Устройство для стабилизации расстояния от резака до поверхности металлического изделия Советский патент 1991 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к области сварочного оборудования, а именно к устройствам управления положением инструмента в процессе термической резки и сварки и предназначено преимущественно для стабилизации по высоте положения резака при плазменной или газовой резке.

Целью изобретения является повышение безопасности обслуживающего персонала,

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит электроискровой кольцевой датчик 1 с гибкими электродами 2 одинаковой длины, расположенными равномерно по кольцу датчика 1, жестко связанного с резаком 3, при эгом кольцевой датчик 1 содержит в своей плоскости второе электропроводное кольцо 4 соединенное с ним через диэлектрические перемычки 5 и

го

с

О

содержащее, в свою очередь, четыре изолированных электрода 6 с гибкими оголенными оконечниками 7, касающимися в процессе работы металлического изделия 8. Устройство также содержит генератор 9 высоковольтных импульсов, выход которого зашунтирован разрядных сопротвленмем 10, а первая выходная клемма соединена с кольцевым датчиком 1 через токоогранмчи- тельный резистор 11 и преобразователь 12, выход которого подключен к входу устройства 13 обработки регистрируемого сигнала и управления приводным двигателем 14, соединенного входом с выходом источника 15 опорного напряжения.

В предлагаемом устройстве в качестве изоляции электродов и диэлектрических перемычек применен фторопласт. Электроды выполнены из упругих металлических проводников,

Структура генератора 9 высоковольтных импульсов - питающая сеть трехфазного тока - мостовой неуправляемый выпрямитель Ларионова - балластный резистор - накопительный импульсный конденсатор. Параллельно зарядному конденсатору подключена первичная обмотка высоковольтного импульсного трансформатора, в цепи которой находится разрядный тириг.тпр. На управляющий эпектрод тиристора подаются импупьсы отпирания от задающего генератора и усилителя мощности. Причем период между импульсами составляет величину, равную 5-7 постоянным времени зарядной цепи, которая определяется, как произведение сопротивления балластного резистора на величину емкости накопительного конденсатора. Выбор данных временных интервалов обеспечивает полный Згэряд накопительного конденсатора до прихода очередного отпирающего импульса на разрядный тиристор. В процессе работы накопленная энергия в конденсатора через разрядный резистор поступает в первичную обмотку высоковольтного трансформатора. Так как производная тока при импульсном разряде конденсатора очень велика, то на вторичной обмотке трансформатора индуцируется высокое напряжение, которое прикладывается к межэлектродному промежутку, где и происходит высоковольтной разряд.

Разрядное сопротивление 10 выполнено в виде воздушного разрядного резистора,представляющегособой цилиндрический корпус из стекла или оргстекла, в котором на расстоянии друг от друга расположены металлические электроды. Данное расстояние выбирается равным

максимальному задаваемому расстоянию между электродами кольцевого датчике 2 и обрабатываемым металлом 8.

Преобразователь 12 представляет собой измерительный пояс Роговского, к выходу которого подключена интегрирующая резистивно-емкостная цепь. Напряжение, сниЕ аемое с конденсатора интегрирующей цепи пояса Роговского, прямо пропорцио0 нально разрядному току. Учитывая, что высоковольтные, генератгр 9 работает с частотой следования импульсов 100-150 Гц, на выходе преобразователя 12 появляется сигнал, пропорциональный среднему значеВ нию разрядного тока.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 9 высоковольтных импульсов вырабатывает разрядные импульсы высоко0 го напряжения. Если расстояние между резаком 3 и мет ал лическим изделием 8 велико, т.е. HP оголенные омэнечники 7 изолированных электродов б, ни гибкие электроды 2 не часзются металлического изделия 8, то раз5 ряд генератора 9 импульсов происходит по цепи выходная клемма генератора 9 им- пупьсов - преобразователь 12 - разрядное сопротивление 10 - вторая выходная клемма генератора 9 импульсов. При этом сиг0 нал, регистрируемый преобразователем 12, поступает на вход устройства 13 обработки сжнб;: s и управления приводным двигателем 14, где сравнивается с сигналом от ис- очникч 5 опорного напряжения.

о Полученный CMS над рассогласования после соответствующего усиления поступает на iip /тодной двигатель 14, который опускает резак до заданного расстояния, которое определяется pt венством опорного

0 и регистрируемого сигналов. В данном рабочем номинальном режиме оголенные око- нечники 7 изолированных электродов б касаются металлического изделия 8. а между гибкими электродами 2 и металлическим

5 листом 8 существует воздушный промежуток. В этом режиме разряд генератора 9 высоковольтных импульсов происходит по цепи выходная клемма генератора 9 высоковольтных импульсов - преобразователь 12 0 токоограничительный резистор 11 - кольцевой датчик 1 - гибкие электроды 2 - воздушный промежуток - металлическое изделие 8 - оголенные оконечники 7 - изолированные электроды 6 - второе электропроводное

5 кольцо 4 - вторая клемма генератора 9 высоковольтных импульсов.

Диэлектрические связующие перемычки 5 препятствуют замыканию разрядного контура между кольцевым датчиком 1 и вторым электропроводным кольцом 4. Любые

отклонения от номинального заданного расстояния между резаком 3 и металлическим изделием 8 в процессе резки компенсируются приводным двигателем 14 в соответствии с сигналом управления, вырабатываемым устройством 13 обработки регистрируемого преобразователем 12 сигнала разрядного контура. При колебаниях расстояния в процессе резки оголенные оконечники 7 не допускают механической поломки изолированных электродов 6 и поддерживают электрический контакт с ме- талличесикм изделием 8 в пределах рабочего промежутка между резаком 3 и металлическим изделием 8, который определяется величиной воздушного промежутка между гибкими электродами 2 и металлическим изделием 8.

Устройство для стабилизации расстояния от резака до поверхности металлического изделия обеспечивает повышение безопасности обслуживающего персонала машин тепловой резки с точки зрения элек- тробезопастности за счет совершенствования конструкции электроискрового кольцевого датчика и подключения второй выходной клеммы генератора высоковольтных импульсов к второму электропроводному кольцу электроискрового стабилизатора положения резака.

Формула изобретения Устройство для стабилизации расстояния от резака до поверхности металлического.изделия, содержащее электроискровый кольцевой датчик с гибкими электродами

одинаковой длины, расположенными равномерно по кольцу датчика, жестко связан ного с резаком, генератор высоковольтных импульсов, первый выход которого через

преобразователь и токоограничительный резистор соединен с электроискровым кольцевым датчиком, блок обработки регистри- руемого сигнала, два входа которого связаны с источником опорного напряжэния и выходом преобразователя, а выход подключен к приводному двигателю, параллельно генератору высоковольтных импуль- соз подключено разрядное сопротивление, отличающ ееся тем, что, с целью

повышения безопасности обслуживающего персонала, устройство снабжено дополнительным электропроводным кольцом, установленным,концентрично электроискровому датчику к соединенным с

ним диэлектрическими перемычкми, при этом дополнительное электропроводное кольцо соединено с четырьмя гибкими электродами одинаковой длины, расположенными ргвномерно по его окружности,

дополнительное электропроводное кольце пдкл гочено к второму выходу генератора высоковольтных импульсов, причем длина гибких электродов дополнительного электропроводного кольца превышает общую длину гибких электродов кольцевого датчика на величину максимального воздушного промежутка пробиваемого напря- жением генератора высоковольтных импульсов.

/

C --Ј-ь-. J V

Изобретение относится к сварочному оборудованию, и может применяться для управления положением инструмента в процессе термической резки и сварки. Цель изобретения -повышение безопасности обслуживающего персонала при эксплуатации машин тепловой обработки металлов. Устройство содержит кольцевой датчик с гибкими электродами, жестко связанный с резаком и вторым электропроводным кольцом с четырьмя изолированными электродами с оголенными оконечниками через диэлектрические перемычки. Выход генератора высоковольтных импульсов зашунтирован разрядным сопротивлением и связан с вторым электропроводным кольцом и кольцевым датчиком через токоограничи- тельный резистор и преобразователь, подключенный своим выходом к устройству обработки регистрируемого сигнала и управления приводным двигателем, второму входу которого подключен источник опорного напряжения, а к выходу - приводной двигатель, связанный кинетической связью с резаком. В режиме стабилизации расстояния между резаком и металлическим изделием высоковольтный разряд пооисходит по цепи генератор импульсов - преобразователь - токоограничивательный резистор - кольцевой датчик - гибкие электроды - воздушный промежуток - металлическое изделие - оголенные оконечники изолированные электроды - второе электропроводное кольцо - генератор импульсов Благодаря этому достигается протекание разрядного тока по незначительному по величине участку металлического изделия, что исключает возникновение опасных режимов для оператора (электротравматизм) 1 ил ii СЛ С