DD219415A1

DD219415A1 - Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der umweltschutzbedingungen beim plasmaschneiden

Info

Publication number: DD219415A1
Application number: DD25676383A
Authority: DD
Inventors: Dieter Griessig; Wilhelm Sachse; Volker Zschau
Original assignee: Meissen Turbowerke
Priority date: 1983-11-17
Filing date: 1983-11-17
Publication date: 1985-03-06
Also published as: DD219415B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Umweltschutzbedingungen beim Plasmaschneiden von metallischen Werkstuecken, die sich auf einem Wasserbad befinden. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist die Absaugung der Schadstoffe mit geringem Energiewaufwand. Erfindungsgemaess werden die durch den Plasmastrahl waehrend des Schneidvorganges entstehenden Schadstoffe, insbesondere die Stickoxide, oberhalb des Werkstueckes unmittelbar um den Plasmabrenner flaechenmaessig abgesaugt. Die Vorrichtung besteht aus einer konzentrisch um den Plasmabrenner angeordneten Duese, die fest mit dem Brenner verbunden ist. Eine gleiche Absauggeschwindigkeit wird durch eine Blende im Bereich des Absauganschlusses und durch Kruemmungen an der Innen- und Aussenwand erreicht. Fig. 1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Umweltschutzbedingungen beim Plasmaschneiden

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Umweltschutzbedingungen beim Plasmaschneiden von metallischen Werkstücken, vorzugsweise von Stahlblechen, die sich auf oder über einem Wasserbad befinden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein Verfahren zum Unterwasser-Plasmaschneiden nach DE-OS 2842 693 bekannt, welches einen speziellen Plasmabrenner für Unterwasserschneiden erfordert.

Weiterhin muß der Plasima-Schneidbogen von einem Preßluftmantel umhüllt sein. Durch dieses Verfahren ist es möglich, die umweltgefährdenden Bestandteile zu reduzieren.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Schnittgeschwindigkeit beim Unterwasserschneiden wesentlich geringer und eine Beobachtung des Schneidvorganges nicht möglich ist.

Bei dem Verfahren nach DE-OS 2505 665 erfolgt der Schneidvorgang in einem Wasserbad. Neben den bereits genannten

Nachteilen ist ein hoher Aufwand an Geräten zur Durchführung des Verfahrens erforderlich. , . ·

Zur Verbesserung der Umweltschutzbedingungen wurde in der DD-PS 130 007 vorgeschlagen, den Plasmastrahl mit einem unverfestigten Material zu umhüllen. Das Aufbringen der Schichtsoll vor oder während des Schneidprozesses unmittelbar vor der Schneidzone auf und unter dem Werkstück erfolgen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß ein hoher Aufwand für die Bereitstellung, Auftragung und Beseitigung des umhüllenden Materials notwendig ist. Außerdem ist ein direktes Beobachten des Schneidvorganges nicht möglich.

In der DD-PS 137 675 wurde vorgeschlagen, unterhalb des zu trennenden Werkstückes Wasser oder Wasserdampf so zu verdüsen, daß dieser Strahl in Richtung des aus der Schnittfuge austretenden Plasma- und Spritzerstrahles verläuft und diesen umhüllt. Voraussetzung für diese Lösung sind Anlagen mit feststehenden Brennern und bewegtem Werkstück.

Diese Lösung hat den Nachteil, daß ebenfalls ein hoher gerätetechnischer Aufwand erforderlich ist.

Für breibewegliche Brenner ist dieses Verfahren nicht anwendbar.

Es ist bekannt, eine möglichst vollständige Absaugung der Schadstoffe, insbesondere nach unten, durch stationäre Absauganlagen vorzunehmen.

Diese Anlagen erfordern eine hohe Absaugleistung und damit verbunden einen hohen Verbrauch an Elektroenergie und Heizleistung.

Es wurde deshalb durch gesteuerte Öffnungen unter der Schnittfläche nur noch in Brennernähe abgesaugt. Das führt zu einer

Verringerung der Absaugleistung. .

Nachteilig ist der hohe mechanische und elektronische gerätetechnische Aufwand und die Notwendigkeit eines guten Blechabdeckungsgrades.

Im rauhen Betrieb sind diese Anlagen sehr störanfällig.

Es ist bekannt, beim Plasmaschneiden mit Druckluft als Plasmagas das Werkstück über oder auf einem Wasserbad zu bearbeiten.

Dabei soll das Wasser die anfallenden Schadstoffe aufnehmen.

Nachteilig ist, daß durch das Wasser nicht alle Schadstoffe, insbesondere Stickoxide, aufgenommen werden.

Das betrifft insbesondere die über dem zu bearbeitenden Material befindlichen Schadstoffe.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, die beim Plasmaschneiden metallischer Werkstücke unter Verwendung von stickstoffhaltigem Plasmagas entstehenden Schadstoffe energie- und kostengünstig so zu reduzieren, daß die zulässigen Werte eingehalten und keine Gefährdung der bedienenden Personen eintritt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche beim Plasmaschneiden mit Wasserbad eine hohe Schnittgeschwindigkeit ermöglichen und die nicht vom Wasserbad aufgenommenen Schadstoffe oberhalb des Werkstückes zu reduzieren. Es soll dabei der Schneidvorgang visuell kontrollierbar sein.

-I- £ΟΌ fOÖ £.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die durch den Plasmastrahl während des Schneidvorganges entstehenden Schadstoffe oberhalb des Werkstückes unmittelbar um den Plasmabrenner flächenmäßig abgesaugt und unterhalb des Werkstückes durch das Wasserbad aufgenommen. Die Absaugung erfolgt bei jeder Brennerbewegung synchron zu deren Verlauf.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer Düse, die annähernd konzentrisch um den Plasmabrenner angeordnet ist. Die Düse ist mit dem Plasmabrenner über einen Steg starr verbunden. Sie besitzt einen Absauganschluß, der über einen flexiblen Schlauch zu einem Ventilator führt. Die Düse ist so gestaltet, daß die Absauggeschwindigkeit um den Brenner annähernd gleich ist.

Eine Ausführung der Erfindung ist so gestaltet, daß die Düseden Plasmabrenner bis zu 300° umschließt. Der Absauganschluß wird an einem Ende der Düse angeordnet und die Ansaugöffnung im Bereich des Absauganschlusses so durch eine Blende verringert, daß eine annähernd gleiche Absauggeschwindigkeit erzielt wird.

Vorteilhaft ist es, über den gesamten Verlauf der Innenwand eine nach innen gerichtete Krümmung und an der Außenwand außerhalb der Blende eine nach außen gerichtete Krümmung vorzusehen.

Der Vorteil besteht darin, daß die beim Plasmaschneiden entstehenden Schadstoffe unterhalb des Werkstückes insbesondere Rauche vom Wasserbad aufgenommen werden. Die oberhalb des Werkstückes auftretenden Schadstoffe, vorwiegend nitrose Gase, werden durch die dem Brennerverlauf synchron folgende Düse zum größten Teil mit geringem Energieaufwand abgesaugt.

Durch die Begrenzung der Düse auf 300° ist eine visuelle Beobachtung des Schneidvorganges möglich, ohne daß dadurch ein

höherer Schadstoffaustritt erfolgt. '

Ausführungsbeispiel _r

Die Vorrichtung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen Plasmabrenner mit Düse,

Fig.2 die komplette Brennerabsaugung und

Fig.3 den Schnitt A-B nach Fig. 1.

Den Plasmabrenner 1 umschließt die Düse 2, die über einen Steg 3 mit dem Plasmabrenner 1 fest verbunden ist.

An der Düse 2 ist ein Absauganschluß 4 angeordnet. Die Düse 2 besitzt eine Ansaugöffnung 5, die einen geringen Abstand

zum Werkstück 6 aufweist. '· ·. .

In Fig. 2 ist die Funktion der Gesamtanlage dargestellt. Der Plasmabrenner 1 wird über eine nicht dargestellte Führungsmaschine horizontal und vertikal bewegt. Diese Bewegungen des Plasmabrenners 1 werden durch den Steg 3 auf die Düse 2 übertragen.

Das Werkstück 6 befindet sich auf oder wenig über einem Wasserbad 7. Die Düse 2 wird über den Absauganschluß 4 und einen flexiblen Schlauch 8 mit dem Ventilator 10 verbunden. Mit angesaugtes Wassers kann über die Entwässerung 9 abgeleitet werden.

Zuerst wird der Ventilator 10 eingeschaltet. Danach wird der Brenner 1 in die Arbeitsstellung über dem Werkstück 6 gebracht und gezündet. Durch den Unterdruck und die Form der Düse 2 erfolgt ein kontinuierliches Absaugen der Schadstoffe oberhalb

des Werkstückes 6 unmittelbar nach deren Entstehung. -

In Fig.3 ist der Schnittverlauf A-B der Düse 2 dargestellt, der Umschlingungswinkel beträgt etwa 300°. Dadurch ist eine visuelle Beobachtung des Plasmabrenners 1 möglich. Im Bereich des nicht dargestellten Absauganschlusses 4 ist die Ansaugöffnung 5 mit einer Blende 11 in ihrem Querschnitt verringert, um nahezu gleiche Strömungsgeschwindigkeiten zu erzielen.

Zur Verbesserung der Absaugung der Schadstoffe besitzt die Düse 2 an der Innenwand 12 und außerhalb der Blende 11 auch an der Außenwand 14 nach innen bzw. nach außen gerichtete Krümmungen 13; 14.

Claims

-1 - 256 763 2

Erfindungsansprüche: .

1. Verfahren zur Verbesserung der Umweltschutebedingungen beim Plasmaschneiden von metallischen Werkstücken, vorzugsweise von Stahlblechen, die sich über oder auf einem Wasserbad befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Plasmastrahl während des Schneidvorganges oberhalb des Werkstückes (6) auftretenden Schadstoffe unmittelbar um den Plasmabrenner (1) in geringem Abstand vom Werkstück (6) flächenmäßig abgesaugt werden.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung synchrone Bewegungen mit dem Plasmabrenner (1) ausführt.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß um den Plasmabrenner (1) in geringem Abstand eine Düse (2) konzentrisch angeordnet und die Düse (2) mit dem Plasmabrenner (1) über einen Steg (3) starr verbunden ist, und die Düse (2) über einen Absauganschluß (4) sowie dem flexiblen Schlauch (8) mit dem Ventilator (10) in Eingriff steht.
4. Vorrichtung nach Punkt 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) so gestaltet ist, daß die Absauggeschwindigkeit um den Plasmabrenner (1) gleich ist.
5. Vorrichtung nach den Punkten 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) den Plasmabrenner (1) bis zu 300° umschließt, der Absauganschluß (4) an einem Ende der Düse (2) angeordnet ist und der Querschnitt der Ansaugöffnung (5) im Bereich des Absauganschlusses (4) durch eine Blende (11) verringert ist.
6. Vorrichtung nach den Punkten 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) über den gesamten Verlauf der Innenwand (12) eine nach innen gerichtete Krümmung (13) und an der Außenwand (14) außerhalb der Blende (11) eine nach außen gerichtete Krümmung (15) aufweist.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen