RU2780330C1 - Plasmatron - Google Patents
Plasmatron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780330C1 RU2780330C1 RU2022104946A RU2022104946A RU2780330C1 RU 2780330 C1 RU2780330 C1 RU 2780330C1 RU 2022104946 A RU2022104946 A RU 2022104946A RU 2022104946 A RU2022104946 A RU 2022104946A RU 2780330 C1 RU2780330 C1 RU 2780330C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- nozzle
- stabilizing
- channels
- plasma torch
- Prior art date
Links
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 title description 2
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 claims abstract description 270
- 235000010599 Verbascum thapsus Nutrition 0.000 claims abstract description 192
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 claims abstract description 170
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 18
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 17
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 22
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 17
- 240000000969 Verbascum thapsus Species 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 39
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000003570 air Substances 0.000 description 16
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 10
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 241001267692 Grapevine virus T Species 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
- 230000001340 slower Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к генераторам низкотемпературной плазмы и может быть использовано в конструкциях электродуговых плазмотронов, применяемых в различных отраслях промышленности для механизированной и ручной плазменной резки, а также сварки металла и термической обработки материалов. The invention relates to low-temperature plasma generators and can be used in the design of electric arc plasma torches used in various industries for mechanized and manual plasma cutting, as well as metal welding and heat treatment of materials.
Из существующего уровня техники известны плазмотроны различных конструкций, например описанных в патентах RU2036758; RU67909; RU2259262; RU1756063; RU1834767; RU1830323; RU1827154; RU1814603; RU1798084; SU1756063; SU1078757; SU№559787; SU837683; SU825299; SU727369; SU683875; SU645798; SU603538.Plasma torches of various designs are known from the existing level of technology, for example, those described in patents RU2036758; RU67909; RU2259262; RU1756063; RU1834767; RU1830323; RU1827154; RU1814603; RU1798084; SU1756063; SU1078757; SU#559787; SU837683; SU825299; SU727369; SU683875; SU645798; SU603538.
В частности, известен плазмотрон, (RU2584367, 2015), который содержит стационарную часть с каналами для подачи плазмообразующего газа (ПОГ), подачи и отвода охлаждающей среды и, размещенную в корпусе сменную часть, содержащую сопло, водоохлаждаемый электрододержатель с электродом, изоляционную втулку, газоподводящий канал, соединенный с кольцевой конусообразной полостью, сужающейся в направлении к соплу, в которой размещен газодинамический фильтр, состоящий из двух последовательно расположенных на поверхности электрододержателя дефлекторов – непроницаемого и перфорированного, выполненных в виде концентричных перегородок, разделяющих кольцевую конусообразную полость на три последовательно расположенных камеры: кольцевая цилиндрическая камера, соединенная с газоподводящим каналом, выходное отверстие которого направлено по нормали к поверхности непроницаемого дефлектора; кольцевая распределительная камера и конфузорная вихревая камера, соединенная через каналы перфорированного дефлектора с винтовыми канавками завихрителя и далее с сопловой камерой.In particular, a plasma torch is known (RU2584367, 2015), which contains a stationary part with channels for supplying plasma gas (PG), supply and removal of a cooling medium, and a replaceable part placed in the housing, containing a nozzle, a water-cooled electrode holder with an electrode, an insulating sleeve, a gas supply channel connected to an annular cone-shaped cavity tapering towards the nozzle, in which a gas-dynamic filter is placed, consisting of two deflectors located in series on the surface of the electrode holder - impermeable and perforated, made in the form of concentric partitions dividing the annular cone-shaped cavity into three successively arranged chambers : an annular cylindrical chamber connected to a gas supply channel, the outlet of which is directed normal to the surface of the impermeable deflector; an annular distribution chamber and a confusing vortex chamber connected through the channels of the perforated deflector to the helical grooves of the swirler and further to the nozzle chamber.
В конструкции ГВТ известной модели плазмотрона подача ПОГ в кольцевую конусообразную полость, канавки завихрителя и сопловую камеру осуществляется через один газоподводящий канал, выходная часть которого расположена на поверхности электрододержателя и выходит по нормали к поверхности непроницаемого дефлектора. После выхода ПОГ из газоподводящего канала поток разбивается о поверхность непроницаемого дефлектора, создавая в кольцевой цилиндрической камере турбулентное перемешивание потока ПОГ с неравномерным давлением и полем скоростей, под воздействием которых поток газа проходя через кольцевой диффузорный зазор выравнивает давление и скорость, и попадает в кольцевую распределительную камеру, в которой давление ПОГ выравнивается по всему объему распределительной камеры и далее через каналы в перфорированном дефлекторе поток ПОГ равномерно по окружности поступает в кольцевую вихревую камеру. Поскольку количество каналов в дефлекторе и их направление совпадают с углом закрутки канавок завихрителя, то выходящий из завихрителя поток также равномерно распределяется вокруг электрода в сопловом узле. Оптимальное количество канавок в завихрителе данной конструкции плазмотрона составляет не более 4-6 штук.In the GVT design of a well-known plasma torch model, the FOG is fed into the annular cone-shaped cavity, the swirler grooves and the nozzle chamber through one gas supply channel, the outlet of which is located on the surface of the electrode holder and exits along the normal to the surface of the impermeable deflector. After the FG exits from the gas supply channel, the flow breaks against the surface of the impermeable deflector, creating in the annular cylindrical chamber turbulent mixing of the FG flow with uneven pressure and velocity field, under the influence of which the gas flow passing through the annular diffuser gap equalizes pressure and velocity, and enters the annular distribution chamber , in which the FG pressure is equalized over the entire volume of the distribution chamber and then through the channels in the perforated deflector the FG flow uniformly along the circumference enters the annular vortex chamber. Since the number of channels in the deflector and their direction coincide with the swirl angle of the swirler grooves, the flow leaving the swirler is also uniformly distributed around the electrode in the nozzle assembly. The optimal number of grooves in the swirler of this plasma torch design is no more than 4-6 pieces.
Организация потока ПОГ с помощью такой конструкции газодинамического фильтра предполагает по меньшей мере два участка в ГВТ, где происходит образование крупномасштабной турбулентности с пульсациями давления и скорости потока газа. Это в кольцевой цилиндрической камере и на участке от выхода потока из завихрителя до его выхода из цилиндрического канала сопла. Такая организация движения потока ПОГ в одном из самых важных узлов плазмотрона – сопловом узле и на выходе из цилиндрического канала сопла, хотя и приводит к формированию плазменной дуги и стабилизации катодного пятна в сопловом узле плазмотрона, однако, эти изменения в его конструкции приводят к увеличению габарита сопла и диаметра выходного канала. Эти конструктивные изменения в плазмотроне были вызваны необходимостью обеспечения теплоотдачи с поверхности сопла, так как оно является наиболее теплонагруженным элементом в плазмотроне. Кроме этого, конструкция газодинамического фильтра и его конечного элемента завихрителя, с одной стороны, обеспечили равномерное распределение ПОГ по ГВТ и закрутку потока с оптимальными параметрами, а с другой стороны в сопловую камеру стало поступать значительно большее количество ПОГ, чем это требуется для процесса плазмообразования, стабилизации катодного пятна и формирования плазменной дуги в сопловом узле и на выходе из цилиндрического канала сопла. Для организации бесперебойной работы этого плазмотрона и удаления «лишнего» ПОГ из сопла плазмотрона диаметр выходного цилиндрического канала сопла должен иметь увеличенный размер порядка 4мм. Увеличенный диаметр выходного канала сопла ограничивает использование плазмотрона для резки металла малых толщин. Ухудшаются также и некоторые другие технические характеристики плазмотрона, что приводит к следующим негативным последствиям: увеличивает габариты сопла и соответственно плазмотрона; увеличивает тепловложение в кромки разрезаемого металла из сопла большого диаметра, что увеличивает зону термического влияния в кромки разрезаемого металла; низкая производительность процесса резки; повышенный уровень акустического воздействия; низкая эффективность использования тепловой мощности дуги; высокая концентрация газоаэрозолей. Вышеперечисленные особенности конструкции можно отнести к некоторым недостаткам данного изобретения, что и вызывает необходимость в его дальнейшем совершенствовании. The organization of the POG flow using such a gas-dynamic filter design implies at least two sections in the GWP, where large-scale turbulence is formed with pulsations in pressure and gas flow velocity. This is in the annular cylindrical chamber and in the area from the flow exit from the swirler to its exit from the cylindrical channel of the nozzle. Such an organization of the FOG flow in one of the most important components of the plasma torch - the nozzle assembly and at the outlet of the cylindrical channel of the nozzle, although it leads to the formation of a plasma arc and stabilization of the cathode spot in the nozzle assembly of the plasma torch, however, these changes in its design lead to an increase in overall dimensions. nozzle and outlet diameter. These design changes in the plasma torch were caused by the need to ensure heat transfer from the surface of the nozzle, since it is the most heat-loaded element in the plasma torch. In addition, the design of the gas-dynamic filter and its final swirler element, on the one hand, ensured a uniform distribution of FOG over the GWT and swirling of the flow with optimal parameters, and on the other hand, a significantly larger amount of FOG began to enter the nozzle chamber than is required for the plasma formation process, stabilization of the cathode spot and the formation of a plasma arc in the nozzle assembly and at the outlet of the cylindrical channel of the nozzle. To organize the smooth operation of this plasma torch and remove the “extra” POG from the plasma torch nozzle, the diameter of the output cylindrical channel of the nozzle must have an increased size of about 4 mm. The increased diameter of the outlet channel of the nozzle limits the use of the plasma torch for cutting metal of small thicknesses. Some other technical characteristics of the plasma torch also deteriorate, which leads to the following negative consequences: it increases the dimensions of the nozzle and, accordingly, the plasma torch; increases heat input into the edges of the metal being cut from a large-diameter nozzle, which increases the heat-affected zone into the edges of the metal being cut; low productivity of the cutting process; increased level of acoustic impact; low efficiency of using the thermal power of the arc; high concentration of gas aerosols. The above design features can be attributed to some of the disadvantages of this invention, which makes it necessary to further improve it.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является плазмотрон для резки (RU2754817, 2021г.), принятый за прототип. Известный плазмотрон содержит стационарную часть с каналом для подачи плазмообразующего газа (ПОГ), каналами подачи и отвода охлаждающей среды и, размещенную в корпусе, сменную часть, содержащую анодный узел с соплом, катодный узел в составе водоохлаждаемого электрододержателя с электродом и охлаждающей трубкой, изоляционную втулку, газоподводящий канал, соединенный с кольцевой конусообразной полостью переменного сечения сужающейся в направлении к соплу и содержащий на выходе из этой полости профилированную диэлектрическую втулку с каналами, направленными под углом к поверхности электрода в газоразрядную камеру, образованную внешней поверхностью электрода и внутренней поверхностью сопла, с выходным цилиндрическим каналом в сопле для выхода сформированной в анодном узле плазменной дуги (струи).The closest to the claimed technical solution is a plasma torch for cutting (RU2754817, 2021), taken as a prototype. Known plasma torch contains a stationary part with a channel for supplying plasma-forming gas (PGG), channels for supplying and discharging a cooling medium and, placed in a housing, a replaceable part containing an anode assembly with a nozzle, a cathode assembly as part of a water-cooled electrode holder with an electrode and a cooling tube, an insulating sleeve , a gas supply channel connected to an annular cone-shaped cavity of variable cross section tapering towards the nozzle and containing at the exit from this cavity a profiled dielectric sleeve with channels directed at an angle to the electrode surface into the gas discharge chamber formed by the outer surface of the electrode and the inner surface of the nozzle, with an outlet a cylindrical channel in the nozzle for the exit of the plasma arc (jet) formed in the anode unit.
В конструкции газовоздушного тракта (ГВТ) известного плазмотрона подача плазмообразующего газа (ПОГ) в стационарную часть осуществляется через делитель потока ПОГ, состоящий из двух камер, соединенных с одной стороны с подающим каналом, а с другой с двумя симметрично расположенными цилиндрическими каналами, переходящими в сменную часть и выполненными в электрододержателе. Эти каналы имеют выходные тангенциально расположенные отверстия, которые направлены по касательной в кольцевую полость с размещенным в ней газодинамическим стабилизатором потока (ГДСП) ПОГ, состоящим из последовательно расположенных трех участков – газоподводящего участка, соединенного через выходные тангенциально расположенные отверстия газоподводящих цилиндрических каналов с конфузорной камерой смешения, которая через кольцевой канал переходит в газоформирующий участок, содержащий формирующий завихритель с винтовыми каналами, выходящими в газовихревой участок с размещенным в нем стабилизирующим завихрителем, представляющим собой камеру с размещенной в ней диэлектрической втулкой, содержащей равномерно расположенные по окружности каналы, направленные под углом к боковой поверхности электрода и сообщающиеся через кольцевой конфузорный вихревой канал с газоразрядной камерой, сопловым узлом и выходным цилиндрическим каналом сопла.In the design of the gas-air path (GVT) of the known plasma torch, the plasma-forming gas (PGG) is supplied to the stationary part through a POG flow divider, consisting of two chambers connected on one side to the supply channel, and on the other with two symmetrically arranged cylindrical channels, turning into a replaceable part and made in the electrode holder. These channels have outlet tangentially located openings, which are tangentially directed into the annular cavity with a gas-dynamic flow stabilizer (GDSP) FOG placed in it, consisting of three sections arranged in series - a gas supply section connected through the outlet tangentially located openings of gas supply cylindrical channels with a confusing mixing chamber , which passes through the annular channel into the gas-forming section containing the forming swirler with helical channels opening into the gas-vortex section with a stabilizing swirler placed in it, which is a chamber with a dielectric bushing placed in it, containing channels evenly spaced around the circumference, directed at an angle to the side electrode surface and communicating through an annular confuser vortex channel with a gas discharge chamber, a nozzle assembly and an outlet cylindrical channel of the nozzle.
Конструкция ГВТ плазмотрона и его основного элемента - газодинамического стабилизатора потока (ГДСП), который является неотъемлемой частью заявленного плазмотрона, обеспечивают многократное изменение газодинамических характеристик потока плазмообразующего газа (ПОГ) после его выхода из двух газоподводящих каналов и интенсивного трехкратного закручивания потока по ходу течения ПОГ. Эти участки ГДСП конструктивно отделены друг от друга, но расположены по одному контуру подачи и движения ПОГ по ГВТ плазмотрона и, служат для закрутки потока ПОГ и выравнивания его скорости по пути в газоразрядную камеру, сопловой узел и выходной цилиндрический канал плазмотрона. Закрученный на последнем этапе движения ПОГ по ГДСП с помощью стабилизирующих каналов, выполненных в профилированной диэлектрической втулке, поток ПОГ приобретает на выходе из нее мелкомасштабную вихревую структуру и на входе в газоразрядную камеру равномерно распределяется в конфузорном сопловом узле и выходном цилиндрическом канале сопла. Однако, перед входом в выходной цилиндрический канал сопла, закрученный в ГДСП поток ПОГ резко затормаживается по скорости течения, но сохраняет свою вихревую структуру с областью низкого давления (разрежения) по оси сопла и в выходном цилиндрическом канале, и областью высокого давления снаружи потока. Организованная по одноконтурной схеме подача ПОГ в ГВТ плазмотрона через ГДСП в сопловой узел и его дальнейшее прохождение по выходному цилиндрическому каналу и на выходе из сопла, как показывают теоретические исследования и расчеты, обеспечивают симметричную относительно оси плазмотрона форму и структуру на очень незначительной длине, примерно 18-20 мм от торца сопла, после чего струя начинает быстро рассеиваться в пространстве, увеличивая угол раскрытия, резко изменяя вихревую структуру внешней оболочки, снижая эффект ее обжатия. Взаимодействие с внешней средой, куда выходит струя изменяет газодинамические параметры струи по длине и поперечному сечению потока, что является существенным недостатком одноконтурной схемы подачи и распределения ПОГ по ГВТ плазмотрона и ухудшает стабилизацию плазменной дуги (струи) на выходе из сопла.The design of the GWT plasma torch and its main element - a gas-dynamic flow stabilizer (GDFS), which is an integral part of the claimed plasma torch, provide a multiple change in the gas-dynamic characteristics of the plasma-forming gas (PG) flow after it exits from two gas supply channels and an intense three-fold swirl of the flow along the POG flow. These sections of the HDF are structurally separated from each other, but are located along the same contour of the supply and movement of the FOG along the GWP of the plasma torch and serve to swirl the FOG flow and equalize its velocity on the way to the gas discharge chamber, the nozzle assembly and the output cylindrical channel of the plasma torch. Twisted at the last stage of the FOG movement along the GDSP with the help of stabilizing channels made in a profiled dielectric bushing, the FOG flow acquires a small-scale vortex structure at the exit from it and, at the entrance to the gas discharge chamber, is evenly distributed in the confuser nozzle assembly and the output cylindrical channel of the nozzle. However, before entering the outlet cylindrical channel of the nozzle, the FOG flow swirling in the HDF is sharply slowed down in terms of flow velocity, but retains its vortex structure with a low pressure (rarefaction) area along the nozzle axis and in the outlet cylindrical channel, and a high pressure area outside the flow. Organized according to a single-circuit scheme, the supply of POG to the GWT of the plasma torch through the HDF into the nozzle assembly and its further passage through the output cylindrical channel and at the outlet of the nozzle, as shown by theoretical studies and calculations, provide a shape and structure symmetrical with respect to the axis of the plasma torch over a very small length, approximately 18 -20 mm from the end of the nozzle, after which the jet begins to quickly dissipate in space, increasing the opening angle, sharply changing the vortex structure of the outer shell, reducing the effect of its compression. Interaction with the external environment where the jet exits changes the gas-dynamic parameters of the jet along the length and cross section of the flow, which is a significant drawback of the single-loop scheme for supplying and distributing POG over the GWP of the plasma torch and worsens the stabilization of the plasma arc (jet) at the exit of the nozzle.
Задачей предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных свойств плазмотрона за счет повышения ресурса и надежности работы его термонагруженных узлов (катодного и анодного).The objective of the invention is to improve the operational properties of the plasma torch by increasing the resource and reliability of its thermally loaded units (cathode and anode).
Технический результат- улучшение эксплуатационных свойств плазмотрона путем повышения эффективности и безопасности процесса плазменной резки за счет создания условий, обеспечивающих стабилизацию плазменной дуги (струи), образуемой в анодном узле сменной части плазмотрона, и ее равномерное распределение на входе и выходе из соплового контура по длине и сечению плазменного потока для обеспечения высоких показателей по скорости, давлению, температуре плазменного потока и условиям безопасности процесса плазменной резки.EFFECT: improving the operational properties of the plasma torch by increasing the efficiency and safety of the plasma cutting process by creating conditions that ensure the stabilization of the plasma arc (jet) formed in the anode unit of the replaceable part of the plasma torch, and its uniform distribution at the inlet and outlet of the nozzle circuit along the length and section of the plasma flow to ensure high performance in terms of speed, pressure, temperature of the plasma flow and the safety conditions of the plasma cutting process.
Поставленная задача решается тем, что заявляется конструкция плазмотрона, состоящая из стационарной части, содержащей двухконтурную систему охлаждения (СО), содержащую контур подачи охлаждающей жидкости (ОЖ) и контур отвода охлаждающей жидкости (ОЖ), одноконтурную систему газовоздушного тракта (ГВТ) для подачи плазмообразующего газа (ПОГ) через подающий канал с делителем потока ПОГ в сменную часть для формирования плазменной дуги (струи) сменная часть выполнена в корпусе, имеющем кольцевую полость, разделенную на катодный и анодный узлы, катодный узел содержит электрододержатель с охлаждающей полостью и размещенной в ней охлаждающей трубкой, одним концом сообщающуюся с системой охлаждения стационарной части, а другим с размещенным в торце электрододержателя электродом, анодный узел состоит из газоразрядной камеры (ГРК), формирующего сопла с выходным цилиндрическим каналом, в кольцевой полости выполнены подающие каналы, с одной стороны соединенные с подающим каналом с делителем потока (ПОГ), а с другой стороны через формирующий завихритель (ФЗ), стабилизирующий завихритель (СЗ) и соответствующие каналы с газоразрядной камерой (ГРК), образованной внешней поверхностью электрода и внутренней поверхностью формирующего сопла с выходным цилиндрическим каналом, образуя первый сопловый контур анодного узла, имеющий возможность формирования плазменной дуги (струи), отличается тем, что дополнительно содержит второй сопловый контур анодного узла, который размещен соосно на внешней поверхности корпуса сменной части и содержит кольцевую стабилизирующую камеру, соединенную в верхней части радиально расположенными передаточными каналами с камерой стабилизирующего завихрителя, а в нижней части через распределительные каналы соединена с кольцевой завихрительной камерой, имеющей в нижней части тангенциальные каналы, выходящие в кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру, размещенную в торце сменной части и образованную внешней поверхностью формирующего сопла первого соплового контура и внутренней конической поверхностью второго соплового контура, которая имеет соосно размещенный выходной цилиндрический стабилизирующий канал с концентрично расположенными вокруг него боковыми цилиндрическими стабилизирующими каналами меньшего диаметра.The problem is solved by the fact that the design of the plasma torch is claimed, consisting of a stationary part containing a dual-circuit cooling system (CO), containing a coolant supply circuit (CO) and a coolant outlet circuit (CO), a single-circuit gas-air path system (GVT) for supplying plasma-forming gas (POG) through the supply channel with a POG flow divider into the replaceable part for the formation of a plasma arc (jet) the replaceable part is made in a housing having an annular cavity divided into cathode and anode units, the cathode unit contains an electrode holder with a cooling tube, one end communicating with the cooling system of the stationary part, and the other with the end of the electrode holder electrode, the anode unit consists of a gas discharge chamber (GDC), which forms nozzles with an output cylindrical channel, feed channels are made in the annular cavity, on the one hand connected to the feed channel with a flow divider (POG), and on the other hand through a forming swirler (FZ) , a stabilizing swirler (SZ) and the corresponding channels with a gas discharge chamber (GDC) formed by the outer surface of the electrode and the inner surface of the forming nozzle with an output cylindrical channel, forming the first nozzle circuit of the anode assembly, which has the ability to form a plasma arc (jet), characterized in that additionally contains a second nozzle circuit of the anode assembly, which is located coaxially on the outer surface of the housing of the replaceable part and contains an annular stabilizing chamber connected in the upper part by radially located transfer channels to the chamber of the stabilizing swirler, and in the lower part through the distribution channels it is connected to the annular vortex chamber, having tangential channels in the lower part, opening into an annular confuser stabilizing chamber, located at the end of the replaceable part and formed by the outer surface of the forming nozzle of the first nozzle circuit and the inner conical surface of the second nozzle circuit, which has a coaxially placed output cylindrical stabilizing channel with concentrically located around it are lateral cylindrical stabilizing channels of smaller diameter.
Плазмотрон характеризуется также тем, что во втором сопловом контуре тангенциальные каналы в кольцевой завихрительной камере направлены к оси сменной части под углом, близким к углу наклона подающих каналов кольцевой полости, каналов формирующего завихрителя и каналов стабилизирующего завихрителя первого соплового контура. Угол наклона каналов к оси устанавливают в пределах от 60 до 70 градусов.The plasma torch is also characterized by the fact that in the second nozzle circuit the tangential channels in the annular swirler chamber are directed to the axis of the replaceable part at an angle close to the angle of inclination of the feed channels of the annular cavity, the channels of the forming swirler and the channels of the stabilizing swirler of the first nozzle circuit. The angle of inclination of the channels to the axis is set in the range from 60 to 70 degrees.
Дополнительно плазмотрон характеризуется тем, что соотношение расхода потока ПОГ, подаваемого в первый сопловый контур плазмотрона для формирования плазменной дуги в газоразрядной камере анодного узла, выходящей из выходного цилиндрического канала формирующего сопла и расхода второго соплового контура подачи ПОГ, поступающего во второй сопловый контур для стабилизации плазменной дуги (струи) на выходе из формирующего сопла, находится в пределах соотношений от 60/40 до 70/30 процентов.Additionally, the plasma torch is characterized by the fact that the ratio of the flow rate of the FOG supplied to the first nozzle circuit of the plasma torch for the formation of a plasma arc in the gas-discharge chamber of the anode assembly leaving the output cylindrical channel of the forming nozzle and the flow rate of the second nozzle circuit for supplying the FG supplied to the second nozzle circuit for plasma stabilization arc (jet) at the outlet of the forming nozzle, is in the range of ratios from 60/40 to 70/30 percent.
Дополнительно плазмотрон характеризуется тем, что вокруг цилиндрического стабилизирующего канала второго соплового контура максимальное количество рядов из боковых цилиндрических стабилизирующих каналов меньшего диаметра, находится в пределах от одного до двух рядов, при этом указанные каналы первого ряда направлены концентрично и выполнены соосно оси плазмотрона, а каналы второго ряда могут быть направлены под углом, находящимся в пределах от 10 до 20 градусов к оси плазмотрона.Additionally, the plasma torch is characterized by the fact that around the cylindrical stabilizing channel of the second nozzle circuit the maximum number of rows of side cylindrical stabilizing channels of smaller diameter, is in the range from one to two rows, while these channels of the first row are directed concentrically and are made coaxially with the axis of the plasma torch, and the channels of the second row can be directed at an angle ranging from 10 to 20 degrees to the axis of the plasma torch.
Дополнительно плазмотрон характеризуется тем, что второй сопловой контур в его торце, имеющим коническую форму, выполнен разъемным и имеет съемную сопловую крышку конической формы. Additionally, the plasma torch is characterized by the fact that the second nozzle circuit at its end, having a conical shape, is made detachable and has a removable nozzle cover of a conical shape .
Заявляемый плазмотрон, в отличие от известного, обеспечивает выход мелкомасштабного вихревого закрученного потока плазмообразующего газа (ПОГ) из кольцевой конфузорной стабилизирующей камеры второго соплового контура, по оси кольцевой конфузорной стабилизирующей камеры выполнен выходной цилиндрический стабилизирующий канал с равномерно и концентрично расположенными вокруг него боковыми цилиндрическими стабилизирующими каналами меньшего диаметра, создающими вокруг плазменного потока мелкомасштабный вихревой закрученный поток, обжимающий выходящую плазменную дугу (струю).The inventive plasma torch, in contrast to the known one, provides the output of a small-scale vortex swirling flow of plasma-forming gas (PGG) from the annular confuser stabilizing chamber of the second nozzle circuit, along the axis of the annular confuser stabilizing chamber, an output cylindrical stabilizing channel is made with uniformly and concentrically located around it side cylindrical stabilizing channels smaller diameter, creating a small-scale vortex swirling flow around the plasma flow, which compresses the outgoing plasma arc (jet).
Сформированный в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере второго соплового контура закрученный мелкомасштабный вихревой поток плазмообразующего газа (ПОГ) оказывает влияние, как на анодный узел, обеспечивая по оси плазмотрона, начиная от торцевой части формирующего сопла, надежную стабилизацию плазменной дуги по оси выходного цилиндрического канала, центру формирующего сопла и в газоразрядной камере, обеспечивая фиксацию катодного пятна в центре электрода, а также по центру кольцевой конфузорной стабилизирующей камеры в выходном цилиндрическом стабилизирующем канале второго соплового контура, в боковых цилиндрических стабилизирующих каналах меньшего диаметра, в выходящей плазменной дуге (струе) и в потоке плазмы по оси плазмотрона, обеспечивая таким взаимодействием уменьшение диаметра плазменной дуги (струи), увеличение ее длины, скорости перемещения потока, высокую температуру и концентрацию тепловой энергии в плазменном потоке, стабильную длину и цилиндрическую форму плазменной дуги (струи) на расстоянии не менее 40 мм от торца формирующего сопла плазмотрона.The swirling small-scale vortex flow of plasma-forming gas (PGG) formed in the annular confuser stabilizing chamber of the second nozzle circuit has an effect, as on the anode unit, providing along the axis of the plasma torch, starting from the end part of the forming nozzle, reliable stabilization of the plasma arc along the axis of the output cylindrical channel, the center of the forming nozzles and in the gas discharge chamber, providing fixation of the cathode spot in the center of the electrode, as well as in the center of the annular confuser stabilizing chamber in the output cylindrical stabilizing channel of the second nozzle circuit, in the side cylindrical stabilizing channels of smaller diameter, in the outgoing plasma arc (jet) and in the plasma flow along the axis of the plasma torch, providing such an interaction with a decrease in the diameter of the plasma arc (jet), an increase in its length, the speed of the flow, high temperature and concentration of thermal energy in the plasma flow, a stable length and cylindrical shape of the plasma arcs (jets) at a distance of at least 40 mm from the end of the forming nozzle of the plasma torch.
В заявляемом плазмотроне достигается равномерное распределение ПОГ из камеры стабилизирующего завихрителя, расположенной в сменной части плазмотрона, через радиальные передаточные каналы и кольцевую стабилизирующую камеру с отверстиями в нижней части, соединенными посредством выполненных соосно и концентрично оси плазмотрона распределительных каналов с кольцевой завихрительной камерой, в нижней части которой выполнены тангенциальные каналы, выходящие в кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру с выходным цилиндрическим отверстием стабилизирующего сопла, вокруг которого равномерно и концентрично расположены боковые цилиндрические стабилизирующие каналы малого диаметра, обеспечивающие не только надежное обжатие плазменной дуги на выходе из стабилизирующего сопла второго соплового контура, но и надежную фиксацию плазменной дуги (струи) по оси формирующего сопла, стабилизацию плазменной дуги (струи) по центру выходного цилиндрического канала формирующего сопла, анодного и катодного узла, расположенных в сменной части плазмотрона.In the inventive plasma torch, a uniform distribution of POG from the stabilizing swirler chamber located in the replaceable part of the plasma torch is achieved through radial transmission channels and an annular stabilizing chamber with holes in the lower part, connected by means of distribution channels made coaxially and concentrically with the axis of the plasma torch with an annular swirl chamber, in the lower part which has tangential channels leading into an annular confuser stabilizing chamber with a cylindrical outlet of the stabilizing nozzle, around which lateral cylindrical stabilizing channels of small diameter are uniformly and concentrically located, providing not only reliable compression of the plasma arc at the outlet of the stabilizing nozzle of the second nozzle circuit, but also reliable fixation of the plasma arc (jet) along the axis of the forming nozzle, stabilization of the plasma arc (jet) in the center of the output cylindrical channel of the forming nozzle, anode and cathode units a located in the replaceable part of the plasma torch.
Эксплуатационные возможности заявляемого плазмотрона улучшаются за счет формирования более концентрированного (сжатого по длине и окружности) равномерного газо-плазменного потока за пределами соплового узла плазмотрона, а также достижение более высоких динамических и термокинетических параметров плазменной дуги (струи), позволяющих производить резку металлов больших толщин с улучшенными характеристиками качества разделочных швов, а именно: уменьшение ширины реза, снижение величины укоса кромок, шероховатости поверхности реза и т.д. Кроме того, сочетание высоких динамических и термокинетических параметров плазменной дуги (струи) позволяет получить более высокие значения скорости резки и повышения ее экономичности за счет минимизации размеров зоны термического воздействия на прилегающей к плазменной дуге (струе) поверхности металла и исключения дополнительных операций по ее последующему механическому удалению при производстве сварных соединений. Дополнительным техническим результатом предлагаемой конструкции плазмотрона является увеличение ресурса и надежности работы его термонагруженных узлов (катодного и анодного), за счет создания условий, обеспечивающих стабилизацию плазменной дуги (струи), и ее надежную фиксацию по оси плазмотрона от центра электрода до выхода из цилиндрического стабилизирующего канала второго соплового контура. Организованная по двухконтурной схеме подача ПОГ через ГВТ плазмотрона и стабилизирующий сопловой контур позволяют сформировать два потока ПОГ, один из которых представляет собой контур подачи ПОГ в сопловой узел для образования плазменной дуги (струи) и ее формирование на выходе из первого соплового контура плазмотрона, а второй сопловый контур позволяет обеспечить стабилизацию плазменной дуги (струи) по форме и размерам на выходе из цилиндрического канала формирующего сопла и ее дальнейшую фиксацию по этим параметрам при прохождении через кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру и выходной цилиндрический стабилизирующий канал второго соплового контура. Как показывают теоретические исследования и расчеты температуры, скорости и давления потока плазменной струи, использование стабилизирующего второго соплового контура обеспечивает симметричную относительно оси плазмотрона форму и структуру плазменной дуги (струи) на очень значительном расстоянии, примерно 40-70 мм от торца конической части второго соплового контура, обеспечивая по длине и сечению плазменного потока высокие показатели по скорости, давлению, температуре плазменного потока и условиям безопасности плазменного процесса по акустическому фактору и газо-аэрозольным образованиям.The operational capabilities of the inventive plasma torch are improved due to the formation of a more concentrated (compressed along the length and circumference) uniform gas-plasma flow outside the nozzle assembly of the plasma torch, as well as the achievement of higher dynamic and thermokinetic parameters of the plasma arc (jet), which allow cutting metals of large thicknesses with improved characteristics of the quality of finishing seams, namely: a decrease in the width of the cut, a decrease in the value of the bevel of the edges, the roughness of the cut surface, etc. In addition, the combination of high dynamic and thermokinetic parameters of the plasma arc (jet) makes it possible to obtain higher cutting speeds and increase its efficiency by minimizing the size of the heat-affected zone on the metal surface adjacent to the plasma arc (jet) and eliminating additional operations for its subsequent mechanical removal during the production of welded joints. An additional technical result of the proposed design of the plasma torch is an increase in the resource and reliability of its thermally loaded units (cathode and anode), by creating conditions that ensure the stabilization of the plasma arc (jet) and its reliable fixation along the axis of the plasma torch from the center of the electrode to the exit from the cylindrical stabilizing channel second nozzle circuit. The FOG supply through the GWP of the plasma torch and the stabilizing nozzle circuit, organized according to a two-circuit scheme, make it possible to form two FOG flows, one of which is a FOG supply circuit to the nozzle assembly for the formation of a plasma arc (jet) and its formation at the exit from the first nozzle circuit of the plasma torch, and the second the nozzle circuit makes it possible to ensure the stabilization of the plasma arc (jet) in shape and size at the exit from the cylindrical channel of the forming nozzle and its further fixation according to these parameters when passing through the annular confuser stabilizing chamber and the output cylindrical stabilizing channel of the second nozzle circuit. As theoretical studies and calculations of the temperature, velocity and pressure of the plasma jet flow show, the use of a stabilizing second nozzle circuit provides a symmetrical shape and structure of the plasma arc (jet) with respect to the axis of the plasma torch at a very significant distance, approximately 40-70 mm from the end of the conical part of the second nozzle circuit , providing along the length and cross section of the plasma flow high performance in terms of speed, pressure, temperature of the plasma flow and the safety conditions of the plasma process in terms of the acoustic factor and gas-aerosol formations.
Заявляемый прием обжатия и стабилизации плазменной дуги (струи), заключается в том, что основной поток плазменной дуги (струи), выходящий из формирующего сопла плазмотрона, сразу подвергается многократному обжатию и стабилизации с помощью различных механизмов воздействия на плазменную дугу (струю). Первый механизм можно характеризовать как газовихревой, позволяющий осуществить интенсивное обжатие плазменной дуги (струи) посредством закрученного потока ПОГ, образуемого с помощью тангенциальных каналов, направленных в кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру второго соплового контура для формирования в ней мелкомасштабной вихревой структуры, воздействующей на плазменную дугу (струю), образуемую в анодном узле. Вихревой закрученный поток характеризуется по оси и в приграничных с ней слоях струи низким давлением, что позволяет потоку плазмы, выходящей из формирующего сопла плазмотрона, стремиться занять разреженное по оси пространство и уменьшить ее возможное раскрытие. Второй механизм обжатия и стабилизации плазменной дуги (струи), обеспечивающий ее минимальные поперечные размеры и сохранение цилиндрической формы достигается благодаря выходному цилиндрическому стабилизирующему каналу, выполненному по оси торцевой части второго соплового контура. Третий механизм окончательного воздействия на плазменную дугу (струю) осуществляется боковыми цилиндрическими стабилизирующими каналами малого диаметра (меньше диаметра выходного цилиндрического стабилизирующего канала), равномерно и концентрично расположенными одним или двумя рядами вокруг выходного цилиндрического стабилизирующего канала, и создающими аксиальный ламинарный поток, действующий как дополнительная преграда для раскрытия струи на значительном расстоянии от формирующего сопла плазмотрона.The claimed method of compression and stabilization of the plasma arc (jet) is that the main flow of the plasma arc (jet) leaving the forming nozzle of the plasma torch is immediately subjected to multiple compression and stabilization using various mechanisms of action on the plasma arc (jet). The first mechanism can be characterized as a gas-vortex one, which makes it possible to carry out intensive compression of the plasma arc (jet) by means of a swirling FOG flow formed with the help of tangential channels directed into the annular confuser stabilizing chamber of the second nozzle circuit to form a small-scale vortex structure in it, which acts on the plasma arc (jet ) formed in the anode unit. The vortex swirling flow is characterized along the axis and in the adjacent jet layers by low pressure, which allows the plasma flow leaving the plasma torch forming nozzle to tend to occupy the space rarefied along the axis and reduce its possible opening. The second mechanism of compression and stabilization of the plasma arc (jet), which ensures its minimum transverse dimensions and preservation of the cylindrical shape, is achieved due to the output cylindrical stabilizing channel, made along the axis of the end part of the second nozzle circuit. The third mechanism of the final impact on the plasma arc (jet) is carried out by lateral cylindrical stabilizing channels of small diameter (smaller than the diameter of the output cylindrical stabilizing channel), uniformly and concentrically arranged in one or two rows around the output cylindrical stabilizing channel, and creating an axial laminar flow acting as an additional barrier to open the jet at a considerable distance from the forming nozzle of the plasma torch.
В расчетах принято соотношение расхода потока ПОГ первого и второго сопловых контуров в соотношении от 60/40 до 70/30. В результате использования второго соплового контура, осуществляющего трехкратное обжатие плазменной дуги (струи), выходящей из формирующего сопла плазмотрона, резко снижается стремление плазменной дуги (струи) к рассеиванию, что выражается в уменьшении угла раскрытия струи и уменьшение ее поперечных размеров, а также увеличение длины цилиндрической части струи, что способствует увеличению концентрации энергии в струе - увеличению температуры и скорости плазменного потока. Образование более сконцентрированной и стабильной по форме и размерам плазменной струи позволило увеличить температуру и скорость течения плазменного потока и, как следствие, повысить производительность резки, увеличить максимальную толщину разрезаемого металла и обеспечить высокое качество вырезаемых заготовок, особенно на толстолистовом металле. In the calculations, the ratio of the flow rate of the POG of the first and second nozzle circuits was taken in the ratio from 60/40 to 70/30. As a result of using the second nozzle circuit, which performs a threefold compression of the plasma arc (jet) emerging from the plasma torch forming nozzle, the tendency of the plasma arc (jet) to scatter is sharply reduced, which is expressed in a decrease in the opening angle of the jet and a decrease in its transverse dimensions, as well as an increase in the length cylindrical part of the jet, which contributes to an increase in the energy concentration in the jet - an increase in the temperature and velocity of the plasma flow. The formation of a plasma jet more concentrated and stable in shape and size made it possible to increase the temperature and flow rate of the plasma flow and, as a result, increase the cutting performance, increase the maximum thickness of the metal being cut, and ensure high quality of cut blanks, especially on thick sheet metal.
Таким образом, достигаемый технический результат заключается в стабилизирующем действии второго соплового контура и возможности его использования с любой конструкцией одноконтурного плазмотрона для резки металла, что обеспечивает увеличение производительности процесса резки при увеличении максимальной толщины разрезаемого металла и достижении высокого качества вырезаемых заготовок, а также улучшение условий труда оператора плазменной установки по акустическому фактору и образованию сварочных аэрозолей.Thus, the achieved technical result consists in the stabilizing effect of the second nozzle circuit and the possibility of its use with any design of a single-circuit plasma torch for cutting metal, which ensures an increase in the productivity of the cutting process with an increase in the maximum thickness of the metal being cut and the achievement of high quality cut blanks, as well as improved working conditions the operator of a plasma installation in terms of the acoustic factor and the formation of welding aerosols.
Заявленная конструкция плазмотрона, имеющая второй сопловый контур, не была известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».The claimed design of the plasma torch, having a second nozzle circuit, was not known from the prior art, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty".
Вышеприведенная совокупность отличительных признаков не известна на данном уровне техники и не следует из общеизвестных правил конструирования плазмотронов, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».The above set of distinguishing features is not known at this level of technology and does not follow from the well-known rules for the design of plasma torches, which allows us to conclude that the criterion "inventive step" is met.
Конструктивная реализация ГВТ плазмотрона с указанной совокупностью существенных признаков не представляет конструктивных, технических и технологических трудностей, может быть изготовлена из известных материалов с использованием известных методов обработки, из чего следует вывод о соответствии критерию «промышленная применимость».The constructive implementation of the GWT plasma torch with the specified set of essential features does not present structural, technical and technological difficulties, it can be made from known materials using known processing methods, from which it follows that the criterion of "industrial applicability" is met.
Сущность заявляемой конструкции плазмотрона, а также процессы, происходящие на выходе из формирующего сопла, во втором сопловом контуре и на выходе из него поясняются на фиг. 1 – 11.The essence of the proposed design of the plasma torch, as well as the processes occurring at the outlet of the forming nozzle, in the second nozzle circuit and at the outlet of it are illustrated in Fig. 1 - 11.
На Фиг. 1 представлена в разрезе конструктивная схема стационарной и сменной частей заявляемого плазмотрона.On FIG. 1 shows in section a structural diagram of the stationary and replaceable parts of the inventive plasma torch.
На Фиг. 2 представлена в разрезе конструктивная схема сменной части плазмотрона с вторым сопловым контуром и схемой движения потока ПОГ из стабилизирующего завихрителя плазмотрона через радиальные и вертикальные цилиндрические и тангенциальные каналы, камеры и цилиндрические стабилизирующие каналы второго соплового контура. On FIG. 2 shows in section a structural diagram of the replaceable part of the plasma torch with the second nozzle circuit and the flow diagram of the FOG from the plasma torch stabilizing swirler through radial and vertical cylindrical and tangential channels, chambers and cylindrical stabilizing channels of the second nozzle circuit.
На Фиг. 3 показан характер распределения потока ПОГ на завихрительных участках ГВТ плазмотрона и на выходе из второго соплового контура.On FIG. Figure 3 shows the nature of the distribution of the FOG flow in the swirl sections of the GWP of the plasma torch and at the outlet of the second nozzle circuit.
На Фиг. 4 представлен график распределения температуры плазменного потока, рассчитанный по П-образной траектории с шириной, сопоставимой с диаметром сопла плазмотрона и протяженностью, определяемой длиной стабилизированного участка струи (при нагреве): а) плазмотрон ПМВР 5.3 (прототип); б) плазмотрон ПМВР 9.х (заявляемый).On FIG. Figure 4 shows a plot of the temperature distribution of the plasma flow calculated along a U-shaped trajectory with a width comparable to the diameter of the plasma torch nozzle and an extension determined by the length of the stabilized jet section (when heated): a) PMVR 5.3 plasma torch (prototype); b) plasma torch PMVR 9.x (declared).
На фиг. 5 представлена расчетная модель распределения температуры потока плазмы в свободном пространстве: а) плазмотрон ПМВР 5.3 (прототип), зона I (20 мм) – участок сохранения стабильной температуры, формы и размеров потока плазмы; б) плазмотрон ПМВР 9.х (заявляемый), зона I+II (40 мм) - участок сохранения стабильной температуры, формы и размеров потока плазмы.In FIG. Figure 5 shows the calculation model of the plasma flow temperature distribution in free space: a) PMVR 5.3 plasma torch (prototype), zone I (20 mm) - the area for maintaining a stable temperature, shape and size of the plasma flow; b) plasma torch PMVR 9.x (declared), zone I + II (40 mm) - area for maintaining a stable temperature, shape and size of the plasma flow.
На фиг. 6 представлен график распределения скорости течения плазменного потока, рассчитанный по П-образной траектории с шириной, сопоставимой с диаметром сопла плазмотрона и протяженностью, определяемой длиной стабилизированного участка струи (при нагреве): а) плазмотрон ПМВР 5.3 (прототип); б) плазмотрон ПМВР 9.х (заявляемый).In FIG. Figure 6 shows a graph of the distribution of the plasma flow velocity calculated along a U-shaped trajectory with a width comparable to the diameter of the plasma torch nozzle and an extension determined by the length of the stabilized jet section (when heated): a) PMVR 5.3 plasma torch (prototype); b) plasma torch PMVR 9.x (declared).
На фиг. 7 представлена расчетная модель распределения скорости потока плазмы в свободном пространстве: а) плазмотрон ПМВР 5.3 (прототип), зона I (20 мм) – участок сохранения стабильной скорости, формы и размеров потока плазмы; б) плазмотрон ПМВР 9.х (заявляемый), зона I+II (40 мм) - участок сохранения стабильной скорости, формы и размеров потока плазмы.In FIG. Figure 7 shows a computational model for the distribution of the plasma flow velocity in free space: a) PMVR 5.3 plasma torch (prototype), zone I (20 mm) - a section for maintaining a stable velocity, shape and size of the plasma flow; b) plasma torch PMVR 9.x (claimed), zone I + II (40 mm) - area for maintaining a stable speed, shape and size of the plasma flow.
На фиг. 8 представлена расчетная модель распределения температуры от плазменной дуги (струи) в металле: а) плазмотрон ПМВР 5.3 (прототип), – участок сохранения стабильной температуры, формы и размеров потока плазмы (20 мм); б) плазмотрон ПМВР 9.х (заявляемый), - участок сохранения стабильной температуры, формы и размеров потока плазмы (70 мм).In FIG. Figure 8 shows the calculation model of the temperature distribution from the plasma arc (jet) in the metal: a) plasma torch PMVR 5.3 (prototype), - area for maintaining a stable temperature, shape and size of the plasma flow (20 mm); b) plasma torch PMVR 9.x (declared), - a section for maintaining a stable temperature, shape and size of the plasma flow (70 mm).
На фиг. 9 представлена расчетная модель распределения скорости распространения плазменной дуги (струи) в металле: а) плазмотрон ПМВР 5.3 (прототип), – участок сохранения стабильной скорости, формы и размеров потока плазмы (20 мм); б) плазмотрон ПМВР 9.х (заявляемый), - участок сохранения стабильной скорости, формы и размеров потока плазмы (70 мм).In FIG. Figure 9 shows a calculation model for the distribution of the velocity of propagation of a plasma arc (jet) in a metal: a) plasma torch PMVR 5.3 (prototype), - area for maintaining a stable velocity, shape and size of the plasma flow (20 mm); b) plasma torch PMVR 9.x (declared), - a section for maintaining a stable speed, shape and size of the plasma flow (70 mm).
На фиг.10 представлена расчетная модель распределения скорости потока плазмы в свободном пространстве: а) плазмотрон ПМВР 9.х без боковых цилиндрических стабилизирующих каналов малого диаметра; б) плазмотрон ПМВР 9.х (заявляемый по п. 3) с боковыми цилиндрическими стабилизирующими каналами малого диаметра – 1-ый ряд каналов выполнен соосно и концентрично оси выходного цилиндрического стабилизирующего канала второго соплового контура, 2-ой ряд каналов направлен под углом в пределах 10 - 20 градусов к оси выходного цилиндрического стабилизирующего канала второго соплового контура.Figure 10 shows the calculation model of the distribution of plasma flow velocity in free space: a) PMVR 9.x plasma torch without side cylindrical stabilizing channels of small diameter; b) plasma torch PMVR 9.x (claimed according to claim 3) with side cylindrical stabilizing channels of small diameter - the 1st row of channels is made coaxially and concentrically with the axis of the output cylindrical stabilizing channel of the second nozzle circuit, the 2nd row of channels is directed at an angle within 10 - 20 degrees to the axis of the output cylindrical stabilizing channel of the second nozzle circuit.
На фиг. 11 представлены фотографии рассматриваемых в заявке конструкций плазмотронов: а) плазмотрон ПМВР 5.3 (прототип); б) плазмотрон ПМВР 9.х (заявляемый).In FIG. 11 shows photographs of the plasma torches considered in the application: a) PMVR 5.3 plasma torch (prototype); b) plasma torch PMVR 9.x (declared).
Заявляемый плазмотрон содержит стационарную часть 1 с двухконтурной системой охлаждения (СО) теплонагруженных узлов плазмотрона, включающую в себя контур подачи охлаждающей жидкости (ОЖ) по каналу 2 и контур отвода по каналу 3 охлаждающей жидкости (ОЖ) из системы охлаждения (СО), а также одноконтурную систему газовоздушного тракта (ГВТ), обеспечивающую подачу плазмообразующего газа (ПОГ) в газовоздушный тракт (ГВТ) плазмотрона, через подающий канал 4 с делителем потока ПОГ в сменную часть 5, формирующую плазменную дугу и выполненную в корпусе 6 с кольцевой полостью 7 и, соосно по оси плазмотрона разделенную на два функциональных участка, первый из которых – катодный узел 8, содержащий электрододержатель 9 с охлаждающей полостью 10 и размещенную в ней охлаждающую трубку 11, одним концом сообщающуюся с каналом 2, подающим ОЖ, а другим с размещенным в торце электрододержателя 9 электродом 12, с каналом 3, отводящим ОЖ из плазмотрона, и второй участок - анодный узел 13, состоящий из газоразрядной камеры (ГРК) 14, формирующего сопла 15 с выходным цилиндрическим каналом 16. При этом участок ГВТ с расположенными в кольцевой полости 7 подающими каналами 17, соединенными с одной стороны с подающим каналом 4 с делителем потока ПОГ, а с другой через формирующий завихритель (ФЗ) 18, стабилизирующий завихритель (СЗ) 19 и каналы 20 с газоразрядной камерой (ГРК) 14, образованной внешней поверхностью электрода 12 и внутренней поверхностью формирующего сопла 15, выполненного с выходным цилиндрическим каналом 16, образует первый сопловый контур течения ПОГ по ГВТ плазмотрона и обеспечивает его подачу в анодный узел 13, где формируется плазменная дуга (струя) первого соплового контура течения ПОГ. Для стабилизации плазменной дуги (струи), сформированной в анодном узле 13 первого соплового контура подачи ПОГ, на внешней поверхности корпуса 6 сменной части 5 размещен стабилизирующий второй сопловый контур 21, содержащий радиально расположенные передаточные каналы 22, соединяющие камеру 23 стабилизирующего завихрителя СЗ 19 с кольцевой стабилизирующей камерой 24, в нижней части которой выполнены отверстия с распределительными каналами 25, направленными соосно и концентрично оси плазмотрона в кольцевую завихрительную камеру 26 с равномерно расположенными в ее нижней части тангенциальными каналами 27, выходящими в кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру 28, образованную внешней поверхностью формирующего сопла 15 и внутренней конической поверхностью 29 торцевой конической части 30 стабилизирующего второго соплового контура 21, выполненного в торцевой конической части 30 с выходным цилиндрическим стабилизирующим каналом 31, размещенным по оси плазмотрона и равномерно окруженным концентрично расположенными вокруг него боковыми цилиндрическими стабилизирующими каналами 32 малого диаметра, при этом, тангенциальные каналы 27 в кольцевой завихрительной камере 26 направлены в сторону оси плазмотрона под углом близким к углу наклона подающих каналов 17, каналов формирующего завихрителя (ФЗ) 18, каналов 20 стабилизирующего завихрителя (СЗ) 19 и находятся в пределах угла наклона от 60 до 70 градусов к оси, при этом соотношение расхода потока ПОГ, подаваемого в первый контур плазмотрона и, идущего на формирование плазменной дуги (струи) в газоразрядной камере ГРК 14 анодного узла 13 и, выходящей из выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15, и расхода ПОГ во втором контуре подачи ПОГ, поступающего во второй сопловый контур 21 и, обеспечивающий стабилизацию плазменной дуги (струи) на выходе из выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15, находится в пределах соотношений от 60/40 до 70/30 процентов, а максимальное количество рядов из боковых цилиндрических стабилизирующих каналов 32 малого диаметра, равномерно располагаемых концентрично вокруг цилиндрического стабилизирующего канала 31 находится в пределах от 1 до 2, при этом каналы 32 первого ряда выполнены концентрично оси плазмотрона и направлены соосно, а каналы второго ряда могут быть выполнены, как цилиндрическими, так и в виде концентрично расположенных щелевых пазов, направленных под углом к оси плазмотрона в пределах от 10 до 20 градусов. Кроме этого, стабилизирующий второй сопловый контур 21 в торцевой конической части 30 может быть выполнен разъемным и иметь съемную сопловую крышку 33 конической формы, а по центру конуса выполнен цилиндрический стабилизирующий канал 31, вокруг которого концентрично и равномерно по окружности располагаются боковые цилиндрические стабилизирующие каналы 32 малого диаметра.The inventive plasma torch contains a
Таким образом, первый сопловый контур потока ПОГ, поступающего в плазмотрон для образования плазменной дуги (струи) формируется следующим образом: ПОГ через подающий канал 4 с делителем потока ПОГ поступает в стационарную часть 1 плазмотрона и через подающий канал 4 с делителем потока ПОГ равномерно распределяется по двум осесимметричным подающим каналам 17, которые соединены через формирующий завихритель (ФЗ) 18, стабилизирующий завихритель (СЗ) 19 и каналы 20 с газоразрядной камерой ГРК 14, расположенной в анодном узле 13 вместе с формирующим соплом 15, выполненным с выходным цилиндрическим каналом 16.Thus, the first nozzle circuit of the FOG flow entering the plasma torch for the formation of a plasma arc (jet) is formed as follows: FOG through the supply channel 4 with the FOG flow divider enters the
Второй сопловый контур подачи ПОГ необходим для стабилизации плазменной дуги (струи), сформированной первым контуром, и, выходящей из выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15 плазмотрона. Назначение второго соплового контура 21 подачи ПОГ заключается в стабилизации плазменной дуги (струи), который реализован следующим образом: на корпусе 6 сменной части плазмотрона 5 размещен стабилизирующий второй сопловый контур 21, обеспечивающий на первом этапе своей работы отбор ПОГ в количестве 30-40 процентов от общего количества ПОГ, поступающего в ГВТ плазмотрона через подающий канал 4 из камеры 23, расположенной в кольцевой полости 7 сменной части 5 плазмотрона, и его подачу через радиальные передаточные каналы 22 в кольцевую стабилизирующую камеру 24, где создается избыточное давление плазмообразующего газа, который через отверстия в нижней части кольцевой стабилизирующей камеры 24 поступает в концентрично расположенные вдоль оси плазмотрона распределительные каналы 25, выходящие в кольцевую завихрительную камеру 26, выполненную с равномерно расположенными в ее нижней части тангенциальными каналами 27, выходящими в кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру 28, образованную внешней поверхностью формирующего сопла 15 и внутренней конической поверхностью 29 торцевой конической части 30 стабилизирующего второго соплового контура 21, где закрученный тангенциальными каналами 27 поток ПОГ, выходит в кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру 28 и подвергается интенсивному нагреву от воздействия высокой температуры нагретой внешней поверхности формирующего сопла 15 и открытой части плазменной дуги (струи), образованной в промежутке между торцом формирующего сопла 15 и входом в цилиндрический стабилизирующий канал 31 стабилизирующего второго соплового контура 21, что сопровождается резким перепадом давления в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере 28 и увеличением скорости вихревого движения потока ПОГ вследствие интенсивной закрутки потока ПОГ тангенциальными каналами 27, создающими интенсивный вихревой поток и разрежение давления по центру выходного цилиндрического стабилизирующего канала 31. Таким образом, плазменная дуга (струя), выходящая из формирующего сопла 15 плазмотрона, вследствие малого расстояния между торцом формирующего сопла 15 плазмотрона и входным отверстием цилиндрического стабилизирующего канала 31, не успевает раскрыться и, в силу высокого разрежения по оси кольцевой конфузорной стабилизирующей камеры 28 и центру цилиндрического стабилизирующего канала 31 сохраняет на выходе из него приобретенную в формирующем сопле 15 цилиндрическую форму и стабильно малые поперечные размеры. Для дополнительного увеличения разрежения давления по оси плазменного потока на выходе из цилиндрического стабилизирующего канала 31 и сохранения минимальных поперечных размеров при максимально достигаемой длине плазменной дуги (струи) в торцевой конической части 30 вокруг выходного цилиндрического стабилизирующего канала 31 дополнительно равномерно и концентрично расположены боковые цилиндрические стабилизирующие каналы 32 малого диаметра, через которые из кольцевой конфузорной стабилизирующей камеры 28 выходит кольцевой струйный вихревой поток нагретого до высокой температуры ПОГ, создающий плотный равномерный по окружности плазменной дуги (струи) спутный кольцевой струйный поток ПОГ, не позволяя основному плазменному потоку на выходе из цилиндрического стабилизирующего канала 31 изменять свои первоначальные размеры и форму. Закрученный с помощью тангенциальных каналов 27 поток ПОГ характеризуется высокой степенью закрутки и равномерным распределением вихревой скорости потока в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере 28, в выходном цилиндрическом стабилизирующем канале 31, и в концентрично расположенных вокруг него боковых цилиндрических стабилизирующих каналах 32 малого диаметра, создающих в совокупности сплошную кольцевую вихревую структуру потока с центром низкого давления (разрежения) по оси плазменной струи на выходе из цилиндрического стабилизирующего канала 31 второго соплового контура 21, осуществляя тем самым стабилизацию плазменной дуги (струи), сформированную по форме и размерам в формирующем сопле 15 и дополнительно стабилизированную во втором сопловом контуре 21 на значительной длине.The second nozzle circuit for supplying POG is necessary to stabilize the plasma arc (jet) formed by the first circuit and leaving the
Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device works as follows.
Плазмотрон устанавливается на каретку механизма перемещения, в качестве которого может быть использована портальная, консольная или шарнирная машина плазменной резки. К плазмотрону подводится: плазмообразующий газ (ПОГ) из системы подготовки газа; охлаждающая жидкость (вода) из системы жидкостного охлаждения, электроэнергия от источника питания напряжением 380 В.The plasma torch is installed on the carriage of the movement mechanism, which can be used as a portal, cantilever or articulated plasma cutting machine. The following is supplied to the plasma torch: plasma-forming gas (PG) from the gas preparation system; coolant (water) from the liquid cooling system, electricity from a 380 V power source.
Запуск плазмотрона осуществляется после выполнения следующих предварительных действий. Первым шагом в подготовке плазмотрона к работе является подача в него по каналу 2 охлаждающей жидкости (ОЖ) - воды под давлением 2,0-4,0 МПа. Вода поступает к теплонагруженным узлам плазмотрона – электроду 12 и формирующему соплу 15 и далее по каналу 3 отводится из плазмотрона в систему оборотного водоснабжения. Процесс охлаждения теплонагруженных узлов плазмотрона происходит при постоянном контроле температуры, давления на входе и расходе воды на выходе из плазмотрона. В качестве охлаждающей среды в зимнее время могут использоваться незамерзающие жидкости.The plasma torch is launched after the following preliminary steps have been performed. The first step in preparing the plasma torch for operation is to supply it through channel 2 with a cooling liquid (coolant) - water at a pressure of 2.0-4.0 MPa. Water enters the heat-loaded nodes of the plasma torch - the
Вторым шагом в подготовке плазмотрона к запуску является подача плазмообразующего газа (ПОГ) в газовоздушный тракт (ГВТ) плазмотрона по подающему каналу 4. Параметры подаваемого ПОГ из системы газоподготовки поддерживаются на постоянном уровне, обеспечивая следующие основные характеристики: расход ПОГ- 4,0-10 м3/час; давление- 0,2-0,5 МПа. В качестве ПОГ может использоваться очищенный от масла и примесей осушенный воздух из магистрали, либо из индивидуального компрессора, размещенного рядом с машиной плазменной резки. Кроме воздуха в качестве плазмообразующей среды, в зависимости от марки металла, могут использоваться другие газы или их смеси.The second step in preparing the plasma torch for launch is the supply of plasma-forming gas (PGG) to the gas-air path (GWP) of the plasma torch through the supply channel 4. The parameters of the supplied GPG from the gas preparation system are maintained at a constant level, providing the following main characteristics: POG flow rate - 4.0-10 m 3 /hour; pressure - 0.2-0.5 MPa. As POG can be used dehydrated air purified from oil and impurities from the line, or from an individual compressor located next to the plasma cutting machine. In addition to air, other gases or their mixtures can be used as a plasma-forming medium, depending on the grade of metal.
Третьим шагом в подготовке плазмотрона к работе является его подключение к электрической сети и источнику питания постоянного тока, основной характеристикой которого являются: напряжение питания подводимой электрической сети – 380В, +_ 10%; потребляемая мощность, источника питания не более – 100 кВА; ток резки (постоянный и плавнорегулируемый) – от 30 до 200 А.The third step in preparing the plasma torch for operation is its connection to the electrical network and a DC power source, the main characteristics of which are: supply voltage of the supplied electrical network - 380V, +_ 10%; power consumption, power supply not more than - 100 kVA; cutting current (constant and continuously adjustable) - from 30 to 200 A.
Через входное отверстие подающего канала 4, расположенного на торце стационарной части 1, ПОГ под давлением 0,2-0,5 МПа поступает через делитель потока ПОГ в соосно расположенные в сменной части 5 подающие каналы 17, откуда закрученный на выходе из каналов 17 поток ПОГ равномерно заполняет кольцевую камеру перед входом в формирующий завихритель ФЗ 18 и под воздействием избыточного давления маловозмущенный поток ПОГ после первой вихревой закрутки с углом наклона подачи ПОГ к оси плазмотрона в пределах от 60 до 70 градусов поступает в каналы формирующего завихрителя ФЗ 18, в которых осуществляется преобразование маловозмущенного потока ПОГ после выхода из осесимметричных подающих каналов 17 в интенсивно закрученный турбулентный поток ПОГ. Предварительно закрученный маловозмущенный поток после выхода из подающих каналов 17 и преобразованный в винтовых каналах формирующего завихрителя 18 поток ПОГ выходит в виде закрученного интенсивного вихря на второй участок – в камеру 23 с размещенным в ней стабилизирующим завихрителем СЗ 19, выполненным в виде профилированной диэлектрической втулки с каналами 20, расположенными по ее окружности и выходящими под углом от 60 до 70 градусов к поверхности электрода 12 через кольцевой конфузорный вихревой канал в газоразрядную камеру ГРК 14 анодного узла 13. Трехкратное последовательное вихревое изменение течения потока ПОГ в катодном узле 8 с соответствующей интенсивной закруткой потока под углом к оси плазмотрона в пределах от 60 до 70 градусов на каждом из трех участков, изменяет масштаб вихревой структуры на каждом из этих участков - завихрителей ПОГ и создает в газоразрядной камере 14 и анодном узле 13 равномерную по своим газодинамическим характеристикам вихревую область течения ПОГ с центром низкого давления (разрежения) по оси плазмотрона. Организованная таким образом подача закрученного вихревого потока ПОГ в газоразрядную камеру ГРК 14 и анодный узел 13 плазмотрона, позволяет осуществить равномерное обжатие плазменной дуги по оси анодного узла 13, фиксацию катодного пятна по центру электрода 12 и плазменной дуги (струи) по центру выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15. Так действует газодинамический механизм вихревой стабилизации ПОГ в ГВТ плазмотрона с одноконтурной подачей ПОГ, обеспечивающий подачу, движение и формирование закрученного потока ПОГ в анодном узле 13 и на выходе потока ПОГ из сопла плазмотрона, рассчитанной на модели плазменной струи. Изучение газодинамических процессов, происходящих в газовоздушном тракте плазмотрона с одноконтурной подачей ПОГ показало, что на выходе потока плазменной струи из формирующего сопла 15 или потока плазмы в реальных производственных условиях, уже на расстоянии 18-20 мм от торца сопла, в струе наблюдается стремление к рассеиванию – изменению формы и размеров потока ПОГ или плазменного потока, выходящего из формирующего сопла 15.Through the inlet of the supply channel 4, located at the end of the
На фиг.4а и фиг.5а приведены примеры расчета и распределения температуры потока плазмы на модели, рассчитанной с помощью программного пакета Solid Works, из которой видно, что сохранение температуры, скорости, формы и размеров струи в плазмотроне ПМВР 5.3 (прототип) с одноконтурной подачей ПОГ обеспечивается на расстоянии не более 18-20 мм (фиг. 5а;7а;9а) от торца формирующего сопла 15, что безусловно недостаточно для качественной и производительной резки металла больших толщин.On figa and figa shows examples of the calculation and distribution of the plasma flow temperature on the model calculated using the Solid Works software package, from which it can be seen that the conservation of temperature, velocity, shape and size of the jet in the plasma torch PMVR 5.3 (prototype) with a single-loop POG supply is provided at a distance of no more than 18-20 mm (Fig. 5a; 7a; 9a) from the end of the forming
Для устранения этого важного технологического недостатка, относящегося ко всем конструкциям плазмотронов с одноконтурной подачей ПОГ, используемого только на формирование плазменной дуги (струи) в анодном узле 13, заявлена двухконтурная схема подачи ПОГ: первый контур – подача ПОГ в сопловой узел плазмотрона; второй контур – дополнительная подача ПОГ на выходе плазменной дуги (струи) из формирующего сопла 15 плазмотрона с помощью стабилизирующего второго соплового контура 21. Это позволило не только улучшить и сохранить форму и размеры плазменной дуги (струи) на выходе из формирующего сопла 15, но также значительно улучшить ее стабилизацию по этим важным параметрам и значительно увеличить ее длину на выходе из выходного цилиндрического стабилизирующего канала 31 второго соплового контура 21 на значительное, до 70 мм и более, расстояние, а также увеличить температуру и скорость истечения плазменного потока.To eliminate this important technological disadvantage, which applies to all designs of plasma torches with a single-loop supply of POG, used only for the formation of a plasma arc (jet) in the anode node 13, a two-loop scheme for supplying POG is declared: the first circuit is the supply of POG to the nozzle assembly of the plasma torch; the second circuit is an additional supply of POG at the exit of the plasma arc (jet) from the forming
Работа второго соплового контура 21, размещенного на внешней поверхности корпуса 6 сменной части 5, осуществляется следующим образом: ПОГ (воздух), подаваемый в плазмотрон под давлением 0,2-0,5 МПа через канал 4 проходит по газовоздушному тракту до камеры 23, расположенной на участке стабилизирующего завихрителя СЗ 19, где происходит разделение потока ПОГ по двум направлениям, одно из которого связано с газовоздушным трактом плазмотрона и идет на плазмообразование в сопловой узел плазмотрона, а другое связано с стабилизирующим вторым сопловым контуром 21, выполненным с радиальными передаточными каналами 22 и соединенными с кольцевой стабилизирующей камерой 24, в которой происходит затормаживание потока ПОГ и формирование области повышенного давления. В нижней части кольцевой стабилизирующей камеры 24 выполнены отверстия, через которые ПОГ под давлением равномерно поступает в распределительные каналы 25, расположенные соосно и концентрично оси плазмотрона и направленные в кольцевую завихрительную камеру 26. С противоположной стороны кольцевой завихрительной камеры 26 в ее нижней части равномерно расположены тангенциальные каналы 27, направленные под углом 60-70 градусов к оси плазмотрона и выходящие в кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру 28. Закрученный вихревой поток ПОГ на выходе из тангенциальных каналов 27, двигаясь по каналу кольцевой конфузорной стабилизирующей камеры 28 в сторону оси плазмотрона, сталкивается с потоком плазмы, выходящей из выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15 и резко затормаживается, сохраняя свою вихревую структуру и создавая усиленное разрежение по центру уже закрученного в анодном узле 13 потока плазмы. Интенсивно закрученный по каналу кольцевой конфузорной стабилизирующей камеры 28 ПОГ на участке между торцевой поверхностью формирующего сопла 15 и внутренней конической поверхностью 29 торцевой конической части 30 сдерживает раскрытие струи плазмы, выходящей из выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15, придает ей первоначальную цилиндрическую форму и минимальные поперечные размеры, близкие к размерам выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15 и выравнивает в результате создаваемого вихревого движения в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере 28, скорость плазменного потока на выходе из формирующего сопла 15. Такое взаимодействие ПОГ, закрученного по каналу кольцевой конфузорной стабилизирующей камеры 28 второго соплового контура 21, с потоком плазмы, выходящей из формирующего сопла 15 и направленным по оси плазмотрона, обеспечивает сохранение размеров поперечного сечения плазменной струи близкими к поперечным размерам сечения выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15, а плазменная струя, на выходе из формирующего сопла 15 плазмотрона, благодаря такому механизму термокинетического и газодинамического воздействия, сохраняет свою цилиндрическую форму и в обжатом в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере 28 стабилизированном состоянии входит с обновленными параметрами по скорости и температуре в выходной цилиндрический стабилизирующий канал 31, расположенный по оси плазмотрона и по центру торцевой конической части 30 второго соплового контура 21. Сохранившая свою цилиндрическую форму и минимальные размеры, близкие к размерам выходного цилиндрического канала 16, плазменная струя, после воздействия закрученного по каналу кольцевой конфузорной стабилизирующей камеры 28 потока ПОГ, входит в выходной цилиндрический стабилизирующий канал 31. Получив новый импульс вихревого воздействия в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере 28 плазменная струя приобретает по сравнению с предыдущей конструкцией плазмотрона-прототипа (фиг. 4а и 5а - температура; 6а и 7а - скорость) новые более эффективные характеристики по температуре плазменного потока, (фиг. 4б и 5б) и самое значительное по скорости движения ( фиг. 6б и 7б). Эти изменения отчетливо продемонстрированы и при воздействии плазменной дуги (струи) на металл (фиг. 8а,б – распределение температуры и фиг. 9а,б – распределение скорости потока плазменной дуги (струи) в металле).The operation of the second nozzle circuit 21, located on the outer surface of the
Для сохранения достигнутых газодинамических и термокинетических параметров плазменной дуги (струи) на выходе из цилиндрического стабилизирующего канала 31 и ниже по течению потока плазмы, в разрезаемом металле, вокруг цилиндрического стабилизирующего канала 31 на расстоянии 2-5 мм от края цилиндрического стабилизирующего канала 31 равномерно по окружности размещены боковые цилиндрические стабилизирующие каналы 32 малого диаметра. Минимальное количество расположенных по окружности рядов боковых цилиндрических стабилизирующих каналов 32 малого диаметра составляет один ряд, а максимальное – не более двух рядов. Боковые каналы первого ряда имеют цилиндрическую форму и направлены соосно вдоль края выходного цилиндрического стабилизирующего канала 31. Закрученный в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере 28 поток ПОГ в силу высокого давления заполняет боковые цилиндрические стабилизирующие каналы 32 и выходит из них спутным потоком с дополнительным вихревым импульсом, обеспечивающим дополнительное обжатие и стабилизацию потока плазмы, выходящей из выходного цилиндрического стабилизирующего канала 31. Для более равномерной инжекции подсасываемого струей плазмы окружающего воздуха на торцевой конической части 30 выполнен второй ряд отверстий ( или щелевых пазов) малого диаметра, направленных под углом, находящимся в пределах от 10 до 20 градусов к оси плазмотрона. Этот поток дополнительно обжимает основную струю из выходного цилиндрического стабилизирующего канала 31 и спутный поток из боковых цилиндрических стабилизирующих каналов 32 малого диаметра первого ряда и препятствует проникновению в струю инжектируемого из окружающего пространства холодного воздуха. Действие на газодинамический механизм плазмотрона дополнительных боковых цилиндрических стабилизирующих каналов 32 малого диаметра показано на Фиг.10.To maintain the achieved gas-dynamic and thermokinetic parameters of the plasma arc (jet) at the outlet of the cylindrical stabilizing
Расчетные параметры температуры и скорости распространения потока плазмы в металле для плазмотрона (прототипа) ПМВР 5.3 и заявляемого плазмотрона ПМВР 9.х приведены на (фиг.8а,б и фиг.9а,б).The calculated parameters of the temperature and velocity of the plasma flow in the metal for the plasma torch (prototype) PMVR 5.3 and the proposed plasma torch PMVR 9.x shown in (Fig.8a,b and Fig.9a,b).
После подключения плазмотрона к системе охлаждения, к системе подготовки и подачи ПОГ, плазмотрон через осциллятор – возбудитель дежурной дуги, подключают к источнику электропитания установки. При запуске плазмотрона через осциллятор на разнополярные конструктивные элементы плазмотрона – катодный узел 8 (электрод 12) и анодный узел 13 (формирующее сопло 15) подается высокочастотный потенциал напряжением 10 кВ. Пробивая воздушный промежуток в газоразрядной камере (ГРК) 14 на самом минимальном расстоянии, которое конструктивно находится между наружной поверхностью электрода 12 и внутренней поверхностью формирующего сопла 15, электрическая дуга под воздействием интенсивного вихревого потока ПОГ, создаваемого формирующим завихрителем (ФЗ) 18 и стабилизирующим завихрителем (СЗ) 19, перемещается в анодный узел 13 и вытягивается под воздействием геометрической конфузорной формы анодного узла 13 и сильного разрежения давления, создаваемого интенсивной закруткой потока ПОГ по оси плазмотрона, на торце по центру электрода 12, и по оси выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15. Разрежение давления в потоке ПОГ по оси анодного узла 13 и в струе на выходе из выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15 поддерживается и усиливается в плазмотроне с помощью второго соплового контура 21, содержащего кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру 28, профилированный выходной цилиндрический стабилизирующий канал 31, и боковые цилиндрические стабилизирующие каналы 32 малого диаметра, чем в совокупности и обеспечивается создание равномерного и интенсивно закрученного стабилизированного по форме и размерам потока ПОГ. Созданные в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере 28 условия разрежения давления позволили сформировать область низкого давления по оси второго соплового контура 21 и в плазменной дуге (струе) на выходе из сопла с выходным цилиндрическим стабилизирующим каналом 31 и боковыми цилиндрическими стабилизирующими каналами 32 малого диаметра. Такое взаимодействие потоков позволило ориентировать плазменную дугу и окружающую ее плазменную струю по центру торца электрода 12, оси выходного цилиндрического канала 16 формирующего сопла 15 и второго соплового контура 21, содержащего кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру 28, профилированный выходной цилиндрический стабилизирующий канал 31, боковые цилиндрические стабилизирующие каналы 32 малого диаметра, обеспечивая тем самым высокую концентрацию энергии плазменной дуги (струи) по оси плазмотрона от центра электрода 12 и до, и после выхода ее из выходного цилиндрического стабилизирующего канала 31.After the plasma torch is connected to the cooling system, to the POG preparation and supply system, the plasma torch through the oscillator - the exciter of the pilot arc, is connected to the power supply of the installation. When starting the plasma torch through the oscillator, the heteropolar structural elements of the plasma torch - cathode assembly 8 (electrode 12) and anode assembly 13 (forming nozzle 15) are supplied with a high-frequency potential of 10 kV. Breaking through the air gap in the gas discharge chamber (GDC) 14 at the very minimum distance, which is structurally located between the outer surface of the
Второй сопловый контур 21 является составной и неотъемлемой частью конструкции заявляемого плазмотрона и представляет собой последовательное сочетание функциональных участков, осуществляющих движение потока ПОГ - по каналам 22, 25, 27, камерам 23, 24, 26, 28, выходному цилиндрическому стабилизирующему каналу 31, боковым цилиндрическим стабилизирующим каналам 32 малого диаметра, выполненным в торцевой конической части 30 второго соплового контура 21, а угол закрутки тангенциальными каналами 27 в кольцевой завихрительной камере 26, подающих каналов 17, каналов формирующего завихрителя 18 и каналов 20 стабилизирующего завихрителя 19 находится в пределах от 60 до 70 градусов к оси плазмотрона.The second nozzle circuit 21 is an integral and integral part of the design of the inventive plasma torch and is a sequential combination of functional sections that carry out the movement of the POG flow - along
Причем степень закрутки ПОГ на участках подающих каналов 17, каналов формирующего завихрителя 18 и каналов 20 стабилизирующего завихрителя 19 предполагает увеличение эффективности закрутки и выравнивание скорости потока ПОГ по всему проходному сечению ГВТ плазмотрона, включая анодный узел 13. Конструкция ГВТ плазмотрона со вторым сопловым контуром 21 дополнительно обеспечивает высокую эффективность закрутки ПОГ на выходе из выходного цилиндрического канала 16 анодного узла 13 и создает условия максимального равномерного давления в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере 28 с высокой степенью разрежения давления по оси плазмотрона, оси второго соплового контура 21, в выходном цилиндрическом стабилизирующем канале 31, боковых цилиндрических стабилизирующих каналах 32 малого диаметра, выполненных в торцевой конической части 30 второго соплового контура 21. Кроме этого, наблюдается выравнивание скорости движения вихревого потока в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере 28, в выходном цилиндрическом стабилизирующем канале 31 и на выходе плазменной дуги (струи) из него. Особо следует отметить, что использование второго соплового контура 21 позволило достигнуть значительного уменьшения поперечных размеров плазменной дуги и окружающей ее плазменной струи, и обеспечить высокую концентрацию тепловой энергии плазменной дуги (струи) на значительном расстоянии по оси плазмотрона. Moreover, the degree of FOG swirling in the sections of the
Проведенные экспериментальные исследования показали, что второй сопловый контур 21 обеспечивает на всем пути прохождения ПОГ по каналам, камерам, на всем протяжении газовоздушного тракта плазмотрона и на выходе плазменной дуги из формирующего сопла 15 необходимый по скорости, температуре, давлению и расходу закрученный поток ПОГ, который приобретает наиболее эффективную вихревую структуру в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере 28, в выходном цилиндрическом стабилизирующем канале 31 и боковых цилиндрических стабилизирующих каналах 32 малого диаметра, выполненных в торцевой конической части 30 второго соплового контура 21.The conducted experimental studies have shown that the second nozzle circuit 21 provides, along the entire path of the FOG passage through the channels, chambers, along the entire length of the gas-air path of the plasma torch and at the exit of the plasma arc from the forming
Характер течения потока ПОГ и исследование распределения скорости и температуры потока ПОГ в известной и предлагаемой конструкции плазмотрона со стабилизирующим вторым сопловым контуром 21 рассчитаны в программном пакете Solid Works. Расчет проводился с использованием конструктивной модели действующего плазмотрона - прототипа (фиг.11а) и заявляемого плазмотрона (фиг.11б), оснащенного вторым сопловым контуром 21 (фиг.1- фиг.3). С участка газовоздушного тракта плазмотрона, где расположена камера 23 стабилизирущего завихрителя (СЗ) 19, происходит забор закрученного в формирующем завихрителе (ФЗ) 18 потока ПОГ, который по радиальным каналам 22 поступает под избыточным давлением в кольцевую стабилизирующую камеру 24, в нижней части которой имеются выходные отверстия, соединенные с расположенными концентрично оси плазмотрона распределительными каналами 25, по которым закрученный в кольцевой стабилизирующей камере 24 поток ПОГ поступает в кольцевую завихрительную камеру 26, в нижней части которой выполнены тангенциальные каналы 27, закручивающие уже имеющий вихревую структуру поток ПОГ, выходящий в кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру 28, в которой создается равномерный высокоскоростной закрученный поток ПОГ, ограниченный внутренней конической поверхностью 29 второго соплового контура 21 и внешней торцевой и конической поверхностью формирующего сопла 15 с выходным цилиндрическим каналом 16, размещенным по оси плазмотрона и выполненным по центру торцевой части формирующего сопла 15. Как видно из представленного на (фиг.3, 5, 7 и 10) характера распределения потока ПОГ по каналам и камерам второго соплового контура 21 заявляемого плазмотрона на всех участках по пути движения потока ПОГ и на выходе из выходного цилиндрического стабилизирующего канала 31 наблюдается равномерное наполнение каналов и камер потоками ПОГ, который имеет вихревой характер перемещения и учитывается в расчетах скорости движения и распределения температуры потока плазмы. Для усиления стабилизации плазменного потока и уменьшения угла раскрытия плазменной струи на выходе из выходного цилиндрического стабилизирующего канала 31, вокруг этого канала равномерно по окружности концентрично расположены боковые цилиндрические стабилизирующие каналы 32 малого диаметра, препятствующие преждевременному раскрытию плазменной струи и снижающие эффект инжектирования окружающего воздуха в плазменную струю (фиг. 10б).The nature of the flow of the POG flow and the study of the distribution of the velocity and temperature of the POG flow in the known and proposed design of the plasma torch with a stabilizing second nozzle circuit 21 were calculated using the Solid Works software package. The calculation was carried out using a constructive model of the current plasma torch prototype (Fig.11a) and the proposed plasma torch (Fig.11b), equipped with a second nozzle circuit 21 (Fig.1-Fig.3). From the section of the gas-air path of the plasma torch, where the
Таким образом, второй сопловый контур обеспечивает равномерное распределение вихревого потока ПОГ по радиальным и вертикальным каналам, в завихрительной и стабилизирующей и камерах, и в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере стабилизирующего второго соплового контура, обеспечивая тем самым, высокую скорость вихревого движения потока ПОГ уже в самом начале его отбора из камеры стабилизирующего завихрителя плазмотрона и далее в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере вплоть до выхода плазменного потока из выходного цилиндрического стабилизирующего канала и из боковых цилиндрических стабилизирующих каналов малого диаметра второго соплового контура. Использование потока плазмы, выходящего из выходного цилиндрического стабилизирующего канала и из боковых цилиндрических стабилизирующих каналов малого диаметра предлагаемого второго соплового контура позволило в значительной степени улучшить газодинамические и термокинетические характеристики плазмотрона, обеспечивая высокие показатели по скорости, давлению и температуре. Предлагаемая конструкция плазмотрона позволила организовать поток ПОГ таким образом, что обеспечило вокруг поверхности электрода и по центру внутри формирующего сопла, в газоразрядной камере и анодном узле более высокое разрежение давления по оси плазмотрона, стабильную фиксацию катодного пятна по центру торца электрода, стабилизацию плазменной дуги по оси выходного цилиндрического канала сопла и на выходе плазменной дуги (струи) из формирующего сопла плазмотрона, а далее дополнительное обжатие и стабилизацию плазменной дуги (струи), выходящей из формирующего сопла плазмотрона в стабилизирующем втором сопловом контуре.Thus, the second nozzle circuit provides a uniform distribution of the FOG vortex flow along the radial and vertical channels, in the swirl and stabilizing chambers, and in the annular confuser stabilizing chamber of the stabilizing second nozzle circuit, thereby ensuring a high speed of the FOG vortex flow at the very beginning its extraction from the chamber of the stabilizing swirler of the plasma torch and further in the annular confuser stabilizing chamber up to the exit of the plasma flow from the output cylindrical stabilizing channel and from the side cylindrical stabilizing channels of small diameter of the second nozzle circuit. The use of the plasma flow coming out of the output cylindrical stabilizing channel and from the side cylindrical stabilizing channels of small diameter of the proposed second nozzle circuit made it possible to significantly improve the gas-dynamic and thermokinetic characteristics of the plasma torch, providing high performance in terms of speed, pressure and temperature. The proposed design of the plasma torch made it possible to organize the POG flow in such a way that it provided around the electrode surface and in the center inside the forming nozzle, in the gas discharge chamber and the anode unit, a higher pressure rarefaction along the plasma torch axis, stable fixation of the cathode spot in the center of the electrode end face, stabilization of the plasma arc along the axis output cylindrical channel of the nozzle and at the outlet of the plasma arc (jet) from the forming nozzle of the plasma torch, and then additional compression and stabilization of the plasma arc (jet) emerging from the forming nozzle of the plasma torch in the stabilizing second nozzle circuit.
В заявляемом плазмотроне второй сопловый контур позволяет обеспечить не только оптимальное распределение потока ПОГ по первому контуру газовоздушного тракта плазмотрона, но и добиться существенного увеличения температуры и скорости течения плазменной струи на выходе из второго соплового контура. Стабилизация плазменной дуги (струи) по оси газоразрядной камеры, анодного узла и выходного цилиндрического канала сопла с помощью второго соплового контура позволила с высокой эффективностью производить качественную резку металла в широком диапазоне толщин на малых токах и с более высокой скоростью. Использование малых токов и уменьшение диаметра выходного цилиндрического канала формирующего сопла плазмотрона и выходного цилиндрического стабилизирующего канала второго соплового контура позволило решить и ряд проблем санитарно-гигиенического характера, связанных с снижением акустического воздействия плазмотрона в рабочей зоне оператора плазменной установки, уменьшить световое и ультрафиолетовое излучение и образование сварочных газо-аэрозолей, негативно действующих на окружающую среду. Все вышеизложенное позволяет в совокупности обеспечить оптимальные условия работы оператора плазменной установки, увеличить надежность и долговечность конструктивных быстроизнашиваемых элементов (сопло-электрод) плазмотрона, улучшить его эксплуатационные характеристики и повысить качество выпускаемой продукции.In the claimed plasma torch, the second nozzle circuit allows not only to ensure the optimal distribution of the POG flow along the first circuit of the plasma torch gas-air path, but also to achieve a significant increase in the temperature and flow rate of the plasma jet at the outlet of the second nozzle circuit. Stabilization of the plasma arc (jet) along the axis of the gas-discharge chamber, the anode assembly and the output cylindrical channel of the nozzle using the second nozzle circuit made it possible to perform high-quality cutting of metal in a wide range of thicknesses at low currents and at a higher speed with high efficiency. The use of low currents and a decrease in the diameter of the output cylindrical channel of the plasma torch forming nozzle and the output cylindrical stabilizing channel of the second nozzle circuit made it possible to solve a number of sanitary and hygienic problems associated with reducing the acoustic impact of the plasma torch in the working area of the plasma torch operator, reduce light and ultraviolet radiation and formation welding gas-aerosols that adversely affect the environment. All of the above together makes it possible to provide optimal working conditions for the operator of a plasma installation, increase the reliability and durability of structural wear elements (nozzle-electrode) of the plasma torch, improve its performance and improve the quality of products.
Конструкция заявляемого плазмотрона позволила достигнуть высокие технологические параметры, необходимые для работы плазмотрона, обеспечив необходимую и равномерную по скорости вихревого потока интенсивную закрутку на следующих участках ГВТ – формирующем и стабилизирующем завихрителях, в газоразрядной камере, анодном узле, в кольцевой конфузорной стабилизирующей камере, выходном цилиндрическом стабилизирующем канале и боковых цилиндрических стабилизирующих каналах малого диаметра. Организация закрученного потока ПОГ с помощью второго соплового контура позволила в сопловом узле заявляемого плазмотрона добиться стабильной фиксации катодного пятна по центру электрода и стабилизацию плазменной дуги (струи) по оси плазмотрона и выходного цилиндрического канала формирующего сопла, а также на выходе плазменной дуги из формирующего сопла в кольцевую конфузорную стабилизирующую камеру и далее через выходной цилиндрический стабилизирующий канал и боковые цилиндрические стабилизирующие каналы малого диаметра выйти наружу в очень уменьшенном в поперечных размера и увеличенном по длине виде. Использование стабилизирующего второго соплового контура в конструкции заявляемого плазмотрона позволило обеспечить стабильное зажигание дежурной дуги и надежный переход плазмотрона на рабочий режим, кроме этого увеличить ресурс работы сопла и электрода, уменьшить их габариты и снизить материалоемкость при изготовлении плазмотрона, а также улучшить параметры качества кромок разрезаемого металла, снизить энергопотребление и улучшить условия труда по ряду санитарно-гигиенических факторов (аэродинамический шум и ультразвук, сварочные аэрозоли, излучение и др.).The design of the inventive plasma torch made it possible to achieve high technological parameters necessary for the operation of the plasma torch, providing the necessary and uniform in terms of the speed of the vortex flow intensive swirl in the following sections of the GWT - the forming and stabilizing swirlers, in the gas discharge chamber, the anode unit, in the annular confuser stabilizing chamber, the output cylindrical stabilizing channel and side cylindrical stabilizing channels of small diameter. The organization of the swirling POG flow with the help of the second nozzle circuit made it possible in the nozzle assembly of the proposed plasma torch to achieve stable fixation of the cathode spot in the center of the electrode and stabilization of the plasma arc (jet) along the axis of the plasma torch and the output cylindrical channel of the forming nozzle, as well as at the exit of the plasma arc from the forming nozzle into an annular confuser stabilizing chamber and then through the output cylindrical stabilizing channel and side cylindrical stabilizing channels of small diameter to go outside in a very reduced in transverse size and increased in length. The use of a stabilizing second nozzle circuit in the design of the proposed plasma torch made it possible to ensure stable ignition of the pilot arc and reliable transition of the plasma torch to the operating mode, in addition to increase the service life of the nozzle and electrode, reduce their dimensions and reduce material consumption in the manufacture of the plasma torch, as well as improve the quality parameters of the edges of the metal being cut , reduce energy consumption and improve working conditions for a number of sanitary and hygienic factors (aerodynamic noise and ultrasound, welding aerosols, radiation, etc.).
Таким образом, предлагаемая конструкция плазмотрона, оснащенная вторым сопловым контуром, без особых затрат обеспечила достижение заявленного технического результата и позволила решить ряд важных технологических задач, а именно: улучшить газодинамические и термокинетические параметры и стабилизацию плазменной дуги (струи), значительно уменьшить ее поперечные размеры и увеличить длину на выходе из сопла плазмотрона, а также улучшить условия труда в рабочей зоне оператора плазменной установки.Thus, the proposed design of the plasma torch, equipped with a second nozzle circuit, ensured the achievement of the claimed technical result at no special cost and made it possible to solve a number of important technological problems, namely: improve the gas-dynamic and thermokinetic parameters and stabilize the plasma arc (jet), significantly reduce its transverse dimensions and increase the length at the outlet of the plasma torch nozzle, as well as improve working conditions in the working area of the plasma installation operator.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2780330C1 true RU2780330C1 (en) | 2022-09-21 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5326757A (en) * | 1976-08-26 | 1978-03-13 | Kishenev Poritekunichiesukii I | Plasmatron |
| SU1756063A1 (en) * | 1990-07-09 | 1992-08-23 | Ю.А.Пыкин, ИД.Ларионов и А.Ю.Савиных | Plasma generator |
| EA200000252A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-27 | Владимир Семенович Тверской | PLASMA BURNER |
| RU20871U1 (en) * | 2001-08-22 | 2001-12-10 | Пыкин Юрий Анатольевич | PLASMOTRON |
| RU2754817C1 (en) * | 2021-03-24 | 2021-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение «Полигон» | Plasmatron |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5326757A (en) * | 1976-08-26 | 1978-03-13 | Kishenev Poritekunichiesukii I | Plasmatron |
| SU1756063A1 (en) * | 1990-07-09 | 1992-08-23 | Ю.А.Пыкин, ИД.Ларионов и А.Ю.Савиных | Plasma generator |
| EA200000252A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-27 | Владимир Семенович Тверской | PLASMA BURNER |
| RU20871U1 (en) * | 2001-08-22 | 2001-12-10 | Пыкин Юрий Анатольевич | PLASMOTRON |
| RU2754817C1 (en) * | 2021-03-24 | 2021-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение «Полигон» | Plasmatron |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4764656A (en) | Transferred-arc plasma apparatus and process with gas heating in excess of anode heating at the workpiece | |
| EP1195077B1 (en) | Anode electrode for plasmatron structure | |
| US5317126A (en) | Nozzle and method of operation for a plasma arc torch | |
| US7375302B2 (en) | Plasma arc torch having an electrode with internal passages | |
| EP1894450B1 (en) | Generating discrete gas jets in plasma arc torch applications | |
| US4916273A (en) | High-velocity controlled-temperature plasma spray method | |
| JP5690891B2 (en) | Axial feed type plasma spraying equipment | |
| CN109618483B (en) | Multi-arc plasma generator | |
| WO2009092234A1 (en) | An ac plasma ejection gun and its power supply method and a pulverized coal burner | |
| US4369919A (en) | Plasma torch for processing metals in the air and under water | |
| AU2020245070B2 (en) | Plasma reactor for processing gas | |
| RU2780330C1 (en) | Plasmatron | |
| US6096992A (en) | Low current water injection nozzle and associated method | |
| EP0526560A1 (en) | Swirl ring and flow control process for a plasma arc torch. | |
| US10612122B2 (en) | Plasma device and method for delivery of plasma and spray material at extended locations from an anode arc root attachment | |
| DE10140298B4 (en) | Method for plasma welding | |
| US20200022245A1 (en) | Bar nozzle-type plasma torch | |
| US3597650A (en) | Arc radiation sources | |
| RU2584367C1 (en) | Plasmatron | |
| RU2754817C1 (en) | Plasmatron | |
| RU142250U1 (en) | PLASMOTRON FOR SPRAYING | |
| RU2092981C1 (en) | Plasma generator for deposition of powder materials | |
| RU2222121C2 (en) | Electric-arc plasmatron | |
| CN115155351B (en) | Mixer for mixing ethylene and oxygen | |
| RU2749533C1 (en) | Plasma torch for production of powdered materials |