ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД

ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД
Полезная модель относится к области обработки камня и может быть использована в строительной технике и в технике по производству строительных материалов для обработки твердых неметаллических строительных элементов или конструкций.
Известен дисковый электрод (RU 2494863, МПК B28D 1/00, опубл. 10.10.2013 г.), имеющий рабочую торцевую поверхность, нерабочие плоские боковые поверхности, по крайней мере, одно сквозное отверстие, выполненный из двух металлических дисков, изолированных друг от друга изоляционной огнестойкой прокладкой, причем на один из металлических дисков электрода от источника питания подается «плюс», а на второй - «минус». В рабочей зоне реза размещено устройство для высокочастотного зажигания электрической дуги. Толщина огнестойкой изолирующей прокладки между металлическими дисками составляет от 2,0 мм до 4,0 мм.
К недостаткам вышеописанного дискового электрода можно отнести использование вредного для человека высокочастотного излучения для зажигания электрической дуги и удержания дуги во время резки материала, что повышает степень опасности работы при резке материала.
Полезная модель решает задачу повышения безопасности работы с дисковым электродом при резке таких материалов, как бетон, гранит и т.д. за счет изменений формы дисков электрода, обеспечивающих возникновение скользящего разряда между дисками вдоль поверхности обрабатываемого материала от заданной величины прикладываемого напряжения, обеспечивая устойчивое зажигание электрической дуги.
Для получения необходимого технического результата в дисковом электроде, имеющем рабочую торцевую поверхность, нерабочие плоские боковые поверхности, по крайней мере, одно сквозное отверстие, содержащем два металлических диска, изолированных друг от друга изоляционной огнестойкой прокладкой, при этом диски выполнены с возможностью подключения к источнику питания, предлагается один диск выполнить с выемкой на боковой поверхности под прокладку, причем торцевую часть диска, закрывающую часть прокладки, выполнить с фаской. Второй диск предлагается выполнить с кольцевым выступом на верхней части боковой поверхности, смежной с прокладкой, которую, в свою очередь, выполнить с кольцевым пазом под выступ на диске. Кроме того, расстояние между двумя дисками и расстояние между фаской и кольцевым выступом предлагается выбрать таким, чтобы заданная величина прикладываемого напряжения обеспечивала зажигание электрической дуги.
На прилагаемых к описанию схемах изображено:
на фиг. 1 - предлагаемый дисковый электрод;
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
На схеме приняты следующие обозначения:
1, 2 - диски металлические; 3 - прокладка изолирующая огнестойкая; 4 - центральное отверстие; 5 - вал; 6 - изоляторы; 7 - шайба; 8 - гайка; 9 - контргайка; 10 - источник комбинированного напряжения; 11 - электрокабель; 12 - электрическая дуга; 13 - материал (например, бетон, гранит); 14 - магнитопровод; 15 - намагничивающая катушка; 16 - источник постоянного напряжения; 17 - фаска; 18 - кольцевой выступ.
В качестве источника комбинированного напряжения, предлагается использовать источник (RU №2217770, МПК 7: G01R 31/14, опубл. 27.06.2003 г.), формирующий комбинированное напряжение с тремя составляющими: переменной, постоянной и импульсной.
Дисковый электрод состоит из металлических дисков 1 и 2, изготовленных, например, из низкоуглеродистых сталей, и огнестойкой изолирующей прокладки 3. Металлические диски 1 и 2 имеют центральное отверстие 4 для крепления на валу 5 с использованием изоляторов 6, шайбы 7, гайки 8, контргайки 9. Источник комбинированного напряжения 10 связан электрокабелем 11 с дисками 1 и 2. Возникающая электрическая дуга 12 воздействует на материал 13, например, бетон или гранит. Удержание электрической дуги 12 в фиксированном положении осуществляется с помощью электромагнитной системы, состоящей из магнитопровода 14 и намагничивающей катушки 15, питаемой от источника постоянного напряжения 16. Форма дисков играет существенную роль в возникновении скользящего разряда вдоль поверхности обрабатываемого материала Выполнение диска 1 с фаской 17, а диска 2 с кольцевым выступом 18 и их расположение на расстоянии, которое обеспечивает возникновение скользящего разряда от заданной величины прикладываемого напряжения, обеспечивает устойчивое зажигание электрической дуги 12, а электромагнитное поле надежно удерживает электрическую дугу 12 в зоне резания материала. При этом кольцевой выступ 18 на диске 2, расположенный вблизи фаски 17 на торце диска 1 инициирует и, как показали проведенные испытания, значительно облегчает возникновение разряда и зажигание электрической дуги между дисками 1 и 2, а также его удержание в зоне резания. Как показали опытные испытания, при использовании комбинированного напряжения, величина которого составляла от 600 В до 1000 В, оптимальное расстояние между фаской 17 диска 1 и кольцевым выступом 18 диска 2 составляет до 2 мм, а расстояние между дисками 1 и 2 - до 4 мм.
Предлагаемый дисковый электрод работает следующим образом.
На металлические диски 1 и 2 от комбинированного источника 10 напряжения по электрокабелю 11 подается питание. Огнестойкая изоляционная прокладка 3 шириной от 2,0 мм до 4,0 мм предотвращает короткое замыкание между металлическими дисками 1 и 2. Дисковый электрод крепится на валу 5 с помощью изолятора 6, шайбы 7, гайки 8 и фиксируется контргайкой 9. В рабочем состоянии вал 5 приводится во вращение электродвигателем, при этом дисковый электрод также вращается с угловой скоростью не менее 100 рад/с. При подаче комбинированного напряжения, включающего переменную, постоянную и импульсную составляющие, от источника 10 на диски 1 и 2 возникает электрическая дуга 12. Для удержания электрической дуги 12 используется электромагнитная система, состоящая из магнитопровода 14 и намагничивающей катушки 15, питаемой от источника 16 постоянного напряжения. При отключении источника 10 комбинированного напряжения электрическая дуга 12 гаснет.
Таким образом, работа предлагаемым дисковым электродом по резанию твердых материалов, таких как бетон, гранит, по сравнению с дисковым электродом, описанным в ближайшем аналоге, становится безопасной для человека, т.к. нет вредного для человека высокочастотного излучения, а электрическая дуга надежно удерживается в зоне резания.