Сопловой узел плазмотрона Советский патент 1992 года по МПК B23K10/00 

1

(21)4754774/08

(22)31.10.89

(46) 30.09.92. Бюл. № 36

(71)Институт физико-технических проблем Севера Якутского научного центра СО АН СССР

(72)И.Е. Киренский и Э.К. Урбах

(56)Авторское свидетельство СССР №619310, кл. В 23 К 9/16, 1976.

Авторское свидетельство СССР N 234564, кл. В 23 К 31/10, 1967. (54) СОПЛОВОЙ УЗЕЛ ПЛАЗМОТРОНА

(57)Использование: плазменная резка. Сущность изобретения: сопловой узел содержит внутреннее 1 и наружное 2 сопла, завихритель в виде тангенциальных каналов 3, расположенных на конической поверхности наружного сопла. Канал сопла выполнен в виде расширяющегося конуса на выходе из сопла, а выходные отверстия тангенциальных каналов расположены на конической поверхности в зоне выходного отверстия. Конструкция соплового узла позволяет увеличить ресурс работы плазмотрона за счет уменьшения вероятности электрического пробоя промежутка дуга-сопло. 1 ил.

ч о

N 00 00

о

Изобретение относится к плазменной обработке материалов, а именно к устройствам для плазменной сварки. Дополнительной областью использования изобретения является плазменная резка металлов.

Известен сопловой узел плазмотрона с формирующим соплом, внутренняя поверхность которого выпЪлнена в форме конуса, переходящего в цилиндр на выходе из со- пла.

Недостатком известного соплового узла плазмотрона является образование двойной дуги при повышенных значениях тока, что приводит к нарушению технологи- ческого режима и к разрушению сопла.

В качестве прототипа выбран резак для плазменно-дуговой резки, в котором сопло снабжена завихрителем, сопряженным с ним по его конической поверхности, при этом на сопряженной поверхности завихри- теля выполнены канавки под углом к образующей конуса и касательные в своем продолжении к столбу плазмы.

Недостатком известного резака являет- ся то, что при повышенных значениях тока сжатой дуги в результате электрического пробоя между столбом дуги и соплом происходит шунтирование тока, это вызывает эрозию сопла, что приводит к уменьшению ресурса плазмотрона.

Целью изобретения является повышение ресурса плазмотрона путем снижения вероятности электрического пробоя между столбом дуги и стенкой канала сопла.

Это достигается тем, что в сопловом узле плазмотрона, содержащем внутреннее и наружное сопла, а также завихритель в виде тангенциальных каналов, образованных сопряженными поверхностями сопел, выход- ной канал соплового узла, выполненный в зоне входного отверстия с конусообразной поверхностью, переходящей в цилиндрическую поверхность, согласно изобретению выходной канал выполнен расширяющейся к рабочему торцу конической поверхностью в зоне выходного отверстия, а выходные отверстия тангенциальных каналов расположены на упомянутой конической поверхности в зоне выходного отверстия.

Предложенная конструкция соплового узла плазмотрона способствует увеличению толщины холодного слоя газа по всей длине канала сопла при подаче защитного газа на выходе формирующего сопла. Это достигается за счет более глубокого проникновения поступающего холодного газа, благодаря чему уменьшается вероятность электрического пробоя между столбом дуги и стенкой канала сопла.

На чертеже представлен сопловой узел плазмотрона, сечение.

Сопловой узел состоит из внутреннего 1 и наружного 2 сопл. На внутренней конусной поверхности наружного сопла выполнены тангенциальные каналы 3, расположенные так, что продолжение их является касательной ко внешней стороне столба дуги.

После зажигания основной дуги по тангенциальным каналам в зону столба дуги на выходе из сопла подается холодный газ. Истекающие струи газа из отверстий каналов образуют вокруг столба дуги кольцевой вращающийся слой газа. Вращающийся слой газа за счет предложенной конструкции соплового узла плазмотрона оттесняет более горячий газ глубже внутрь сопла. Тем самым обеспечивается увеличение толщины холодного пограничного слоя газа по всей длине канала сопла.

Формула изобретения

Сопловой узел плазмотрона, содержащий сопряженные внутреннее и наружное сопло, а также завихритель в виде тангенциальных каналов, образованных сопряженными поверхностями сопл, выходной канал соплового узла, выполненный в зоне входного отверстия с конусообразной поверхностью, переходящей в цилиндрическую поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса плазмотрона путем снижения вероятности электрического пробоя между столбом дуги и стенкой канала сопла, выходной канал выполнен с расширяющейся к рабочему торцу конической поверхностью в зоне выходного отверстия, а выходные отверстия тангенциальных каналов расположены, на упомянутой конической поверхности в зоне выходного отверстия.