Сварочный газосмеситель Советский патент 1981 года по МПК B23K9/16 

1

Изобретение предназначено для получения смеси из защитных газов с заданными процентными соотношениями и может бьать использован в различных отраслях народного хозяйства, где применяется газоэлектрическая сварка. Известно, что при механизированных процессах газоэлектрической сварки применяют газовые смеси, состоящие из аргона, углекислого газа, кислорода, азота и т.д.г так как они существенно улучшают технологические характеристики сварочной дуги в качестве сварочного соединения. Широкому использованию при сварке газовых смесей, препятствует отсутствие газосмесителей, удовлетворяющих эксплуатационным требованиям сварочного производства. По этим требованиям сварочный газосмеситель должен сохранять исходную концентрацию смешиваекых компонентов как при произвольной регулировке общего расхода смеси, которая осуществляется сварщиком, в процессе работы, так и при колебании давления газа в подводящих магистралях.

Известен сварочный газосмеситель, содержащий камеру смешения с установленным в ней чувствительным элементом, выполненным в виде имеющего ось вращения коромысла и трубками для, подачи газа, установленными симметрично с разным сторон одного из плеч коромысла, а второе плечо коромысла связано через датчик и блок управления сервомоторюм. При использовании данного устройства в регулирующем звене смесителя зависимость между измеряемой и регулируемой величинами будет линейной, что обеспечит постоянство исходной концентрации смешиваемых компонентов в процессе произвольного изменения расхода смеси

и изменения давления газа в подводящих магистралях f .

Однако чувствительный элемент, выполненный по этой схеме, невозможно испрльзовать в дозирующих системах

связанного регулирования непрерывного действия, что связано с тем, что основной формой работы данной систекы является режим автоколебаний, Который не позволяет получать высокую точность в дозировании смешиваемых компонентов.

Кроме того, использование известных схем с раздельным регулированием расхода потоков каждого компонента влечет за собой усложнение

смесителя, снижение надежности его работы и уменьшение точности дозируемых компонентов.

Цель изобретения.- обеспечение постоянства расхода путем повышеМия точности дозирования газов в смеси.

Поставленная цель достигается тем что трубки установлены под углом 10-85 к плоскости нейтрального положения коромысла.

На фиг. 1 изображена схема смесителя на фиг. 2 - схема взаимодействия выходящих из трубок газов с коромыслом. .

Смеситель состоит из камеры 1, трубки 2, по которой подается поток одного из компонентов смешиваемых газов, произвольно регулируемый клапаном 3. Трубка имеет ряд одинаковых отверстий, одно из которых расположено на свободном выполненном в виде конуса торце, а остальные на боковой поверхности трубки. Одинаковый расход газа через все отверстия достигается при соблюдении условия

FTP i fnгде F.

- площадь поперечного сечеfpния внутреннего отверстия трубки; f. - площадь каждого отверстия

в трубке.

Отверстия на боковой поверхности трубки могут перекрываться кольцом 4 Аналогичным образом выполнена трубка 5, имеющая кольцо б. Трубки 2 и 5 направлены на лопатку корокшсла 7 и расположены симметрично относительно плоскости нейтрального положения коромысла, а угол между осью каждой трубки и плоскостью нейтрального поо.ожения коромысла может изменяться от 10 до 85, причем наиболее оптимальной работе смесителя соответствует угол наклона трубок к плоскости нейтрального положения коромысла от 60 до 75°.. Коромысло 7 посредством бесконтактных датчиков 8 и блока 9 управления связано с сервомотором 10 открывающим и закрывающим клапан 11. Клапан 11 для повьаиения точности регулировки имеет гладкое конусное седло,и конусную иглу, на поверхности которой выполнено ряд параллельных кольцевых канавок.

Сварочный газосмеситель- работает следующим образом. Соотношение дозируемых компонентов достигается путем открывания необходимого количества отверстий на трубках 2 и 5 кольцами 4 и б. Вручную клапаном 3 регулируется необходимый расход смеси. газа, поступающий из трубки 2 на лопатку коромысла 7, поворачивает его по часовой стрелке до упора в конец трубки 5. При повороте коромысла его верхняя лопатка плоскостью к плоскости нижней лопатки входит в зазор правого бесконтактного датчика 8, с которого поступает сигнал в блок 9 управления, включающего сервомотор 10 на открывание клапана 11, Силы, приложенные к лопатке коромысла со стороны потоков, вытекающих из трубок 2 и 5, пропорциональны соответственно

PsVs

и

S i n 065

лJilt w rj ft,

где рз и pg - плотности газовых потоков 2 и 5;

V2 и s - скорости истечения потоков .

Сила, воздействующая на лопатку коромысла 7 со стороны потока 5, превышает аналогичную силу со стороны потока 2, еще в момент, когда

. P.PsVl

2 -г

3

вследствие чего коромысло перемещается в плоскость нейтрального положения. По мере отклонения коромысла odg уменьшается, а 062 возрастает, но при этом клапан 11 открывается все больше, так как верхняя лопатка коромысла еще находится в зазоре бесконтактного датчика 8. При подходе к плоскости нейтрешьного положения коромысла величины напоров потоков выравниваются. Аналогичный процесс произойдет при отклонении коромысла против часовой стрелки. Чувствительность работы смесителя регулируется расположением бесконтактных датчиков и скоростью отработки сервомотора.

Предлагаемый сварочный газосмеситель в отличие от известных смесителей обеспечивает строго заданную пропорциональность смешиваемых йгомпонентов- при изменяющихся в процессе работы смесителя расходах и давлениях в подводящих магистралях; не требует применения расходомерных устройств и сложных электронных логических схем; кроме того, каждые два газа из смешиваемых компонентов имеют один регулирующий орган, что существенно снижает статические и динс1мические ошибки регулирования сме шиваемых компонентов/ повышает экономическую эффективность работы смесителя и йадежность работы устройст-ва в целом.

Формула изобретения

Сварочный газосмеситель, содержащий камеру смещения с установленными вней чувствительным элементом, выполненным в виде имеющего ось вращения коромысла и трубками для подачи газа, установленными симметрично с .разных сторон одного из плеч коромысла, а второе плечо коромысла связано через датчик и блок управления с сервомотором, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения .постоянства расхода путем повышения точности дозирования газов в смеси,

5 трубки установлены под углом 10-85

к плоскости нейтрального положения коромысла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Газ

1. Зсшманэон Л. А. Аэродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем. М., Наука, 1978, с. 172 (прототип).

Jaa

Риг.

иг.г