срабатывает, а при его размыкании через контакты 26, 26, 27 и 19 и диод 28 запускается реле 18 тока утечки, которое обеспечивает аварийное отключение горелки. Таким образом, если схема заш.иты от тока утечки срабатывает в процессе режима резки, плазменная горелка отключается. В случае надежного напряжения в сопле 1 прерывается лишь операция резки. Оператор нажати.ем выключателя 13 вновь производит пуск горелк,. Если и после- этого напряжение сопла остается нулевым, то производится предварительно сравне- . ние напряжени.я- на конденсаторе 21, Оператор, таким образом, может определить причину отключения, замыкание между соплом и охранным колпаком, соприкосновение с.опла с обрабатываемой деталью и др., что должно быть устранено. Для плазменных горелок мощностью более 20 кВт в охранном колпаке целесообразно выполнять отверстия, если щели для снижения рассеяния тепла узкие. Сопло целесообразно делать выступающим за срез охранног;о колпака, что облегчает визуальный контроль процесса. При дополнительной установке диодпк 3 цепи реле. 19 по типу того, как устано.злены диоды 17 и 28, системе защиты быть приданы дополнительные функции, например функция защиты от тепловой первгр зки. Изобретение позволяет устранить дефекты колпака сопла исхемы защиты при различных аварийных ситуациях I. обезопасить контакт оператора с

элементами горелки но всех ситуациях отказа. Этим повышается 1аленность и безопасность работы плазменной горелки.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

/J

/4

Г

.1 .:

Т

/7

п. Ф 0

П

//

/

22

cz3ft dgnff

Т