RU2309825C2 - Plasmatron - Google Patents
Plasmatron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2309825C2 RU2309825C2 RU2005136806/02A RU2005136806A RU2309825C2 RU 2309825 C2 RU2309825 C2 RU 2309825C2 RU 2005136806/02 A RU2005136806/02 A RU 2005136806/02A RU 2005136806 A RU2005136806 A RU 2005136806A RU 2309825 C2 RU2309825 C2 RU 2309825C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- electrode
- channels
- casing
- plasma
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области плазменной обработки металлов, а именно к устройствам для плазменной наплавки, сварки, резки черных и цветных металлов.The invention relates to the field of plasma processing of metals, and in particular to devices for plasma surfacing, welding, cutting of ferrous and non-ferrous metals.
Известен плазмотрон, содержащий полый цилиндрический электрод, корпус с закрепленными на нем плазмообразующим и защитным соплами и выполненными в корпусе каналами для подвода плазмообразующего и защитного газов и отвода охлаждающей жидкости, снабженного двумя изоляционными втулками, установленными между корпусом и электродом на противоположных концах корпуса, 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, соединенным с полостью электрода перепускными радиальными каналами, выполненными в электроде вблизи рабочего конца (см. патент РФ №2060130, кл. В23K 10/60).Known plasma torch containing a hollow cylindrical electrode, a housing with a plasma-forming and protective nozzles mounted on it and channels made in the housing for supplying plasma-forming and protective gases and draining coolant, equipped with two insulating sleeves installed between the housing and the electrode at opposite ends of the housing, a cooling system with a central and coaxial annular channels connected to each other and located in the electrode, an annular channel formed by the outer surface of the electrode and the inner surface of the housing connected to the electrode cavity bypass radial channels made in the electrode near the working end (see RF patent No. 2060130, class B23K 10/60).
Этот плазмотрон достаточно прост по конструкции, имеет небольшие габариты и массу, технологичен и удобен в эксплуатации, обладает высокой ремонтопригодностью (не имеет сварных и паяных соединений). Однако имеются резервы для повышения мощности и надежности плазмотрона за счет повышения эффективности охлаждения. Кроме того, в известном плазмотроне существует электрическая связь плазмообразующего и защитного сопл, что повышает возможность двойного дугообразования при касании защитным соплом изделия и создания аварийного режима при работе плазмотрона.This plasmatron is quite simple in design, has small dimensions and weight, is technologically advanced and easy to operate, has high maintainability (it does not have welded and soldered joints). However, there are reserves to increase the power and reliability of the plasma torch by increasing the cooling efficiency. In addition, in the known plasmatron there is an electrical connection between the plasma-forming and protective nozzles, which increases the possibility of double arcing when the protective nozzle touches the product and creates an emergency mode during operation of the plasma torch.
Известен плазмотрон, содержащий полый цилиндрический электрод, корпус с закрепленным на нем плазмообразующим соплом и выполненными в нем каналами для подвода плазмообразующего газа, снабженного двумя изоляционными втулками, установленными между корпусом и электродом на противоположных концах корпуса. На корпус при помощи двух изоляционных втулок установлен кожух с закрепленным на нем защитным соплом и выполненными в нем каналами для подвода защитного газа и отвода охлаждающей жидкости. Система охлаждения включает в себя трубопровод, установленный в полости электрода, кольцевые каналы между корпусом и электродом, электродом и трубопроводом, корпусом и кожухом соответственно, перепускные радиальные каналы, выполненные в электроде и корпусе и соединяющие кольцевые каналы (см. патент РФ №2198772, кл. В23K 10/60). Плазмотрон обладает эффективным охлаждением и повышенной надежностью в работе вследствие электрической изоляции плазмообразующего и защитного сопл при помощи изоляционных втулок, установленных между корпусом и кожухом.Known plasmatron containing a hollow cylindrical electrode, a housing with a plasma-forming nozzle mounted on it and channels made therein for supplying a plasma-forming gas, equipped with two insulating sleeves mounted between the housing and the electrode at opposite ends of the housing. A casing with a protective nozzle mounted on it and channels made in it for supplying protective gas and draining coolant are mounted on the housing with two insulating sleeves. The cooling system includes a pipe installed in the cavity of the electrode, annular channels between the housing and the electrode, the electrode and the pipeline, the housing and the casing, respectively, bypass radial channels made in the electrode and the housing and connecting the annular channels (see RF patent No. 2198772, class B23K 10/60). The plasma torch has effective cooling and increased operational reliability due to the electrical isolation of the plasma-forming and protective nozzles by means of insulating sleeves installed between the housing and the casing.
Однако при зажигании плазменной дуги высоковольтным высокочастотным разрядом возможен электрический пробой в кольцевом канале между корпусом и электродом, что может привести к аварийной ситуации и выходу из строя плазмотрона. Вероятность пробоя возрастает при использовании источников сварочного тока с высоким напряжением холостого хода, например при плазменной резке и напылении (напряжение холостого хода более 300 В).However, when a plasma arc is ignited by a high-voltage high-frequency discharge, an electrical breakdown in the annular channel between the casing and the electrode is possible, which can lead to an emergency and failure of the plasma torch. The probability of breakdown increases when using sources of welding current with a high open circuit voltage, for example, during plasma cutting and spraying (open circuit voltage is more than 300 V).
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности плазмотрона за счет исключения возможности электрического пробоя между электродом и корпусом при зажигании плазменной дуги высоковольтным высокочастотным разрядом при сохранении высокой эффективности охлаждения теплонагруженных узлов и без увеличения поперечных габаритов плазмотрона.The objective of the present invention is to increase the reliability of the plasma torch by eliminating the possibility of electrical breakdown between the electrode and the housing when igniting a plasma arc by a high-voltage high-frequency discharge while maintaining high cooling efficiency of heat-loaded units and without increasing the transverse dimensions of the plasma torch.
Задача решается усовершенствованием известного плазмотрона. Предлагаемый плазмотрон содержит корпус, кожух, плазмообразующее и защитное сопла, выполненные в корпусе каналы для подвода плазмообразующего газа, выполненные в кожухе канал для подвода защитного газа и канал для отвода охлаждающей жидкости, установленные в полости корпуса переднюю и заднюю изоляционные втулки. Втулки соединены между собой при помощи замкового сопряжения. Во втулках установлен полый электрод. На корпусе установлены передняя и задняя изоляционные втулки, на которые помещается кожух. Плазмотрон имеет единую систему охлаждения корпуса, электрода, плазмообразующего сопла и кожуха. Система охлаждения включает в себя трубопровод, кольцевые каналы: канал между электродом и трубопроводом, канал между электродом и внутренними изоляционными втулками, расположенный в осевом направлении в проточке, выполненной на внешней поверхности электрода, канал между внутренними изоляционными втулками и корпусом, расположенный в осевом направлении в проточке на внутренней поверхности корпуса, канал между корпусом и кожухом, расположенный в осевом направлении между наружными изоляционными втулками, перепускные радиальные каналы в электроде, соединяющие кольцевые каналы внутри и снаружи электрода, перепускные радиальные каналы в верхней изоляционной втулке, установленной в полости корпуса, соединяющие кольцевые каналы на внешней поверхности электрода и внутри корпуса, перепускные радиальные каналы в корпусе, соединяющие кольцевые каналы внутри корпуса и внутри кожуха и отводящий канал в кожухе.The problem is solved by improving the well-known plasmatron. The proposed plasma torch comprises a housing, a housing, a plasma forming and protective nozzle, channels for supplying a plasma forming gas made in the housing, a channel for supplying a protective gas and a channel for draining coolant made in the housing, front and rear insulating sleeves installed in the housing cavity. The bushings are interconnected by means of locking mating. A hollow electrode is installed in the bushings. The front and rear insulating sleeves, on which the casing is placed, are installed on the body. The plasma torch has a single cooling system for the housing, electrode, plasma forming nozzle and casing. The cooling system includes a pipe, annular channels: a channel between the electrode and the pipe, a channel between the electrode and the internal insulating sleeves, located in the axial direction in a groove made on the outer surface of the electrode, a channel between the internal insulating sleeves and the body, located in the axial direction in a groove on the inner surface of the housing, a channel between the housing and the casing, located in the axial direction between the outer insulating sleeves, radial bypass channels in the electrode, connecting the annular channels inside and outside the electrode, the bypass radial channels in the upper insulating sleeve installed in the cavity of the housing, connecting the annular channels on the outer surface of the electrode and inside the case, the bypass radial channels in the case, connecting the annular channels inside the case and inside the casing and outlet channel in the casing.
Предлагаемый плазмотрон отличается от плазмотрона по прототипу тем, что установленные в полости корпуса передняя и задняя изоляционные втулки соединены между собой при помощи замкового сопряжения. На внешней поверхности электрода между внутренними изоляционными втулками выполнена проточка, образующая кольцевой канал между электродом и втулками. На внутренней поверхности корпуса между внутренними изоляционными втулками выполнена проточка, образующая кольцевой канал между корпусом и втулками. В верхней втулке выполнены перепускные радиальные каналы, соединяющие кольцевые каналы между электродом и втулками и между корпусом и втулками. Перепускные радиальные каналы, выполненные в электроде и корпусе, расположены на противоположных концах кольцевых каналов относительно перепускных каналов, выполненных в верхней части изоляционных втулок.The proposed plasmatron differs from the plasmatron in the prototype in that the front and rear insulating sleeves installed in the body cavity are interconnected by means of locking mating. A groove is made on the outer surface of the electrode between the inner insulating bushings, forming an annular channel between the electrode and the bushings. A groove is made on the inner surface of the housing between the inner insulating bushings, forming an annular channel between the housing and the bushings. In the upper sleeve, radial bypass channels are made connecting the annular channels between the electrode and the bushings and between the housing and the bushings. Bypass radial channels made in the electrode and the housing are located at opposite ends of the annular channels relative to the bypass channels made in the upper part of the insulating sleeves.
Полное разделение электрода и корпуса изоляционными втулками, соединенными между собой при помощи замкового сопряжения, исключает возможность электрического пробоя в кольцевом канале между корпусом и электродом при зажигании плазменной дуги высоковольтным высокочастотным разрядом. Выполнение кольцевых каналов между электродом и изоляционными втулками и между корпусом и изоляционными втулками за счет проточек в соответствующих элементах позволяет избежать увеличения радиальных размеров плазмотрона. Расположение перепускных каналов в верхней изоляционной втулке, электроде и корпусе на противоположных концах кольцевых каналов обеспечивает максимальную поверхность контакта охлаждаемых узлов с жидкостью, что повышает эффективность системы охлаждения.The complete separation of the electrode and the casing by insulating bushings interconnected by means of interlocking eliminates the possibility of electrical breakdown in the annular channel between the casing and the electrode when a plasma arc is ignited by a high-voltage high-frequency discharge. The implementation of the annular channels between the electrode and the insulating sleeves and between the housing and the insulating sleeves due to the grooves in the corresponding elements avoids the increase in the radial dimensions of the plasma torch. The location of the bypass channels in the upper insulating sleeve, the electrode and the housing at the opposite ends of the annular channels provides the maximum contact surface of the cooled nodes with the liquid, which increases the efficiency of the cooling system.
На фиг.1 показан общий вид плазмотрона с продольным разрезом по системе подвода и отвода охлаждающей жидкости и системе подвода защитного газа.Figure 1 shows a General view of the plasma torch with a longitudinal section through the system of supply and removal of coolant and the supply of protective gas.
На фиг.2 показан плазмотрон с продольным разрезом по системе подвода плазмообразующего газа и системе охлаждения (для повышения четкости чертежа отдельные детали показаны в увеличенном масштабе).Figure 2 shows a plasmatron with a longitudinal section through a plasma gas supply system and a cooling system (to increase the clarity of the drawing, individual details are shown on an enlarged scale).
Плазмотрон содержит корпус 1, кожух 2, плазмообразующее сопло 3, установленное на корпусе 1, защитное сопло 4, установленное на кожухе 2, выполненные в корпусе 1 каналы 5 для подвода плазмообразующего газа, выполненный в кожухе 2 канал 6 для подвода защитного газа, установленные в полости корпуса 1 переднюю 7 и заднюю 8 изоляционные втулки, соединенные между собой при помощи замкового сопряжения 9. Во втулке 7 головной своей частью «а» установлен полый электрод 10, задняя часть «b» которого (хвостовик) установлена во втулке 8. На корпусе 1 установлены передняя 11 и задняя 12 изоляционные втулки, на которые помещается кожух 2. Плазмотрон содержит единую водяную систему охлаждения электрода 10, корпуса 1, плазмообразующего сопла 3 и кожуха 2. Система охлаждения включает в себя расположенный по оси плазмотрона трубопровод 13 для подвода охлаждающей жидкости в полость «d» электрода 10 и выполненный в кожухе 2 канал 14 для отвода охлаждающей жидкости. Трубопровод 13 образует с электродом 10 кольцевой канал 15. Электрод 10 образует с втулками 7, 8, корпусом 1 и кожухом 2 кольцевые каналы 16, 17 и 18. Канал 16 образован проточкой, выполненной на внешней поверхности электрода 10, канал 17 - проточкой на внутренней поверхности корпуса 1. Кольцевые каналы 15 и 16 соединены перепускными радиальными каналами 19, выполненными в электроде 10 и расположенными в нижней части кольцевого канала 16. Кольцевые каналы 16 и 17 соединены перепускными радиальными каналами 20, выполненными в верхней изоляционной втулке 8 и расположенными в верхней части канала 17. Кольцевые каналы 17 и 18 соединены перепускными радиальными каналами 21, выполненными в корпусе 1 и расположенными в нижней части каналов 17 и 18. Подвод воды осуществляется по каналу 22. Крепление электрода 10 и герметизация кольцевых каналов 16 и 17 производится гайкой 23. Крепление кожуха 2 на корпусе 1 и герметизация кольцевого канала 18 осуществляется гайкой 24 через шайбу-изолятор 25.The plasma torch comprises a housing 1, a housing 2, a plasma forming nozzle 3 mounted on the housing 1, a protective nozzle 4 mounted on the housing 2,
При работе плазмотрона охлаждающая жидкость по каналу 22 трубопровода 12 подается к рабочей зоне электрода 10 (полость «d»), заполняет кольцевой канал 15, охлаждая при этом электрод 10 изнутри. Из канала 15 через каналы 19 охлаждающая жидкость поступает в кольцевой канал 16, охлаждая электрод 10 снаружи, далее через каналы 20 жидкость поступает в кольцевой канал 17, охлаждая корпус 1 изнутри. По каналам 21 охлаждающая жидкость подается в кольцевой канал 18, охлаждая корпус 1 снаружи и кожух 2, и отводится на слив по каналу 14. Охлаждение сопл 3 и 4 осуществляется через надежный тепловой контакт в корпус 1 и кожух 2 соответственно, а также плазмообразующим и защитным газами.When the plasma torch is operating, the cooling liquid is supplied through the channel 22 of the pipeline 12 to the working area of the electrode 10 (cavity "d"), fills the annular channel 15, while cooling the electrode 10 from the inside. From channel 15, through channels 19, coolant enters the annular channel 16, cooling the electrode 10 from the outside, then through the channels 20, the liquid enters the annular channel 17, cooling the housing 1 from the inside. Through channels 21, coolant is supplied to the annular channel 18, cooling the casing 1 from the outside and the casing 2, and is discharged to the drain via channel 14. The nozzles 3 and 4 are cooled through reliable thermal contact into the casing 1 and the casing 2, respectively, as well as by plasma-forming and protective gases.
Плазмообразующий газ через каналы 26 и 5 поступает в полость плазмообразующего сопла 3, защитный газ по каналу 6 поступает под защитное сопло 4.The plasma forming gas through the
Лабораторные испытания опытного образца плазмотрона с габаритами, равными D29 × 70 мм, и массой 0,3 кг при расходе охлаждающей жидкости (воды) 2,5 л/мин показали высокую надежность работы при сварочном токе до 450 А. При этом была исключена возможность электрического пробоя между электродом и корпусом плазмотрона при зажигании плазменной дуги высоковольтным высокочастотным разрядом при использовании источника питания сварочного тока с напряжением холостого хода 300 В.Laboratory tests of a prototype plasmatron with dimensions equal to D29 × 70 mm and a mass of 0.3 kg at a flow rate of coolant (water) of 2.5 l / min showed high reliability at a welding current of up to 450 A. At the same time, the possibility of electrical breakdown between the electrode and the plasma torch case during ignition of a plasma arc by a high-voltage high-frequency discharge when using a welding current power source with an open-circuit voltage of 300 V.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005136806/02A RU2309825C2 (en) | 2005-11-25 | 2005-11-25 | Plasmatron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005136806/02A RU2309825C2 (en) | 2005-11-25 | 2005-11-25 | Plasmatron |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005136806A RU2005136806A (en) | 2007-05-27 |
RU2309825C2 true RU2309825C2 (en) | 2007-11-10 |
Family
ID=38310497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005136806/02A RU2309825C2 (en) | 2005-11-25 | 2005-11-25 | Plasmatron |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2309825C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464746C1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-20 | Александр Иннокентьевич Лаженицын | Angular plasmatron |
RU2464745C1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-20 | Александр Иннокентьевич Лаженицын | Straight plasmatron |
RU2464747C1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-20 | Александр Иннокентьевич Лаженицын | Physiotherapeutic plasmatron |
RU196256U1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-02-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр электронно-лучевых и лазерных технологий" | Plasma torch |
RU2826506C1 (en) * | 2023-11-02 | 2024-09-11 | Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" | Plasmatron for welding and surfacing |
-
2005
- 2005-11-25 RU RU2005136806/02A patent/RU2309825C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464746C1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-20 | Александр Иннокентьевич Лаженицын | Angular plasmatron |
RU2464745C1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-20 | Александр Иннокентьевич Лаженицын | Straight plasmatron |
RU2464747C1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-20 | Александр Иннокентьевич Лаженицын | Physiotherapeutic plasmatron |
RU196256U1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-02-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр электронно-лучевых и лазерных технологий" | Plasma torch |
RU2826506C1 (en) * | 2023-11-02 | 2024-09-11 | Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" | Plasmatron for welding and surfacing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005136806A (en) | 2007-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5396608B2 (en) | Double plasma device | |
US20130292363A1 (en) | Non-transferred and hollow type plasma torch | |
US11116069B2 (en) | High power DC non transferred steam plasma torch system | |
JPS6213272A (en) | Hybrid non-transfer arc plasma torch and operating method thereof | |
CN104203477A (en) | Extended cascade plasma gun | |
WO1991011089A1 (en) | A gas cooled cathode for an arc torch | |
WO2005102583A3 (en) | Welding torch with plasma assist | |
CN107949140A (en) | A kind of spring arc striking type plasma burner | |
RU2309825C2 (en) | Plasmatron | |
CN108633159A (en) | Plasma generator | |
RU2198772C1 (en) | Plasmotron | |
EP2418921B1 (en) | Single-gas plasma cutting torch | |
JPH11297492A (en) | Plasma torch | |
CN210670709U (en) | Plasma flame generator | |
RU2259262C1 (en) | Plasma generator | |
RU2060130C1 (en) | Plasmotron | |
RU164621U1 (en) | PLASMOTRON | |
JP5091801B2 (en) | Composite torch type plasma generator | |
RU2464745C1 (en) | Straight plasmatron | |
RU2003133037A (en) | ELECTRIC ARC PLASMOTRON FOR PROCESSING MATERIALS | |
KR940013704A (en) | Torch for Plasma Arc Melting | |
RU2464747C1 (en) | Physiotherapeutic plasmatron | |
RU2823283C1 (en) | Reverse polarity plasmatron for cutting non-ferrous metals of large thickness | |
KR100604961B1 (en) | Air plasma torch | |
RU2387107C1 (en) | Electric arc plasmatron |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131126 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150410 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161126 |