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Title:
METHOD FOR AVOIDING OVERLOAD ON THE BURNER NOZZLE OF A PLASMA TORCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/142383
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for starting a formulation in a plasma torch, the method comprising the following steps: - adjusting a current intensity to a current intensity nominal value, and - adjusting a gas flow to a gas flow nominal value, characterized in that during adjustment of the gas flow to the gas flow nominal value the current intensity is regulated such that it is always below the current intensity nominal value so that no intensity peak is produced.

Inventors:
CHENG NI (CH)
Application Number:
PCT/EP2016/054924
Publication Date:
September 15, 2016
Filing Date:
March 08, 2016
Export Citation:
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Assignee:
OERLIKON METCO AG WOHLEN (CH)
International Classes:
B23K10/00; H05H1/36
Foreign References:
US5424507A1995-06-13
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
IRSCH, Manfred (CH)
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Claims:
Ansprüche

1 . Verfahren zum Starten einer Rezeptur in einem Plasmabrenner, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

- Einstellung einer Stromstärke auf einen Stromstärkennominalwert

- Einstellung eines Gasflusses auf einen Gasflussnominalwert

dadurch gekennzeichnet, dass während der Einstellung des Gasflusses auf den Gasflussnominalwert die Stromstärke so geregelt wird, dass sie immer unterhalb des Stromstärkennominalwertes liegt dergestalt, dass es nicht zur einem Leistungshügel kommt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stromstärke während der Einstellung des Gasflusses auf den Gasflussnominalwert auf einem im Wesentlichen konstanten Wert unterhalb des Stromstärkennominalwertes gehalten wird und die Stromstärke erst nach Stabilisierung des Gasflusses auf den Stromstärkennominalwert eingestellt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Verfahren um einen Rezepturwechsel handelt und dass die Stromstärke die ganze Zeit so hoch gehalten wird, so dass das Plasma nicht erlischt.

Description:
Verfahren zur Vermeidung von Überlast an der Brennerdüse eines Plasmabrenners

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungsverfahren für Plasmabrenner Insbesondere geht es darum, die Lebensdauer einer Elektrode oder der Elektroden eines Plasmabrenners zu verlängern.

Plasmabrenner oder Plasmalichtbogenbrenner sind bekannt. Diese Art von Brennern umfasst zwei Elektroden, nämlich eine Anode und eine Kathode. Es wird ein Lichtbogen zwischen den Elektroden gebildet und es wird ein plasmabildendes Gas injiziert. Der sich zwischen den Elektroden bildende Lichtbogen wird aufrechterhalten und bringt das Gas auf sehr hohe Temperaturen und ionisiert es.

Bei einem derartigen Plasmabrenner sind die Elektroden verbrauchsteile. Die Lebensdauer ist eine Funktion einer Reihe von Parametern, wie zum Beispiel der Leistung des Brenners, der Natur des injizierten, plasmabildenden Gases aufgrund seiner Zersetzung und der Reaktionen, dies es mit den die Elektroden bildenden Materialien haben kann. Die Lebensdauer der Elektroden ist ausserdem eine Funktion des Betriebes des Brenners, je nachdem, ob dieser kontinuierlich oder diskontinuierliche betrieben wird.

Beim Starten des Plasmaprozesses und/oder beim Rezepturwechsel werden gemäss Stand der Technik Strom und Prozessgas gleichzeitig geändert, wobei natürlich die Stromstärke schneller ihren Sollwert erreicht als der Gasfluss. Um eine beschleunigte Regulation des Gasflusses und damit ein schnelleres Erreichen des Sollwertes zu erzielen, wird häufig zunächst der Gasfluss auf maximal eingestellt und anschliessend auf den Sollwert zurück reguliert. Dies, in Kombination mit der Tatsache, dass die Stromstärke sehr schnell ihren Sollwert erreicht, hat zur Folge, dass die Leistung während des Startes oder während des Rezeptwechsels kurzzeitig den Nominalwert übersteigt, insbesondere weil bei bereits erreichtem Stromsollwert kurzzeitig ein zu grosser Gasfluss vorliegt, der dann zurück reguliert wird. Eine solche Überschreitung des Nominalwertes führt einerseits zu einer kürzeren Lebensdauer der Elektroden und damit des Brenners und andererseits zu einem erhöhten Stromverbrauch. Eine solchen Ablauf zeigt der Graph in Figur 1 . Dabei wird deutliche, dass die Leistung (durchgezogene Linie) für eine gewisse Zeit den die Leistungsgrenze (gepunktete Linie) überschreitet.

Es wäre natürlich möglich die Rampe der Gasregelung zeitlich zu dehnen um den unerwünschten Leistungshügel zu vermindern. In diesem Fall wird aber die Sequenz für den Start oder Rezepturwechsel zeitlich verzögert, was wiederum einen erhöhten Gas - oder Stromverbrauch zur Folge hat. Ausserdem lässt sich auf diese Weise der Leistungshügel nicht komplett vermeiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem es nicht zu dem unerwünschten Leistungshügel kommt.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass vor und auch während der Gasregelung die Stromstärke auf einem niedrigen Niveau gehalten wird. Erst nachdem der Gasfluss geregelt und stabil ist wird die Stromstärke auf ihren Sollwert eingeregelt. Figur 2 zeigt den entsprechenden erfindungsgemässen Ablauf in einem Graphen. Aufgetragen ist eine Amplitude in Abhängigkeit der Zeit. Die gestrichelte Linie gibt schematisch den Gasfluss an. Die Strichpunktlinie gibt schematisch die Stromstärke an. Die gepunktete Linie gibt den Nominalwert der Leistung, d.h. die Leistungsgrenze an. Die durchgezogene Linie gibt die tatsächliche Leistung an. Deutlich sichtbar ist, dass es hierbei nicht zu einem Leistungshügel kommt.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird erreicht, dass die Leistung während des Startes oder während des Rezepturwechsels zu jedem Zeitpunkt tiefer als oder gleich der vorgegebenen nominalen Leistung bleibt.

Es wurde ein Verfahren zum Starten einer Rezeptur in einem Plasmabrenner offenbart, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

- Einstellung einer Stromstärke auf einen Stromstärkennominalwert

- Einstellung eines Gasflusses auf einen Gasflussnominalwert

Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass während der Einstellung des Gasflusses auf den Gasflussnominalwert die Stromstärke so geregelt wird, dass sie immer unterhalb des Stromstärkennominalwertes liegt dergestalt, dass es nicht zur einem Leistungshügel kommt.

Gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Stromstärke während der Einstellung des Gasflusses auf den Gasflussnominalwert auf einem im Wesentlichen konstanten Wert unterhalb des Stromstärkennominalwertes gehalten werden und die Stromstärke erst nach Stabilisierung des Gasflusses auf den Stromstärkennominalwert eingestellt werden. Es kann sich bei dem Verfahren um einen Rezepturwechsel handeln. Dann wird vorzugsweise die Stromstärke die ganze Zeit so hoch gehalten wird, so dass das Plasma nicht erlischt.