Способ подогрева защитного газа и устройство для сварки с подогретым защитным газом Советский патент 1993 года по МПК B23K9/173 

Изобретение относится к сварке, а частности к дуговой сварке в углекислом газе.

Известен способ, при котором горелку охлаждают жидкой углекислотой, в углекислый газ образуется при нагревании и испарении жидкой углекислоты в горелке.

Недостатком этого способа является необходимость наличия трубопровода высокого давления (до 100 кг/мм2) между баллоном и горелкой, что осложняет эксплуатацию устройства.

Широко известен способ подогрева углекислого газа, подаваемого в сварочную горелку с использованием электроэнергии, сварочную горелку при этом способе охлаждают проточной водой.

Для осуществления этого способа устройство содержит установленный в системе

подачи газа подогреватель газа, включен- N ный в систему электроснабжения и соеди- DO ненный на входе с баллоном с жидкой DO углекислотой и на выходе с газовой горел- s@ кой, имеющей полость для прохождения о проточной воды для охлаждения.

Недостатки прототипов способа и устройства заключаются в необходимости ис- пользования электроэнергии для подогрева газа и, кроме того, в том, что нерационально GO используется проточная вода, что отрицательно сказывается на экологической ситуации.

Целью изобретения является экономия электроэнергии и воды

Для достижения поставленной цели при способе подогрева углекислого газа, который подают в сварочную горелку с системой

охлаждения, газ подогревают охлаждающей горелку средой, выходящей из системы охлаждения горелки; в устройстве для сварки с подогретым защитным газом, содержащем сварочную горелку со шлангом для подвода защитного газа, системой охлаждения со шлангами для подвода и отвода охлаждающей среды, подогреватель газа с полостью для защитного газа, соединенной с источником газа и шлангом для подвода защитного газа к горелке, подогреватель выполнен с рубашкой для подогревающей среды с двумя штуцерами, входной из которых соединен со шлангом для отвода охлаждающей среды из горелки, а выходной - со шлангом для подвода охлаждающей среды в горелку, причем рубашка для прохода подогревающей среды выполнена в виде нескольких наклонных каналов, расположенных в полости для защитного газа, и коллектора с заслонкой, расположенных противоположно дну подогревателя и соединенных с наклонными каналами.

Такое решение обеспечивает достижение цели, так как разогретая в горелке среда (вода, пар) при ее охлаждении поднимается в подключенный в ее систему подогреватель газа, где газ омывает полость для прохождения воды и подогревается перед подачей в сварочную, горелку, при этом вода в подогревателе газа охлаждается и вытесняется непрерывно поступающей из горелки горячей водой обратно в систему охлаждения горелки. Таким образом, исключается необходимость использования электроэнергии для подогрева газа и, кроме того, образуется замкнутая система обращения воды как для охлаждения горелки, так и для подогрева газа, что исключает необходимость использования проточной воды.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа: на фиг. 2 - подогреватель газа.

Устройство содержит, подогреватель 1 газа, полость 2 которого соединена входным Штуцером 3 с баллоном 4 углекислоты и выходным штуцером 5 с газовой горелкой б. Внутри подогревателя (фиг. 1, 2) имеется не сообщающаяся с полостью 2 газа полость 7 с наклонными каналами в виде трубок 8 (могут быть и другие конструктивные решения) и перёд ними перегородкой 9 в верхней части. Полость 7 сообщается с выполненной в горелке полостью, заливаемой водой (может быть использован фреон) для охлаждения горелки, в нижней части через штуцер 10 и шланг 11 подачи воды в горелку, в верхней части через штуцер 12 и шланг 13 для выхода воды из горелки. Полость 7 с каналами 8, шланг 11. полость горелки 6 для

воды и шланг 13 образуют замкнутую систему обращения воды. Горелка имеет закрываемый патрубок 14, через который предварительно заливают воду, оставляя

незаполненной определенную часть, которая компенсирует расширение объема воды и нагревании.

Система действует следующим образом.

0 После возбуждения сварочной дуги жидкость, находящаяся в горелке б, нагревается и испаряется, пар по шлангу 13 через штуцер 12 поступает в полость 7, где огибая перегородку 9, равномерно распределяется

5 по каналам 8, омываемым углекислым газом, поступающим через штуцер 3 в полость 2. При этом газ нагревается, через штуцер 5 выводится из подогревателя и поступает для защиты сварочной ванны в горелку б. а

0 пар охлаждается, конденсируется и. стекая по наклонным трубкам 8 к штуцеру 10. опускается по шлангу 11 к горелке 6 и вытесняет -из нее горячую воду, которая вновь поступает в полость 7. Процесс протекает

5 непрерывно до окончания сварки.

Пример. Подогреватель изготовлен из стали 45, диаметр 50 мм, высота 90 мм. внутренние каналы изготовлены из моди и имеют диаметр 8 мм. впаяны в корпус на

0 латунный припой. В систему залито 240 граммов воды, при этом в горелке уместилось 110 граммов, остальное было залито в соединительные шланги примерно до половины. При горении дуги на токе 900 А в

5 сварочной горелке образовывалось количество тепла, достаточное для нагрева воды до температуры, позволяющей проходить воде и пару по каналам подогревателя и нагревать проходящий по подогревателю газ до

0 плюсовой температуры. При горении сварочной дуги на токе 500 А при напряжении на дуге 30 В 70% энергии выделяется о сварочную ванну, а 30% излучается дугой. Если допустить, что даже 10% этой энергии

5 будет выделяться на горелке, то получим Р.. 30 х 500 15000 ватт На сварочной горелке выделится 450 Вт Серийные подогреватели имеют мощность 70 Вт. Как видим. даже учитывая те большие потери энергии.

0 которые существуют в системе, эта система выполняет свои функции.

Преимущества заявляемого изобретения заключаются в экономии электроэнергии на подогрев газа и воды.

5 Формула из обретения

1. Способ подогрева защитного газа, который подают в сварочную горелку с системой охлаждения, отличающийся, тем, что, с целью экономии электроэнергии и воды, газ подогревают охлаждающей горелку

средой, выходящей из системы охлаждения горелки.

2, Устройство для сварки с подогретым защитным газом, содержащее сварочную горелку со шлангом для подвода защитного газа, системой охлаждения со шлангами для подвода и отвода охлаждающей среды, подогреватель газа с полостью для защитного газа, соединенной с источником газа и шлангом для подвода защитного газа к горелке, отличающееся тем, что, с целью экономии электроэнергии и воды, подогреватель выполнен с рубашкой для подогрева0

ющей среды с двумя штуцерами, входной из которых соединен с шлангом для отвода охлаждающей среды из горелки, а выходной - с шлангом для подвода охлаждающей среды в горелку.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что рубашка для прохода подогревающей среды выполнена в виде нескольких наклонных каналов, расположенных в полости для защитного газа, и коллектор с заслонкой, расположенных противоположно дну подогревателя и соединенных с наклонными каналами

Сущность изобретения: для подогрева газа используют воду, нагретую сварочной дугой при охлаждении горелки, а далее воду, охлажденную в подогревателе газом, направляют обратно в горелку для ее охлаждения при дальнейшем циркулирова- нии воды между горелкой и подогревателем газа. Подогреватель газа, полость которого сообщается с баллоном жидкой углекислоты и с горелкой, охлаждаемой водой и имеющей полость для прохождения воды, имеет внутри полости газа не сообщающуюся с ней полость с наклонными в сторону выхода каналами для прохождения воды, поступающей в нее из горелки и выходящей из нее также в горелку. Тепло сварочной дуги используется для подогрева газа. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил. СО

Фиг /