[发明专利]具有改进的等离子喷嘴的等离子体喷枪系统

说明书

相关申请的交叉引用

该申请要求了2011年3月25日申请的，题为“具有增加的前向质量的改进的等离子喷嘴设计”的美国临时专利申请61/467,448的优先权，其通过引用合并在此。

背景技术

本发明通常涉及等离子切割系统，尤其涉及用于这种系统的等离子体喷枪的喷嘴。

很多当前行业依靠于用于建造各种结构，例如建筑物、桥梁、起重机、车辆等的金属的操作。由于很多金属的强度与耐用性，已经开发了各种各样能够操作这些材料的系统。一个这种系统为等离子切割系统，其产生用于切割金属或其他导电材料的等离子体(来自高温电离气体)。通常，在等离子切割系统中，电弧将气体(例如，压缩气)转化为等离子体，其足够热，以熔解金属工件，同时，气体的压力吹散熔融的金属。典型地在等离子体喷枪中启动电弧，并且气体流过喷枪。如此，使用等离子体喷枪引导并且控制等离子切割。因此，等离子体喷枪典型地包括各种各样的元件，例如等离子喷嘴或尖端，其将等离子气体聚焦在收缩电弧中，使得能够进行该引导与控制。当横跨工件拖动等离子体喷枪的尖端时，热的等离子体沿气矩喷嘴的路径切割工件。因为典型地以该方式使用等离子体喷枪喷嘴，所以经常由具有高热与导电性的金属，例如，铜加工喷嘴。不幸的是，在操作过程中，当前的等离子体喷枪喷嘴受到相当大的降解，并且必须在使用过程中替换喷嘴，因此增加了等离子切割过程的货币成本以及低效率。

发明内容

在一个实施例中，等离子体喷枪的喷嘴包括具有第一端的主体，第二端以及从第一端延伸至第二端的通道，第二端具有布置于其中的出口孔。通道使得等离子气体穿过通道从第一端流出，并且流至出口孔。大于或等于大约50％的主体总质量相对于主体的纵向长度分布于第二端与主体的中间点之间。

在另一个实施例中，等离子体喷枪的喷嘴包括主体，主体具有第一端以及第二端，第二端具有布置于其中的等离子气体出口孔。从第一端至主体质量的中心的纵向距离大于或等于大约43％的主体的纵向长度。

在另一个实施例中，等离子体喷枪的喷嘴包括主体，主体具有第一端以及第二端，第二端具有布置于其中的等离子气体出口孔。从第一端至主体质量的中心的纵向距离大于或等于大约48％的主体的纵向长度。

在另一个实施例中，等离子体喷枪的喷嘴包括主体，主体具有第一端、第二端、从第一端沿主体的纵向长度延伸的第一部分、从第二端沿主体的纵向长度延伸的孔部分，以及布置于第一部分与孔部分之间的中间部分，第二端具有布置于其中的等离子气体出口孔。由通过孔部分的内径分开的孔部分的平均壁厚限定的开孔率大于或等于大约3.6。由通过中间部分的内径分开的中间部分的平均壁厚限定的中间部分比率大于或等于大约0.27。

在另一个实施例中，等离子体喷枪的喷嘴包括主体，主体具有第一端、第二端、从第二端沿主体的纵向长度延伸的孔部分，以及从第一端沿主体的纵向长度延伸至孔部分的第二部分，第二端具有布置于其中的等离子气体出口孔。由通过孔部分的内径分开的孔部分的平均壁厚限定的开孔率大于或等于大约3.5。

在另一个实施例中，等离子体喷枪组件包括主体与布置于主体中，并且适合于接收功率的电极，以在电极与工件之间产生等离子体电弧。等离子体喷枪组件还包括具有喷嘴体的喷嘴，喷嘴体具有第一端与第二端，第二端具有布置于其中的等离子气体出口孔。从第一端至喷嘴体的质量中心的纵向距离大于或等于大约48％的喷嘴体的纵向长度，并且电极的外表面与喷嘴的内环形壁限定了等离子弧室。

在另一个实施例中，等离子切割系统包括等离子体喷枪，等离子体喷枪具有带有主体的喷嘴，主体具有第一端与第二端，第二端具有布置于其中的等离子气体出口孔。从第一端至主体质量中心的纵向距离大于或等于大约48％的主体纵向长度。该系统还包括电源，其适合于连接至等离子体喷枪，并且向等离子体喷枪提供电流，用于生成导引电弧并且保持等离子切割弧。

附图说明

当参照附图阅读以下详细说明时，本发明的这些以及其他特点、方面、以及优势将变得更好理解，贯穿附图，相同的特征表示相同的零部件，其中：

图1为根据本发明的实施例的等离子切割系统的透视图；

图2为靠近根据本发明的实施例的喷嘴出口孔处具有增加的质量集中的等离子体喷枪喷嘴的实施例的横截面视图；

图3为具有根据本发明的实施例的无削尖端部的图2的等离子体喷枪喷嘴的实施例的横截面视图；以及

图4为具有根据本发明的实施例的基本恒定直径的内环形壁的图2的等离子体喷枪喷嘴的实施例的横截面视图。

具体实施方式