RU2373034C1 - Plasmatron for cutting of metal - Google Patents
Plasmatron for cutting of metal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373034C1 RU2373034C1 RU2008132615/02A RU2008132615A RU2373034C1 RU 2373034 C1 RU2373034 C1 RU 2373034C1 RU 2008132615/02 A RU2008132615/02 A RU 2008132615/02A RU 2008132615 A RU2008132615 A RU 2008132615A RU 2373034 C1 RU2373034 C1 RU 2373034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma torch
- insulator
- cathode
- cathode holder
- channels
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Плазмотрон для резки металлов относится к устройствам для плазменной автоматизированной и полуавтоматизированной резки металлов.A plasma torch for metal cutting refers to a device for plasma automated and semi-automated metal cutting.
Из уровня техники известны аналогичные устройства, защищенные патентами РФ на изобретения и полезные модели: №1223533, №2198772, №2036059, №2138375, №2192338, №2193955, №7359, №2145536, №944839, №2032507, №37334, №20871, №18664, №8917.The prior art similar devices are protected by RF patents for inventions and utility models: No. 1223533, No. 2198772, No. 2036059, No. 2138375, No. 2192338, No. 2193955, No. 7359, No. 2145536, No. 944839, No. 2032507, No. 37334, No. 20871, No. 18664, No. 8917.
Принцип работы всех вышеперечисленных устройств-аналогов состоит в использовании потока воздуха или иного плазмообразующего газа частично для охлаждения нагревающихся деталей и узлов плазмотрона, частично для создания закрученной плазменной дуги, непосредственно участвующей в процессе резки металла.The principle of operation of all of the above analog devices consists in using a stream of air or other plasma-forming gas, partially to cool the heating parts and components of the plasma torch, and partially to create a swirling plasma arc directly involved in the metal cutting process.
Существенными признаками перечисленных выше устройств - аналогов являются наличие катода с плазмогенерирующей вставкой, катододержателя, корпуса, изолятора, предназначенного для изоляции корпуса от катододержателя, завихрительной системы, сопла, соплодержателя и других необходимых конструктивных элементов.The essential features of the above analogue devices are the presence of a cathode with a plasma generating insert, a cathode holder, a housing, an insulator designed to isolate the housing from the cathode holder, a swirl system, a nozzle, a nozzle holder, and other necessary structural elements.
Характерными недостатками всех вышеперечисленных плазмотронов воздушного охлаждения являются конструктивные ограничения на получение плазменной дуги с минимально возможным диаметром выходного канала и максимальной мощностью плазменной дуги, препятствующие удовлетворению следующих требований:Typical disadvantages of all of the above air-cooled plasmatrons are the design restrictions on obtaining a plasma arc with the smallest possible output channel diameter and maximum plasma arc power, which impede the following requirements:
1) Максимально возможного сохранения концентричной формы выходного канала сопла в процессе работы, что предусматривает равномерное и незначительное увеличение ширины реза по мере износа расходных материалов - сопел и катодов, не увод реза по ГОСТ 14792-80 «Детали и заготовки, вырезаемые кислородной и плазменно-дуговой резкой» и удобство работы оператора, избавленного от необходимости постоянно контролировать качество плазменной дуги.1) The maximum possible preservation of the concentric shape of the nozzle exit channel during operation, which provides for a uniform and insignificant increase in the cutting width as the consumables - nozzles and cathodes wear, not cutting away according to GOST 14792-80 “Parts and blanks cut out by oxygen and plasma arc cutting ”and the convenience of the operator, eliminated the need to constantly monitor the quality of the plasma arc.
2) К охлаждению катода с целью недопустимости превышения критического значения температуры катода и плазмогенерирующей вставки, которое приводит к моментальному перегреву плазмогенерирующей вставки, околовставочной зоны и развитию не плазменной, а обширной сварочной дуги между катодом и соплом, которая мощностью источника за доли секунды разрушает катод и сопла, далее - завихрительную систему, катододержатель, прожигает изолятор и корпус.2) To cool the cathode in order to avoid exceeding the critical temperature of the cathode and the plasma generating insert, which leads to instantaneous overheating of the plasma generating insert, near-insertion zone and the development of not a plasma, but an extensive welding arc between the cathode and nozzle, which destroys the cathode in a fraction of a second and nozzles, then a vortex system, a cathode holder, burns through the insulator and the casing.
3) К охлаждению катода при его работе на пределе допустимого значения температуры, что приводит к потере физического контакта вставки с катодом, что в свою очередь приводит к подкалке циркония и потере омического контакта с катодом. Сопротивление току, проходящему через плазмогенерирующую вставку, растет, ток уменьшается, мощность резко падает и возможно выключение плазменной дуги вовсе.3) To the cooling of the cathode when it is operating at the limit of the permissible temperature, which leads to the loss of physical contact of the insert with the cathode, which in turn leads to zirconium sticking and loss of ohmic contact with the cathode. The resistance to the current passing through the plasma-generating insert increases, the current decreases, the power drops sharply, and the plasma arc can be turned off altogether.
4) К надежности изолятора, конструкция которого должна обеспечить защиту от электрического пробоя между катодом и корпусом, как в момент высоковольтного поджига, так и в режиме низковольтной рабочей дуги, соответственно, для обеспечения целостности и изолятора, и плазмотрона в целом.4) The reliability of the insulator, the design of which should provide protection against electrical breakdown between the cathode and the casing, both at the time of high-voltage ignition and in the low-voltage working arc mode, respectively, to ensure the integrity of both the insulator and the plasma torch as a whole.
5) К эффективности отвода тепла от плазменной струи, передаваемого каналообразующему отверстию сопла. Необходима эффективная, за счет большей скорости истечения воздуха из тангенциальных завихрительных каналов, система закручивания плазменной струи. В противном случае сопло получает тепло, достаточное для расплавления выходного канала. Практика показывает, что в случае неэффективного закручивания дуги отверстие выходного канала круглой формы деформируется в овал, либо какое угодно отверстие некруглой формы, последствия которого для резки становятся необратимыми: разрезаемая деталь становится браком, а стоимость ущерба в ряде случаев несоизмеримо больше стоимости разрезаемой заготовки.5) To the efficiency of heat removal from the plasma jet transmitted to the channel-forming nozzle opening. An effective, due to the greater velocity of the outflow of air from the tangential swirl channels, system of twisting the plasma jet is needed. Otherwise, the nozzle receives heat sufficient to melt the output channel. Practice shows that in the case of inefficient arc twisting, the hole of the round output channel is deformed into an oval, or any other hole of a non-circular shape, the consequences of which for cutting become irreversible: the cut part becomes defective, and in some cases the cost of damage is incommensurably greater than the cost of the cut workpiece.
6) К конструкции завихрителя, обеспечивающей защиту изолирующей втулки от прямого и отраженного от внутренней конусной поверхности сопла плазменного излучения.6) To the design of the swirler, which provides protection of the insulating sleeve from direct and reflected from the inner conical surface of the plasma nozzle.
7) Обеспечению целостности несменяемых деталей плазмотрона, при штатном прогнозируемом износе и разрушении катодов, сопел и изолирующих втулок. Конструкция плазмотрона для резки металла должна гарантировать, что любое изменение состояния катода, сопла или изолирующей втулки не приведет к необратимым изменениям параметров системы охлаждения катода, катододержателя, корпуса, изолятора и соплодержателя.7) Ensuring the integrity of the irreplaceable parts of the plasma torch, with regular predicted wear and destruction of the cathodes, nozzles and insulating sleeves. The design of the plasma torch for metal cutting should ensure that any change in the state of the cathode, nozzle or insulating sleeve does not lead to irreversible changes in the parameters of the cooling system of the cathode, cathode holder, housing, insulator and nozzle holder.
8) К конструкции плазмотрона для резки металла, которая должна гарантировать, что критическое состояние катода или сопла, которое предположительно может вызвать неплазменный и/или сварочно-плазменный дуговой разряд без моментального ухудшения качества реза (увода, не прореза и т.д.) должна обеспечивать самопроизвольное выключение плазменной дуги, что визуально и акустически определяется оператором, который штатно прекращает резку. Такая же ситуация должна происходить и при критически выработанной изолирующей втулке завихрителя: после ее штатного прогнозируемого выгорания плазмотрон не должен включаться без замены расходных материалов.8) The design of the plasma torch for metal cutting, which should ensure that the critical state of the cathode or nozzle, which is supposed to cause non-plasma and / or welding-plasma arc discharge without instantly deteriorating the quality of the cut (withdrawal, not cut, etc.) should provide spontaneous shutdown of the plasma arc, which is visually and acoustically determined by the operator, who regularly stops cutting. The same situation should occur with a critically developed insulating sleeve of the swirler: after its regular predicted burnup, the plasmatron should not be switched on without replacing consumables.
Вышеперечисленные требования выполнимы лишь при решении сложных технических и конструкторских задач преимущественно на основе использования новых элементов, а также за счет использования материалов с определенными свойствами и характеристиками.The above requirements are feasible only when solving complex technical and design problems mainly based on the use of new elements, as well as through the use of materials with certain properties and characteristics.
Наиболее близким по достигаемому результату к заявляемому изобретению является защищенное патентом РФ №2193955 «Плазмотрон для резки и установка для плазменно-дуговой резки» устройство, состоящее из электрода с плазмогенерирующей вставкой, электрододержателя, сопла, рассекателя, корпуса и других конструктивных элементов, соединенных между собой каналами и полостями.The closest to the achieved result to the claimed invention is protected by RF patent No. 2193955 "Plasma torch for cutting and installation for plasma-arc cutting" device consisting of an electrode with a plasma-generating insert, electrode holder, nozzle, divider, housing and other structural elements interconnected channels and cavities.
Недостатком данного плазмотрона для резки металлов является недостаточное охлаждение катода, сопла и неэффективная завихрительная система. Эти факторы суммарно приводят к ограничению возможностей устройства для получения с его помощью мощной и узкой плазменной струи.The disadvantage of this plasma torch for metal cutting is the insufficient cooling of the cathode, nozzles and inefficient swirl system. These factors in total lead to a limitation of the capabilities of the device for obtaining with it a powerful and narrow plasma jet.
Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции плазмотрона для резки металлов, предназначенной для обеспечения максимальной защиты нагреваемых частей и деталей плазмотрона от прямого и косвенного плазменного излучения, а также теплового нагрева, при одновременном обеспечении минимального диаметра, эффективной закрученности и увеличения мощности плазменной струи с соблюдением в процессе работы формы геометрии сопла, увеличения ресурса активной вставки катода, увеличения надежности несменяемых частей плазмотрона в не зависимости от штатных и нештатных состояний катода, сопла и изолирующей втулки завихрителя.The objective of the invention is the creation of a plasma torch design for metal cutting, designed to provide maximum protection of the heated parts and parts of the plasma torch from direct and indirect plasma radiation, as well as thermal heating, while ensuring a minimum diameter, effective swirling and increasing the power of the plasma jet, subject to the process the shape of the geometry of the nozzle, increasing the resource of the active insertion of the cathode, increasing the reliability of non-replaceable parts of the plasma torch in e depending on the normal and abnormal states cathode nozzle and swirler grommet.
Техническим результатом изобретения является повышение мощности плазменной струи с одновременным уменьшением диаметра ее сечения и улучшением рабочей геометрии выходного канала сопла.The technical result of the invention is to increase the power of the plasma jet while reducing its diameter and improving the working geometry of the output channel of the nozzle.
Для достижения этого результата разработана конструкция плазмотрона для резки металлов, в состав которого входят корпус, изолятор, сопло, соплодержатель, катододержатель, рассекатель, катод с плазмогенерирующей вставкой, завихритель, состоящий из экрана, изолирующей втулки с тангенциальными отверстиями и обечайки, и контргайка. В плазмотроне для резки металлов сопло закреплено и прижато соплодержателем к обечайке завихрителя. Обечайка опирается на центральную втулку, снабженную шлицевыми каналами, запрессованными в корпус на уровне выступа между средней и выходной полостями корпуса, разделяющих его воздушным промежутком, от изолятора, в котором выполнены противоканалы. Противоканалы соединяют среднюю полость корпуса и выходную распределительную полость катододержателя, снабженного винтовыми радиаторными каналами, соединяющими выходную и входную распределительные полости катододержателя, причем входная распределительная полость соединена радиальными каналами с внутренней полостью катододержателя. Плазмотрон дополнительно содержит группу фиксирующих штифтов, установленных в глухих парных равноуглубленных соосных отверстиях торцевого выступа катододержателя и внутреннего уступа изолятора, и в торцевом выступе изолятора и внутреннего уступа корпуса, при этом контргайка, сжимающая и фиксирующая изолятор, корпус и катододержатель, внутренним уступом прижата к изолятору, а выступом - к торцевой части корпуса.To achieve this result, a plasma torch design has been developed for metal cutting, which includes a housing, an insulator, a nozzle, a nozzle holder, a cathode holder, a divider, a cathode with a plasma-generating insert, a swirler consisting of a screen, an insulating sleeve with tangential holes and a shell, and a lock nut. In the plasma torch for cutting metals, the nozzle is fixed and pressed by the nozzle holder to the swirl ring. The shell rests on a central sleeve equipped with spline channels pressed into the housing at the level of the protrusion between the middle and output cavities of the housing, dividing it by the air gap, from the insulator in which the anti-channels are made. The anti-channels connect the middle cavity of the casing and the output distribution cavity of the cathode holder, equipped with screw radiator channels connecting the output and input distribution cavities of the cathode holder, and the input distribution cavity is connected by radial channels with the internal cavity of the cathode holder. The plasma torch additionally contains a group of fixing pins installed in blind paired, equally coaxial holes in the end protrusion of the cathode holder and the inner ledge of the insulator, and in the end protrusion of the insulator and the inner ledge of the housing, the lock nut compressing and fixing the insulator, the housing and the cathode holder, pressed against the insulator by the inner ledge , and the protrusion to the end of the housing.
Диаметр фиксирующих штифтов равен 0.2-0.5 диаметра отверстия входного канала, а длина штифтов составляет 0.5-0.9 диаметра отверстия входного канала катододержателя.The diameter of the fixing pins is 0.2-0.5 of the diameter of the hole of the input channel, and the length of the pins is 0.5-0.9 of the diameter of the hole of the input channel of the cathode holder.
Угол наклона противоканалов изолятора к центральной оси плазмотрона лежит в пределах от 12 град. до 18 град.The angle of inclination of the insulator anti-channels to the central axis of the plasma torch lies in the range from 12 degrees. up to 18 degrees.
Суммарная площадь сечения противоканалов составляет 1.1-1.6 площади сечения входного канала.The total cross-sectional area of the anti-channels is 1.1-1.6 of the cross-sectional area of the input channel.
Радиальные каналы катододержателя, соединяющие его внутреннюю кольцевую полость с входной распределительной полостью, выполнены на уровне уступа катододержателя, в основание которого вкручивается рассекатель.Radial channels of the cathode holder connecting its inner annular cavity to the inlet distribution cavity are made at the level of the cathode holder ledge, into which the divider is screwed.
Ширина входной и выходной распределительных кольцевых полостей равна 0.2-0.6 диаметра отверстия входного канала.The width of the inlet and outlet distribution annular cavities is 0.2-0.6 of the diameter of the inlet of the inlet channel.
Суммарная площадь сечения трапецеидальных винтовых радиаторных каналов катододержателя равна 1.2-1.7 площади сечения входного канала.The total cross-sectional area of the trapezoidal helical radiator channels of the cathode holder is 1.2-1.7 of the cross-sectional area of the input channel.
Длина торцевого фронтального выступа катододержателя равна 0.3-0.6 диаметра отверстия входного канала.The length of the frontal protrusion of the cathode holder is 0.3-0.6 of the diameter of the inlet of the inlet channel.
Площадь сечения кольцевой средней полости корпуса равна 1.3-1.6 площади сечения входного канала.The cross-sectional area of the annular middle cavity of the casing is 1.3-1.6 the cross-sectional area of the input channel.
Площадь сечения выходной полости корпуса равна 1.7-2.1 площади сечения выходного канала.The cross-sectional area of the outlet cavity of the housing is 1.7-2.1 the cross-sectional area of the output channel.
Центральная втулка корпуса имеет параллельные сквозные отверстия суммарной площадью 1.1-1.4 площади сечения входного канала.The central sleeve of the housing has parallel through holes with a total area of 1.1-1.4 of the cross-sectional area of the input channel.
Обечайка завихрителя опирается на центральную втулку корпуса.The swirl ring is supported by the central sleeve of the housing.
Экран завихрителя запрессован между выступом изолирующей втулки, обращенным к соплу, и внутренним уступом обечайки.The swirl screen is pressed between the protrusion of the insulating sleeve facing the nozzle and the inner ledge of the shell.
В завихрителе выполнены сквозные через обечайку и изолирующую втулку тангенциальные завихрительные отверстия.In the swirler, tangential swirl holes are made through the shell and the insulating sleeve.
Суммарная площадь сечений тангенциальных отверстий изолирующей втулки равна 0.2-0.4 площади сечения входного канала.The total cross-sectional area of the tangential holes of the insulating sleeve is equal to 0.2-0.4 of the cross-sectional area of the input channel.
Экран завихрителя выполнен из материала, обладающего свойствами повышенной жаропрочности и низкой теплопроводности.The swirl screen is made of a material having the properties of increased heat resistance and low heat conductivity.
Дистанция между внутренней поверхностью изолирующей втулки завихрителя и внешней поверхностью катода равна 1.0-1.5 диаметра тангенциальных отверстий завихрителя.The distance between the inner surface of the insulator sleeve of the swirler and the outer surface of the cathode is equal to 1.0-1.5 of the diameter of the tangential holes of the swirl.
Предлагаемый плазмотрон для резки металла иллюстрируется чертежом в виде продольного сечения, представленным на фиг.1.The proposed plasma torch for cutting metal is illustrated by a drawing in the form of a longitudinal section, shown in figure 1.
Плазмотрон для резки металла (фиг.1) содержит корпус 1, к которому посредством резьбы присоединен соплодержатель 2 с форсунками 3, закрепляющий и фиксирующий сопло 4 в обечайке 5 в соосном с катодом 6 положении и обеспечивающий заданный зазор между внутренним конусом сопла 4 и катодом 6 с плазмогенерирующей вставкой. В корпус 1 запрессован изолятор 7, снабженный противоканалами 8, соединяющими среднюю полость 9 корпуса 1 и выходную распределительную полость 10 катододержателя 11. Фронтальный выступ изолятора 7 ближе к соплу 4 соединен изолирующей втулкой, снабженной сквозными через нее и через обечайку 5 тангенциальными отверстиями 12 (на фиг.1 показаны оси отверстий). Экран 13 прижат внутренним уступом обечайки 5 к изолирующей втулке 14. Обечайка 5 опирается на центральную втулку 15 корпуса 1, в которой выполнены сквозные отверстия, соединяющие среднюю 9 и выходную 16 полости корпуса 1.The plasma torch for cutting metal (Fig. 1) contains a housing 1 to which a nozzle holder 2 with nozzles 3 is attached by thread, securing and fixing the nozzle 4 in the
Катододержатель содержит винтовые трапецеидальные радиаторные каналы 17 (изображены в виде резьбы на фиг.1), соединяющие выходную 10 и входную 18 распределительные полости катододержателя 11. Радиальные каналы 19 соединяют входную распределительную полость 10 с внутренней щелевой полостью 20 катододержателя 11, сообщающейся на границе торцевой части рассекателя 21 с входным каналом 22 катододержателя 1.The cathode holder contains helical trapezoidal radiator channels 17 (shown in the form of a thread in FIG. 1) connecting the output 10 and
Изолятор 7 снабжен группой фиксирующих штифтов 23, расположенных в глухих равноуглубленных парных соосных отверстиях торцевой части катододержателя 11 ближе к хвостовой части 24 и внутреннего уступа изолятора 7. Аналогичные фиксирующие штифты 23 расположены в равноуглубленных парных соосных отверстиях выступа изолятора 7 ближе к хвостовой части и внутреннего уступа корпуса 1.The insulator 7 is equipped with a group of
Хвостовая часть 24 катододержателя 11 имеет резьбу, посредством которой плазмотрон для резки металлов крепится в патроне держателя (патрон не показан на фиг.1), на которой закреплена также контргайка 25, внутренним уступом прижатая к изолятору 7, а внешним выступом к корпусу 1. На поверхности корпуса 1 и соплодержателя 2 выполнена накатка 26.The
Работа плазмотрона осуществляется следующим образом.The plasma torch is as follows.
Плазмообразующий газ (в дальнейшем воздух) поступает через входной канал 22 в рассекатель 21, который направляет поток воздуха на внутреннюю поверхность нагретого катода 6, охлаждая его. Далее поток воздуха движется по полости, образованной рассекателем 21 и внутренними поверхностями катода 6 и катододержателя 11, дополнительно охлаждая катод 6 и катододержатель 11. Поступая через радиальные отверстия 19 катододержателя 11, воздух распределяется во входной распределительной полости 18 и затем идет через радиаторные винтовые каналы 17 к выходной распределительной полости 10, максимально эффективно охлаждая катододержатель 11.Plasma-forming gas (hereinafter air) enters through the
Далее воздух по противоканалам 8 поступает в среднюю полость 9 корпуса 1, охлаждая изолятор 7, принимающий избыточное тепло от ближайшего к катоду 6 выступа катододержателя 11. Проходя через среднюю полость 9, воздух дополнительно охлаждает корпус 1. Далее, проходя через центральную втулку 15 корпуса 1, воздух охлаждает ее. Минимальная площадь контакта обечайки 5 и центральной втулки 15 препятствует распространению зоны нагрева от сопла 4 к обечайке 5, центральной втулке 15 и корпусу 1.Further, the air through the anti-channels 8 enters the middle cavity 9 of the housing 1, cooling the insulator 7, which receives excess heat from the protrusion of the cathode holder 11 closest to the cathode 6. Passing through the middle cavity 9, the air further cools the housing 1. Further, passing through the central sleeve 15 of the housing 1 air cools her. The minimum contact area of the
В выходной полости 16 корпуса 1 воздух частично распределяется на два потока. Один поток поступает через сквозные завихрительные каналы обечайки 5 и изолирующей втулки 14, образуя завихрительный поток в пространстве между катодом 6 и внутренним конусом сопла 4. Другой поток, охлаждая торцевую часть корпуса 1 ближе к соплу 4, соплодержатель 2, обечайку 5 и сопло 4 выходит в атмосферу через форсунки 3, дополнительно охлаждая соплодержатель 2.In the
Форсунки 3 создают кольцевой поток воздуха вокруг сопла 4, эффективно защищая его от продуктов горения плазменной дуги.The nozzles 3 create an annular flow of air around the nozzle 4, effectively protecting it from the products of combustion of the plasma arc.
Достигаемый эффект обеспечивается применением:The achieved effect is ensured by the use of:
- прогрессивной системы охлаждения катододержателя и катода, что препятствует скоротечному разрушению плазмогенерирующей вставки и самого катода на больших, свыше 170А, токах плазменной дуги;- a progressive cooling system for the cathode holder and cathode, which prevents the transient destruction of the plasma-generating insert and the cathode itself at large, over 170 A, plasma arc currents;
- эффективным охлаждением изолятора в месте его контакта с катододержателем;- effective cooling of the insulator at its contact with the cathode holder;
- наличием кольцевых полостей в ближней к соплу части корпуса, разделяющих его от непосредственного теплового контакта с изолятором, что обеспечивает дополнительное охлаждение изолятора и корпуса проходящим по этим полостям воздухом;- the presence of annular cavities in the part of the casing closest to the nozzle, separating it from direct thermal contact with the insulator, which provides additional cooling of the insulator and casing by the air passing through these cavities;
- завихрителя новой конструкции, состоящей из экрана, изолирующей втулки и обечайки, в которой максимально возможно исключена передача избыточного тепла от сопла к обечайке и далее к изолятору и корпусу;- a swirl of a new design, consisting of a screen, an insulating sleeve and a shell, in which the transfer of excess heat from the nozzle to the shell and further to the insulator and the housing is excluded as much as possible;
- экранирования частей завихрителя от прямого и отраженного излучения плазменной струи.- shielding the swirl parts from direct and reflected radiation of the plasma jet.
К особенностям катододержателя относятся:Features of the cathode holder include:
- геометрическая форма, позволяющая максимально эффективно использовать радиаторный эффект винтовых каналов по всей внешней поверхности катододержателя для преимущественного охлаждения максимально нагретой околовставочной зоны катода;- a geometric shape that allows the most efficient use of the radiator effect of helical channels along the entire outer surface of the cathode holder for preferential cooling of the maximum heated near-cathode zone of the cathode;
- наличие входной и выходных уравнительных кольцевых полостей, предназначенных для предотвращения турбулентных торможений потока воздуха за счет равномерного их распределения от каналов разной геометрии.- the presence of input and output equalizing annular cavities designed to prevent turbulent inhibition of air flow due to their uniform distribution from channels of different geometries.
К особенностям изолятора относятся:The features of the insulator include:
- наличие противоканалов особой геометрии для охлаждения изолятора в месте соприкосновения с максимально нагретым выступом катододержателя;- the presence of anti-channel special geometry for cooling the insulator in contact with the most heated protrusion of the cathode holder;
- геометрия противоканалов обеспечивает защиту от пробоя между катододержателем и корпусом при включении дежурной высоковольтной и рабочей низковольтной плазменной дуги;- the geometry of the anti-channels provides protection against breakdown between the cathode holder and the housing when the standby high-voltage and working low-voltage plasma arcs are turned on;
- применение фиксирующих штифтов, предотвращающих проворачивание изолятора относительно катододержателя и корпуса, обеспечивающих жесткость конструкции и передачу необходимого вращательного усилия от корпуса к изолятору, и далее - от изолятора к катододержателю для вкручивания/выкручивания плазмотрона из патрона держателя.- the use of fixing pins to prevent rotation of the insulator relative to the cathode holder and the casing, providing structural rigidity and the transfer of the necessary rotational force from the casing to the insulator, and further from the insulator to the cathode holder for screwing / unscrewing the plasma torch from the holder cartridge.
К особенностям корпуса относятся:The features of the case include:
- кольцевые полости, средняя и выходная, которые выполняют задачу создания воздушной прослойки между изолятором и нагретым корпусом;- annular cavities, middle and outlet, which perform the task of creating an air gap between the insulator and the heated body;
- наличие центральной втулки со сквозными отверстиями, которая охлаждает основание завихрителя, что препятствует передаче избыточного тепла от обечайки завихрителя к корпусу и изолятору.- the presence of a Central sleeve with through holes, which cools the base of the swirl, which prevents the transfer of excess heat from the shell of the swirl to the housing and the insulator.
К особенностям завихрителя относятся:The features of the swirl include:
- наличие трех элементов - обечайки, экрана и изолирующей втулки с тангенциальными завихрительными каналами;- the presence of three elements - shell, screen and insulating sleeve with tangential swirl channels;
- конструкция, обеспечивающая центрирование и фиксацию сопла по отношению к оси катододержателя и одновременно установку заданной дистанции между катодом и соплом;- a design that provides centering and fixing of the nozzle with respect to the axis of the cathode holder and at the same time setting a predetermined distance between the cathode and the nozzle;
- наличие экрана, защищающего изолирующую втулку от избыточного контактного тепловыделения сопла, а также прямого и отраженного от внутреннего конуса сопла излучения плазменной дуги;- the presence of a screen protecting the insulating sleeve from excessive contact heat of the nozzle, as well as direct and reflected from the inner cone of the nozzle radiation of the plasma arc;
- особые свойства экрана завихрителя, к которым относятся высокая огнестойкость и жаропрочность, а также низкая теплопроводность.- special properties of the swirl screen, which include high fire resistance and heat resistance, as well as low thermal conductivity.
В совокупности все перечисленные особенности обеспечивают выполнение требований по созданию плазменной струи повышенной мощности и минимального диаметра сечения, что позволяет более эффективно использовать энергию плазменной дуги:Together, all of the above features ensure the fulfillment of the requirements for creating a plasma jet of increased power and a minimum cross-sectional diameter, which allows more efficient use of the plasma arc energy:
а) обеспечивать большую скорость реза при прочих равных значениях тока на аналогичных плазмотронах для резки металлов;a) provide a high cutting speed with all other equal current values on similar plasmatrons for metal cutting;
б) обеспечивать меньшую ширину и большую глубину реза при прочих равных условиях по мощности источника питания плазмотрона;b) provide a smaller width and a greater depth of cut, all other things being equal, in terms of power of the plasma torch power source;
в) получать лучшую геометрию реза при прочих равных условиях по мощности аналогичных плазмотронов для резки металлов;c) to obtain the best geometry of the cut, ceteris paribus in terms of power of similar plasmatrons for cutting metals;
г) увеличивать ресурс катодов и сопел при прочих равных условиях по геометрии реза, скорости реза и мощности плазменной струи.d) increase the resource of cathodes and nozzles, all other things being equal, in the geometry of the cut, the speed of the cut, and the power of the plasma jet.
Благодаря применению фиксирующих штифтов, полностью исключающих проворачивание изолятора относительно катододержателя и корпуса, плазмотрон для резки металлов получает дополнительное преимущество, связанное с удобством установки плазмотрона для резки металлов в патроне держателя и обеспечением жесткости закрепления деталей и узлов внутри корпуса.Thanks to the use of fixing pins that completely exclude the rotation of the insulator relative to the cathode holder and the housing, the plasma torch for cutting metals receives an additional advantage related to the convenience of installing a plasma torch for cutting metals in the cartridge holder and ensuring the rigidity of fixing parts and assemblies inside the housing.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132615/02A RU2373034C1 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Plasmatron for cutting of metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132615/02A RU2373034C1 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Plasmatron for cutting of metal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2373034C1 true RU2373034C1 (en) | 2009-11-20 |
Family
ID=41477792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008132615/02A RU2373034C1 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Plasmatron for cutting of metal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2373034C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665035C2 (en) * | 2013-05-23 | 2018-08-27 | ТЕРМАКАТ, k.c. | Plasma arc torch nozzle with curved distal end region |
-
2008
- 2008-08-07 RU RU2008132615/02A patent/RU2373034C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665035C2 (en) * | 2013-05-23 | 2018-08-27 | ТЕРМАКАТ, k.c. | Plasma arc torch nozzle with curved distal end region |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8575510B2 (en) | Nozzle for a liquid-cooled plasma burner, arrangement thereof with a nozzle cap, and liquid-cooled plasma burner comprising such an arrangement | |
| US8853589B2 (en) | Nozzle for a liquid-cooled plasma torch and plasma torch head having the same | |
| US8941026B2 (en) | Nozzle for a liquid-cooled plasma torch, nozzle cap for a liquid-cooled plasma torch and plasma torch head comprising the same | |
| CA2127887C (en) | Nozzle for providing a uniform gas flow in a plasma arc torch | |
| US9743504B2 (en) | Cooling pipes, electrode holders and electrode for an arc plasma torch | |
| US11865651B2 (en) | Electrodes for gas- and liquid-cooled plasma torches | |
| US10299363B2 (en) | Cooling plasma torch nozzles and related systems and methods | |
| JPH0584579A (en) | Plasma torch for cutting | |
| RU2373034C1 (en) | Plasmatron for cutting of metal | |
| KR102036815B1 (en) | Electrode for plasma cutting torches and use of same | |
| KR19980702147A (en) | Plasma torch | |
| JP3635986B2 (en) | Plasma torch and its nozzle | |
| JPH0353803Y2 (en) | ||
| US10595390B2 (en) | Plasma torch | |
| US10917961B2 (en) | High temperature isolating insert for plasma cutting torch | |
| RU2071189C1 (en) | Plasma generator | |
| KR102229254B1 (en) | Plasma torch with guide-type front electrode for non-transfer torch operation | |
| RU2113331C1 (en) | Plant for plasma cutting of metal | |
| KR20200136790A (en) | Torch for easy interchange during welding and cutting operations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110808 |