Система подачи водорода и азота Советский патент 1980 года по МПК B23K9/16 

(54) СИСТЕМА ПОДАЧИ ВОДОРОДА И АЗОТА

Изобретение относится к плазменной обработке деталей с использованием водорода и азота в качестве плазмообразующей среды и к термической обработке деталей в водородной среде. Известна система подачи водорода и азота 1 к установкам для плазменной обработки, содержащая автономные линии подачи водорода и азота, каждая из которых имеет баллоны, устройства редуцирования, подключенные к соответствующим установкам посредством отсечных клапанов и датчиков давления. Однако из-за того, что каждый объект запитывается от автономной системы питания, увеличивается количество оборудования и разводок трубопроводов, а также объем регламентных и эксплуатационных работ, связанных с частой заменой баллонов. В результате снижается надежность системы в работе. Целью изобретения является повышение надежности системы в работе. Поставленная цель достигается тем, что в систему введен дренажный коллектор, сообщающийся отсечными клапанами с линией подачи водорода и установками плазменной обработки, подключенными к линии подачи водорода посредством трехкамерных пневмоклапанов, в исходном положении прекрывающих линию подачи водорода и сообщающихся с линией подачи азота, при эхом в трубопроводы, соединяющие линию подачи азота к трехкамерным пневмоклапанам, включены обратные клапаны, а на концах щлангов, подсоединяемых к баллонам с водородом, установлены заправочные клапаны, содержащие отжимной клапан и огнепреградитель. На фиг. 1 схематически изображена система; на фиг. 2 - огнепреградитель с отжимным клапаном, сечение, узел 1 фиг. 1. Система подачи водорода и азота состоит из коллектора 1, к которому подсоединены щланги 2. К шлангам подсоединены заправочные клапаны 3, посредством которых баллоны 4 с водородом подсоединяются к системе. Клапаны 3 содержат огнепреградители 5 и отжимные клапаны 6, которые отжимаются стержнями 7 при подсоединении к вентилям 8 баллонов. К коллектору 1 подсоединен редуктор 9 с манометрами. После редуктора последовательно включены два отсечных клапана 10 и 11, Выход клапана 11 сообщен с дренажным коллектором 12. К водородной линии 13, соединяющей клапаны 10 и 11, подключена линия подачи азота подаваемого из баллона 14, снабженного вентилем, через коллектор 15, редуктор 16 и отсечной клапан 17. К водородной линии 13 подключены трехкамерные пневмоклапаны 18 с камерами нормально закрытых клапанов 19. Камеры нормально открытых клапанов 20 сообщены посредством обратных клапанов 21 с линией подачи азота после редуктора 16. Выходы трехкамерных пневмоклапанов сообщены линией 22 с объектами 23, например с установками плазменного напыления (УПН). Выходы УПН сообщены отсечными клапанами 24 с дренажным коллектором 12, на конце которого закреплен огнепреградитель 25. К линиям 13 и 22 подключены датчики давления 26 и 27, настроенные на минимальное избыточное давление, например 0,5 ат. Система работает следующим образом. Клапаны 3, соединенные щлангами с коллектором 15, подсоединяют к баллонам с азотом, при этом стержень 7 упирается в стенку вентиля баллона и открывает клапан 6. Открывают вентили баллонов. Редуктор 16 настраивают на соответствующее давление, при этом азот поступает к клапану 17 И через открытые клапаны 20 трехкамерных пневмоклапанов 18 - в УПН 23 до отсеченных клапанов 24. Включают систему питания отсечных пневмоклапанов, открывают отсечные клапаны 17 и 11 и продувают водородную линию азота. После продувки клапан .11 закрывают. В линиях 13 устанавливается избыточное давление, при котором срабатывает датчик давления 26, разрешающий открытие отсечно го клапана 10. Открывают клапан 10, нагружают редуктор 9 щтоком до его открытия, при этом азот проходит в коллектор 1. Нажатием на стержень 7 заправочного клапана 3 открывают клапан 6 и продувают азотом подсоединительные шланги и коллектор, после чего клапан 3 подсоединяют к вентилям 8 баллонов с водородом. При подсоединении стержень 7 упирается в стенку вентиля 8 и открывает клапан 6. Редуктор 9 разгружают. Закрывают клапан 10, Открывают вентили 8 у половины баллонов 4. Редуктор 9 настраивают на рабочее давление. Открывают клапан 10, и водород поступает в линию 13 до закрытых клапанов 19 трехкамерных пневмоклапанов 18. Открывая отсеченный клапан 24, продувают полости УПН азотом. После продувки клапан 24 закрывают. В линии 22 устанавливается избыточное давление, при котором срабатывает датчик давления 27, разрешающий открытие соответствующего трехкамерного пневмоклапана 18. Подают команду на переключение трехкамерного пневмоклапана, при этом клапан 19 открывается, а клапан 20 закрывается. Водород поступает в УПН 23. УПН включают в работу. Обратные клапаны 21 предотвращают попадание водорода в систему подачи азота во время переключения трехкамерных пневмоклапанов, либо при нарущенки герметичности клапанов 19. После окончания работы выключают трехкамерные пневмоклапаны, при этом клапанами 19 перекрывается подача водорода в УПН, а клапанами 20 открывается подача азота. Открывают отсечной клапан 24 и выдувают азотом остатки ворода из линии 22 через огкепреградитель 25, после чего к тапан 24 закрывают. Датчики давления 26 и 27 остаются под избыточным давлением, и, если система не потеряет герметичность, УПН постоянно находится в состоянии готовности к работе. Если водород в баллонах израсходуется, то вентили этих баллонов закрывают и открывают вентили у второй половины баллонов, чем обеспечивают непрерывность работы УПН. От пустых баллонов отсоединяют заправочные клапаны 3 и, поскольку клапаны 6 перекрывают входные отверстия, предотвращая попадание воздуха в систему, подсоединяют полные баллоны без продувки подсоединительных шлангов. Огнепреградители 5 и 25 предотвращают попадание открытого огня внутрь системы. Использование изобретения позволяет осуществлять централизованное обеспечение водородом ряда установок от одной рампы. Система подачи водорода и азота высоконадежна. Она проста по конструкции и в эксплуатации. Внедрение системы позволит значительно снизить затраты на оборудование и потери водорода. Формула изобретения Система подачи водорода и азота к установкам для плазменной обработки, содержащая автономные линии подачи водорода и азота, каждая из которых имеет баллоны, устройства регулирования, подключенные к соответствующим установкам посредством отсечных клапанов и датчиков давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы системы, в систему введен дренажный коллектор, сообщающийся отсечными клапанами с линией подачи водорода и установками плазменной обработки, подключенными к линии подачи водорода посредством трехкамерных пневмоклапанов, Б исходном положении перекрывающих

линию подачи водорода и сообщающихся с ли нией подачи азота, при этом в трубопроводы, соединяющие линию подачи азота к трехкамерным пневмоклапанам, включены обратные клапаны, а на концах шлангов, подсоединяемых к баллонам с водородом, уста- $ Ч-У

новлены заправочные клапаны, содержащие отжимной клапан с огнепреградителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Эсибян Э. М. Плазменно-дуговая аппаратура. Киев, «Техника, 1971, с. 129-134. V-/