Устройство для охлаждения катода плазматрона

Полезная модель относится к общему машиностроению и может быть использована в устройствах механизированной воздушно-плазменной резки металлов. Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в катододержателе установлен пористый теплообменный элемент, выполненный в виде цилиндра с центральным отверстием и распределительным коллектором охладителя, расположенным в нижнем торце и связанным с боковыми входными и выходными транспирационными каналами, с целью повышения надежности работы и технологических характеристик процесса плазменной резки металлов. Применение данной полезной модели в технике позволит достаточно эффективно использовать плазмотроны в народном хозяйстве.

Полезная модель относится к общему машиностроению и может быть использована в устройствах механизированной воздушно-плазменной резки металлов.

Известно устройство охлаждения катода плазматрона, которое состоит из емкости-накопителя для охладителя, циркуляционного насоса, запорной и регулируемой арматуры, подводящих и отводящих каналов для охладителя и собственно катододержателя. Недостатком данной системы охлаждения является неравномерность отвода тепла от теплонапряженного элемента (катода) и как следствие, преждевременный выход его из строя.

Полезная модель направлена на повышение надежности работы и технологических характеристик процесса плазменной резки металлов за счет частичного изменения конструкции плазмотрона.

Это достигается тем, что в катододержателе установлен пористый теплообменный элемент (ПТЭ), выполненный в виде цилиндра с центральным отверстием и распределительным коллектором охладителя, расположенным в нижнем торце и связанным с боковыми входными и выходными транспирационными каналами.

На фиг.1 представлена принципиальная схема известного охлаждения катода плазмотрона. На фиг.2 изображен катод с пористой вставкой. На фиг.3 схема движения охладителя в пористом теплообменном элементе.

Устройство охлаждения катода плазмотрона содержит емкость-накопитель для охладителя (1), циркуляционный насос (2), установленный для подачи охладителя в корпус плазматрона (4), где наиболее теплонапряженным элементом является катод (6), запорной и регулируемой арматуры (3), датчиков давления (5), которыми контролируются перепад давления охладителя, подводящих и отводящих каналов для охладителя и

собственно катода. Для более равномерного и интенсивного охлаждения, в катододержателе установлен пористый теплообменный элемент (12), выполненный в виде цилиндра с центральным отверстием (7), с распределительным коллектором охладителя в нижнем торце (8), связанным с боковыми входными транспирационными каналами (10), и с боковыми выходными транспирационными каналами (11).

Устройство охлаждения работает следующим образом:

Охладитель из емкости-накопителя (1) циркуляционным насосом (2) подается в корпус плазмотрона (4), по подводящему каналу поступает в центральное отверстие во вставке (11), проходит ее и, попадая в распределительный коллектор (8), поступает в боковые входные транспирационные каналы (10), а затем в боковые выходные транспирационные каналы (7). Охладитель, проходя через дисперсные каналы, забирает тепло со стенок катода. Нагретая вода собирается в отводящем канале, откуда отводится обратно в емкость-накопитель (1).

Применение данной полезной модели позволит увеличить максимальный ток с 400 А до 560 А, при этом происходит уменьшение расхода охладителя с 0,07 кг/с до 0,03 кг/с, необходимый напор снижается с (0,075-0,08) МПа до (0,02-0,025) МПа. Это сокращает энергетические затраты на перекачку теплоносителя примерно на 40%.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Быховский Д.Г. Плазменная резка. - Л.: Машиностроение. 1972. - 168 с.

2. Экспериментальная установка для исследования ПКТ системы плазматрона ПВР-402 на переходных режимах работы /И.Г.Дроздов, Д.А.Коновалов, Н.Н.Кожухов, Э.Р.Габасова//Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Труды XIV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И.Леонтьева. В 2-х томах. T.1. - М.: Изд. МЭИ, 2003. - С 380-382.

Устройство для охлаждения катода плазматрона, содержащая емкость-накопитель для охладителя, циркуляционный насос, запорную и регулируемую арматуру и катододержатель, отличающееся тем, что в катододержателе установлен пористый теплообменный элемент, выполненный в виде цилиндра с центральным отверстием и распределительным коллектором охладителя, расположенным в нижнем торце и связанным с боковыми входными и выходными транспирационными каналами.