Hlavica plazmového horáka

Číslo patentu: U 7042

Dátum: 03.03.2015

Autori: Zuštín Branislav, Veselý Petr, Lapčík Zdeněk

Je ešte 1 strana.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technické riešenie sa týka hlavice plazmového horáka zahŕňajúcej dýzu, držiak dýzy, vložku držiaka dýzy, elektródu a kryt dýzy.Jedným z problémov, ktoré plazmové horáky vykazujú, je chladenie dýzy, ktorá obklopuje elektródu. To je podľa známeho stavu techniky uskutočnené tak, že medzi vonkajším obvodom elektródy a vnútomým obvodom dýzy je ponechaný priestor, ktorý je cez valcovitý výstupný otvor vyústený dovnútra plazmového horáka. Chladiace médium je do priestoru nad vonkajším povrchom dýzy zavedené z otvorov upravených v držiaku dýzy, napnklad navzájom osovo symetrických. Osovo symettické riešenie však vedie k osovo nesymetrickému prúdeniu chladiaceho média, čo je z hľadiska chladenia nevýhodné. Teplota dýzy dosahuje najväčšie hodnoty vjej prednej časti a smerom dozadu klesá. Tým je spôsobené, že len časť chladiaceho média prispieva k chladeniu, keďže podstatnú časť chladiaceho média prúdi okolo zadnej časti dýzy, kde je malý teplotný rozdiel a efektivita chladenia je nízka.Iné riešenie chladenia dýzy spočíva v asymetrickom usporiadaní prívodného a odvodného otvoru chladiaceho média. Toto uskutočnenie umožňuje lepšie odlíšenie vstupu a výstupu chladiaceho média, a tým aj možnosť lepšie optimalizovať prúdenie chladiaceho média. Takýto typ plazmového horáka je známy z DE 102008018530. Pri tomto plazmovom horáku prúdi časť chladiaceho média medzi prívodným otvorom k vzdialenejšiemu koncu ochladzovacieho priestoru a ďalej po časti kružnice späť k bližšiemu koncu ochladzovacieho priestoru a odvádzacím otvorom von z plazmového horáka. Zvyšná časť chladiaceho média však prúdi od prívodného otvoru prakticky V smere dotyčnice po časti kružnice k odvodnému otvoru a na chladení sa podieľa minimálne. Účinnosť chladenia v tepelne najviac namáhanej časti dýzy je tým znížená, čo má vplyv na dĺžku životnosti dýzy.Z DE 102007005316 je známe riešenie plazmového horáka, V ktorom je podstatná časť chladíva usmernená prúdením okolo tepelne najviac namáhanej prednej časti dýzy. Avšak pozitívny efekt chladenia je znížený vzhľadom na relatívne malý povrch, na ktorom dochádza k tepelnej výmene. Dýza, ktorá je s cieľom umožnenia prúdenia vybavená drážkami, vyžaduje rotačné pozíciovanie drážok vzhľadom na vstupný, respektíve Výstupný otvor, keďže len tak chladiace médium prúdi drážkami a chladenie je intenzívnejšie.Z opisu DE 102009006132 je máme uskutočnenie, ktoré je charakterizované dvoma typmi drážok, a to jeden typ na privádzanie chladiaceho média a druhý typ na odvádzanie chladiaceho média. Nevýhodou tohto typu plazmového horáka je výrobná zložitosť a tiež požiadavka na pozíciovanie dýzy vzhľadom na vstupný a Výstupný otvor chladiaceho média. Okrem životnosti dýzy majú na efektívnosť využitia plazmového horáka vplyv aj prestoje spôsobené pri výmene dýzy.Úlohou technického riešenia je vyriešiť plazmový horák tak, aby ďalej zlepšil chladenie dýzy, odstrániť pozíciovanie dýzy vzhľadom na vstupný a výstupný otvor a zjednodušiť tým konštrukciu plazmového horáka. Toto sa značnou mierou dosiahne hlavicou plazmového horáka, ktorá zahmuje dýzu, držiak dýzy, vložku držiaka dýzy, elektródu a kryt dýzy podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva vtom, že medzi elektródou a dýzou je upravený vírivý krúžok na elektrické oddelenie elektródy od dýzy, ktorá je rozoberateľne upevnená na tele plazmového horáka držiakom vybaveným vložkou, ktorá je upravená medzi vonkajším povrchom dýzy a vnútorným povrchom držiaka na vytvorenie kanálu pre chladiace médium, pričom na dýze je usporiadaná manžeta, cez ktorú je prepoj ený kanál s homogenizačnou komorou.S ohľadom na rovnomeme prúdenie chladiaceho média a jednoduchosť uskutočnenia sa javí výhodné,keď je dýza v prednej časti vybavená rebrom, na ktoré dosadá držiak dýzy, a manžeta usporiadaná na dýze je vybavená pravidelne rozmiestnenými priechodmi, pričom na manžete je upravená dosadacia plocha pre telo plazmového horáka a dosadacia plocha pre vložku.S ohľadom na vedenie ochranného plynu je účelné, ked na prednej časti držiaka dýzy je usporiadaný dištančný krúžok, na ktorého čelo dosadá kryt, a z opačnej strany čela sú po obvode dištančného krúžku rozmiestnené priechody pre ochranný plyn.S ohľadom na rovnomemé prúdenie chladiaceho média je vhodné, keď vložka je V zadnej časti vybavená prírubou, v ktorej sú pravidelne usporiadané priechody na ohriatie chladiaceho média, pričom v prednej časti vložky sú výstupky.Pre jednoduchosť výroby je účelne, keď vložka je v prednej časti kužeľovitá a v zadnej časti valcovitá,pričom na zadnej časti valcovitého tvaru sú pravidelne usporiadané a smerom k prednej časti vložky prehlbujúce sa drážky.Prehľad obrázkov na výkresochTechnické riešenie bude bližšie objasnené s použitím výkresov, na ktorých je schematicky znázomené obrázok l hlavica plazmového horáka v reze, obrázok 2 pozdĺžny rez dýzou plazmového horáka, obrázok 3 čelný pohľad na dýzu plazmového horáka, obrázok 4 axonometrický pohľad na držiak dýzy, obrázok 5 pozdĺžny rez držiakom dýzy podľa obrázka 4, obrázok 6 axonometrický pohľad na vložku držiaka dýzy, obrázok 7 čelný pohľad na vložku držiaka dýzy, obrázok 8 pozdĺžny rez vložkou držiaka dýzy, obrázok 9 alternatívne uskutočnenie vložky držiaka dýzy v axonometrickom pohľade a obrázok 10 pozdĺžny rez vložkou držiaka dýzy podľa obrázka 9.Ako je zrejmé z obrázka 1, hlavica Q plazmového horáka g pozostáva z dýzy g, v ktorej je umiestnená elektróda 2 vybavená emísným prvkom 11. Medzi elektródou 2 a dýzou g je upravený vírivý krúžok Q vybavený tesniacimi krúžkami 1 medzi ním, elektródou 2 a dýzou g. Vírivý krúžok Q elektricky oddeľuje elektródu g od dýzy g a napomáha centrovaniu dýzy g. Upevnenie dýzy g na tele 1 plazmového horáka g je pomocou držiaka g uskutočnené rozoberateľne, pričom medzi telom l plazmového horáka g a držiakom g dýzy g je tesniaci krúžok Z. Držiak g dýzy g je vybavený vložkou g upravenou medzi vonkajším povrchom l dýzy g a vnútorným povrchom Q držiaka g dýzy g, čím vytvára kanál Q na prechod chladiaceho média. Vonkajšiu stenu hlavice 13 tvorí kryt 1 g, ako je zrejme z obrázka 1, upevnený na plazmovom horáku g pomocou dielca Q, medzi ktorým a krytom 1 g je tesniaci krúžok Z. Vzájomná poloha krytu lg a držiaka g dýzy g je nastavená pomocou dištančného knižku g. Priestor medzi držiakom g, krytom 14 a dielcom g tvorí kanál 20 pre ochranný plyn Plazmová komora g podľa obrázka l, 2 je upravená v prednej časti Ľ dýzy g a je vyústená priechodným otvorom 16 von z dýzy g. Všetky tesniace krúžky sú kvôli prehľadnosti a zjednodušeníu označené rovnakou vzťahovou značkou 1.Konštrukčné uskutočnenie dýzy g je zrejmé z obrázka 2 a 3. V prednej časti Q dýzy g je upravený tesniaci krúžok Z a rebro ě slúžiace ako dosadacia plocha pre držiak g dýzy g. Na valcovitej časti vonkajšieho povrchu u dýzy g je usporiadaná manžeta x vybavená pravidelne rozmíestenýmí príechodmi Ä, ktoré zo strany zadnej časti gQ dýzy 2 vychádzajú z prstencového vybrania 22. Na manžete gg je tiež upravená dosadacia plocha gg, na ktorú dosadá telo l plazmového horáka g, a dosadacia plocha Q pre vložku g. V zadnej časti Q dýzy g je tiež uložený tesniaci krúžok 1 medzi telom 1 plazmového horáka 3 a dýzou g. Po zasunuti dýzy g do tela l plazmového horáka g podľa obrázka l, 2 je prstencové vybranie 22 uzavreté a je tak vytvorená homogenizačná komora g pre chladiace médium, do ktorej je vyústený kanál 1 Q v tele l plazmového horáka 3, ktorým je privádzané chladiace médium.Na obrázlm 4 je v axonometrickom pohľade znázomený držiak g dýzy g. Na prednej časti držiaka g je usporiadaný dištančný krúžok Q, na ktorého čelo Q dosadá kryt g. Pozdĺž opačnej strany čela x dištančného krúžku g sú v držiaku g priechody Ä pre ochranný plyn. Ako je tiež zrejmé z obrázka 4, priechody Ä môžu byť vzhľadom na os držiaka g sklenené, pričom priestorom 3 l medzi dištančným krúžkom g a držiakom g je mož 11 é regulovať množstvo ochranného plynu privádzaného do kanála Ä pre ochranný plyn. Z obrázka 5 je zrejmé, že medzi držiakom g a dištančným krúžkom g je tiež upravená homogenízačná komora 29,v ktorej dochádza k vyrovnaniu tlaku a rýchlosti ochranného plynu, a tým k rovnomemému prietoku ochranného plynu k prednej časti Q dýzy g. Dištančný krúžok Q, ktorý vymedzuje polohu krytu M a dýzy g k sebe navzájom, súčasne kryt g od dýzy g elektricky oddeľuje. Priestor medzi vložkou g a držiakom g dýzy g formuje časť kanálu l 9, ktorým prechádza ohriate chladiace médium do kanálu Q v tele g plazmového horáka g podľa obrázka l.Na obrázku 6, 7, 8 je znázomené uskutočnenie vložky g vybavené v zadnej časti 38 prírubou 35, v ktorej sú pravidelne usporiadané priechody 27 pre ohriate chladiace médium. Z prednej časti Ľ vložky g sú po jej obvode pravidelne rozmiestnené radiálne výstupky g, medzi ktorými tiež prechádza chladiace médium. Vložka g sa pri zostavení s držiakom g výstupkami Q opiera o opomú plochu 26 na držiaku g.Iné uskutočnenie vložky g držiaka g dýzy g je znázomené na obrázku 9 a 10. Vložka g je V prednej častí gZ kužeľová a na zadnej časti 3 § valcovitého tvaru sú upravené pravidelne usporiadané, smerom k prednej časti Ľ sa prehlbujúce drážky g. Zadná časť g vložky g, príslušné upravená na valcovitý tvar, dosadá opomou plochou Ä na držiak g.Pri chladení dýzy g V opísanom konštrukčnom usporiadaní hlavice Lg, obrázok 1, pri činnosti plazmové 10ho horáka ą je chladiace médium privádzané kanálom Q do homogenizačnej komory g, z nej axiálnymi priechodmi 21 prechádza do kanála l 9 medzi vonkajším povrchom l/ dýzy 2 a vnútomým povrchom Q vložky 5 a v priestore kanála Q dochádza k tepelnej výmene medzi dýzou g a chladiacim médiom. Kanál l 9 sa okolo prednej časti 37 vložky 5, kde má chladiace médium vyššiu rýchlosť, obracia do protismeru a prechádza priestorom kanálu 12 k priechodom Ľ a z nich do prstencovej medzery 34 medzi telom 1 plazmového horáka 3 a držiakom i dýzy g. Z prstencovej medzery 34 postupuje potom chladiacim médiom do výstupného kanála Q V tele l. S ohľadom na prúdenie chladiaceho média nie je nutné, aby dosadacia plocha Q na manžete 3 § dýzy 2 dosadala tesne na vložku 5 držiaka 4. Je možné, aby bola medzi nimi vôľa, ktorá by umožňovala prietok chladiaceho média menší ako 10 .Výmena dýzy z je podľa tohto technického riešenia veľmi jednoduchá, pretože ju nie je nutné polohovo nijako nastavovať, čo platí i o vložke j držiaka 41 dýzy g. Tým sa skrátia aj prevádzkové prestoje.Technické riešenie je určené na využitie V plazmových horákoch, NÁROKY NA OCHRANU1. Hlavica plazmového horáka, zahŕňajúca dýzu, držiak dýzy, vložku držiaka dýzy, elektródu a kryt dýzy, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že medzi elektródou (9) a dýzou (2) je upravený vírivý krúžok (12) na elektrické oddelenie elektródy (9) od dýzy (2), ktorá je rozoberateľne upevnená na tele (l) plazmového horáka (3) držiakom (4) vybaveným vložkou (5), ktorá je upravená medzi vonkajším povrchom (17) dýzy (2) a vnútomým povrchom (18) držiaka (4) na vytvorenie kanálu (19) pre chladiace médium, pričom na dýze (2) je usporiadané manžeta (36), cez ktorú je prepojený kanál (19) s homogenizačnou komorou (32).2. Hlavica podľa nároku l, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že dýza (2) je v prednej časti (39) vybavená rebrom (25), na ktoré dosadá držiak (4) dýzy (2), a manžeta (3 6) usporiadaná na dýze (2) je vybavená pravidelne rozmiestnenými priechodmi (21), pričom na manžete (36) je upravená dosadacia plocha (24) pre telo (l) plazmového horáka (3) a dosadacia plocha (42) pre vložku (5).3. Hlavica podľa nároku l alebo l a 2, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že na prednej časti držiaka(4) dýzy (2) je usporiadaný díštančný krúžok (6), na ktorého čelo (30) dosadá kryt (14), a z opačnej strany čela (30) sú po obvode dištančného krúžku (6) rozmiestnené priechody (28) pre ochranný plyn.4. Hlavica podľa nároku l alebo 1 až 3, v y z n a č uj ú c a s a tý m , že vložka (5) je v zadnej častí (38) vybavená prírubou (35), v ktorej sú pravidelne usporiadané priechodyi(27) na ohriatie chladiaceho média, pričom v prednej časti (37) vložky (5) sú výstupky (45).5. Hlavica podľa nároku l alebo 1 až 3, v y z n a č uj ú c a s a tý m , že vložka (5) je v prednej časti (37) kužeľovitá a v zadnej časti (38) valcovitá, pričom na zadnej časti (38) valcovitého tvaru sú pravidelne usporiadané a smerom k prednej časti (37) vložky (5) prehlbujúce sa drážlcy (41).

MPK / Značky

MPK: H05H 1/28

Značky: plazmového, hlavica, horáka

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/9-u7042-hlavica-plazmoveho-horaka.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Hlavica plazmového horáka</a>

Podobne patenty