[发明专利]具有先进的冷却通道的等离子切割喷嘴

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年2月28日提交的题为“Plasma Arc Torch Having Improved Consumables Life”的美国临时序列No.61/447,560的优先权。上述申请的公开内容通过引用整体结合于此。

技术领域

本公开涉及等离子电弧焊炬，更具体地涉及用于等离子电弧焊炬的喷嘴。

背景技术

在该部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息并且不可构成现有技术。

等离子电弧焊炬，也称为电弧焊炬，通常用于通过使由电离的气体颗粒组成的高能量等离子流朝向工件来切割、标记、刨削和焊接金属工件。在典型的等离子电弧焊炬中，被电离的气体被提供至焊炬的远端并且在通过等离子电弧焊炬的喷嘴中的孔口或管口离开之前流经电极。电极具有相对的负电势并且作为阴极进行操作。相反地，焊炬喷嘴构成相对的正电势并且在引导过程中作为阳极进行操作。而且，电极与喷嘴处于间隔开的关系，从而在焊炬的远端处产生间隙。在操作中，在电极和喷嘴之间的常常称为等离子电弧腔的间隙中产生引导电弧，其中引导电弧加热和电离气体。电离的气体被喷出焊炬并且表现为离开喷嘴向远端延伸的等离子流。随着焊炬的远端移动至靠近工件的位置，在通过电源激活的开关电路的帮助下，电弧从焊炬喷嘴跳转或转移至工件。因此，工件充当阳极，并且等离子电弧焊炬在“转移电弧”的模式下工作。

由于高电流/功率和高操作温度，等离子电弧焊炬的耗材，诸如电极和喷嘴，易于磨损。在启动引导电弧和产生等离子流之后，电极和喷嘴在等离子电弧焊炬的整个操作中经受由等离子流引起的高热量以及磨损。在等离子切割领域不断需要改进的耗材和操作等离子电弧焊炬的方法以提高耗材的寿命，从而增加操作时间并且降低成本。

发明内容

在本公开的一种形式中，用于等离子电弧焊炬的喷嘴包括近侧部分和锥形的远侧部分。近侧部分适合于连接至等离子电弧焊炬的相邻的阳极构件。近侧部分限定用于使冷却流体进入喷嘴的第一组流体通道和用于使冷却流体从喷嘴排出的第二组流体通道。锥形远侧部分从喷嘴的近侧部分延伸至喷嘴的排出孔口。锥形的远侧部分限定与第一组流体通道和第二组流体通道流体连通的内部腔。内部腔的基部围绕排出孔口。

在本公开的另一种形式中，用于等离子电弧焊炬的喷嘴包括适合于连接至等离子电弧焊炬的相邻的阳极构件的中央构件，以及围绕中央构件设置的外部构件。中央构件限定用于使冷却流体进入喷嘴和排出孔口的第一流体通道。外部构件限定用于使冷却流体从喷嘴排出的第二流体通道。

在又一种形式中，用于等离子电弧焊炬的喷嘴包括适合于连接至等离子电弧焊炬的相邻的阳极构件的中央构件，以及围绕中央构件设置的外部构件。中央构件限定用于使冷却流体进入喷嘴的第一组流体通道、具有外周壁部段的锥形远端部分和排出孔口。外部构件限定了用于使冷却流体从喷嘴排出的第二组流体通道和内周壁部段。中央构件的外周壁部部段和外部构件的内周壁部分限定与第一组流体通道和第二组流体通道流体连通的内部腔。内部腔的基部围绕排出孔口。

在再一种形式中，用于等离子电弧焊炬的喷嘴包括适合于连接至等离子电弧焊炬的相邻阳极构件的近侧部分，和从近侧部分延伸至喷嘴的排出孔口的远侧部分。远侧部分限定了配置为用于使冷却流体进入喷嘴和使冷却流体排出喷嘴的内部腔。内部腔的基部围绕排出孔口。

在又一种形式中，等离子电弧焊炬包括阴极构件、电连接至阴极构件的电极、喷嘴以及帽构件，所述帽构件围绕喷嘴以在喷嘴和帽构件之间限定第二气体腔。第二气体腔允许第二气体流过。喷嘴包括适合于连接至相邻的阳极构件的近侧部分和从近侧部分延伸至喷嘴的排出孔口的远侧部分。远侧部分限定了配置为用于使冷却流体进入喷嘴和使冷却流体排出喷嘴的内部腔。内部腔的基部围绕排出孔口。内部腔设置在排出孔口和第二气体腔之间。

其他方面的实用性将从本文提供的描述中变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在为了说明的目的并且不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文所描述的附图仅为了说明的目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1为根据本公开的原理构造的等离子电弧焊炬的立体图；

图2为根据本公开的原理构造的等离子电弧焊炬的分解立体图；

图3为沿着图1的A-A线所取的根据本公开的原理构造的等离子电弧焊炬的分解截面图；

图4为图3的等离子电弧焊炬的焊炬头的截面图；

图5为图4的焊炬头的冷却液管组件的立体、截面图；