Dýza pre kvapalinou chladený plazmový horák, usporiadanie takej dýzy a plášťa dýzy, ako aj kvapalinou chladený plazmový horák obsahujúci také usporiadanie

Číslo patentu: E 16720

Dátum: 23.03.2009

Autori: Reinke Ralf-peter, Grundke Timo, Krink Volker, Laurisch Frank

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Dýza pre kvapalinou chladený plazmový horák, usporiadanie takej dýzy a plášťa dýzy,ako aj kvapalinou chladený plazmový horák obsahujúci také usporiadanie0001 Vynález sa týka dýzy pre kvapalinou chladený plazmový horák, usporiadania takej dýzy a plášťa dýzy a kvapalinou chladeného plazmového horáka obsahujúceho také usporiadanie.0002 Výrazom plazma sa označuje veľmi horúci a elektricky vodivý plyn, ktorý sa skladá z0003 Ako plazmové plyny sa používajú plyny rôzne, napríklad jednoatómový plyn argón a/alebo dvojatómové plyny vodík, dusík, kyslík alebo vzduch. Tieto plyny sa ionizujú a disociujú energiou elektrického oblúka. Elektrický oblúk, ktorý je zúžený dýzou, sa potom nazýva plazmovým zväzkom.0004 Parametre plazmového zväzku je možné v značnej miere ovplyvňovať konštrukciou dýzy a elektródy. Takými parametrami plazmového zväzku sú napríklad priemer zväzku,teplota, energetická hustota a rýchlosť toku plynu.0005 Pri rezaní plazmovým zväzkom je plazma usmerňovaná dýzou, ktorá môže byť plynom chladená alebo vodou chladená. Je možné tak dosiahnuť energetickú hustotu až 2 x 105 W/cmz. Teplota v plazmovom zväzku dosahuje až 30 000 °C, čo spoločne s vysokou rýchlosťou tokuplynu dovoľuje veľmi vysoké rýchlosti rezanía materiálu.0006 Plazmové horáky môžu pracovať priamo alebo nepriamo. V pripade priameho pracovného režimu prúd tečie zo zdroja prúdu cez elektródu a plazmový zväzok, ktorý je generovaný prostrednictvom elektrického oblúka a usmerňovaný prostredníctvom dýzy, priamocez obrobok späť ku zdroju prúdu. Pomocou priameho pracovného režimu je možné rezať0007 V prípade neptiameho pracovného režimu prúd tečie od zdroja prúdu cez elektródu plazmového horáka, cez plazmový zväzok, ktorý je generovaný prostredníctvom elektrického oblúka a usmerňovaný prostredníctvom dýzy, a cez dýzu späť ku zdroju prúdu. V tomto pripadeje dýza zaťažovaná vo väčšej miere než v pripade priameho plazmového rezania, pretože dýzanielenže usmerňuje plazmový zväzok, ale tiež predstavuje východiskový bod elektrického oblúka. V nepriamom pracovnom režime je možné rezať ako elektricky vodivé, tak elektricky0008 Kvôli vysokému tepelnému zaťaženiu sa dýzy vyrábajú obvykle z kovových materiálov,výhodne z medi, pretože tá má vysokú elektrickú vodivosť i tepelnú vodivosť. To isté platí aj pre elektródový držiak, hoci ten môže byť vyrobený aj zo striebra. Dýza sa potom vloží do plazmového horáka, ktorého hlavnými súčasťami sú hlavica plazmového horáka, plášť dýzy,prívodný diel plazmového plynu, dýza, držiak dýzy, nosič elektródy, elektródový držiak s emisnou vložkou a, v pripade modemých plazmových horákov, držiak ochranného plášťa dýzy a ochranný plášť dýzy. V elektródovom držiaku je umiestnená zašpicatená emisná vložka, ktorá je zhotovená z wolfrámu, ktorý je vhodný na použitie neoxidujúceho plynu ako plazmového plynu, napríklad zmesi argónu a vodíka. Takzvaná plochá elektróda, ktorej emisná vložka je zhotovené napríklad z hafnia, je vhodná taktiež na použitie oxidujúcích plynov ako plazmového plynu, napríklad vzduchu alebo kyslíka. Na dosiahnutie dlhej životnosti sa dýzy v tomto prípade chladia pomocou kvapaliny, napr 1 klad vody. Chladivo sa smeruje smerom k dýze pomocou prívodu vody a z dýzy odvádza pomocou návratu vody, pričom preteká chladiacou komorou, ktorá je ohraničená dýzou a plášťom dýzy.0009 V DD 36014 B 1 je opisaná dýza, ktorá je vyrobená z materiálu s dobrou vodivosťou,napríklad medi, a má geometrický tvar, napríklad kužeľový priestor s valcovým výstupom z dýzy, ktorý sa hodí pre príslušný typ plazmového horáka. Vonkajší tvar dýzy je kužeľový, s približne stálou hrúbkou steny, ktorá je navrhnutá tak, aby sa zabezpečila dobrá stabilita dýzy a dobrý odvod tepla do chladiva. Dýza je uložená v držiaku dýzy. Držiak dýzy je vytvorený z koróziivzdomého materiálu, napríklad mosadze, a na vnútomej strane má nosič na uloženie a vycentrovanie dýzy a tiež drážku na gumené tesnenie, ktoré tesní kužeľový priestor voči chladivu. Ďalej sa na držiaku dýzy nachádzajú vývrty pre vstup a výstup chladiva, ktoré sú navzájom pootočené o l 80 °. Na vonkajšom priemere držiaka dýzy sa nachádza drážka pre gumené prstencové tesnenie, ktoré tesní chladiacu komoru voči atmosfére, a tiež skrutkový závit na uloženie a vycentrovanie plášťa dýzy. Plášť dýzy, ktorý je obdobne vyrobený z koróziivzdomého materiálu, napríklad mosadze, má kužeľovú konštrukciu s ostrým vrcholovým uhlom a hrúbku steny, ktorá je nadimenzovaná dostatočne k radiačnému rozptyľovaniu tepla chladiva. Na najmenšom vnútomom priemere je plášť dýzy opatrenýprstencovým krúžkom. Ako chladivo je najjednoduchšie použiť vodu. Toto usporiadanieumožňuje ľahkú výrobu dýz s ekonomickým využitím materiálu, dovoľuje rýchlu výmenu dýzy a tiež, vďaka tvaru konštrukcie kužeľa s ostrým vrcholovým uhlom, dovoľuje natáčanie plazmového horáka voči obrobku a tým umožňuje šikmé rezy.0010 V DE-OS l 565 638 je opísaný plazmový horák, navrhnutý predovšetkým na plazmové fúzne rezanie materiálu a na prípravu hrán na zváranie. Štíhly tvar hlavice horáka sa dosiahne použitím rezacej dýzy s tvarom kužeľa s obzvlášť ostrým vrcholovým uhlom, pričom vnútomý uhol a vonkajší uhol dýzy sú si navzájom rovné a zároveň sú rovné aj vnútomému uhlu a vonkajšiemu uhlu plášťa dýzy. Medzi plášťom dýzy a rezacou dýzou je vytvorená chladiaca komora a plášť dýzy je opatrená nákružkom, ktorý tesne prilieha k rezacej dýze, takže chladiaca komora má podobu rovnomemej prstencovej medzery. Prívod a odvod chladiva, všeobecnevody, zaisťujú dve štrbiny v držiaku dýzy, ktoré sú usporiadané vzájomne pootočené o l 80 °.0011 V DE 25 25 939 je opísaný plazmový oblúkový horák, najmä pre rezanie a zváranie,v ktorom držiak elektródy a teleso dýzy tvon vymeniteľnú podzostavu. Vonkajší prívod chladiva je tvorený tesniacim plášťom, ktorý obklopuje teleso dýzy. Chladívo preteká kanály doprstencového priestoru, ktorý je tvorený telesom dýzy a tesniacim plášťom.0012 DE 692 33 071 T 2 sa týka oblúkového plazmového rezacieho zariadenia. Dokument opisuje uskutočnenie dýzy pre plazmový oblúkový rezací horák, ktorá je vytvorená z vodivého materiálu a má Výstupný otvor pre zväzok plazmového plynu a dutú telesovú sekciu, ktorá je navrhnutá tak, aby mala všeobecne kužeľovú, tenkostennú konfiguráciu, ktorá sa zužuje smerom k výstupnému otvoru, a zväčšenú hlavovú sekciu, ktorá je plná, s výnimkou stredového kanála, ktorý je vyrovnaný s výstupným otvorom, a má všeobecne kužeľovú vonkajšiu plochu,ktorá sa taktiež zužuje v smere k výpustnému otvoru a má priemer nadväzujúci na priemer susednej telesovej časti, pričom priemer telesovej častí je zväčšený tak, aby vzniklo zahĺbenie. Oblúkové plazmové rezacie zariadenie má plášť sekundámeho plynu. Ďalej je medzi dýzou a plášťom sekundámeho plynu usporiadaný vodou chladený plášť , ktorý vytvára vodnú chladiacu komoru pre vonkajšiu plochu dýzy a je teda činný ako veľmi účinný chladič. Dýza sa vyznačuje veľkou hlavicou, ktorá obklopuje Výstupný otvor plazmového zväzku, a ostrým podrezaním čizahĺbením na vytvorenie kužeľového telesa. Taká konštrukcia dýzy podporuje chladenie dýzy.0013 V prípade vyššie opísaných plazmových horákov sa chladivo navádza k dýze pomocouprívodného kanála vody a odvádza z dýzy pomocou vratného kanála vody. Tieto kanály súväčšinou jeden voči druhému pootočené o l 80 ° a chladivo tak musí prúdíť okolo dýzy smaximálnou rovnomemosťou po ceste od prívodu k návratu. Často sa však zisťuje prehrievanie0014 Ďalšie chladiace vedenie pre horák, predovšetkým pre plazmový horák, najmä na plazmové zváranie, plazmové rezanie, plazmovú fúziu a plazmové vstrekovanie, v ktorých musí dýza a katóda vydržať veľké tepelné namáhania, je opísané v DD 83890 Bl. V tomto prípade je na chladenie dýzy usporiadaný navádzací krúžok pre chladivo, ktorý je možné ľahko vložiť do držiakového dielu dýzy a opäť ho z neho vybrať a ktorý má, kvôli obmedzenému prívodu chladiaceho média do tenkej vrstvy, väčšinou okolo 3 mm, pozdĺž vonkajšej steny dýzy, po obvode vytvorenú drážku, do ktorej vedie viac než jedna, výhodne dve až štyri chladiace linky,ktoré sú k drážke pripojené hviezdicovito radiálne a symetricky pozdĺž osi dýzy a k tomu pod uhlom medzi 0 a 90 °, takže s vytvorenou drážkou susedia dva výstupy chladiaceho média a s každým výstupom chladiaceho média susedia dva vstupy chladiaceho média.0015 US 5,396,043 opisuje špičku dýzy s vodorovne sa rozširujúcou odchyľovacou sekciouusporiadanou v smere ku špičke dýzy.0016 Toto usporiadanie je nevýhodné tým, že v dôsledku použitia ďalšej súčastí, ktorou je navádzací krúžok chladiaceho média, je nákladnejšie. Rovnako celkové rozmery usporiadania0017 Vynález si teda kladie za cieľ jednoduchým spôsobom predísť prehrievaniu v blízkosti kanála či vývrtu v dýze.0018 Podľa vynálezu sa tento cieľ dosiałme dýzou pre kvapalinou chladený plazmový horák,ktorá obsahuje vývrt dýzy pre výstup zväzku plazmového plynu na špičke dýzy a prvú sekciu,ktorej vonkajšia plocha, s výnimkou aspoň jednej odchyľovacej sekcie, ktorá sa smerom ku špičke dýzy kužeľovo rozširuje pod príslušným uhlom B 1, 52, sa kužeľovo zužuje pod uhlom ot smerom ku špičke dýzy. V aspoň jednom určitom uskutočnení sa odchyľovacia sekcia prišpičke dýzy nachádza pred najužším bodom alebo najužším regiónom vývrtu dýzy.0019 Uhol ot môže byť v tomto prípade daný v rozsahu od 20 ° do l 20 °. Výhodnejšie je uhol oc z rozsahu 30 ° až 90 °.

MPK / Značky

MPK: H05H 1/34

Značky: plazmový, kvapalinou, dýza, chladený, takej, obsahujúci, usporiadanie, horák, dýzy, plášťa, také

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/38-e16720-dyza-pre-kvapalinou-chladeny-plazmovy-horak-usporiadanie-takej-dyzy-a-plasta-dyzy-ako-aj-kvapalinou-chladeny-plazmovy-horak-obsahujuci-take-usporiadanie.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Dýza pre kvapalinou chladený plazmový horák, usporiadanie takej dýzy a plášťa dýzy, ako aj kvapalinou chladený plazmový horák obsahujúci také usporiadanie</a>

Podobne patenty