Elektróda pre kontaktné plazmové oblúkové horáky s kontaktným štartovaním a plazmový oblúkový horák s kontaktným štartovaním využívajúci takéto elektródy

Číslo patentu: E 12353

Dátum: 20.02.2007

Autori: Roberts Jesse, Mather Jon, Eickhoff Stephen

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Vynález sa všeobecne týka plazmových oblúkových horákov,presnejšie elektród a horákov pre kontaktné plazmové oblúkové0002 Prístroje pre spracovanie materiálov, ako napríklad plazmové horáky a lasery, sú často používané pri rezaní a značkovaní železných materiálov. Plazmový oblúkový horák sa vo všeobecnosti skladá z tela horáka, elektródy inštalovanej V tele horáka, trysky s centrálnym výstupným otvorom,elektrických prepojení, prechodov pre chladenie a tekutiny určené pre riadenie horáka, ventilu pre riadenie toku kvapalín a zdroja energie. Plyny použité V horákoch môžu byť nereaktívne( napríklad argón, alebo dusík ), alebo reaktívne ( napriklad kyslík, alebo vzduch ). Horák produkuje plazmový oblúk, ktorý je vlastne zúžený ionizovaný prúd plazmového plynu s vysokou0003 Jednou z metód pre vytvorenie plazmového oblúka v plazmovom horáku je kontaktná štartovacia metóda. Kontaktná štartovacia metóda obsahuje vytvorenie fyzického kontaktu a elektrického spojenia medzi elektródou a tryskou a vytvorenie vodivej cesty medzi týmito komponentmi. Elektróda a tryska môžu spolupracovať za účelom vytvorenia plazmovej komory v tele horáka. Elektrický prúd je privedený na elektródu a trysku a plyn je privedený do plazmovej komory. Tlak plynu stúpa, až pokým je dostatočný na to, aby oddelil elektródu a trysku. Takéto oddelenie vyvolá oblúk, ktorý sa vytvorí medzi elektródou a tryskou v plazmovej komore. Oblúk ionizuje plyn v komore a týmto spôsobom je produkovaný tok plazmy, ktorý môže byť prenesený na obrábanú súčiastku za účelom spracovania materiálu. V niektorých aplikáciách je prispôsobený zdroj energie tak, aby poskytol, po prvé elektrický prúd, známy ako pilotný prúd počas vytvárania oblúka a po druhé prúd, známy ako prúd prenášania oblúka v momente, kedy je tok plazmy prenášaný0004 Pri vytváraní oblúka je možné použiť viacero konfigurácii. Napriklad sa elektróda môže pohybovať vo vnútri tela horáku smerom od stacionárnej trysky. Takéto usporiadanie je nazývané kontaktná štartovacia metóda spätného odstrčenia,pretože tlak plynu spôsobí, že sa elektróda oddiali od spracúvanej súčiastky. Pri inom usporiadaní sa môže tryska pohybovať smerom od relatívne stacionárnej elektródy. Takéto usporiadanie je označované ako kontaktná štartovacia metóda dopredného odstrčenia, pretože tlak plynu spôsobuje, že sa tryska priblíži k spracúvanej súčiastke. V ďalšom zhotovení sa môže medzi stacionárnou elektródou a tryskou pohybovať iný0005 Určité komponenty prístroja na spracúvanie nmteriálu sa však časom poškodzujú. Tieto spotrebné komponenty sú,V prípade plazmového horáka, elektróda, vírivý krúžok, tryska a kryt. Navyše, v procese štartovania horáka, ktorý používa kontaktnú štartovaciu metódu, môže byť viacero spotrebných komponentov zle umiestnených, čo redukuje životnosť týchto komponentov a tiež presnosť prúdu plazmy. V ideálnom prípade sú tieto komponenty jednoducho vymeniteľné. Napriek tomu môževýmena komponentov zapríčiniť zmenšenie produktivity a časové0006 V metóde spätného odstrčenia kontaktného štartovania plazmového oblúkového horáka je elektróda oddialená od trysky za účelom vyvolania pilotného oblúka medzi elektródou a tryskou. Strana elektródy bližšia k telu ( t.j. vzdialenejšia od spracúvaného výrobku ) zapadá do napájacieho kontaktu, ktorý je časťou tela horáka. Pohyb elektródy od trysky tiež pohné týmto napájacím kontaktom. Opakované používanie horáka má za následok opotrebovanie ako na strane elektródy, tak na strane kontaktu. Výmena elektródy v plazmovom horáku je rutinou záležitosťou. Avšak výmena elektrického kontaktu vyžaduje rozobratie telakontakt nie je spotrebným komponentom. Niektoré metódy spätného odstrčenia využívajú spôsob, pri ktoronl sa elektrický kontakt pohybuje, V porovnaní s relatívne nehybným telom horáka. Pohyb elektrického kontaktu a efektivita horáka môže byť ovplyvnená tuhosťou, alebo tvrdosťou napájacieho kábla, ktorý spája kontakt0007 Napríklad, Obr. 1 je prierez známeho kontaktného plazmového oblúkového horáka. Systém 100 obsahuje zdroj energie( nie je zobrazený ) V elektrickom spojeni cez elektrický kábel 104 s napájacím kontaktom 108, ktorý privádza prúd do horáka 112. Horák 112 obsahuje katódový blok 116, ktorý je elektricky izolovaný od napájacieho kontaktu 108 a zároveň tento kontakt obklopuje. Napájací kontakt 108 dosadá na koniec 120 elektricky vodivej elektródy 124. Pružina 128, umiestnená vo vnútri katódového bloku 116, pôsobí proti povrchu 132 katódového bloku 116 a pritláča tak napájací kontakt 108 a elektródu 124 k elektricky vodivej tryske 136. Elektróda 124 je pred vyvolaním oblúka na opracovávanie súčiastky pritláčaná na trysku 136pomocou pružiny ( nie je znázornené ).0008 Vodivá cesta je teda vytvorená od kábla 104 do napájacieho kontaktu 108, elektródy 124 a trysky 136. Elektrický prúd môže prechádzať pozdĺž tejto cesty. Elektróda 124 kooperuje s tryskou 136 a vytvára tak plazmovú komoru 140. Plazmový plyn môže byť dodaný do plazmovej komory 140 a zvyšovať tak tlak v plazmovej komore 140 a môže prekonať silu, ktorou pôsobí pružina 128. Tlak posunie elektródu 124 a napájací kontakt 108smerom od trysky 136. Pri zvyšovaní medzery 144 medzi elektródou124 a tryskou 136 sa vytvorí rozdiel potenciálov medzi elektródou 124 ( katódou ) a tryskou 136 ( anódou ). Oblúk ( nie je znázornené ) ionizuje plyn a je vytvorený naprieč medzerou 144.0009 Nevýhoda systému 100 je, že je potrebne napájací kontakt 108 pohybovať spolu s elektródou 124 pri vytváraní oblúka. Spoluso zväčšujúcou sa kapacitou prúdu, ktorý je kábel 104 schopný preniesť, sa zväčšuje aj jeho veľkosť a zároveň sa znižuje jeho flexibilita. Znížením flexibility kábla 104 sa vytráca univerzálnosť a horšie sa s horákom 112 manévruje. Navyše, napájací kontakt 108 a katódový blok 116 potrebujú relatívneúzke tolerancie ( t.j. relatívne malú vzdialenosť medzi napájacím kontaktom 108 a katódovým blokom 116 ). Takže existuje relatívne úzka tolerancia v umiestnení a pohybovani sanapájacieho kontaktu 108 pri pohybe napríklad počas vytvárania pilotného oblúka. US 3210586 opisuje elektródu určenú na použitie pri generovaní plazmy, ktorá je pripojená k skrutkovitej pružinovej objímke. K objímke je pripojený elektrický vodič, takže nie je potrebná pružina na prenos plného0010 Plazmový horák s kontaktným štartovaním potrebuje elektródu, ktorá optimalizuje operácie horáka bez predčasného zlyhania. Taktiež je potreba horáka s kontaktným štartovaním,ktorý používa koncepciu uvedenú v tomto texte a maximalizuje životnosť komponentov už existujúcich horákov. Cieľom tohto vynálezu je poskytnúť elektródu a komponenty používané V súvislosti s elektródou v plazmových oblúkových horákoch,ktoré by mali vysokú životnosť. Ďalším cieľom je poskytnúť konfiguráciu, ktorá by obmedzila opotrebovávanie komponentovhorákov, ktoré neboli zamýšľané ako spotrebné komponenty.0011 V jednom z aspektov má elektróda pre plazmový oblúkový horák napájacie pripojenie elektricky spojené so zdrojom napätia. Elektróda má pretiahnuté telo elektródy vytvorené 2 elektricky vodivého materiálu, ktoré definuje pozdĺžnu os. Elektróda obsahuje pružný element, určený na prenos v podstate celého pilotného prúdu medzi zdrojom napätia a telom elektródy počas operácie pilotného oblúka plazmového oblúkového horáka.Pružný element vykoná obe, elektrickú a aj mechanickú funkciu

MPK / Značky

MPK: H05H 1/34

Značky: plazmový, oblúkové, elektroda, takéto, elektrody, štartovaním, kontaktným, oblúkový, kontaktné, hořáky, plazmové, horák, využívajúci

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/67-e12353-elektroda-pre-kontaktne-plazmove-oblukove-horaky-s-kontaktnym-startovanim-a-plazmovy-oblukovy-horak-s-kontaktnym-startovanim-vyuzivajuci-taketo-elektrody.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Elektróda pre kontaktné plazmové oblúkové horáky s kontaktným štartovaním a plazmový oblúkový horák s kontaktným štartovaním využívajúci takéto elektródy</a>

Podobne patenty