Горелка для дуговой сварки в среде защитных газов Советский патент 1993 года по МПК B23K9/173 

плом 3. При этом катализаторное устройство может быть выпол чо в виде сеток, установленных в контакте с соплом для подачи защитного газа. Отсасывающее сопло в виде легкосъемного насадка из жаростойкого материала закреплено байонетным замком, При сварке сопло для подачи защитного газа и

связанные с ним катализаторные сетки разогреваются за счет тепла дуги, и всасываемые горелкой пылегазовыделения, проходя через нагретый катализатор, очищаются от монооксида углерода и оксидов азота путем превращения их в безвредные углекислый газ и азот. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

Использование: горелки для ручной и полуавтоматической сварки в среде защитных газов. Сущность изобретения: горелка содержит головку 1 с. соплом 2 для подачи защитного газа и отсасывающее сопло 3 для удаления пылегазовыделений, расположенную под углом к оси головки полую рукоятку 4, внутри которой установлен токоподвод 5 с коаксиальными каналами 6 для подачи защитного газа и сварочной проволоки. Ката- лизаторное устройство установлено в кольцевом промежутке между соплом 2 для подачи защитного газа и отсасывающим со

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к устройствам горелок, используемых для ручной и полуавтоматической сварки металлов в среде защитных газов, и может быть применено в машино- строительной, судостроительной и других отраслях промышленности.

Известные горелки для сварки металлов с отсосом газопылевыделений из зоны дуги состоят, как правило, из узла фиксации ка- нала для прохода электродной проволоки, сопла для подачи защитного газа, насадка той или иной конструкции для отсасывания газопылевыделений, корпуса с рукояткой и устройства для отсасывания и очистки газо- пылевыделений.

Недостатками их являются постепенное засорение сопла насадка брызгами рас- плавленного металла и срыв газовой защиты при интенсификации процесса га- зоотсоса.

Наиболее близкой к изобретению является горелка для дуговой сварки с отсосом газопылевыделений, которая содержит инерционную ловушку для брызг металла.

Недостаток этой горелки заключается в том, что инерционная ловушка отделяет брызги металла только из части потока, и в том, что ловушка искажает отсасываемый поток на входе в насадок, что приводит к срыву газозащиты со стороны, противоположной расположению ловушки. Существенным недостатком как аналогов, так и прототипа является то, что отсасываемые газы затем трудно поддаются очистке из-за повышенного содержания химически инертных монооксида углерода и окислов азота. Противоречие заключается в том, что снижению температуры отсасываемого газа при транспортировке по трубопроводам к устройству для очистки вынуждает применять дорогостоящие низкотемпературные катализаторы, низкая активность которых требует увеличения времени контакта с катализатором, а значит, и увеличения количе- ства катализатора, размеров и массы аппарата для его размещения. Все это удорожает очистку, ухудшает условия труда и

создает экологические трудности на предприятиях.

Целью изобретения является обеспечение очистки от монооксида углерода и окислов азота путем использования тепла дуги самой горелки.

Цель достигается тем, что горелка, содержащая головку с соплом для подачи защитного газа и отсасывающее сопло для удаления газопылевыделений,расположенную под углом к оси головки полую рукоятку, внутри которой установлен токоподвод с коаксиальными каналами для подвода защитного газа и сварочной проволоки, снабжено катализаторным устройством, установленным в кольцевом промежутке между соплом для подачи защитного газа и отсасывающим соплом. При этом катализаторное устройство может быть выполнено в виде сеток, установленных в контакте с наружной поверхностью сопла для подачи защитного газа. Целесообразно также с целью упрощения очистки или замены катализаторных сеток выполнить отсасывающее сопло в виде легкосъемного насадка из жаростойкого материала, например титана.

При сварке сопло для подачи защитного газа и связанные с ним катализаторные сетки разогреваются за счет тепла дуги, и всасываемые газопылевыделения, проходя через нагретый катализатор, очищаются от монооксида углерода и оксидов азота по следующей суммарной реакции:

CO+NOx катС02+№.

Одновременно в катализаторных сетках застревают крупные брызги расплавленного металла, которые легко удаляются из горелки путем снятия отсасывающего сопла с последующей упругоР. деформацией и встряхиванием сеток. Наличие сеток в кольцевом промежутке горелки улучшает равномерность отсоса газопылевыделений и препятствует срыву потока защитного газа к месту сварки, т.е. попутно устраняет недостатки известных горелок.

Сравнение предложенного устройства с известными показывает, что оно отличается наличием катализаторного устройства, использующего тепло дуги горелки, что отвечает критерию новизна.

Сравнение предложенного устройства не только с известными устройствами в области сварки, но и с техническими решениями в других областях показало, что подобные технологические решения известны, например, для очистки от СО и NOX выхлопных газов в автомобилях. Однако в нашем случае используется тепло не только всасываемых газов, но и дополнительный нагрев катализаторного устройства за счет тепла дуги горелки, при этом каталитический процесс очистки происходит непосредственно в горелке, что значительно снижает затраты на последующую очистку газопылевыделений. Кроме того, наличие катализаторных сеток улучшает гидродинамику отсоса горелки и уменьшает вероятность срыва газовой защиты. Таким образом, наличие отличительных признаков позволяет получить положительный эффект выше простого суммарного и соответствует критерию существенные отличия.

На чертеже показана горелка, продольный разрез.

Горелка содержит головку 1 с соплом 2 для подачи защитного газа и отсасывающим соплом 3 для удаления пылегазовыде- лений, расположенную под углом к головке рукоятку 4, внутри которой по оси установлен токопровод 5 с коаксиальными каналами 6 для подачи защитного газа и сварочной проволоки 7, В рукоятку 4 вмонтирован выключатель 8 для управления приводом подачи сварочной проволоки (не показан). Нижняя часть рукоятки 4 снабжена штуцером 9 с элементом 10 для закрепления гибкого шланга 11, внутри которого расположен гибкий токоподвод 12.

Горелка снабжена катализаторным устройством, расположенным в кольцевом зазоре между соплами. Катализаторное устройство выполнено в виде сеток 13, установленных в контакте с наружной поверхностью сопла 2 для подачи защитного газа. При этом отсасывающее сопло 3 выполнено с байонетным замком, на рабочем торце сопла 3 размещена сетка 14 из жаропрочного материала, например титана.

Работает горелка следующим образом.

При зажигании дуги оба сопла 2, 3 и сетки 13 катализаторного устройства разогреваются и проходящие через них сварочные газы очищаются: монооксид углерода окисляется до безвредного углекислого газа, а окислы азота восстанавливаются до

элементарного азота. Очищенные от этих примесей газы далее проходят по кольцевому пространству между рукояткой 4 и токо- подводом 5 и удаляются по гибкому шлангу 11 на доочистку от сварочных дымов.

Положительный эффект достигается проведением процесса очистки непосредственно в горелке путем использования высоких температур сварочной дуги, что позволяет сделать вывод, что предложенное устройство может быть более конкурентоспособным по сравнению с известными образцами сварочных горелок с отсосом газопылевыделений.

20

Формула изобретения

5. Горелка по п. 4, отличающаяся тем, что сетка выполнена из титана.