Горелка для дуговой сварки в среде защитных газов

 

Использование: горелки для ручной и полуавтоматической сварки в среде защитных газов. Сущность изобретения: горелка содержит головку 1 с. соплом 2 для подачи защитного газа и отсасывающее сопло 3 для удаления пылегазовыделений, расположенную под углом к оси головки полую рукоятку 4, внутри которой установлен токоподвод 5 с коаксиальными каналами 6 для подачи защитного газа и сварочной проволоки. Катализаторное устройство установлено в кольцевом промежутке между соплом 2 для подачи защитного газа и отсасывающим со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 23 К 9/173

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ 4

СО 4

О

IQQ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4912878/08 (22) 20,02.91 (46) 07,01.93. Бюл. М 1 (71) Инженерный центр "Экология в сварочном производстве" при Одесском государственном университете им. И. И. Мечникова (72) А. А, — А. Эннан, Ю, В. Лысиков и M. И, Гавриленко (73) А. А. — А. Эннан (56) 1, Авторское свидетельство СССР

N 867561, кл, В 23 К 9/173, 01.03.77.

2. Авторское свидетельство СССР

N 986672, кл, В 23 К 9/173, 21,01,80, 3. Авторское свидетельство СССР

N 1174208, кл. В 23 К 9/173, 08.07,83,,. Ы „, 1787088 АЗ (54) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В

СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ (57) Использование: горелки для ручной и полуавтоматической сварки в среде защитных газов. Сущность изобретения; горелка содержит головку 1 с соплом 2 для подачи защитного газа и отсасывающее сопло 3 для удаления пылегазовыделений, расположенную под углом к оси головки полую рукоятку

4, внутри которой установлен токоподвод 5 с коаксиальными каналами 6 для подачи защитного газа и сварочной проволоки, Катализаторное устройство установлено в кольцевом промежутке между соплом 2 для подачи защитного газа и отсасывающим со1787088 плом 3, При этом катализаторное устройство может быть выпал о в виде сеток, установленных в контакте с соплом для подачи защитного газа, Отсасывающее сопло в виде легкосъемного насадка из жаростойкого материала закреплено байонетным замком, При сварке сопла для подачи защитного газа и

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к устройствам горелок, используемых для ручной и полуавтоматической сварки металлов в среде защитных газов, и может быть применено в машиностроительной, судостроительной и других отраслях промышленности, Известные горелки для сварки металлов с отсосом газопылевыделений из зоны дуги состоят, как правило, из узла фиксации канала для прохода электродной проволоки, сопла для подачи защитного газа, насадка той или иной конструкции для отсасывания газопылевыделений, корпуса с рукояткой и устройства для отсасывания и очистки газопылевыделений.

Недостатками их являются постепенное засорение сопла насадка брызгами расплавленного металла и срыв газовой защиты при интенсификации процесса газоотсоса.

Наиболее близкой к изобретению является горелка для дуговой сварки с отсосом газопылевыделений, которая содержит инерционную ловушку для брызг металла, Недостаток этой горелки заключается в том, что инерционная ловушка отделяет брызги металла только из части потока, и в том, что ловушка искажает отсасываемый поток на входе в насадок, что приводит к срыву газозащиты со стороны, противоположной расположению ловушки. Существенным недостатком как аналогов, так и прототипа является то, что отсасываемые газы затем трудно поддаются очистке из-за повышенного содер>кания химически инертных монооксида углерода и окислов азота.

Противоречие заключается в том, что снижению температуры отсасываемого газа при транспортировке по трубопроводам к устройству для очистки вынуждает применять дорогостоящие низкотемпературные катализаторы, низкая активность которых требует увеличения времени контакта с катализатором, а значит, и увеличения количества катализатора, размеров и массы аппарата для его размещения, Все это удоро>кает очистку, ухудшает условия труда и

5

45 связанные с ним катализаторные сетки разогреваются за счет тепла дуги, и всасываемые горелкой пылегазовыделения, проходя через нагретый катализатор, очищаются от монооксида углерода и оксидов азота путем превращения их в безвредные углекислый газ и азот. 4 з. и, ф-лы, 1 ил, создает экологические трудности на предприятиях, Целью изобретения является обеспечение очистки от монооксида углерода и окислов азота путем использования тепла дуги самой горелки, Цель достигается тем, что горелка, содержащая головку с соплом для подачи защитного газа и отсасывающее сопла для удаления газопылевыделений, расположенную под углом к оси головки полую рукоятку, внутри которой установлен токоподвод с коаксиальными каналами для подвода защитного газа и сварочной проволоки, снабжено катализаторным устройством, установленным в кольцевом промежутке между соплом для подачи защитного газа и отсасывающим соплом, При этом катализаторное устройство может быть выполнено в виде сеток, ycTGHoBII8HHbIx в контакте с наружной поверхностью сопла для подачи защитного газа. Целесообразно также с целью упрощения очистки или замены катализаторных сеток выполнить отсасывающее сопло в виде легкосьемного насадка из жаростойкого материала, например титана.

При сварке сопло для подачи защитного газа и связанные с ним катализаторные сетки разогреваются за счет тепла дуги, и всасываемые газопылевыделения, проходя через нагретый катализатор, очищаются от монооксида углерода и оксидов азота по следующей суммарной реакции:

СО+И Ох кат СО2+И2.

Одновременно в катализаторных сетках застревают крупные брызги расплавленного металла, которые легко удаляются из горелки путем снятия отсасывающего сопла с последующей упругоь, деформацией и встряхиванием сеток, Наличие сеток в кольцевом промежутке горелки улучшает равномерность отсоса газопылевыделений и препятствует срыву потока защитного газа к месту сварки, т.е. попутно устраняет недостатки известных горелок.

Сравнение предложенногоустройства с известными показывает, что оно отличается наличием катализаторного устройства, ис1787088

55 пользующего тепло дуги горелки, что отвечает критерию "новизна".

Сравнение предложенного устройства не только с известными устройствами в области сварки, но и с техническими решениями в других областях показало, что подобные технологические решения известны, например, для очистки от СО и ИОх выхлопных газов в автомобилях. Однако в нашем случае используется тепло не только всасываемых газов, но и дополнительный нагрев катализаторного устройства за счет тепла дуги горелки, при этом каталитический процесс очистки происходит непосредственно в горелке, что значительно снижает затраты на последующую очистку газопылевыделений. Кроме того, наличие катализаторных сеток улучшает гидродинамику отсоса горелки и уменьшает вероятность срыва газовой защиты. Таким образом, наличие отличительных признаков позволяет получить положительный эффект выше простого суммарного и соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже показана горелка, продольный разрез.

Горелка содержит головку 1 с соплом 2 для подачи защитного газа и отсасывающим соплом 3 для удаления пылегазовыделений, расположенную под углом к головке рукоятку 4, внутри которой по оси установлен токопровод 5 с коаксиальными каналами 6 для подачи защитного газа и сварочной проволоки 7, В рукоятку 4 вмонтирован выключатель 8 для управления приводом подачи сварочной проволоки (не показан), Нижняя часть рукоятки 4 снабжена штуцером 9 с элементом 10 для закрепления гибкого шланга 11, внутри которого расположен гибкий токоподвод 12.

Горелка снабжена катализаторным устройством, расположенным в кольцевом зазоре между соплами. Катализаторное устройство выполнено в виде сеток 13, установленных в контакте с наружной поверхностью сопла 2 для подачи защитного газа.

При этом отсасывающее сопла 3 выполнено с байонетным замком, на рабочем торце сопла 3 размещена сетка 14 из жаропрочного материала, например титана.

Работает горелка следующим образом.

При зажигании дуги оба сопла 2, 3 и сетки 13 катализаторного устройства разогреваются и проходящие через них сварочные газы очищаются: монооксид углерода окисляется до безвредного углекислого газа, а окислы азота восстанавливаются до

5 элементарного азота. Очищенные от этих примесей газы далее проходят по кольцевому пространству между рукояткой 4 и токоподводом 5 и удаляются по гибкому шлангу

11 на доочистку от сварочных дымов.

10 Положительный эффект достигается проведением процесса очистки непосредственно в горелке путем использования высоких температур сварочной дуги, что позволяет сделать вывод, что предложен15 ное устройство может быть более конкурентоспособным по сравнению с известными образцами сварочных горелок с отсосом газопылевыделений, 20 Формула изобретения

1. Горелка для дуговой сварки в среде защитных газов с отсосом газопылевыделений, содержащая головку с соплом для под25 ачи защитного газа и отсасывающее сопла для удаления газопылевыделений, установленное с кольцевым зазором относительно сопла для подачи защитного газа, расположенную под углом к оси головки полую ру30 коятку, внутри которой установлен токоподвод с коаксиальными каналами для подвода защитного газа и плавящегося электрода, отличающаяся тем, что, с целью очистки газопылевыделений от моно35 оксида углерода и оксидов азота путем использования тепла дуги горелки, она снабжена катализаторным устройством, расположенным в кольцевом зазоре между соплами.

40 2, Горелка по и. 1, отличающаяся тем, что катализаторное устройство выполнено в виде сеток, установленных в контакте с наружной поверхностью сопла для подачи защитного газа, 45 3. Горелка по и. 1, отличающаяся тем, что отсасывающее сопло выполнено с байонетным замком.

4, Горелка по п. 1, о т л и ч а ю щ а яc я тем, что она снабжена сеткой из жаростой50 кого материала, установленной на рабочем торце отсасывающего сопла.

5. Горелка по п. 4, отличающаяся тем, что сетка выполнена из титана.