Плазмотрон Советский патент 1979 года по МПК B23K31/10 

(54) ПЛАЗМОТРОН

1

Предлагаемое изобретение относится к плазменно-дуговой обработке материалов и может быть использовано в установках для плазменно-дуговой резки металлов.

В настоящее время для воздушной плазменной резки металлов известен плазмотрон с медным полым электродом 1.

К недостаткам этого плазмотрона относится сравнительно плохая организация течения газа во внутреннем электроде. Течение газа в полости внутреннего электрода при отсутствии дополнительной подачи газа в торец характеризуется двумя зонами осевой циркуляции с образованием между ними вихревого жгута. При этом опорное пятно дуги находится в положении, определяемом вихревым жгутом первой зоны осевой циркуляции. Горение дуги с опорным пятном в области вихревого жгута является неустойчивым. В результате опорное пятно врашаясь под действием тангенциальной составляюш.ей подаваемого газа попадает во вторую зону, которая характеризуется малым значением как осевых, так и тангенциальных скоростей. Скорость перемешения опорного пятна, определенная по фоторегистрограмме, не превышает 5 м/с, в результате чего тепловой поток в значительной степени локализован, что приводит к увеличению интенсивности эрозии электрода.

Целью изобретения является повышение ресурса работы электродаплазмотрона путем улучшения формирования потока плазмообразуюшего газа в разрядной камере и уменьшения электрической эрозии электрода.

Эта цель достигается тем, что в центре дна электрода выполнен остроконечный выетуп с плавным криволинейным переходом к его боковой поверхности электрода.

На чертеже изображен предлагаемый плазмотрон, который содержит корпус 1, полый 2 и сопловой 3 электроды, разделенные изолятором-завихрителем 4, остроконечный выступ 5 и плавный криволинейный переход 6, на дне nOvioro электрода 2, образуемый, например, вращением полуокружности диаметром, равным половине диаметра полости электрода вокруг оси последнего, водяные рубашки 7 и 8.

Работает плазмотрон следующим образом.

Инициирование дуги производится осциллятором. Первоначально дуга зажигается в зазоре между полым 2 и сопловым 3

электродами. Затем она выносится из зазора и растягивается по оси разрядной камеры. При этом зажигается рабочая дуга 9, одно опорное пятно которой перемещается в г .тубину ио.шго э,тектро..1а, а другое пере.ходит на разрезаемое изделие 10. Опорное пятно внутри электрода под действием нотока газа, подаваемого через тангенциальные отверстня зави.чрителя, совершает непрерывное вращательное и возвратно-поступательное движепие по боковой поверхности электрода. Закрученный .холодный поток газа движется вглубь электрода по его внутренней повер.хности и достигая плавного криволинейного пере.хода 6, возвращается к соплу но остроконечному выступу 5 в виде направленного аксиального потока без образования «ви.хревого жгута. При этом врапштельное .иж(.ние oii()f)Horo пятна создается Зс1 счет закручг.-|||0 Ч) -холодн()1-о потока газа, а возвратно-поступательное -- за счет аксиального и закр- ченного потоков газа. Наличие па дне злсктрода остроконечного выступа с плавиы.м крпво.щнейны.м iiepeходом к боковой поверхности способствует увеличению протяженности первой зоны, а также устраняет воз.можность образования вихрево1Ч) жгута и второй зоны осевой циркуляции, тангенциальная составляющая скорости газа в которой ь езначительная.

Таким образом, предлагае.мый плазмотрон позволяет yviy4njnTb формирование потока плазмообразующего газа в его разрядной камере и значительно увеличить ресурс работы полого медного электрода.

Удельная эрозия уменьшается в 5 раз и составляет соответственно для известной конструкции 3,5-10, а для предлагаемой 0,7-10- 5 г/Кл.

Годовой экономический эффект составляет не менее 7 тыс. руб. на 1 установку.

Формула изобретения

Плазмотрон, содержащий корпус, труб; чаты и электрод с дном, сопло и закрепленный между ними завихритель, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы электрода плазмотрона путем улучшения формирования плаз.мообразующего газа в разрядной камере и уменьшения электрической эрозии электрода, в центре дна электрода выполнен остроконечный выступ с илавны.м криволинейным переходом к его боковой поверхности.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

. Авторское свидетельство СССР 464421, кл. В 23 ,к 9/16, 1974.

f