[发明专利]用于液体冷却的等离子弧焊炬的筒

说明书

提供了一种用于液体冷却的等离子弧焊炬的耗材筒。耗材筒包括筒框架，其包括具有端面的近端，远端，以及具有延伸穿过其间的中心纵向轴线的本体。筒构造成与焊炬头形成射频识别(RFID)接口。耗材筒还包括弧发射器和弧收缩器(其在远端处附接到筒框架上)，以及在端面附近形成在筒框架上或中的RFID安装特征。RFID安装特征与本体的中心纵向轴线非同心。耗材筒还包括设置在RFID安装特征中或上的RFID标签，以用于在筒连接到焊炬头上时将关于筒的信息传输至焊炬头中的读取装置。

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2015年8月4日提交的美国临时专利申请第62/200913号的权益和优先权，该申请的全部内容由本申请的受让人拥有，且通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及用于液体冷却的等离子弧焊炬的筒，且更具体地涉及具有整体结合的构件的一个或多个可替换的低成本筒。

背景技术

热处理焊炬如等离子弧焊炬广泛用于材料的高温处理(例如，加热、切割、熔刮和标记)。等离子弧焊炬大体上包括焊炬头、安装在焊炬头内的电极、设置在电极的开孔内的放射性插入物、具有安装在焊炬头内的中心流出孔口的喷嘴、护罩、电连接、用于冷却的通路、用于弧控制流体(例如，等离子气体)的通路，以及电源。涡旋环可用于控制形成在电极与喷嘴之间的等离子室中的流体流型。在一些焊炬中，固持盖用于将喷嘴和/或涡旋环保持在等离子弧焊炬中。在操作中，焊炬产生等离子弧，其为具有高温和足够动量的电离气体的收缩射流，以有助于协助除去熔融金属。用于焊炬中的气体可为非反应性的(例如，氩或氮)，或反应性的(例如，氧或空气)。

现有的等离子切割系统包括可结合不同的电流和/或操作模式使用的较大阵列的单独耗材，其在现场由使用者反复地组装和拆卸来执行热处理操作。大量耗材选择需要使用者有很大的零件数目和库存，且可使使用者混淆，且提高了安装不准确的耗材的可能性。大量耗材选择还可引起较长的焊炬设置时间，且使得难以在需要焊炬中的不同耗材布置的切割过程之间过渡，这通常在现场一次运行一个构件。例如，在切割操作之前，选择和安装用于特定切割任务的正确组的耗材可能繁重且耗时。此外，在现场选择、组装和安装这些构件可在旧构件结合新构件使用时引起对准问题或兼容性问题。在焊炬操作期间，现有的耗材可经历性能问题，如，不能保持正确的耗材对准和间隔。此外，当前的耗材包括大量的昂贵材料(例如，Vespel^TM)，且通常需要相对复杂的制造过程，这导致了较高制造成本，且妨碍了其广泛的商业化、生产和采用。所需的是一种用于液体冷却的等离子弧焊炬的新的且改进的耗材平台，其减少制造成本和时间，减少零件数，提高系统性能(例如，构件对准、切割质量、耗材寿命、可变性/通用性，等)，且简化了耗材由最终使用者的安装和使用。

发明内容

本发明提供了一种用于液体冷却的等离子弧焊炬的一个或多个整体结合的成本效益合算的筒设计。大体上，由于筒包括成套的两个或更多个耗材构件，故其提供了使用便利，且相比于独立地安装/替换各个耗材构件，缩短了安装到等离子弧焊炬中的时间。使用耗材筒还降低了操作者放入错误耗材零件、在安装期间污染零件和/或意外将较差或坏的零件放回焊炬上的可能性。这些优点消除了有经验的操作者操作得到的液体冷却的等离子弧焊炬的需要。此外，筒用于液体冷却的焊炬改善了构件对准、切割一致性和切割质量体验。此外，使用耗材筒加强了供应商的体验，因为需要囤积和常备较少的耗材零件。在一些情况中，供应商可回购用过的筒，且再循环构件来用于其他使用。然而，制造和材料成本可妨碍筒的广泛商业化和生产。本发明通过提供一个或多个成本效益合算的筒设计来解决该问题，此筒设计便于筒的商业化和生产，且改进其安装。