[发明专利]等离子弧炬系统中的连接器

说明书

引线连接器提供成用于将等离子弧炬的等离子炬引线连接到等离子切割系统的功率供应部。引线连接器包括：基部；中心导管，该中心导管设置在基部中，其中该中心导管配置成将气体和炬电流传送到等离子弧炬；以及多个引脚，该多个引脚围绕中心导管的中心沿径向设置。引脚在基部的径向平面上位于距中心导管的中心约0.4英寸与约0.65英寸之间的半径处。引脚包括一个或多个导引传送引脚和一个或多个控制信号引脚，其在径向平面上围绕中心导管的中心分别位于约27度至约64度和约120度至约170度。

相关申请的交叉引用

该申请要求享有2018年9月11日提交的编号为62/729,540的美国临时专利申请的权益和优先权，其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

本发明大体上涉及一种用于等离子弧炬(torch)系统的快速连接和断开连接器组件。

背景技术

热处理炬(诸如等离子弧炬)广泛用于材料的加热、切割、熔刮和标记。等离子弧炬大体上包括电极、具有安装在炬本体内的中心出口孔口的喷嘴、电连接、用于冷却的通路，以及用于弧控制流体(例如，等离子气体)的通路。可选地，采用涡流环来控制在电极与喷嘴之间形成的等离子体室中的流体流动模式。在一些炬中，保持帽可用于将喷嘴和/或涡流环保持在等离子弧炬中。在操作中，炬产生等离子弧，其为具有高温和足够动量的电离气体的受限射流，以辅助除去熔融金属。

连接器组件大体上用于将热处理炬(例如，等离子弧炬)经由一条或多条引线联接到操作系统(例如，等离子弧系统的功率/气体供应部)，该操作系统配置成向炬提供流体、信号和/或功率，以支持期望的炬操作。由于等离子弧系统可用于各种环境中的各种应用和过程中，因此可能需要不同的炬和/或引线来支持不同的应用和过程。因此，炬和/或引线需要快速地从等离子弧系统连接和断开以便于更换，同时避免长时间的停机并保持功率、流体和信号的可靠无泄漏连接。

虽然在现今市场上存在能够实现相对于功率供应部的快速炬连接和断开的连接，它们仍在操作中提出挑战，包括产生信号噪声问题、不想要的压降、不合适的炬到功率供应部的连接，以及功率线与信号线之间低于期望的爬电(creepage)和空隙。此外，现有连接设计中的引脚布置限制炬的功能和扩展机会，因为这些设计没有空间容纳支持例如射频识别(RFID)通信、额外的导引(pilot)电流、增加的功率供应部、额外的气体控制功能、炬高度控制以及功率供应部与炬之间的引线长度索引的额外的引脚。现有的连接设计也没有直径增大的引脚，以用于更大和更多变化的功率范围和信号。

因此，需要一种连接器组件设计，其在支持等离子弧炬与等离子弧系统的快速连接和断开的同时，纠正这些缺陷。特别地，需要一种连接器组件设计，其容纳更多的引脚以在等离子弧炬与等离子弧系统之间传送额外的通信信号，同时保持引脚之间的信号绝缘和信号完整性。

发明内容

本发明提供用于连接器组件的各种设计，该连接器组件产生具有信号端口和流体端口的快速断开系统。连接器组件还提供更大的操作能力，满足更严格的设计要求，并包括优化的间距和定向，以容纳额外和/或变化的引脚和信号，而不产生干扰或影响连接的完整性。例如，本发明的连接器组件防止噪声干扰和不合适的安装和/或连接，减小压降，并提高连接的鲁棒性。在一些实施例中，此类炬组件包括用于快速连接和断开的单个保持机构。在一些实施例中，炬组件将引脚分为相似引脚的区，所述引脚相对于彼此沿周向间隔以最大限度地增加爬电距离，从而减小在有限空间中的电流爬电。在一些实施例中，炬组件包括片和其它障碍物结构，以在区之间提供进一步的绝缘。