Dýza a čapička dýzy pre kvapalinou chladený plazmový horák a hlava plazmového horáka s dýzou/čapičkou dýzy

Číslo patentu: E 15893

Dátum: 03.09.2009

Autori: Grundke Timo, Laurisch Frank, Krink Volker

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Dýza a čapíčka dýzy pre kvapalinou chladený plazmový horák a hlava plazmového horáka s dýzou/čapičkou dýzy iOpis 0001 Vynález sa týka dýzy pre kvapalinou chladený plazmový horák, čapičky dýzy prekvapalinou chladený plazmový horák, ako aj hlavy plazmového horáka s ňou/ s nimi.0002 Ako plazma sa označuje tepelne vysoko ohríaty, elektricky vodivý plyn, ktorý pozostávaz kladných a zápomých iónov, elektrónov, ako aj vybudených a neutrálnych atómov a molekúl.0003 Ako plazmový plyn sa používajú rôzne plyny, napríklad jednoatómový argón a/alebo dvojatómové plyny vodík, dusík, kyslík alebo vzduch. Tieto plyny ionizujú alebo disociujú pomocou energie elektrický oblúk. Elektrický oblúk, priškrtený pomocou dýzy, sa potomoznačuje ako plazmový lúč.0004 Plazmový lúč môže byť vo svojich parametroch silno ovplyvnený uskutočnením dýzy a elektródy. Týmito parametrami plazmového lúča sú napríklad priemer lúča, teplota, hustota0005 Pri rezaní plazmou sa napriklad plazma priškrtí pomocou dýzy, ktorá môže byť chladená plynom alebo vodou. Tým môže byť dosialmutá hustota energie až 2 x 105 W/cmz. Vplazmovom lúči vznikajú teploty až 30 000 °C, ktoré v spojeni s vysokou rýchlosťou prúdeniarealizujú veľmi vysoké rezné rýchlosti na materiáloch.0006 Plazmové horáky môžu byť prevádzkované priamo alebo nepriamo. Pri priamom prevádzkovom spôsobe tečie prúd zo zdroja prúdu cez elektródu plazmového horáka, plazmový lúč, vytvorený pomocou elektrického oblúka a priškrtený dýzou, priamo cez spracovávaný kus späť ku zdroju prúdu. Pomocou priameho spôsobu prevádzky môžu byť rezané elektricky0007 Pri nepriamom spôsobe prevádzky tečie prúd zo zdroja prúdu cez elektródu plazmového horáka, plazmový lúč, vytvorený pomocou elektrického oblúka a priškrtený dýzou, a dýzu, späť ku zdroju prúdu. Pritom sa dýza ešte silnejšie zaťažuje než pri priamom rezaní plazmou, pretože táto nielen priškrcuje plazmový lúč, avšak sa tiež realizuje východiskový bodelektrického oblúka. Pomocou nepríameho spôsobu prevádzky môžu byť rezané ako elektrickyvodivé, tak aj nevodivé materiály.0008 Vzhľadom na vysoké tepelné zaťaženie dýzy sa táto spravidla zhotovuje z kovového materiálu, výhodne vzhľadom na svoju vysokú elektrickú vodivosť a tepelnú vodivosť z medi. To isté platí pre držiak elektród, ktorý môže byť však tiež zhotovený zo striebra. Dýza sa potom použije v plazmovom horáku, ktorého hlavnými súčasťami sú hlava plazmového horáka,čapička dýzy, diel na vedenie plazmového plynu, dýza, držiak dýzy, uloženie elektród, držiak elektród s vložkou elektródy, a pri modemých plazmových horákoch držiak ochrannej čapičky dýzy, a ochranná čapička dýzy. Držiak elektród ñxuje špicatú vložku elektródy z wolfrámu,ktorá je vhodná na použitie neoxidujúcich plynov ako plazmový plyn, napríklad zmes argón vodík. Takzvaná plochá elektróda, ktorej vložka elektródy pozostáva napriklad z hafnía, je tiež vhodná na použitie oxidujúcich plynov ako plazmového plynu, napríklad vzduchu alebo kyslíka. Aby sa pre dýzu dosiahla vysoká životnosť, tak sa tu táto chladí kvapalinou, napríklad vodou. Chladiaci prostriedok sa vedie cez prívod vody k dýze, a cez odtok vody od dýzy preč, a preteká pritom priestor pre chladiaci prostriedok, ktorý je vymedzený dýzou a čapičkou dýzy.0009 V spisu DD 36014 B 1 je opásaná dýza. Tá pozostáva z dobre vodivého materiálu,napríklad medi, a má geometrický tvar, priradený príslušnému typu plazmového horáka,napríklad kónicky vytvorený výbojový priestor s valcovitým výstupom dýzy. Vonkajší tvar dýzy je vytvorený ako kónus, pričom je dosiahnutá približne rovnaká hrúbka steny, ktorá je dimenzovaná tak, aby bola zaistená dobrá stabilita dýzy a dobrá tepelná vodivosť k chladiacemu prostriedku. Dýza je usporiadaná v držiaku dýzy. Držiak dýzy pozostáva z materiálu, odolného voči korózii, napríklad mosadze, a má vo vnútri stredové uloženie pre dýzu, ako aj drážku pre tesniacu gumu, ktorá utesňuje výbojový priestor voči chladiacemu prostriedku. Ďalej sa v držiaku dýzy nachádzajú otvory na prítok a odtok chladiaceho prostriedku, presadené o 180 °. Na vonkajšom priemere držiaka dýzy sa nachádzajú drážka pre kruhovú gumu na utesnenie priestoru pre chladiaci prostriedok voči atmosfére, ako aj závit a stredové uloženie pre čapičku dýzy. Čapíčka dýzy, taktiež z materiálu odolného voči korózii,napríklad mosadze, je vytvorená s ostrým uhlom a má hrúbku steny, účelne dimenzovanú na odvádzanie vyžarovaného tepla do chladiaceho prostriedku. Najmenší vnútomý priemer je opatrený O-krúžkom. Ako chladiaci prostriedok sa najjednoduchšie používa voda. Totousporiadanie má umožňovať jednoduchú výrobu dýz pri úspomom použití materiálu a ichrýchlu výmenu, ako aj na základe konštrukcie s ostrým uhlom natáčania plazmového horákavoči spracovávanému kusu a tým šíkme rezy.0010 V spise DE-OS 1 565 638 sa opisuje plazmový horák, výhodne pre tavné rezanie materiálu plazmou a na prípravu zváracích hrán. Úzky tvar hlavy horáka sa dosiahne použitím rezacej dýzy s obzvlášť ostrým uhlom, ktorej vnútomý a vonkaj ší uhol sú si medzi sebou rovné,a tiež sú rovné vnútomému a vonkajšiemu uhlu čapičky dýzy. Medzi čapičkou dýzy a rezacou dýzou je vytvorený priestor pre chladiaci prostriedok, vktorom je čapička dýzy opatrená nákružkom, ktorý s rezacou dýzou kovovo tesní, takže tým vznikne rovnomerná kruhová medzera ako priestor pre chladiaci prostriedok. Privádzaníe a odvádzanie chladiaceho prostriedku, všeobecne vody, sa realizuje pomocou dvoch, o l 80 ° voči sebe presadene0011 V spise DE 25 25 939 sa opisuje horák s plazmovým elektrickým oblúkom, hlavne na rezanie alebo zváranie, pri ktorom držiak elektród a teleso dýzy tvorí vymeniteľnú konštrukčnú jednotku. Vonkajší prívod chladiaceho prostriedku je v podstate tvorený presuvnou čapičkou,obklopujúcou teleso dýzy. Chladiaci prostriedok prúdi cez kanály do kruhového priestoru, ktorýje tvorený telesom dýzy a presuvnou čapičkou.0012 Spis DE 692 33 071 T 2 sa týka zariadenia na rezanie plazmou s elektrickým oblúkom. Opisuje sa v ňom príklad uskutočnenia dýzy pre horák na rezanie pomocou plazmového elektrického oblúka, ktorý je vytvorený z vodivého materiálu, a má Výstupný otvor pre lúč plazmového plynu a dutý úsek telesa, ktorý je vytvorený tak, že má všeobecne kónickú tenkostermú konfiguráciu, ktorá je v smere k výstupnému otvoru sklonená a má zväčšený úsek hlavy, ktorý je vytvorený s úsekom telesa z jedného kusu, pričom úsek hlavy je masívny, s výnimkou stredového kanálu, ktorý lícuje s výstupným otvorom a má všeobecne kónickú vonkajšiu plochu, ktorá je tiež v smere k výstupnému otvoru sklonená, a má priemer,nadväzujúci na priemer susedného úseku telesa, ktorý priemer úseku telesa presahuje, aby sa vytvorilo zrezané vybranie. Zariadenie na rezanie plazmou s elektrickým oblúkom má čapičku pre sekundámy plyn. Ďalej je medzi dýzou a čapičkou pre sekundámy plyn usporiadaná vodou chladená čapička, aby sa vytvorila vodou chladená komora pre vonkajšiu plochu dýzy pre vysoko účinné chladenie. Dýza sa vyznačuje veľkou hlavou, ktorá obklopuje Výstupný otvorpre plazmový lúč, a ostrý zárez alebo vybranie ku kónickému telesu. Táto konštrukcia dýzy0013 Pri vyššie opisovaných plazmových horákoch sa chladiaci prostriedok vedie cez prívodný kanál vody k dýze, a cez kanál spätného toku vody od dýzy preč. Tieto kanály sú väčšinou voči sebe presadené o 180 °, a chladiaci prostriedok má na úseku od prívodu ku spätnému toku dýzu pokiaľ možno rovnomeme oplachovať. Napriek tomu sa v blizkosti kanáladýzy zistí vždy zasa prehriatie.0014 Iné vedenie chladíaceho prostriedku pre horák, výhodne plazmový horák, hlavne pre plazmové zváranie, plazmové rezanie, tavenie plazmou a stiiekanie plazmou, ktoré odoláva vysokým tepelným namáhaniam dýzy a katódy, je opísané v spise DD 83890 Bl. Tu je na chladenie dýzy usporiadaný navádzací krúžok pre chladiace médium, ľahko vložiteľný do prídržného dielu dýzy a odobrateľný, ktorý má na vymedzenie vedenia chladíaceho média na tenkú vrstvu s hrúbkou maximálne 3 mm pozdĺž vonkajšej steny dýzy obvodovú fonnovaciu drážku, do ktorej ústi viac než jedno, výhodne dve až štyri, a hviezdicovito voči nej radiálne a syrnetricky voči osi dýzy, a hviezdicovito voči nej s uhlom medzi 0 ° a 90 °, umiestnené chladiace vedenia tak, že tieto susedia vždy s dvoma odtokmi chladíaceho média, a každý odtokchladíaceho média s dvoma pritokmi chladíaceho média.0015 Toto usporiadanie má zase tu nevýhodu, že sú potrebné vyššie náklady na chladenie na základe použitia doplnkového konštnikčného dielu, navádzacieho krúžku pre chladiacemédium. Okrem toho sa tým celé usporiadanie zväčší.0016 Úlohou vynálezu je teda jednoduchým spôsobom zabrániť prehrievaniu v blízkosti kanálu dýzy, respektíve otvoru dýzy.0017 Podľa vynálezu sa táto úloha rieši hlavou plazmového horáka zahrnujúcou- dýzu podľa niektorého z nárokov l až 2,- držiak dýzy na upevnenie dýzy, ačapičku dýzy, výhodne podľa nároku 13, pričom čapička dýzy a dýza tvoria priestor pre chladiacu kvapalinu, ktorý je pomocou dvoch, vždy o 60 ° až 180 ° presadených otvorov spojiteľný s prívodným vedením chladiacej kvapaliny, respektive spätným vedením chladiacej kvapaliny, pričom držiak dýzy je uskutočnený tak, že chladiaca kvapalina sa takmer kolmo napozdĺžnu os hlavy plazmového horáka dostáva na dýzu, zasahujúc do priestoru pre chladiacu

MPK / Značky

MPK: H05H 1/28, H05H 1/34

Značky: plazmový, čapička, chladený, hlava, plazmového, horák, dýza, kvapalinou, dýzy, horáka

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/51-e15893-dyza-a-capicka-dyzy-pre-kvapalinou-chladeny-plazmovy-horak-a-hlava-plazmoveho-horaka-s-dyzou-capickou-dyzy.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Dýza a čapička dýzy pre kvapalinou chladený plazmový horák a hlava plazmového horáka s dýzou/čapičkou dýzy</a>

Podobne patenty