[go: up one dir, main page]

RU229442U1 - Plasma torch for cutting metal - Google Patents

Plasma torch for cutting metal Download PDF

Info

Publication number
RU229442U1
RU229442U1 RU2024112252U RU2024112252U RU229442U1 RU 229442 U1 RU229442 U1 RU 229442U1 RU 2024112252 U RU2024112252 U RU 2024112252U RU 2024112252 U RU2024112252 U RU 2024112252U RU 229442 U1 RU229442 U1 RU 229442U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
plasma torch
air
plasma
cylindrical
Prior art date
Application number
RU2024112252U
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "АВАНГАРД" (ООО "НПО "АВАНГАРД")
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "АВАНГАРД" (ООО "НПО "АВАНГАРД") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "АВАНГАРД" (ООО "НПО "АВАНГАРД")
Application granted granted Critical
Publication of RU229442U1 publication Critical patent/RU229442U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к устройству для высокотемпературной резки металла при помощи плазменной дуги. Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение возможности резки металла с высоким качеством реза за короткое время. Плазмотрон для резки металла содержит головку, воздушную цилиндрическую трубку, катод, воздушный диффузор, сопло, защитную насадку, насадку для создания обжатого потока воздуха и фокусирования плазменной дуги и обжимную гайку. 20 ил. The utility model relates to a device for high-temperature cutting of metal using a plasma arc. The technical result of the claimed utility model is to ensure the possibility of cutting metal with high cut quality in a short time. The plasma torch for cutting metal contains a head, an air cylindrical tube, a cathode, an air diffuser, a nozzle, a protective attachment, an attachment for creating a compressed air flow and focusing the plasma arc, and a compression nut. 20 fig.

Description

Полезная модель относится к устройству для высокотемпературной резки металла при помощи плазменной дуги.The utility model relates to a device for high-temperature cutting of metal using a plasma arc.

Из уровня техники известна конструкция плазмотрона, содержащего корпус с размещенным в нем электродом и соплом, внутренняя поверхность которого выполнена в форме конуса, переходящего в цилиндр на выходе из сопла (см. патент US 2862099 на изобретение, опубл. 25.11.1958).The prior art includes a design for a plasma torch that contains a housing with an electrode and a nozzle placed in it, the inner surface of which is made in the form of a cone that transitions into a cylinder at the outlet of the nozzle (see US patent 2862099 for invention, published 11/25/1958).

Недостатком известной конструкции плазмотрона является низкий ресурс из-за недостаточного охлаждения корпуса.The disadvantage of the known plasma torch design is its low service life due to insufficient cooling of the housing.

Из уровня техники известен плазмотрон (см. авторское свидетельство СССР №1798085 на изобретение, опубл. 28.02.93), содержащий корпус прямоугольного сечения, электродный узел, соединенный через изолятор с сопловым узлом крепежными элементами, расположенными по разные стороны от электродного узла, при этом крепежные элементы выполнены с упругими участками, а их оси штуцеров расположены в продольной плоскости симметрии плазмотрона, в частности, упругие участки крепежных элементов выполнены в виде резиновых шлангов.A plasma torch is known from the prior art (see USSR Author's Certificate No. 1798085 for invention, published on 28.02.93), comprising a rectangular section housing, an electrode unit connected through an insulator to a nozzle unit by fastening elements located on different sides of the electrode unit, wherein the fastening elements are made with elastic sections, and their nozzle axes are located in the longitudinal plane of symmetry of the plasma torch, in particular, the elastic sections of the fastening elements are made in the form of rubber hoses.

Недостатком известного плазмотрона является сложность конструкции ввиду использования водяной системы охлаждения.The disadvantage of the known plasma torch is the complexity of the design due to the use of a water cooling system.

Из уровня техники известен плазмотрон, содержащий корпус с соплом, в котором смонтирован электрод (см. авторское свидетельство СССР №437586 на изобретение, опубл. 30.07.1974).A plasma torch is known from the prior art, containing a housing with a nozzle in which an electrode is mounted (see USSR Author's Certificate No. 437586 for invention, published on 30.07.1974).

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

Из уровня техники известен плазмотрон для резки металлов, содержащий корпус с установленным в нем электродом в виде тороида, сопло, основной и дополнительный втулки-завихрители с тангенциальными каналами для подачи плазмообразующего газа (см. авторское свидетельство СССР №645798 на изобретение, опубл. 05.02.1979).A plasma torch for cutting metals is known from the prior art, comprising a housing with an electrode installed in it in the form of a toroid, a nozzle, a main and additional swirl bushings with tangential channels for supplying plasma-forming gas (see USSR Author's Certificate No. 645798 for invention, published 02/05/1979).

Известный плазмотрон имеет также невысокую надежность работы.The well-known plasma torch also has low operational reliability.

Целью заявленной полезной модели является создание плазмотрона, имеющего компактную и легкую конструкцию, для ручной и механизированной резки металла, в котором при протекании электрического тока через разрядный промежуток образуется столб плазменной дуги, используемый для обработки металлов или как источник света и тепла.The purpose of the claimed utility model is to create a plasma torch with a compact and lightweight design for manual and mechanized cutting of metal, in which, when electric current flows through the discharge gap, a plasma arc column is formed, used for processing metals or as a source of light and heat.

Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение возможности резки металла по любой траектории реза с высоким качеством за короткое время.The technical result of the claimed utility model is to ensure the ability to cut metal along any cutting path with high quality in a short time.

Технический результат заявленной полезной модели достигается тем, что плазмотрон выполнен в виде единой конструкции, содержащей:The technical result of the claimed utility model is achieved by the fact that the plasma torch is made in the form of a single structure containing:

- головку плазмотрона;- plasma torch head;

- воздушную цилиндрическую трубку, устанавливаемую в головку плазмотрона и имеющую четыре выборки для подачи воздуха из головки плазмотрона во внутреннюю полость катода для его охлаждения;- an air cylindrical tube installed in the plasma torch head and having four inlets for supplying air from the plasma torch head into the internal cavity of the cathode for cooling it;

- катод, имеющий цилиндрическую форму переменного диаметра с внутренним углублением для размещения воздушной цилиндрической трубки и внутренней резьбой для навинчивания на головку плазмотрона через воздушный диффузор, на внешнем торце катода по центру имеется углубление для размещения гафниевой вставки, на внешней поверхности катода по окружности имеются четыре плоских площадки в форме конуса для удобства навинчивания на головку плазмотрона;- a cathode having a cylindrical shape of variable diameter with an internal recess for placing an air cylindrical tube and internal thread for screwing onto the plasma torch head through an air diffuser, on the outer end of the cathode in the center there is a recess for placing a hafnium insert, on the outer surface of the cathode along the circumference there are four flat areas in the form of a cone for ease of screwing onto the plasma torch head;

- воздушный диффузор для создания направленного воздушного потока, завинченного по спирали, охлаждения катода и обжатия плазменной дуги, имеющий цилиндрическую полую форму с двумя бортиками на торцах для установки на головку плазмотрона с одной стороны и установки сопла с другой стороны, на боковой поверхности воздушного диффузора по окружности имеется два ряда сквозных отверстий, смещенных относительно друг друга на 20 градусов для завихрения воздуха, который поступает в плазмообразующий канал для повышения стабильности плазменной дуги;- an air diffuser for creating a directed air flow, screwed in a spiral, cooling the cathode and compressing the plasma arc, having a cylindrical hollow shape with two sides on the ends for installation on the head of the plasma torch on one side and installation of a nozzle on the other side, on the side surface of the air diffuser along the circumference there are two rows of through holes, offset relative to each other by 20 degrees for swirling the air, which enters the plasma-forming channel to increase the stability of the plasma arc;

- сопло для фокусирования плазменной дуги, имеющее с одного торца полую цилиндрическую форму, переходящую в полую форму усеченного конуса с другого торца, при этом в вершине усеченного конуса имеется сквозное отверстие для выхода плазмы, а с другого цилиндрического торца имеется выступ для установки на бортик воздушного диффузора;- a nozzle for focusing a plasma arc, having a hollow cylindrical shape at one end, which transitions into a hollow truncated cone shape at the other end, while at the top of the truncated cone there is a through hole for the plasma to exit, and at the other cylindrical end there is a protrusion for installation on the side of the air diffuser;

- защитную насадку для фиксации и защиты внутренних сопла, катода и воздушного диффузора от механических повреждений, состоящую из оболочки в виде втулки цилиндрической формы с внешней частью в виде усеченного конуса, на одной из внешней торцевой поверхности которой имеется резьба для фиксации обжимной гайки, а с другой внешней торцевой поверхности напрессовано кольцо для повышения технологичности сборки, уменьшения количества брака при запрессовывании стакана, при этом втулка имеет внутренний стакан с переменными диаметрами внутренних стенок с резьбой с одной стороны и полкой с отверстиями с другой стороны;- a protective attachment for fixing and protecting the internal nozzle, cathode and air diffuser from mechanical damage, consisting of a shell in the form of a cylindrical sleeve with an external part in the form of a truncated cone, on one of the external end surfaces of which there is a thread for fixing a compression nut, and on the other external end surface a ring is pressed to improve the manufacturability of the assembly, reduce the amount of defects when pressing in the cup, while the sleeve has an internal cup with variable diameters of the internal walls with a thread on one side and a shelf with holes on the other side;

- насадку для создания обжатого потока воздуха и фокусирования плазменной дуги, имеющую с одного торца полую цилиндрическую форму, переходящую в полую форму усеченного конуса с другого торца, при этом на внешней концевой поверхности цилиндрической формы насадки имеется ступень для прижима с помощью обжимной гайки к защитной насадке, на скошенной поверхности насадки имеется по окружности ряд равноудаленных друг от друга сквозных отверстий для выхода воздуха, а в вершине усеченного конуса имеется сквозное отверстие для выхода воздуха и плазмы;- a nozzle for creating a compressed air flow and focusing a plasma arc, having a hollow cylindrical shape at one end, turning into a hollow truncated cone shape at the other end, wherein on the outer end surface of the cylindrical shape of the nozzle there is a step for pressing with a compression nut to the protective nozzle, on the beveled surface of the nozzle there is a series of through holes equidistant from each other around the circumference for the outlet of air, and at the top of the truncated cone there is a through hole for the outlet of air and plasma;

- обжимную гайку, имеющую цилиндрическую форму, на внутренней поверхности которой имеется бортик для прижима насадки для создания обжатого потока воздуха и фокусирования плазменной дуги к защитной насадке и резьба для фиксации на защитной насадке, а на внешней поверхности нанесена цилиндрическая накатка для удобства закручивания в ручном режиме на защитной насадке.- a compression nut of cylindrical shape, on the inner surface of which there is a flange for pressing the nozzle to create a compressed air flow and focus the plasma arc to the protective nozzle and a thread for fixing on the protective nozzle, and on the outer surface there is a cylindrical knurling for ease of manual tightening on the protective nozzle.

Признаки и сущность заявленной полезной модели поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее.The features and essence of the claimed utility model are explained in the following detailed description, illustrated by drawings, which show the following.

На фигуре 1 представлена конструкция заявленного плазмотрона.Figure 1 shows the design of the claimed plasma torch.

На фигуре 2 представлена конструкция плазмотрона в сборке (вид в разрезе)Figure 2 shows the design of the plasma torch in assembly (sectional view)

На фигуре 3 - работа плазмотрона при подаче газа.Figure 3 shows the operation of the plasma torch when gas is supplied.

На фигуре 4 представлен вариант реализации катода с геометрическими размерами его частей.Figure 4 shows a variant of the cathode implementation with the geometric dimensions of its parts.

На фигурах 5 и 6 представлено два варианта реализации контактных насадок с геометрическими размерами частей насадок.Figures 5 and 6 show two variants of the implementation of contact nozzles with geometric dimensions of the nozzle parts.

На фигурах 7-9 представлено три варианта реализации бесконтактных насадок с геометрическими размерами частей насадок.Figures 7-9 show three variants of the implementation of contactless nozzles with geometric dimensions of the nozzle parts.

На фигурах 10-13 представлено четыре варианта реализации сопла.Figures 10-13 show four variants of nozzle implementation.

На фигуре 14 представлен вариант реализации воздушного диффузора.Figure 14 shows a variant of the implementation of an air diffuser.

На фигуре 15 представлена конструкция головки плазмотрона (вариант реализации).Figure 15 shows the design of the plasma torch head (implementation option).

На фигуре 16 представлена конструкция головки плазмотрона (вариант реализации, вид в разрезе).Figure 16 shows the design of the plasma torch head (implementation option, sectional view).

На фигурах 17, 18 представлено два варианта реализации защитной насадки.Figures 17 and 18 show two variants of the protective attachment.

На фигуре 19 представлен вариант реализации обжимной гайки.Figure 19 shows an embodiment of a compression nut.

На фигуре 20 представлен вариант реализации воздушной трубки.Figure 20 shows an embodiment of an air tube.

На фигурах 1-20 под одинаковыми позициями обозначено следующее:In figures 1-20, the following is indicated under the same positions:

1 - головка плазмотрона;1 - plasma torch head;

2 - сопло;2 - nozzle;

3 - насадка защитная;3 - protective nozzle;

4 - насадка контактная/бесконтактная;4 - contact/non-contact nozzle;

5 - катод;5 - cathode;

6 - диффузор воздушный;6 - air diffuser;

7 - трубка воздушная;7 - air tube;

8 - обжимная гайка;8 - compression nut;

9 - гафниевая вставка;9 - hafnium insert;

10 - углубление для размещения воздушной трубки;10 - recess for placing the air tube;

11 - углубление для размещения гафниевой вставки;11 - recess for placing the hafnium insert;

12 - плоские площадки на внешней поверхности катода;12 - flat areas on the outer surface of the cathode;

13 - полая цилиндрическая форма насадки;13 - hollow cylindrical shape of the nozzle;

14 - полая форма в виде усеченного конуса насадки;14 - a hollow form in the form of a truncated cone of the nozzle;

15 - ступень для прижима;15 - step for pressing;

16 - ряд сквозных отверстий насадки для выхода воздуха;16 - a row of through holes in the nozzle for air outlet;

17 - сквозное отверстие насадки для выхода воздуха и плазмы;17 - through hole of the nozzle for air and plasma outlet;

18 - полая цилиндрическая форма сопла;18 - hollow cylindrical nozzle shape;

19 - полая форма в виде усеченного конуса сопла;19 - a hollow shape in the form of a truncated cone of the nozzle;

20 - сквозное отверстие для выхода плазмы;20 - through hole for plasma outlet;

21 - выступ для установки сопла на бортик воздушного диффузора;21 - protrusion for installing the nozzle on the side of the air diffuser;

22 - полая цилиндрическая форма воздушного диффузора;22 - hollow cylindrical shape of air diffuser;

23 - два бортика воздушного диффузора;23 - two sides of the air diffuser;

24 - два параллельных ряда сквозных отверстий по окружности воздушного диффузора;24 - two parallel rows of through holes around the circumference of the air diffuser;

25 - цилиндрическая форма обжимной гайки;25 - cylindrical shape of the compression nut;

26 - бортик обжимной гайки;26 - flange of the compression nut;

27 - выборки воздушной цилиндрической трубки;27 - samples of the air cylindrical tube;

28 - оболочка защитной насадки;28 - protective nozzle shell;

29 - кольцо защитной насадки;29 - protective nozzle ring;

30 - вставка защитной насадки;30 - protective nozzle insert;

31 - внешняя часть втулки защитной насадки в виде усеченного конуса.31 - outer part of the protective nozzle sleeve in the form of a truncated cone.

Плазмотрон (см. фигуры 1-3) содержит головку плазмотрона 1, сопло 2, защитную насадку 3, насадку 4 для создания обжатого потока воздуха и фокусирования плазменной дуги, катод 5, воздушный диффузор 6, воздушную трубку 7, обжимную гайку 8 и гафниевую вставку 9.The plasma torch (see figures 1-3) contains a plasma torch head 1, a nozzle 2, a protective attachment 3, an attachment 4 for creating a compressed air flow and focusing the plasma arc, a cathode 5, an air diffuser 6, an air tube 7, a compression nut 8 and a hafnium insert 9.

Катод 5 (см. фиг. 4) имеет цилиндрическую форму переменного диаметра. Внутри катода 5 имеется углубление 10 для размещения воздушной трубки 7 и резьба G1/8 для навинчивания на головку 1 плазмотрона через воздушный диффузор 6. Для удобства навинчивания на головку 1 плазмотрона катод 5 имеет четыре плоских площадки 12 в форме конуса на внешней поверхности. На внешнем торце имеется углубление 11 для гафниевой вставки. Катод 5 изготавливается из меди марки М3. Размеры катода 22,25x11,9x11,9 мм. Масса 0,01 кг.Cathode 5 (see Fig. 4) has a cylindrical shape of variable diameter. Inside cathode 5 there is a recess 10 for placing air tube 7 and G1/8 thread for screwing onto head 1 of plasma torch through air diffuser 6. For convenience of screwing onto head 1 of plasma torch, cathode 5 has four flat platforms 12 in the form of a cone on the outer surface. On the outer end there is a recess 11 for a hafnium insert. Cathode 5 is made of copper grade M3. Dimensions of cathode 22.25x11.9x11.9 mm. Weight 0.01 kg.

Катод 5 проводит электрический ток и поддерживает продолжительное горение дуги. Дежурная дуга возбуждается между соплом и катодом, в процессе переходя в основную плазмообразующую дугу.Cathode 5 conducts electric current and maintains continuous arc burning. The pilot arc is excited between the nozzle and the cathode, in the process turning into the main plasma-forming arc.

На фигурах 5-9 представлены варианты реализации насадок 4 для создания обжатого потока воздуха и фокусирования плазменной дуги.Figures 5-9 show variants of implementing nozzles 4 for creating a compressed air flow and focusing the plasma arc.

В вариантах реализации, плазмотрон может иметь, например, контактные насадки 4 (см. фигуры 5 и 6) или бесконтактные насадки 4 (см. фигуры 7-9).In embodiments, the plasma torch may have, for example, contact nozzles 4 (see Figures 5 and 6) or contactless nozzles 4 (see Figures 7-9).

Контактная насадка 4 создает оптимальную дистанцию между плазмотроном и разрезаемым изделием при контактном способе резки.Contact nozzle 4 creates an optimal distance between the plasma torch and the product being cut during contact cutting.

Насадка 4 бесконтактная используется для механизированной версии плазмотрона.Nozzle 4 contactless is used for the mechanized version of the plasma torch.

Насадки 4 имеют в одной части цилиндрическую форму 13, в другой части форму усеченного конуса 14. На внешней поверхности имеется ступень 15 для прижима поджимной гайкой 8 к защитной насадке 3. На скошенной поверхности 14 имеется двенадцать отверстий 16 диаметром 1 мм для выхода воздуха. На торце имеется отверстие 17 разных диаметров для выхода воздуха и плазмы. Насадки 4 изготавливаются из меди марки МЗ. Размеры насадок 16,8x21,8x21,8 мм. Масса 0,01 кг.The nozzles 4 have a cylindrical shape 13 in one part and a truncated cone shape 14 in the other part. On the outer surface there is a step 15 for pressing with a clamping nut 8 to the protective nozzle 3. On the beveled surface 14 there are twelve holes 16 with a diameter of 1 mm for air outlet. At the end there is a hole 17 of different diameters for air and plasma outlet. The nozzles 4 are made of copper grade MZ. The dimensions of the nozzles are 16.8 x 21.8 x 21.8 mm. Weight 0.01 kg.

На фигурах 10-13 представлено четыре варианта реализации сопла 2 плазмотрона с разными геометрическими размерами их частей.Figures 10-13 show four variants of implementing the plasma torch nozzle 2 with different geometric dimensions of their parts.

Сопла 2 предназначены для фокусирования плазменной дуги и имеют цилиндрическую форму 18 в одной части и форму усеченного конуса 19 в другой части. С торца у сопел имеется отверстие 20 для выхода плазмы. На другом торце имеется бортик 21 для установки на воздушный диффузор 6. Сопла 2 изготавливаются из меди марки М3. Масса 0,01-0,02 кг.Nozzles 2 are designed to focus the plasma arc and have a cylindrical shape 18 in one part and a truncated cone shape 19 in the other part. At the end of the nozzles there is an opening 20 for the plasma outlet. At the other end there is a flange 21 for installation on the air diffuser 6. Nozzles 2 are made of copper grade M3. Weight 0.01-0.02 kg.

Воздушный диффузор 6 (см. фиг. 14) предназначен для создания направленного воздушного потока, завинченного по спирали, охлаждения катода и обжатия плазменной дуги.Air diffuser 6 (see Fig. 14) is designed to create a directed air flow, screwed in a spiral, cooling the cathode and compressing the plasma arc.

Воздушный диффузор 6 имеет цилиндрическую форму 22 с двумя бортиками 23 на торцах для установки на головку 1 плазмотрона с одной стороны и установки сопла 2 с другой стороны. На боковой поверхности по окружности имеется два параллельных ряда отверстий 24 диаметром 1 мм, смещенных относительно друг друга на 20 градусов. Размеры диффузора 6 10,8x18x18 мм. Диффузор 6 изготавливается из пластика.The air diffuser 6 has a cylindrical shape 22 with two flanges 23 on the ends for installation on the head 1 of the plasma torch on one side and installation of the nozzle 2 on the other side. On the side surface along the circumference there are two parallel rows of holes 24 with a diameter of 1 mm, shifted relative to each other by 20 degrees. The dimensions of the diffuser 6 are 10.8 x 18 x 18 mm. The diffuser 6 is made of plastic.

На фигурах 15 и 16 представлена конструкция головки 1 плазмотрона.Figures 15 and 16 show the design of the head 1 of the plasma torch.

Головка 1 плазмотрона представляет собой сборочную единицу, служащую для подачи газа для плазмообразования и состоит из корпуса, насадки сборной, изолятора, крышки, штока, пружины, трубки подающей, трубки воздушной, гайки накидной, упора, кольца стопорного, винта, двух проводов, двух штифтов и стопорной шайбы.The head 1 of the plasma torch is an assembly unit used to supply gas for plasma formation and consists of a housing, an assembly nozzle, an insulator, a cover, a rod, a spring, a supply tube, an air tube, a union nut, a stop, a locking ring, a screw, two wires, two pins and a locking washer.

Изолятор устанавливается на корпус, затем шток устанавливается в корпус, после чего с обратной стороны на шток устанавливается упор. Затем насадка сборная устанавливается на изолятор и фиксируется на нем штифтом. На упор ставится пружина и сжимается крышкой, после чего в шток устанавливается штифт, происходит установка стопорного кольца в специальный паз, к торцу прикручивается наконечник провода с помощью стопорной шайбы и винта. Трубка 7 воздушная вставляется с усилием до упора в шток. Также на штоке имеется резьба G1/8 для фиксации на ней катода 5. На насадке сборной на торцевую сторону приклеен изолятор с бортиком, на который устанавливается диффузор 6 воздушный.The insulator is installed on the body, then the rod is installed in the body, after which a stop is installed on the back side of the rod. Then the assembly nozzle is installed on the insulator and fixed on it with a pin. A spring is placed on the stop and compressed by the cover, after which a pin is installed in the rod, a locking ring is installed in a special groove, the wire tip is screwed to the end using a lock washer and a screw. The air tube 7 is inserted with force until it stops in the rod. There is also a G1/8 thread on the rod for fixing the cathode 5 on it. An insulator with a flange is glued to the end side of the assembly nozzle, onto which the air diffuser 6 is installed.

На фигуре 17 представлен вариант реализации защитной насадки 3 плазмотрона на 100-120 А.Figure 17 shows a variant of the implementation of protective attachment 3 of a 100-120 A plasma torch.

На фигуре 18 представлен вариант реализации защитной насадки 3 плазмотрона на 40-80 А.Figure 18 shows a variant of the implementation of protective attachment 3 of a 40-80 A plasma torch.

Защитная насадка 3 (см. фигуры 17 и 18) предназначена для фиксации и защиты внутренних частей плазмотрона от механических повреждений - сопла 2, катода 5, воздушного диффузора 6.Protective attachment 3 (see figures 17 and 18) is designed to secure and protect the internal parts of the plasma torch from mechanical damage - nozzle 2, cathode 5, air diffuser 6.

Защитная насадка 3 состоит из трех частей: оболочки 28, вставки 30, кольца 29. Оболочка 28 представляет из себя керамическую втулку цилиндрической формы с частью формы усеченного конуса 31. На одной из торцевых поверхностей имеется резьба G3/4. С другой стороны, на втулку напрессовано кольцо 29 из латуни. Во втулку запрессован латунный стакан с переменными внутренними диаметрами, имеющий резьбу G3/4 с одной стороны и полку с отверстиями диаметром 0.5 мм с другой стороны. Размеры защитной насадки 39,6x35x35 мм. Насадка 3 изготавливается из керамики и латуни. Масса 0,06 кг.The protective attachment 3 consists of three parts: a shell 28, an insert 30, and a ring 29. The shell 28 is a ceramic cylindrical sleeve with a part in the shape of a truncated cone 31. On one of the end surfaces there is a G3/4 thread. On the other side, a brass ring 29 is pressed onto the sleeve. A brass cup with variable internal diameters is pressed into the sleeve, having a G3/4 thread on one side and a shelf with holes with a diameter of 0.5 mm on the other side. The dimensions of the protective attachment are 39.6 x 35 x 35 mm. Attachment 3 is made of ceramics and brass. Weight is 0.06 kg.

На фигуре 19 представлен вариант реализации обжимной гайки 8.Figure 19 shows an embodiment of the compression nut 8.

Обжимная гайка 8 имеет цилиндрическую форму 25. На внутренней поверхности имеется бортик 26 для прижима насадки 4 контактной/бесконтактной к насадке 3 защитной и резьба G3/4 для фиксации на насадке 3 защитной. На внешней поверхности нанесена цилиндрическая накатка для удобства закручивания в ручном режиме.The compression nut 8 has a cylindrical shape 25. On the inner surface there is a flange 26 for pressing the nozzle 4 contact/contactless to the protective nozzle 3 and a G3/4 thread for fixing on the protective nozzle 3. On the outer surface there is a cylindrical knurling for easy tightening in manual mode.

На фигуре 20 представлен вариант реализации воздушной трубки 7.Figure 20 shows an embodiment of the air tube 7.

Воздушная трубка 7 предназначена для подачи воздуха во внутреннюю полость катода 5 для его охлаждения. Воздушная трубка 7 выполнена из нержавеющей стали. По торцам имеет четыре выборки 27 для выхода воздуха из головки 1 плазмотрона. Размеры трубки 32x4,5x4,5 мм. Трубка 7 изготавливается из стали.Air tube 7 is designed to supply air to the internal cavity of cathode 5 for its cooling. Air tube 7 is made of stainless steel. At the ends it has four recesses 27 for air to exit from head 1 of the plasma torch. The dimensions of the tube are 32x4.5x4.5 mm. Tube 7 is made of steel.

Принцип работы плазмотрона заключается в следующем (см. фигуры 2 и 3).The operating principle of the plasma torch is as follows (see figures 2 and 3).

При подаче плазмообразующего газа в головку 1 плазмотрона, образуется давление во внутреннем контуре, давление воздуха разрывает соединение катода 5 и сопла 2, плазмообразующий газ поступает в зону гафниевой вставки 9 на катоде 5 и ионизируется, затем плазма выходит через отверстие 20 в сопле 2 и обжимается внешним контуром газовода, состоящего из насадки 4 контактной/ бесконтактной и сопла 2.When the plasma-forming gas is supplied to the head 1 of the plasma torch, pressure is generated in the internal circuit, the air pressure breaks the connection of the cathode 5 and the nozzle 2, the plasma-forming gas enters the zone of the hafnium insert 9 on the cathode 5 and is ionized, then the plasma exits through the opening 20 in the nozzle 2 and is compressed by the external circuit of the gas duct, consisting of the contact/contactless nozzle 4 and the nozzle 2.

При отсутствии подачи плазмообразующего газа на головку 1 плазмотрона, катод 5 и сопло 2 образуют плотное соединение и плазмообразующий газ не поступает в зону гафниевой вставки 9 на катоде 5.In the absence of a supply of plasma-forming gas to the head 1 of the plasma torch, the cathode 5 and nozzle 2 form a tight connection and the plasma-forming gas does not enter the zone of the hafnium insert 9 on the cathode 5.

Заявленный плазмотрон благодаря особенностям конструкции имеет следующие преимущества:The declared plasma torch, due to its design features, has the following advantages:

1. Охлаждение катода 5 плазмообразующим газом происходит с двух сторон, что значительно повышает его ресурс.1. Cooling of the cathode 5 by plasma-forming gas occurs from both sides, which significantly increases its service life.

2. Плазмотрон является легко разборным, что позволяет заменить конструктивные элементы (компоненты), входящие в состав плазмотрона, не прибегая к использованию каких-либо специальных инструментов.2. The plasma torch is easily disassemblable, which allows replacing the structural elements (components) included in the plasma torch without resorting to the use of any special tools.

3. Конструкция плазмотрона не предполагает образования гальванических пар, что исключает возникновение коррозии.3. The design of the plasma torch does not involve the formation of galvanic pairs, which eliminates the occurrence of corrosion.

4. Все конструктивные элементы (компоненты), входящие в состав плазмотрона, спроектированы таким образом, чтобы затраты на их изготовление не были высокими.4. All structural elements (components) included in the plasma torch are designed in such a way that the costs of their manufacture are not high.

5. Конструкция плазмотрона предполагает использование как в ручном режиме, так и с использованием специальных роликовых насадок.5. The design of the plasma torch allows for use both in manual mode and with the use of special roller attachments.

6. Воздушный диффузор 6 спроектирован таким образом, чтобы плазмообразующий газ, попадая во внутренний контур образовывал завихрение, направленное к выходу, что позволяет повысить стабильность горения плазменной дуги.6. Air diffuser 6 is designed in such a way that the plasma-forming gas, entering the internal circuit, forms a vortex directed towards the exit, which increases the stability of the plasma arc combustion.

7. Насадки 4 имеют отверстие 17 на торце, а также отверстия 16 на угловой (конусной) поверхности под углом 90 градусов к ней, что позволяет не только производить обжим плазменной дуги, но и охлаждать прилегающую поверхность металла, что уменьшает температурное воздействие на него.7. Nozzles 4 have a hole 17 on the end, as well as holes 16 on the angular (conical) surface at an angle of 90 degrees to it, which allows not only to crimp the plasma arc, but also to cool the adjacent metal surface, which reduces the temperature effect on it.

8. Отверстия 16 на скошенной поверхности насадки 4 создают воздушный экран, что позволяет защитить плазмотрон и окружающие поверхности от воздействия продуктов резки металла.8. The holes 16 on the beveled surface of the nozzle 4 create an air screen, which allows protecting the plasma torch and surrounding surfaces from the effects of metal cutting products.

Процесс сборки плазмотрона производится следующим образом (см. фиг. 1).The process of assembling the plasma torch is carried out as follows (see Fig. 1).

В головку 1 плазмотрона устанавливается воздушная трубка 7, затем на головку 1 путем вставки устанавливается воздушный диффузор 6 и через воздушный диффузор 6 навинчивается катод 5 с гафниевой вставкой 9. Далее путем вставки в защитную насадку 3 устанавливается сопло 2, после чего данная подсборка навинчивается на головку 1 плазмотрона, охватывая катод 5 и воздушный диффузор 6. Затем на защитную насадку 3 ставится контактная или бесконтактная насадка 4, после чего на защитную насадку 3 навинчивается поджимная гайка 8.An air tube 7 is installed in head 1 of the plasma torch, then an air diffuser 6 is installed on head 1 by insertion, and cathode 5 with hafnium insert 9 is screwed through air diffuser 6. Next, nozzle 2 is installed by insertion into protective attachment 3, after which this subassembly is screwed onto head 1 of the plasma torch, covering cathode 5 and air diffuser 6. Then contact or contactless attachment 4 is placed on protective attachment 3, after which pressure nut 8 is screwed onto protective attachment 3.

При проектировании плазмотрона диаметры сопел 2 и насадок 4 подобраны таким образом, чтобы размер реза был минимальным за счет аэродинамического и термодинамического эффекта, а также минимизировать вероятность появления каскадной дуги, количество отверстий 16 и их диаметр в насадках 4 подобраны таким образом, чтобы максимально остудить окружающую поверхность металла для сохранения его прочностных свойств.When designing the plasma torch, the diameters of the nozzles 2 and the attachments 4 were selected in such a way that the cutting size was minimal due to the aerodynamic and thermodynamic effect, and also to minimize the likelihood of a cascade arc, the number of holes 16 and their diameter in the attachments 4 were selected in such a way as to cool the surrounding metal surface as much as possible to preserve its strength properties.

Заявленный плазмотрон имеет компактную и легкую конструкцию. Плазмотрон легко разбирается и собирается.The declared plasma torch has a compact and lightweight design. The plasma torch is easy to disassemble and assemble.

Конструкция плазмотрона при рабочем давлении плазмообразующего газа позволяет максимально обжать плазменную дугу и обеспечить вынос расплавленного металла, что в свою очередь обеспечивает высокое качество реза.The design of the plasma torch at the operating pressure of the plasma-forming gas allows for maximum compression of the plasma arc and ensures the removal of molten metal, which in turn ensures high quality cutting.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить: аналоги с совокупностью существенных признаков, тождественных существенным признакам заявленному плазмотрону, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного плазмотрона условию патентоспособности «новизна».The conducted analysis of the state of the art allowed us to establish that there are no analogues with a set of essential features identical to the essential features of the claimed plasma torch, which indicates that the claimed plasma torch complies with the patentability condition of “novelty”.

Несмотря на то, что заявленная полезная модель показана и описана со ссылкой на ее определенные предпочтительные варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения по форме и содержанию могут быть сделаны в ней без отклонения от сущности и объема полезной модели, которые определены прилагаемой формулой полезной модели с учетом описания и чертежей.Although the claimed utility model has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and content may be made therein without departing from the essence and scope of the utility model, which are defined by the appended claims of the utility model, taking into account the description and drawings.

Claims (8)

Плазмотрон для резки металла, содержащий:Plasma torch for cutting metal, containing: - головку;- head; - воздушную цилиндрическую трубку, установленную в головку плазмотрона и имеющую четыре выборки для подачи воздуха из головки плазмотрона во внутреннюю полость катода для его охлаждения;- an air cylindrical tube installed in the plasma torch head and having four inlets for supplying air from the plasma torch head into the internal cavity of the cathode for cooling it; - катод цилиндрической формы с переменным диаметром, во внутреннем углублении которого размещена воздушная цилиндрическая трубка, а по центру торца в углублении размещена гафниевая вставка, при этом катод соединен посредством внутренней резьбы с головкой плазмотрона через воздушный диффузор, а на внешней поверхности катода выполнены четыре плоских площадки в форме конуса, расположенные по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга для удобства навинчивания на головку плазмотрона;- a cylindrical cathode with a variable diameter, in the inner recess of which an air cylindrical tube is placed, and in the center of the end in the recess a hafnium insert is placed, while the cathode is connected by means of an internal thread to the head of the plasma torch through an air diffuser, and on the outer surface of the cathode there are four flat cone-shaped platforms located around the circumference at the same distance from each other for ease of screwing onto the head of the plasma torch; - воздушный диффузор, имеющий цилиндрическую полую форму с двумя бортиками на торцах, установленный на головку плазмотрона с одной стороны, с другой стороны которого смонтировано сопло, при этом на боковой поверхности воздушного диффузора по окружности выполнены два ряда сквозных отверстий, смещённых относительно друг друга на 20 градусов;- an air diffuser having a cylindrical hollow shape with two sides at the ends, installed on the head of the plasma torch on one side, on the other side of which a nozzle is mounted, while on the side surface of the air diffuser along the circumference there are two rows of through holes, offset relative to each other by 20 degrees; - полое сопло, имеющее с одного торца цилиндрическую форму, переходящую в усеченный конус с другого торца, при этом в вершине усеченного конуса выполнено сквозное отверстие для выхода плазмы, а с другого цилиндрического торца – выступ, с помощью которого сопло установлено на бортик воздушного диффузора;- a hollow nozzle, having a cylindrical shape at one end, turning into a truncated cone at the other end, while at the top of the truncated cone there is a through hole for the plasma to exit, and at the other cylindrical end there is a protrusion, with the help of which the nozzle is mounted on the side of the air diffuser; - защитную фиксирующую насадку для защиты размещённых внутри неё сопла, катода и воздушного диффузора от механических повреждений, которая представляет собой оболочку в виде втулки цилиндрической формы с внешней частью в виде усечённого конуса, при этом на одной внешней торцевой поверхности насадки выполнена резьба для фиксации обжимной гайкой, а с другой внешней торцевой поверхности напрессовано кольцо, при этом втулка имеет внутренний стакан с переменными диаметрами внутренних стенок с резьбой с одной стороны и полкой с отверстиями с другой стороны;- a protective fixing attachment for protecting the nozzle, cathode and air diffuser located inside it from mechanical damage, which is a shell in the form of a cylindrical sleeve with an external part in the form of a truncated cone, while on one external end surface of the attachment there is a thread for fixing with a compression nut, and on the other external end surface a ring is pressed, while the sleeve has an internal cup with variable diameters of internal walls with a thread on one side and a shelf with holes on the other side; - полую насадку для создания обжатого потока воздуха и фокусирования плазменной дуги, имеющую с одного торца цилиндрическую форму, переходящую в форму усеченного конуса с другого торца, в вершине которого имеется сквозное отверстие для выхода воздуха и плазмы, причём на внешней концевой поверхности насадки цилиндрической формы выполнена ступень, с помощью которой она прижата обжимной гайкой к защитной насадке, а на скошенной поверхности насадки выполнен по окружности ряд сквозных отверстий для выхода воздуха, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом обжимная гайка имеет цилиндрическую форму, на её внутренней поверхности выполнен бортик для прижима упомянутой полой насадки к упомянутой защитной насадке и резьба, фиксирующая гайку на защитной насадке, а на внешней поверхности нанесена цилиндрическая накатка для удобства закручивания в ручном режиме на защитной насадке.- a hollow nozzle for creating a compressed air flow and focusing a plasma arc, having a cylindrical shape at one end, turning into a truncated cone shape at the other end, at the apex of which there is a through hole for the outlet of air and plasma, wherein on the outer end surface of the cylindrical nozzle there is a step, by means of which it is pressed by a compression nut to a protective nozzle, and on the beveled surface of the nozzle there is a row of through holes around the circumference for the outlet of air, located at the same distance from each other, wherein the compression nut has a cylindrical shape, on its inner surface there is a flange for pressing the said hollow nozzle to the said protective nozzle and a thread fixing the nut on the protective nozzle, and on the outer surface there is a cylindrical knurling for ease of manual tightening on the protective nozzle.
RU2024112252U 2024-05-06 Plasma torch for cutting metal RU229442U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU229442U1 true RU229442U1 (en) 2024-10-07

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU232878U1 (en) * 2024-12-04 2025-03-25 Общество С Ограниченной Ответственностью "Эф Эм Групп" CUTTERS MOUNTING UNIT FOR PLASMA AND GAS CUTTING OF METAL

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA73139C2 (en) * 2002-03-18 2005-06-15 Volodymyr Vasyliovych Protsiv Plasmatron
RU2646858C2 (en) * 2016-08-08 2018-03-12 Публичное акционерное общество "Электромеханика" Arc-let plasmatron
RU2754817C1 (en) * 2021-03-24 2021-09-07 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение «Полигон» Plasmatron
RU2780330C1 (en) * 2022-02-24 2022-09-21 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Полигон" Plasmatron

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA73139C2 (en) * 2002-03-18 2005-06-15 Volodymyr Vasyliovych Protsiv Plasmatron
RU2646858C2 (en) * 2016-08-08 2018-03-12 Публичное акционерное общество "Электромеханика" Arc-let plasmatron
RU2754817C1 (en) * 2021-03-24 2021-09-07 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение «Полигон» Plasmatron
RU2780330C1 (en) * 2022-02-24 2022-09-21 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Полигон" Plasmatron

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU232878U1 (en) * 2024-12-04 2025-03-25 Общество С Ограниченной Ответственностью "Эф Эм Групп" CUTTERS MOUNTING UNIT FOR PLASMA AND GAS CUTTING OF METAL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8109928B2 (en) Plasma-generating device, plasma surgical device and use of plasma surgical device
US5911894A (en) Enhanced contact area quick release MIG gun tip
RU176854U1 (en) PLASMA ARC CUTTING SYSTEM, INCLUDING COOLER TUBES AND OTHER CONSUMPTION COMPONENTS
JP4607852B2 (en) Plasma arc torch and assembly and disassembly method of plasma arc torch
US9398679B2 (en) Air cooled plasma torch and components thereof
US7375302B2 (en) Plasma arc torch having an electrode with internal passages
US6169264B1 (en) Nozzle/nozzle carrier assembly for a plasma torch
CA2366724C (en) Mig gun nozzle with reduced cross sectional area at the front
JP2001512886A (en) Contact-start type pre-blowing plasma arc torch with distributed nozzle support
CN103260331A (en) Consumable component parts for a plasma torch
CN1051322A (en) Plasma arc cutting torch with elongated lower nozzle piece
RU2719381C2 (en) Cooling nozzles for plasma burner and co-operating systems and methods
US20230109585A1 (en) Electrodes for Gas- and Liquid-Cooled Plasma Torches
US9572243B2 (en) Air cooled plasma torch and components thereof
RU2007101140A (en) ELECTRIC ARC PLASMOTRON
RU229442U1 (en) Plasma torch for cutting metal
US9572242B2 (en) Air cooled plasma torch and components thereof
CN113950869A (en) Adjustable length consumable for liquid cooled plasma arc torch
RU2032855C1 (en) Torch tip for gas welding
RU2373034C1 (en) Plasmatron for cutting of metal
RU20871U1 (en) PLASMOTRON
JP3802710B2 (en) Plasma torch and its parts
RU2041424C1 (en) Gas-oxygen cutting torch
KR101251471B1 (en) Structure for assembly plasma torch and guard cap
RU2036758C1 (en) Plasma generator