[发明专利]等离子喷枪的喷嘴装置

说明书

本发明涉及到一种等离子喷枪，更为具体地涉及到它的喷嘴部件，该喷嘴部件具有高效的喷嘴冷却系统和易于更换的喷嘴。

火焰喷射涉及对热熔材料，例如金属或陶瓷的热软化，对着欲涂覆的表面喷射呈微粒状的软化材料，被加热的微粒撞击该表面从而粘结在上面。常用的火焰喷射枪能用于加热和喷射这种涂覆微粒。一种类型的火焰喷射枪，其热材料是以粉末状供应给喷射枪的，这种粉末典型地由微粒组成，例如，美国筛分级标准100目以下到约5微米。

典型的喷射粉末的等离子火焰喷射系统中，在水冷的喷嘴（阴极）和位于中心的阳极间建立起电弧，惰性气体流通过该电弧而受激使温度升到30，000°F，成为一种类似于展开的氧-炔焰的等离子气或至少是部分的等离子气从喷嘴中流出。一种典型的等离子火焰喷枪已在专利号为3，145，287的美国专利中叙述了。

等离子喷枪的电弧是很强烈的，会引起喷嘴的损坏，最后导至喷嘴失效。引起这种损坏的一个原因是电弧本身撞击在喷嘴/阳极的一个点上，因而导使该处的喷嘴表面立即局部熔化和气化;另一引起损坏的原因是喷嘴过热超过了它的熔点，因此喷嘴熔化部分的材料流向别处而最终导致喷嘴的堵塞。

每一种造成喷嘴损坏的有关原因对喷嘴损坏的程度和速率有不同的影响。经验表明，壁的腐蚀，最终使冷却液推开喷嘴壁是喷嘴失效的另一原因。当套破裂后，冷却水释放到电弧区，而使局部区域产生强烈电弧，而使部件熔化。一旦熔化，枪的修理的代价非常昂贵。在高功率级时喷嘴的损坏和失效问题尤为严重。

为寻求克服这一问题，在等离子火焰喷枪上已设计有易于更换的水冷喷嘴，在操作时，强迫冷却水通过喷嘴里的通道以冷却喷嘴壁。即使如此，损坏也会逐渐发生，有时甚至很快发生。作为一种防止失效的预防措施，经常在规定的工作小时后即更换喷嘴，这种定期地更换喷嘴的措施是非常费钱的，因为这种可以互换的喷嘴是昂贵的，同时许多还能继续工作一段时间的喷嘴也被报废了。

专利号为4，430，546的美国专利叙述了一种等离子喷枪喷嘴，该喷嘴具有薄壁和一环形的冷却液通道因而能延长工作寿命。同时揭示了确保最长工作寿命的壁和通道的具体尺寸，这种实质性的进步提高了喷嘴的概率寿命，对重负载等离子枪尤为显著。但是这种所述的带有冷却液通道的喷嘴结构，无助于降低部件的成本，更无助于解决上述的喷嘴更换问题，特别是一个整体不可分的、带有冷却液通道的喷嘴是昂贵的。在上述的专利中提出了一种更换的方法，即在喷嘴上配备一种“合瓣”部件，但是使用很不方便同时会产生冷却液的泄漏。

专利号为3，106，633的美国专利公开了另一插入式喷嘴。这种喷嘴插入在一个带有环形冷却通道的电弧矩装置里，但是在喷嘴能被拆下更换前，另二个零件必须先拆移，包括将一个提供环形通道外壁的零件拧出电弧矩装置。

因此，本发明的一个目的是提供一种等离子喷枪的一种经改进的喷嘴装置，该装置容有一冷却液通道。

本发明的再一个目的是提供一种用于等离子喷枪的实用的喷嘴装置，它带有冷却液通道能延长喷嘴的使用寿命，同时便于方便地价格低廉地更换。

本发明的进一步实质是提供一种改进的等离子喷枪，它包括一个带有冷却液通道的喷嘴部件，同时能方便地价格低廉地更换。

本发明的另一目的是提供一种等离子喷枪，它包括一个带有冷却液通道的喷嘴装置和改进了的操作以及低的维修费用。

现对本发明进行简要的叙述。

本发明的前述的和另一些目的是通过等离子喷枪的喷嘴装置来实现的。在喷枪中喷嘴装置包括一个大致管状的喷嘴构件和一个大致空心圆柱形状的套，该套配置在预定的和喷嘴构件同轴的位置上。套的内表面与喷嘴构件的圆柱形外表面限定了一个环状的冷却液通道。该套和喷嘴构件是相互可滑动的，以使喷嘴构件相对套能向前移动即向离子焰方向移动并更换，喷嘴构件前端的凸缘限制了向后的进入到套里去的相对轴向移动超出预定的位置。该套邻近火焰处和靠近末端处有各自的冷却液通孔，这些通孔与各自的环形通道相连接。一个可更换的密封件例如一个O形密封圈放在喷嘴构件和套相应的后部之间以阻挡冷却液。另一些与等离子枪体配合作用的密封件分别配置在凸缘处，各冷却液通孔之间套的中部以及接近套的底部。

附图显示了本发明的等离子枪的不同部件的情况。

图1是本发明的等离子枪的纵向截面图。

图2是图1所示的本发明的喷嘴装置的纵向截面图。

图3是沿图2所示3-3截面的横截面图。

图4是沿图2所示4-4截面的横截面图。

现详细叙述本发明。