RU2169064C2

RU2169064C2 - Plasmotron

Info

Publication number: RU2169064C2
Application number: RU99111154A
Authority: RU
Inventors: А.М. Иванов; И.Е. Киренский
Original assignee: Институт физико-технических проблем Севера СО РАН
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2001-06-20

Abstract

FIELD: welding, namely plasma-arc treatment of materials, possibly for cutting materials in different industry branches. SUBSTANCE: electrode and nozzle are arranged in housing of plasmotron. Inner surface of nozzle is in the form of cone passing to cylinder at outlet of nozzle. Cylindrical bushing is joined with turbine wheel, it is made as single piece with nozzle and it is mounted in gasostatic bearing assemblies. EFFECT: enhanced operational efficiency of plasmotron due effective stabilization of plasma arc. 1 dwg

Description

Изобретение относится к плазменно-дуговой обработке материалов, а именно к устройствам для плазменно-дуговой резки. The invention relates to a plasma-arc processing of materials, namely, devices for plasma-arc cutting.

Известен плазмотрон, содержащий корпус с соплом, в котором смонтирован электрод [а.с. СССР N 437586, H 25 К 9/16, 1971]. Known plasmatron containing a housing with a nozzle in which the electrode is mounted [A. with. USSR N 437586, H 25 K 9/16, 1971].

Недостатком известного плазмотрона является низкая надежность работы плазмотрона. A disadvantage of the known plasma torch is the low reliability of the plasma torch.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является плазмотрон, содержащий корпус с размещенным в нем электродом и соплом, внутренняя поверхность которого выполнена в форме конуса, переходящего в цилиндр на выходе из сопла [US 2862099, 210-74, 25.11.1958]. The closest to the invention in technical essence and the achieved positive effect is a plasmatron containing a housing with an electrode and a nozzle placed in it, the inner surface of which is made in the form of a cone, passing into the cylinder at the exit of the nozzle [US 2862099, 210-74, 11.25.1958 ].

Недостатком известного плазмотрона является недостаточная надежность работы плазмотрона в связи с преждевременным разрушением сопла из-за недостаточного охлаждения. A disadvantage of the known plasma torch is the lack of reliability of the plasma torch due to premature destruction of the nozzle due to insufficient cooling.

Технической задачей изобретения является повышение надежности работы плазмотрона путем улучшения эффективности стабилизации плазменной дуги. An object of the invention is to increase the reliability of the plasma torch by improving the stabilization efficiency of the plasma arc.

Указанная задача достигается тем, что в плазмотроне, содержащем корпус с размещенным в нем электродом и соплом, внутренняя поверхность которого выполнена в форме конуса, переходящего в цилиндр на выходе из сопла, согласно изобретению он снабжен цилиндрическим стаканом, турбинным колесом и газостатическими подшипниками, при этом цилиндрический стакан соединен с турбинным колесом и неразрывно с соплом и установлен на газостатических подшипниках. This task is achieved by the fact that in a plasmatron containing a housing with an electrode and a nozzle placed in it, the inner surface of which is made in the form of a cone passing into the cylinder at the exit of the nozzle, according to the invention it is equipped with a cylindrical cup, a turbine wheel and gas-static bearings, while a cylindrical cup is connected to the turbine wheel and inextricably with the nozzle and mounted on gas-static bearings.

Использование в устройстве вращающегося цилиндрического стакана с сопловым узлом обеспечивает повышение эффективности стабилизации плазмы разряда, уменьшение степени загрязнения плазмы испаряющимся материалом стенки при ее соприкосновении с плазмой. The use of a rotating cylindrical glass with a nozzle assembly in the device provides an increase in the stabilization efficiency of the discharge plasma and a decrease in the degree of plasma pollution by the evaporating material of the wall when it comes in contact with the plasma.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием цилиндрического стакана, соединенного с соплом и турбинным колесом, с возможностью вращения, что позволяет повысить надежность работы плазмотрона. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device is characterized by the presence of a cylindrical glass connected to the nozzle and the turbine wheel, with the possibility of rotation, which improves the reliability of the plasma torch.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема плазмотрона. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a plasma torch.

Плазмотрон содержит электрод 1, корпус 2, цилиндрический стакан 3, соединенный с турбинным колесом 4 и соплом 5, сопловой аппарат 6, совмещенный с упорным газостатическим подшипником-подпятником 7. Цилиндрический стакан 3 размещен на газостатических подшипниках 8. The plasma torch contains an electrode 1, a housing 2, a cylindrical cup 3 connected to a turbine wheel 4 and a nozzle 5, a nozzle apparatus 6 combined with a thrust gasostatic bearing-thrust bearing 7. A cylindrical cup 3 is placed on the gasostatic bearings 8.

Плазмотрон работает следующим образом. The plasma torch works as follows.

В камеру 9 плазмотрона подается плазмообразующий газ. Охлаждающий газ под давлением подается в полость 10. В газостатических подшипниках между стаканом 3, турбинным колесом 4, соплом 5 и рабочими поверхностями газостатического подшипника-подпятника 7 и газостатическими подшипниками 8 образуется прослойка газа, предотвращая соприкосновение движущихся поверхностей и существенно уменьшая трение между ними. При подаче газа турбинное колесо 4 вращает стакан 3 и закрепленное на нем сопло 5. Между неплавящимся электродом 1 и соплом 5 возбуждается дуга косвенного действия, которая после ионизации промежутка электрод - разрезаемый металл переходит в режущую плазменную дугу прямого действия. Plasma forming gas is supplied to the plasma torch chamber 9. Under pressure, cooling gas is supplied to the cavity 10. In the gas-static bearings between the cup 3, the turbine wheel 4, the nozzle 5 and the working surfaces of the gas-static bearing-thrust bearing 7 and gas-static bearings 8, a gas layer is formed, preventing the contact of moving surfaces and significantly reducing friction between them. When gas is supplied, the turbine wheel 4 rotates the cup 3 and the nozzle 5 fixed on it. Between the non-consumable electrode 1 and the nozzle 5, an indirect arc is excited, which, after ionization of the gap between the electrode and the cut metal, passes into a direct plasma cutting arc.

Вращение цилиндрического стакана и сопла способствует упорядоченному вихревому входу и выходу газа, на оси которых обеспечивается максимальный радиальный перепад давлений и создаются условия, необходимые для зажигания и стабилизации разряда. Кроме того, вращение стакана уменьшает степень испарения материала его стенок. The rotation of the cylindrical cup and nozzle contributes to an ordered vortex inlet and outlet of gas, on the axis of which the maximum radial pressure drop is provided and the conditions necessary for ignition and stabilization of the discharge are created. In addition, the rotation of the glass reduces the degree of evaporation of the material of its walls.

Claims

A plasma torch comprising a housing and an electrode and a nozzle placed therein, the inner surface of which is made in the form of a cone passing into the cylinder at the exit of the nozzle, characterized in that it is provided with a cylindrical cup, a turbine wheel and gas-static bearings, while the cylindrical cup is connected to the turbine wheel and inextricably - with a nozzle and mounted on gas-static bearings.