Dýza pre plazmový rezací horák s drážkou chladená kvapalinou

Číslo patentu: E 16845

Dátum: 01.02.2011

Autor: Hollberg Manfred

Je ešte 9 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predmetom vynálezu je dýza pre plazmový rezacl horák chladená kvapalinou podľa predvýznakovej časti prvého patentového nároku (pozri napr. US 2 092 150).0002 Rezanie plazmou je tepelná metóda rezania, pri ktorej je materiál tavený prostrednictvom lúča plazmy a vyfukovaný z reznej škáry.0003 Tavné rezanie plazmou je vhodné hlavne na delenie Iegovaných oceli a neželezných kovov. U týchto materiálov sú teploty tavenia vznikajúcich oxidov vyššie než samotného kovu. Rezanie kyslíkom za použitia autogénu je z tohto dôvodu nemožné.0004 U plazmového rezacieho horáku je riadiaci oblúk zapálený medzi wolfrámovou elektródou a dýzou horáku. Plyn prúdiaci cez dýzu je tým ionizovaný, t.j. je elektricky vodivý (plazmový plyn). Pripojenim prúdu plazmy potom horí elektrický oblúk medzi elektródou a materiálom. Takto získaný tenký lúč plazmy vystupuje s vysokou energiou z ochladzovanej zužujúcej sa dýzy. Na malom mieste dopadu tak natavuje a odparuje materiál.0005 V dôsledku vysokej výstupnej rýchlosti plazmového plynu je natavený tekutý materiál vyfukovaný z reznej škáry, čo nastáva pri rovnomernom posuve rezacieho horáku. Rýchlosť rezania činí podľa hrúbky materiálu 1 m/min až 8 m/min.0006 Z dôvodu minimalizácie výskytu zaťaženia životného prostredia, ako napríklad dymom, prachom, hlukom a UV žiarením, pri tavnom rezaní plazmou,je v priebehu procesu rezania použité vodné clonenie. To môže byt vytvorené bud prostredníctvom vodnej clony okolo horáku alebo rezaním vo vodnom0007 Rezanie plazmou sa vyznačuje dobrou kvalitou rezania a vysokou rýchlosťou rezania pri pomerne nízkych nákladoch. Vmnohých oblastiach priemyslu je práve súčasťou výroby.0008 Plazmové rezacie horáky možno rozdeliť na dve kategórie- priamy zdroj plazmy, kedy elektrický oblúk je prenášaný priamo na spracovávaný materiál. Anóda sa nachádza mimo zdroja plazmy- nepriamy zdroj plazmy, kedy elektrický oblúk existuje len v zdroji plazmy, anóda je súčasťou zdroja plazmy.0009 Pri aplikácii dusíka sa výhodne pracuje s wolfrámovou elektródou. Naproti tomu je pri použití tlakového vzduchu použitá elektróda s povlakom zirkónia alebo hafnia, čo vedie k stabilnému ohnisku.0010 Dýza plazmového rezacieho horáku je zaťažená vysokým tepelným zatažením a je preto zhotovená predovšetkým z kovových materiálov s vysokou tepelnou vodivosťou ako aj elektrickou vodivosťou. Kvôli dosiahnutiu vysokej životnosti dýzy, je dýza chladená kvapalinou, napríklad vodou. Chladivo prúdi chladiacim priestorom, ktorý je vytvorený dýzou a hlavicou dýzy. Pre využitie dobrého účinku chladenia kvapalinou, sú podľa stavu techniky na stranách dýzy vytvorené vyčnievajúce výstupky, ktoré majú spôsobovať vírenie chladiacej kvapaliny. To umožňuje lepší prenos tepla zo stien dýzy na chladiacu kvapalinu.0011 Z patentu DE 1565 638 je zrejmá realizácia dýzy pre plazmový horák. Hlava horáku vykazuje zvlášť tenký tvar, a je predovšetkým používaná na rezanie plazmou, resp. na úpravu zváraných Iemov. Medzi hlavicou dýzy a rezacou dýzou je vytvorený chladiaci priestor, ktorý je vytvorený ako priamy,rovnomerný kruhový kanálik. Vo vrchnej časti dýzy horáku sa uskutočňuje0012 V dokumente DE 10 2008 018 530 A 1 je opísaná dýza plazmového horáku chladená kvapalinou. Na vonkajšej ploche steny dýzy má dýza najmenej jeden, ku špičke dýzy smerujúci výstupok, ktorý vytvára odpor pri prúdení, resp. vírení chladiacej kvapaliny. Tieto výstupky vystupujú z vonkajšej steny dýzy u všetkých zobrazených príkladných uskutočnení, a vykazujú určitý uhol vzhľadom ku špičke dýzy.0013 V dokumente W 0 92/00658 je opisaný plazmový horák, ktorý je na vonkajšej strane dýzy opatrený dovnútra smerujúcimi drážkami. Výrezy sú vytvorené ako pravouhlé a majú rovné dno drážky, ktoré tak prebieha rovnobežne so stredovou osou dýzy. V sklonenej časti vonkajšej steny dýzy predstavuje dno drážky buďto zmenšenie priečneho prierezu hrúbky steny,alebo sa hrúbka steny vo vrchnej časti dna drážky nevýhodne zoslabuje. Vzdialenosť medzi vnútornou stenou a priamym dnom drážky je pritom tak velká. že nemôže byť dosiahnutý efektívny prenos tepla zo steny dýzy na chladiacu kvapalinu.0014 Všetky vyššie zmienené príkladné uskutočnenia obsahujú buď priamy priestor chladiaceho prostriedku, resp. chladiaci priestor s von vystupujúcimi výstupkami, alebo sú opatrené dovnútra smerujúcimi drážkami s priamym dnom drážok. Obidve príkladné uskutočnenia predstavujú nevýhodu s ohľadom na aktívny prenos tepla zo stien dýzy na chladiacu kvapalinu.0015 Vynález si kladie základnú úlohu, vytvoriť dýzu pre kvapalinouchladený plazmový horák so zlepšenou účinnosťou chladenia.0016 Riešenie predloženého vynálezu sa vyznačuje technickými znakmi0017 Podstatným znakom vynálezu je, že dno drážky je vytvorenépribližne rovnobežne s obrysmi vnútornej steny dýzy.0018 Dýza je opatrená jednotlivými drážkami, ktoré sú vytvorené vo vonkajšej stene ako dovnútra vytvorené vybrania. Profil drážok je výhodne vytvorený ako pravouhlý, pričom majú zošikmené dno drážky, ktoré je vytvorené tak, že prebieha rovnobežne s obrysom vnútornej steny dýzy. To predstavuje podstatnú výhodu oproti stavu techniky, pretože teraz môže nastať efektívny prenos tepla zvnútornej steny na chladiacu kvapalinu prúdiacu na vonkajšej stene. Podla iného uskutočnenia môžu drážky vykazovať rovnako trapézový profil. Pritom sa drážky klinovito rozširujú odo dna drážky smerom0019 Ďalšou výhodou je rovnomerné hrúbka steny, ktorá sa nachádza v oblasti zošikmeného dna drážky. Tým je daná nie len určitá najmenšia hrúbka steny, ale je tiež súčasne zaistený aj dobrý prenos tepla.0020 Počet drážok na vonkajšej stene dýzy by nemal byť obmedzený,rovnako by mal byť vytvorený väčší počet drážok ako v priamom úseku, tak aj v zošikmenej časti dýzy. Výhodné je však symetrické usporiadanie kruhových drážok.0021 Drážky sú vytvorené ako kruhové drážky a prebiehajú rovnobežnes obrysom vnútornej steny. Prostredníctvom kruhových drážok prebieha účinný prenos tepla po celom vonkajšom obvode dýzy.

MPK / Značky

MPK: F23D 14/48, H05H 1/28, B23K 10/00, H05H 1/34

Značky: horák, dýza, chladená, drážkou, řezací, kvapalinou, plazmový

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/17-e16845-dyza-pre-plazmovy-rezaci-horak-s-drazkou-chladena-kvapalinou.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Dýza pre plazmový rezací horák s drážkou chladená kvapalinou</a>

Podobne patenty