плазмотрон

Формула изобретения

Плазмотрон, содержащий полый цилиндрический электрод, корпус с закрепленными на нем соплами и выполненными в нем каналами для подвода газа, систему охлаждения с центральным и соосным с ним кольцевым каналами, соединенными между собой и расположенными в электроде, кольцевым каналом, образованным наружной поверхностью электрода и внутренней поверхностью корпуса и соединенным с полостью электрода перепускными радиальными каналами, а также отводящий канал, отличающийся тем, что он снабжен двумя изоляционными втулками, установленными между корпусом и электродом на противоположных концах, кольцевой канал, образованный наружной поверхностью электрода и внутренней поверхностью корпуса, расположен в осевом направлении между изоляционными втулками, перепускные радиальные каналы расположены у рабочего конца электрода, а отводящий канал у противоположного конца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварке и резке с помощью плазмы, а именно к плазмотронам, и предназначено для использования при сварке, напылении, резке металлов.

Известен плазмотрон, содержащий полый цилиндрический электрод, корпус с закрепленными на нем соплами, в котором выполнены каналы для подвода газа. Плазмотрон имеет систему охлаждения с центральным каналом и кольцевым каналом, соосным центральному. Эти каналы соединены между собой и расположены в электроде. В систему охлаждения входит кольцевой канал, образованный наружной поверхностью электрода и внутренней поверхностью корпуса. Упомянутый кольцевой канал соединен с полостью электрода перепускным радиальными каналами. В систему охлаждения входит отводящий канал. Этот плазмотрон является прототипом к описываемому плазмотрону.

Система охлаждения известного плазмотрона малоэффективна вследствие удаленности кольцевого канала, образованного наружной поверхностью электрода и внутренней поверхностью корпуса, от рабочей теплонагруженной зоны и малой охлаждающей поверхности. Кроме того, в нижней составной части корпуса, расположенной вблизи рабочей теплонагруженной зоны, электрод установлен в корпусе без зазора, что исключает повышение эффективности охлаждения из-за отсутствия циркуляции жидкости.

На фиг. 1 показан плазмотрон, общий вид с продольным разрезом по системе подвода и отвода охлаждающей жидкости; на фиг. 2 плазмотрон с продольными разрезами по системам подвода защитного и плазмообразующего газов и системе охлаждения (для повышения четкости чертежа отдельные детали плазмотрона показаны в увеличенном масштабе).

Плазмотрон содержит корпус 1, плазмообразующее 2 и защитное 3 сопла, выполненные в корпусе каналы 4 и 5 подвода плазмообразующего и защитного газов соответственно, установленные в полости корпуса переднюю 6 и заднюю 7 электроизоляционные втулки. Во втулке 6 головной своей частью а установлен полый электрод 8, задняя часть б которого (хвостовик) установлена во втулке 7. Плазмотрон сопла содержит также единую систему охлаждения корпуса электрода 8 и плазмообразующего сопла 2, которая содержит расположенный по оси плазмотрона трубопровод 9 для подвода охлаждающей жидкости в полость в электрода 8 и выполненный в корпусе 1 канал 10 для отвода охлаждающей жидкости. Электрод 8 образует с корпусом и трубопроводом кольцевые каналы 11 и 12 соответственно, соединенные каналами 13, выполненными в электроде 8 и расположенными в плоскости заднего торца передней изоляционной втулки 6. Каналы 13 в данном примере выполнены радиальными, подвод воды осуществляется по каналу 14. Крепление электрода 8 и герметизация системы охлаждения осуществляется гайкой 15.

При работе плазмотрона охлаждающая жидкость по каналу 14 трубопровода 9 подается к рабочей зоне электрода (полость в), заполняет кольцевой канал 12, охлаждая при этом электрод изнутри. Из канала 12 через каналы 13 охлаждающая жидкость поступает в кольцевой канал 11, охлаждая электрод 8 снаружи и корпус 1, и отводится на слив по каналу 10. Охлаждение сопл 2 и 3 осуществляется через надежный тепловой контакт в корпус 1, а также защитным и плазмообразующим газом. Плазмообразующий газ через каналы 4 поступает в полость плазмообразующего сопла 2, защитный по каналу 5 поступает под сопло 3.

Опробование опытного образца плазмотрона с габаритами равными 36х70 мм и массой 0,35 кг при расходе охлаждающей жидкости (воды) 2 л/мин и сварочном токе 450 А показало, что температура электрода при этом вблизи рабочей зоны не превышала 250-280^оС. При расходе воды 5-6 л/мин электрод выдерживает токовую нагрузку до 800 А. Стойкость электрода в предлагаемом плазмотроне составляет не менее 300 ч.