[实用新型]等离子焰炬延伸器以及等离子弧焰炬切割系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月14日提交的美国临时专利申请No.62/063,703和2014年3月7日提交的美国临时专利申请No.61/949,609的权益和优先权。本申请是2015年1月30日提交的序列号为14/610,011的美国专利申请的部分接续案，序列号为14/610,011的美国专利申请是2014年10月14日提交的序列号为14/513,878的美国专利申请的部分接续案，序列号为14/513,878的美国专利申请是2012年8月9日提交的序列号为13/570,526的美国专利申请的部分接续案，序列号为13/570,526的美国专利申请是2012年7月19日提交的序列号为13/553,273的美国专利申请的部分接续案。本申请也是2011年9月9日提交的序列号为13/229,105的美国专利申请（‘105申请）（现在是美国专利8,981,253）的部分接续案，‘105申请是2010年9月9日提交的序列号为12/878,512的美国专利申请（现在是美国专利No.8,624,150）的部分接续案。‘105申请也是2011年6月27日提交的序列号为13/169,534的美国专利申请（现在是美国专利No.8,153,927）的部分接续案，序列号为13/169,534的美国专利申请是2006年12月15日提交的序列号为11/611,625的美国专利申请（现在是美国专利No.7,989,727）的接续案，序列号为11/611,625的美国专利申请要求2006年9月13日提交的美国临时专利申请No.60/825,453的权益和优先权。‘105申请是2008年2月15日提交的序列号为12/032,630的美国专利申请（现在是美国专利No.8,089,025）的部分接续案，序列号为12/032,630的美国专利申请要求2007年2月16日提交的美国临时专利申请No.60/901,804的权益和优先权。本申请进一步要求2014年5月9日提交的序列号为61/991,114的美国专利申请的权益和优先权。所有这些申请的内容都归本申请的受让人所有，并且其整体通过引用结合在此。

技术领域

本公开总体上涉及热切割焰炬（例如，等离子弧焰炬），并且更具体来说涉及等离子焰炬部件以及相关系统和方法。

背景技术

诸如等离子弧焰炬之类的热处理焰炬广泛地用于对材料进行高温处理（例如，加热、切割、刨削和印记）。等离子弧焰炬总体上包含焰炬本体、安装在焰炬本体内的电极、安置在电极的钻孔内的发射插头、安装在焰炬本体内的设有中央出口孔口的喷嘴、护罩、电连接、冷却用的通路、弧控制流体（例如，等离子气体）用的通路、和电力供应器。可以使用涡流环来控制在电极与喷嘴之间形成的等离子室中的流体流的样式。在一些焰炬中，使用固定帽将喷嘴和/或涡流环保持在等离子弧焰炬中。在操作中，焰炬产生等离子弧，等离子弧是收紧的一股离子化气体，该离子化气体具有高温和充分的动量，足以帮助去除熔化的金属。焰炬中使用的气体可以是非反应性气体（例如，氩气或氮气）或者反应性气体（例如，氧气或空气）。

在用等离子弧切割金属工件或给金属工件加印记的过程中，首先在焰炬内的电极（阴极）与喷嘴（阳极）之间产生导弧。当在这种导弧模式中操作时，电极可以从喷嘴分开，从而在电极与喷嘴之间形成弧，例如，如美国专利No.4,791,268中说明的，该专利的内容通过引用结合在此。在喷嘴与电极之间通过的气体被离子化以形成等离子，然后等离子从喷嘴的出口孔口中出来。可以使气体穿过涡流环，以在气体穿过焰炬时向气体施加切线运动，从而改善焰炬性能。当焰炬在工件附近移动时，弧接触工件，电流返回路径于是从喷嘴转移到工件。总体上，焰炬在这种转移等离子弧模式中操作，转移等离子弧模式的特征在于离子化的等离子气体从电极流动到工件，而电流返回路径是从工件回到电力供应器。如此产生的等离子可以用于切割、焊接、工件或给工件加印记。

除了上文说明的后喷操作之外，备选的已知技术还包含前喷技术，其中，该喷嘴与固定喷嘴分开。例如，参照美国专利No.5,994,663，该专利的内容通过引用结合在此。

焰炬的尺寸取决于上文所述的耗材（例如，电极、涡流环、喷嘴、和护罩）的大小和配置。这些耗材的设计非常有技术性，并且对焰炬寿命和性能的影响很大。电极总体上被涡流环、喷嘴包围，并且在一些配置中被护罩包围。所有这些部件及其设计和组合的方式都会影响到整个焰炬的尺寸、配置、重量、成本、和其他参数。