RU37334U1 - Плазмотрон для резки и установка для плазменно-дуговой резки - Google Patents

Description

-I

: : -: С г -ц:л-;;;3-.-л |: 1:-:;-;3-:; ;::;5л :г т

1 Плазмотрон для резки и установка для плазменно- говой резкн. Полезная модель относится к оборудованию для плазменной резки и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности, для плазменной резки металла как в стационарных, так и в полевых условиях при и автоматическом перемещении плазмотрона. Известен плазмотрон для резки, содержащий корпус, изолированный от электрододержателя с электродом, плазмо-формирз гощее сопло с каналом для прохода плазмообразующего газа и наружную защитнзшэ втулку, жестко соединеннз) с плазмо-формир тощим соплом (см. а.с. СССР № 305032, кл. В 23 К 31/00,1969г.). Недостатком этого плазмотрона является то, что зажигание режущей дуги осуществляют путем перемещения электрода сквозь сопло до контакта с изделием. Известен также плазмотрон для резки и установка для плазменнодуговой резки (см. патент РФ №2193955, МПК 7 В 23 К 10/00, 2002 г.). Плазмотрон для резки содержит вставной электрод, установленный в снабженном дифлектором электродержателе, на котором смонтированы сопло, мундштук, стакан, в которых выполнены сообщенные мржду собой входной канал, центральная, средняя и периферийная полости. Установка для плазменно-дуговой резки содержит резак с плазмотроном, установленным в резака, соединенной электрическими кабелями и газопроводом через осциллятор с источником питания, который соединен с компрессором. Это техническое решение наиболее близко к заявленному изобретению и взято за прототип. Эт № Объект-устройство М1Ж7В23К10 В тоже время., эксплуатация плазмотрона, принятого за прототип, выявила ряд недостатков. Он сложен в сборке, так как имеет большое количество деталей, регулировка зазора для воспламенения дуги требует специального инстрз мента, а полости для охлаждения деталей плазмотрона в процессе использования забиваются маслом и грязью. Все это снижает ресурс плазмотрона. Кроме того, в процессе применения прототипа возникали ситуации пробоя изолирующей (текстолитовой) втулки на стакан, что приводило к выводу из строя плазмотрона. Использование установки для плазменно-дуговой резки показывает, что она хорошо себя зарекомендовала в эксплуатации. В тоже время, выявились недостатки. Газопровод соединен с резаком напрямую от компрессора, что ограничивает расположение компрессора на местности, так как длина воздушного шланга (газопровода) определена заводомизготовителем. Поэтому при изменении расположения объекта резки возникает необходимость передвигать сразу два элемента установки для плазменно-дуговой резки: компрессор и источник питания. В прототипе осциллятор постоянно находится вне источника питания и при перемеш;ении резака совместно с осциллятором возможны его повреждения. Практика показывает, что оптимальное расположение от источника питания до объекта разделки составляет 15 - 20 м. Применение осциллятора на таком расстоянии обеспечивает поджег дзти. Кроме того, при выносном варианте осциллятора необходимо его отдельное заземление. Кроме того, подключение к передней панели источника питания кабеля компрессора и газопровода не технологично. Выявились также недостатки и при эксплуатации резака. Принятая в прототипе форма резака резко ограничивает обзор оператору при применении резака. При этом оператор хорошо просматривает режущее пространство только слева менее 180 градусов. Предложенная форма не обеспечивает резку потолочных листов и через небольшие отверстия. 2 1, затрудняет резку вертикальных листов и создает неудобства нри резке половых листов. Задачей полезной модели является обеспечение лучшего охлаждения деталей плазмотрона за счет завихрения воздушного потока, з еличение ресурса плазмотрона, упрощения его сборки и регулировки. Кроме того, поставлена задача увеличения ресурса установки для плазменно-дуговой резки, повышения ее эксплуатационных качеств и расширение эксплуатационных возможностей плазмотрона. Технический результат достигается в плазмотроне для резки, содержанием электрод, установленный в снабженном дифлектором электродержателе, на котором смонтированы сопло, мундштук, стакан, в которых выполнены сообщенные между собой входной канал, центральная, средняя и периферийная полости, при этом сопло имеет внутреннюю поверхность плазмообразующую камеру, выполненную нод углом у, а наружная поверхность покрыта изолируюпщм слоем и выполнена под углом Д причем углы 7 и у определяются опьггным путем, в центральной части сопла предусмотрена расточка диаметром D и глубиной Z), определяемыми опытным путем в зависимости от диаметра d сопла, причем расточка обеспечивает стойкость сопла за счет меньшего соприкосновения плазменновоздз шной струи с торцом сопла. Плазмотрон для резки снабжен мундштзпком с выполненными десятью каналами, расположенными равномерно по окружности под углом 45 градусов к образз юшей внутренней поверхности, соединенных с воздзш1ным входным каналом через направляющие каналы дефлектора, внутреннюю, среднюю и периферийную полости, направляющие каналы мундштука с возможностью обеспечения охлаждения наружной поверхности сопла за счет завихрения воздушного потока. Плазмотрон для резки снабжен дефлектором, выполненным с четырьмя каналами равномерно расположенными по наружной поверхности под углом моы у f 3 ч 45 градусов к образующей, обеспечивающими охлаждение электрода за счет завихрения воздуха. Плазмотрон для резки снабжен изолятором, в верхней части которого выполнены отверстия под углом а. Угол а и суммарная площадь отверстий выбирается опытным путем в зависимости от требуемых параметров плазмообразующей среды, причем конструкция выполнена с возможностью обеспечения дополн1ггельного завихрения воздуха и охлаждения дефлектора, а нижняя часть внутренней поверхности изолятора обеспечена резьбой с возможностью свободного перемещения в вертикальной плоскости по электродержателю и крепления его контргайкой, выполненной с левой резьбой. Плазмотрон для резки снабжен электродержателем, в торцовой части которого выполнена посадочна поверхность под электрод, а в верней части имеется резьба для монтажа дефлектора, средняя часть электродержателя выполнена без резьбы, а хвостовая часть выполнена с резьбой, обеспечивающей монтаж изолятора и регулировку зазора между электродом и внутренней поверхности сопла за счет перемещения электродержателя. Технический результат достигается в установке для плазменно-дуговой резки, содержащей резак с плазмотроном для резки, смонтированном в ручке резака, соединенной электрическими кабелями и газопроводом через осциллятор с источником питания, который соединен с компрессором, при этом осциллятор помещен внутри источника питания с возможностью выноса его в случае необходимости резки от источника питания более 30 метров. Подсоединение дополнительного щтуцера на задней панели источника питания и подключения к нему электрических кабелей и газопровода. Подключение двух вентиляторов на задней стенке корпуса источника питания, обеспечивающих охлаждение трансформатора и исключение попадания дыма от резки внутрь источника питания. 4 V также резку стеновых, потолочных, половых поверхностей и через небольшие отверстия. Сущность полезной модели поясняется чертежами фиг. 1-3. На фиг. 1 показан продольный разрез плазмотрона. На фиг. 2 - схема установки для плазменно-дуговой резки. На фиг. 3 - резак плазменный в сборе. На фиг. 1-3 приняты следующие обозначения: 1 - плазмотрон для резки, 2 - электрод, 3 - мундштук, 4 -дефлектор, 5 - стакан, 6 - изолятор, 7 сопло, 8 - электродержатель, 9 - контргайка, 10 - входной воздушный канал, 11 - центральная полость, 12 - средняя полость, 13 - периферийная полость, 14 - направляющий канал, 15 - воздушный шланг, 16 - компрессор, 17 кабель, 18 - вентилятор, 19 - источник питания, 20 - осциллятор, 21 - резак, 22 - объект резки, 23 - кабель, 24 - масловлагоотделитель, 25- кабель, 26 чехол, 27 - кабель, 28 - кабель, 29 - газопровод, 30 учка резака, 31 кнопка пуска. Как видно из фиг. 1 плазмотрон для резки 1 в отличие от прототипа имеет значительно меньше деталей. В тоже время он обеспечивает простоту сборки, высокое качество эксплуатации и з еличение ресурса. Мундштук 3, в отличие от прототипа, имеет на внутренней поверхности десять направляющих канавок 14, расположенных равномерно по окружности под углом 45 градусов к образующей внутренней поверхности. Такая конструкция мундппука способствует большему завихрению воздуха, проходящему через мундщтук 3, и, как следствие, качественному охлгшдению сопла 7 плазмотрона для резки 1. Дефлектор 4 одним концом упирается в электродержатель, а на втором конце его установлен электрод. Дефлектор 4 выгодно отличается от прототипа наличием четырех канавков равномерно расположенными по наружной поверхности под углом 45 градусов к образующей. Такое расположение канавок обеспечивает охлаждение элеьстрода за счет завихрения воздз а, проходящего чере ефд ектор. 5 W Стакан 5 предназначен для монтажа деталей нлазмотрона для резьси 1. В верхней части стакана 5 имеется внутренняя резьба для соединения с мундштуком 3, а в нижней части стакана предусмотрен выступ, удерживающий изолятор 6. Изолятор 6 выполнен из изоляционного материала, например, текстолита, имеет в нижней торцовой поверхности проточку для соединения со стаканом 5. В верхней части изолятора 6 выполнены отверстия под углом а. Угол а и суммарная площадь отверстий выбираются опьггным путем в зависимости от требуемых параметров плазмообразующей среды и охлаждения сопла. Воздух, проходя через эти отверстия., обеспечивает дополнительное его завихрение и как следствие высокое качество охлаждения сопла. Нижняя часть внутренней поверхности изолятора имеет резьбу, с возможностью свободного перемещения в вертикальной плоскости по электродержателю 8. Контргайка вынолнена из изоляционного материала, например, текстолита и имеет левую резьбу. Сопло 7 своей внутренней поверхностью образует верхнюю часть плазмообраззшэщей камеры, выполненной под у, а наружная поверхность покрыта изолируюпщм слоем и выполнена под углом Д Углы j и определяются опытным путем. Угол у обеспечивает хорошее образование плазмообразз ющей дуги, а угол - лучший обзор оператору при резке металла. В центральной части сопла предусмотрена расточка диаметром Д глубиной , определяемыми опытным путем. Электродержатель 8 в торцовой части имеет посадочную поверхность под электрод, а в верней части имеет резьбу для соединения с дефлектором 4. Хвостовая часть электродержателя 8 имеет левую резьбу, обеспечивающую монтаж изолятора и регулировку зазора между электродом 2 и внутренней поверхности сопла. В техническом решении, принятым за прототип, обеспечение зазора между электродом и внутренне поверхностью сопла осуществляется за счет вращения изолятора. Для этой цели прЕ шшется специальное приспособление, что значительно увеличивает ьсоййт тво 6 , деталей и время на установку зазора. В отличие от прототипа в средней части электродержателя выполнена трехзаходная проточка под углом 45 градусов к образующей. Это, в отличие от прототипа, обеспечивает высокую степень завихрения воздуха и хорошее охлаждение деталей плазмотрона для резки. Такая конструкция электродержателя 8 выгодно отличает плазмотрон для резки 1 от прототипа, значительно упрощает регулировку зазора и сборку самого плазмотрона. Входной воздушный канал 10 соединен с центральной 11, средней 12, периферийной 13 полостями и направляющими каналами 14. В предложенном плазмотроне для резки 1 предусмотрены несколько потоков воздуха. Первый поток идет от входного воздушного канала 10 на охлаждение электрода (катода), далее - по направляющим каналам 14 дефлектора 4 вниз в центральную полость 11. Здесь воздух разветвляется на два потока: одип поток воздуха идет на образование плазменно-образз ющей среды. Он проходит через направляющие каналы 14 электродержателя; второй поток воздуха поступает на охлаждение сопла 7. Он проходит из центральной полости в направляющие каналы мундщтука 14 через периферийную полость 13. Применение такой конструкции воздушных каналов предотвращает засорение маслом и грязью полости 12 и 13 и обеспечивает увеличение ресурса плазмотрона. Это выгодно отличает предложенное устройство от прототипа. Воздушный шланг 15 соединяет компрессор 16 с внутренним шлангом источника питания 19 через маслоотделитель 24. В отличие от прототипа на задней стенке источника питания 19 смонтирован дополнительный штуцер (на рисзшке не показан). К нему подсоединяется кабель 17 питания компрессора 16 и возд5Ш1ный шланг 15 через масловлагоотделитель 24. Па задней стенке смонтирован пульт управления (на рисунке не показан), к которому подходит кабель 24 .:Jbt / 7 подключения к сети переменного тока 380 В. На задней стенке источника питания 19 установлены два вентилятора 18, обеспечивающие качественное охлаждение трансформатора и деталей источника питания. Такая конструкция источника питания 19 выгодно отличает предложенное устройство от прототипа также улучшает охлаждение трансформатора и исключает попадание дыма от резки внутрь источника питания 19. В отличие от прототипа осциллятор 20 смонтирован внутри источника питания 19. Как показывает опыт эксплуатации установки для плазменнодуговой резки, использование осциллятора в выносном варианте приводит к его деформации и уменьшению ресурса. Кроме того, разделка в радиусе более 20 - 30 метров от источника питания встречается крайне редко. В предлагаемом техническом решении констрз тивно осциллятор выполнен так, что в случае необходимости резки от источника питания на удалении более 30 метров возможен вынос осциллятора из источника питания. Осциллятор 20 соединен с резаком 21 кабелями управления 27, дежурной дуги 28 и газопроводом 29, объединенные в кабель-шланговый пакет, выполненный в виде эластичного чехла 26. Резак 21 снабжен ручкой резака 30, в котором установлен плазмотрон для резки 1. Конструкция ручки резака 21 нозволяет легко изменять ее длину от 0,3 до 2,5 метров, что обеспечивает резку металла в неудобных местах, где не требуется близкое расположение оператора к разрезаемому объекгу. Ручка резака 21 снабжена кнопкой пуска 31. В отличие от прототипа плазмотрон для резки 1 смонтирован на резака 21 без наклона. Это обеспечивает возможностью оператору обзор пре резке в 360 градусов (в прототипе обзор обеспечивался только слева в 180 градусов). Кроме того, предложенная конструщия резака обеспечивает резку стеновых, потолочных, половых поверхностей, а также через небольшие отверстия (в прототипе эти работы вызывают затруднения, а резку потолочных изделий - невозможной). .Ш1Ь Г9Г 8 После вБшючения компрессора воздух поступает по газопроводу 29 к плазмдгропу для резки 1 резака 21. При нажатии кнопки пуска 31с помощью осциллятора 20 между электродом 2 и соплом 7 плазмотрона для резки 1 зажигается дежурная дуга, из сопла 7 выдувается плазменный факел, который гаснет через 1,5 - 2,0 секунды, если не начата резка, что обеспечивается электрической схемой источника питания. При касании факела дежурной разрезаемого металла возникает рабочая дуга между электродом 2 и металлом. Дежурная дута при этом автоматически выключается. В данном разрезаемый металл выполняет роль анода, а электрод-катода. Процесс резки основан на использовании воздушноплазменной дзти постоянного тока прямого действия. При этом происходит выплавление и выдувание расплавленного металла с образованием полости реза при перемещении резака 21 относительно разрезаемого металла. Предложенная конструкция плазмотрона для резки и установки для плазменно-дуговой резки увеличивает ресурс плазмотрона для резки, уменьшает количество его деталей, упрощает сборку и peryjrapOBKy. Кроме того, улучшаются эксплуатационные качества установки для плазменно дуговой резки. 9

Claims (7)

1. Плазмотрон для резки, содержащий электрод, установленный в снабженном дифлектором электродержателе, на котором смонтированы сопло, мундштук, стакан, в которых выполнены сообщенные между собой входной канал, центральная, средняя и периферийная полости, отличающийся тем, что сопло имеет внутреннюю поверхность, плазмообразующую камеру, выполненную под углом γ, а наружная поверхность покрыта изолирующим слоем и выполнена под углом β, причем углы γ и β определяются опытным путем, в центральной части сопла предусмотрена расточка диаметром D, глубиной b, определяемые опытным путем в зависимости от диаметра d сопла, причем расточка обеспечивает стойкость сопла за счет меньшего соприкосновения пламенно-воздушной струи с торцом сопла.

2. Плазмотрон по п.1, отличающийся тем, что снабжен мундштуком с выполненными десятью каналами, расположенными равномерно по окружности под углом 45° к образующей внутренней поверхности, соединенными с входным воздушным каналом через направляющие каналы дефлектора, внутреннюю, среднюю и периферийную полости, направляющие каналы мундштука с возможностью обеспечения охлаждения наружной поверхности сопла за счет завихрения воздушного потока.

3. Плазмотрон по п.1, отличающийся тем, что снабжен дефлектором, выполненным с четырьмя каналами, равномерно расположенными по наружной поверхности под углом 45° к образующей, обеспечивающими охлаждение электрода за счет завихрения воздуха.

4. Плазмотрон по п.1, отличающийся тем, что снабжен изолятором, в верхней части которого выполнены отверстия под углом α, угол α и суммарная площадь отверстий выбираются опытным путем в зависимости от требуемых параметров плазмообразующей среды, причем конструкция их выполнена с возможностью обеспечения дополнительного завихрения воздуха и охлаждения дефлектора, а нижняя часть внутренней поверхности изолятора имеет резьбу с возможностью свободного перемещения в вертикальной плоскости по электродержателю и крепления его контргайкой, выполненной с левой резьбой.

5. Плазмотрон по п.1, отличающийся тем, что снабжен электродержателем, в торцовой части которого выполнена посадочная поверхность под электрод, а в верхней части имеется резьба для монтажа дефлектора, средняя часть электродержателя выполнена без резьбы, а хвостовая часть выполнена с резьбой, обеспечивающей монтаж изолятора и регулировку зазора между электродом и внутренней поверхностью сопла за счет перемещения электродержателя.

6. Установка для плазменно-дуговой резки, содержащая резак с плазмотроном для резки, смонтированным в ручке резака, соединенной электрическими кабелями и газопроводом через осциллятор с источником питания, который соединен с компрессором, отличающаяся тем, что осциллятор смонтирован внутри источника питания с возможностью выноса его в случае необходимости резки от источника питания более 30 м, а установка снабжена дополнительным штуцером, установленным на задней панели источника питания, и к которому подключены электрические кабели и газопровод, а также вентиляторами, установленными на задней стенке корпуса источника питания с возможностью обеспечения охлаждения трансформатора и исключения попадания дыма и грязи от резки внутрь источника питания.

7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что плазмотрон для резки смонтирован на ручке резака без наклона с возможностью обеспечения обзора оператору в 360° при резке, а также резке стеновых, потолочных, половых поверхностей и через небольшие отверстия.