Устройство для плазменной обработки Советский патент 1993 года по МПК B23K10/00 

31814604 4

Изобретение относится к устройствампределах мм2 и определяется тем, что для плазменной обработки металлов в труд-при сечении меньше 10 мм расход плазмо- нодоступных местах, а также для ручнойобразующего газа недостаточен для плаз- плазменной резки,мообразования, а при сечении больше 50

Цель изобретения - интенсификация5 мм2 скорость газа существенно снижается, охлаждения электрода плазмообразующимтак что его охлаждающая способность прак- газом и уменьшение радиальных габаритовтически теряется. Длина I канала 6 опреде- горелки.ляется следующей эмпирической

На фиг. 1 схематично изображено пред-зависимостью:

лагаемое устройство; на фиг.2 то же, вари-Ю l kP/A,

ант выполнения; на фиг.З - сечение А-А нагде I - длина канала 6;

фиг.2.Р - давление газа на входе в канал 6;

Устройство содержит внутренний кор-А-теплопроводность материала корпупус 1, на нижнем конце которого при помо-са 3;

щи резьбы закреплен электрододержатель15 к - коэффициент пропорциональности, 2, наружный корпус 3, верхнюю 4 и нижнююзависящий от теплофизических свойств 5 изоляционные втулки, посредством кото-плазмообразующего газа, рых корпус 1 с электрододержателем 2 цен-Однако длина I канала 6 не может быть трированы в корпусе 3. При этомменьше 20 мм, так как в противном случае пространство между наружной боковой no-v20 даже при максимально теплопроводном ма- верхностью корпуса 1 и внутренней повер-териалё корпуса 3 будет иметь место его хностью корпуса 3 образует кольцевойперегрев. Выполнение узла горелки с уче- канал 6 для подачи плазмообразующего га-том этих условий дает возможность макси- за. В верхней части электрододержателя 2мально использовать охлаждающую расположен коллектор 7, выполненный в ви-25 способность плазмообразующего газа. При де кольцевой камеры в теле электрододер-этом опасность пробоя камеры 6 может жателя. В нижней частибыть устранена нанесением соответствую- электрододержателя выполнено пламзооб-щей диэлектрической пленки на корпус 8, разующее сопло 8 в виде глухого осевогочто не увеличит поперечных габаритов пред- отверстия в теле электрододержателя 2. В30 лагаёмого устройства, теле электродожержателя 2 также выполнены каналы 9, посредством которых коллек-Работа устройства заключается в следу- тор 7 соединен с плазмообразующимющем.

соплом 8 тангенциально (для закручиванияПлазмообразующий газ расходом 3-4

газового потока). При этом электрододержа-35 м3/ч поступает в отверстие 15 в корпусе 3 и

тель может быть выполнен разъемным в об-затем в канал 6 для подачи газа. Проходя по

ласти каналов 9 (части 2 и 16 на фиг. 1), аканалу 6 с большой скоростью газ охлаждасами каналы 9 могут быть выполнены в резь-ет внутреннюю поверхность корпуса 3 и набе. В теле электрододержателя 2 в областиружную поверхность корпуса 1. Дойдя до

глухого конца сопла 8 расположена актив-40 выхода канала 6, газ по пазам 11 во втулке

ная вольфрамовая вставка 10. Нижняя втул-5 поступает в коллектор 7. В коллекторе 7

ка 5 на своей внутренней поверхностипутем подачи на ионизатор 12 через корпус

имеет пазы 11 для прохода плазмообразую-3 высокочастотного разряда (между острыщего газа из кольцевого канала 6 в коллек-ми концами штырей 12 и электродом) газ

top7. В коллекторе7расположен ионизатор45 ионизируется. Ионизированный газ в колплазмообразующего газа, выполненный влекторе 7 распределяется между каналами

виде штырей (эмиттеров) 12, закрепленных9. Проходя по каналам 9 с большой скоро1 поперечно во втулке 5. Одни концы штырейстью, ионизированный Плазмообразующий

12 выполнены заостренными и расположенгаз интенсивно охлаждает электрододержаны на заданном расстоянии от поверхности50 тель 2. Далее газ выходит из каналов 9 в

электрода 2 в коллекторе 7. Другие концыверхнюю часть плазмообразующего сопла

штырей 12 имеют головки 13. которые рас-8, закручивается в этом сопле, так как канаположёны в выемках 14, выполненных волы 9 соединены с соплом 8 тангенциально,

втулке 5 со стороны ее боковой наружнойи дополнительно охлаждает электрододерповерхности. Посредством головок 13 шты-55 жатель 2 непосредственно в зоне излучения

ри (эмиттеры) 12 имеют электрический кон-дуги. Причем непосредственно в плазмообтакт с корпусом 3. В корпусе 3 такжердзующем сопле 8 газ выполняет как функимеется отверстие 15 для подачи плазмооб-цию плазмообразования, так и функцию

разующего газа в канал 6. При этом площадьохлаждения электрода 2. поперечного сечения канала 6 находится в

Технико-экономические преимущества предлагаемого технического решения относительно прототипа заключаются в следующем.

Благодаря расположению каналов 9 в теле электрододержателя 2 площадь его контакта с плазмообразующим газом значительно увеличивается, что существенно интенсифицирует охлаждение электрода, Так как электрод является наиболее нагруженным элементом горелки, интенсификация его охлаждения позволяет увеличить мощность горелки. Кроме того, указанные каналы одновременно выполняют функцию завихрителя, что позволяет исключить за- вихритель как специальный узел и, вследствие этого, уменьшить поперечные габариты горелки. Поперечные габариты горелки уменьшаются также вследствие выполнения плазмообразующего сопла в виде глухо- го осевого отверстия 8 в нижней части электрододержателя 2, так как это исключает из конструкции горелки плазмообразую- щее сопло как отдельный узел, а его функцию выполняет сам электрододержа- тель благодаря налоичию в его нижней части глухого осевого сопла 8. Это дает возможность уменьшить поперечный габарит горелки до 6 мм против 14 мм в прототипе. Кроме того, благодаря возможности выполнения электрода разъемным в области каналов 9 (элементы 2 и 16 электродного узла), на фиг.1) указанные каналы могут

Г7

I

0

5

0

5

0

быть выполнены непосредственно в резьбе, соединяющей элементы 2 и 16. Такое выполнение каналов 9 увеличивает их длину и соответственно охлаждающую способность проходящего по ним газа.

Формула изобретения

1. Устройство для плазменной обработки, содержащее корпус, расположенный в корпусе электрододержатель, активную вставку, плазмообразующее сопло и изолирующую втулку, установленную между внутренней поверхностью корпуса и наружной боковой поверхностью электрода, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса охлаждения электрода плазмообразующим газом и уменьшения радиальных габаритов горелки, оно снабжено ионизатором плазмообразующего газа, электрододержатель выполнен с кольцевым коллектором для плазмообразующего газа, одним или несколькими каналами для прохода плазмообразующего газа, соединенными с кольцевой полостью и полостью сопла, сопло выполнено в виде центрального отверстия в рабочем торце электрододержателя, активная вставка закреплена в дне глухого отвертсия, а ионизатор установлен в пространстве для прохода плазмообразующего газа в зоне расположения электрододержателя.

2. Устройство по п.1, отличающее- с я тем, что электрододержатель выполнен разъемным в зоне расположения каналов.

Использование: плазменная сварка и резка металлов в труднодоступных местах. Сущность изобретения: устройство содержит внутренний корпус 1, злектрододержа- тель 2, наружный корпус 3, втулки 4, 5, кольцевой канал 6, коллектор 7, плаэмооб- разующее сопло 8, каналы 9, пазы 11, иони затор 12 плазмообраэующего газа. Через отверстие 15,канал 6 и пазы 11 газ поступает в коллектор 7. В коллекторе 7 газ ионизируется. Ионизированный газ по каналам 9 поступает в плазмообразующее сопло 8, выполненное в виде центрального глухого отверстия. Устройство обеспечивает интенсификацию охлаждения электрода плазмо- образующим газом и уменьшение радиальных габаритов горелки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.