[发明专利]禁用等离子弧焊枪及相关系统和方法

说明书

在一些方面，使等离子加工系统的等离子弧焊枪内的等离子控制电路脱离接合以将焊枪置于安全锁定模式的方法可以包括：提供：等离子控制电路，其被配置为将电流从等离子切割系统通过等离子弧焊枪传送到设置在焊枪中的一个或多个消耗品；和操作者接口开关，其连接到等离子控制电路，并被配置为引起来自等离子弧焊枪的等离子弧的生成；以及激活与操作者接口开关分离的开关，该开关设置在焊枪上并连接到等离子控制电路，以断开等离子控制电路，从而限制包括引导电流在内的电流流向一个或多个消耗品。

相关申请

本申请要求2017年1月13日提交的名称为“Torch Lock for a Plasma ArcCutting System（等离子弧切割系统的焊枪锁）”的美国临时专利申请序列号62/446,058的权益，其内容全文以引用方式并入本文中。

技术领域

本申请总体上涉及等离子弧焊枪，更具体地说，涉及用于等离子弧系统的禁用等离子弧焊枪以及相关系统和方法。

背景技术

等离子弧焊枪被广泛用于金属工件的切割或标记中。等离子弧焊枪通常包括焊枪主体、安装在主体内的电极、具有中心出口孔口的喷嘴、电连接件、用于冷却和电弧控制流体的通道、控制流体流动模式的涡流环、电源和控制焊枪操作的装置。

等离子弧焊枪产生具有高温和高动量的等离子气体的收缩电离射流。等离子射流通常在15,000至50,000摄氏度之间的温度以高达7,000米/秒的典型速度离开焊枪的喷嘴孔口。具有这些温度和速度的等离子射流产生快速切穿金属所需的极端热传递速率。这种极端的热传递速率可能导致对靠近离开等离子弧焊枪的射流的操作者和其他工作人员的创伤性烧伤的严重危害。商用等离子弧焊枪的操作指令通常指示操作者在拆卸焊枪进行维修之前或在等离子弧焊枪无人看管时禁用电源，并警告操作者不遵守正确的操作程序可能导致的伤害(例如电击)。然而，在实践中经常观察到操作者不遵守制造商的指令和警告。

一些等离子弧焊枪，例如手持焊枪，可以是触发器激活设备。也就是说，焊枪响应于操作者激活触发器而产生等离子流。在某些情况下，当操作者在没有关闭电源(例如，更换消耗品)或无意中激活控制等离子流的触发器(例如，无意中点燃焊枪)的情况下操作焊枪时，可能发生事故。当操作者在专心于其他任务的同时将焊枪主体放在坚硬的表面上时，等离子弧焊枪也可能发生事故。在这种情况下，如果衣服或建筑材料等物体放在焊枪的顶部上，触发器可能会被无意中激活。例如，在某些情况下，当焊枪放在使用者的口袋里时，例如在攀登或穿越不平的地形时，这种情况就可能发生。另外，如果焊枪掉落，使得其触发器碰到固体物体，就可能发生事故。

此外，当从焊枪主体更换消耗品部件时，操作者有时未能禁用等离子弧焊枪电源。更换消耗品部件通常需要在控制开关附近抓住焊枪主体，同时移除焊枪帽以接近消耗品部件。大多数等离子弧焊枪包含安全设备(例如，可以检测某些消耗品的存在或不存在的帽感测开关)，使得如果焊枪被拆卸，电源和因此焊枪被去激活。遗憾的是，这些安全设备偶尔会出现故障，并且有时在帽没有连接时会向电源指示帽已连接。在这种情况下，如果操作者移除帽以更换消耗品部件并无意中压缩触发器，则如果帽感测开关未能阻止焊枪点燃，操作者可能会被严重烧伤。

发明内容

在一些方面，用于等离子切割系统的等离子弧焊枪可以包括：焊枪握把；操作者接口开关，其连接到等离子控制电路：i)被配置为控制从等离子切割系统通过等离子弧焊枪到设置在焊枪握把的远端处的一个或多个消耗品的电流，并且ii)被配置为引起来自焊枪的末端的等离子弧的生成；帽感测开关，其设置在焊枪握把内，连接到等离子控制电路，并被配置为检测一个或多个消耗品的存在，帽感测开关还被配置为根据一个或多个消耗品的存在的检测来断开或闭合等离子控制电路；以及焊枪禁用开关，其与设置在焊枪握把上并连接到等离子控制电路的操作者接口开关分离，焊枪禁用开关包括：等离子控制电路断开器，其被配置为选择性地连接或断开等离子控制电路，以防止包括引导电流在内的电流流向一个或多个消耗品；以及用户接口，其连接到等离子控制电路断开器，该用户接口被配置为响应于操作者输入，可操作地连接或断开等离子控制电路与等离子控制电路断开器。