[發明專利]具有改進的冷卻系統和相應冷卻方法的等離子體焰炬

有效

• 申請號: 201480048771.6
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN105519239B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: C·卡勒蒂;U·斯密奧尼;A·伊米
• 申請（專利權）人: 特拉菲邁特股份公司
• 主分類號: H05H1/28
• 分類號: H05H1/28;H05H1/34
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 朱海濤

本發明是等離子體焰炬(1，101，201)，其包括：第一元件(20)，設有通孔(21)，該通孔用作等離子體流的出口；中空型電極(19)，其沿主軸線(X)縱向展開并且用于以限定引發區域的方式相對于第一元件(20)定位，包括內腔(25)，該內腔(25)至少部分地沿著主軸線(X)延伸；第一輸送通道(51，52，53)，用于朝向引發區域輸送載氣；第二輸送通道(56，56a，56b)，用于朝向中空型電極(19)的內腔(25)輸送載氣的一部分，載氣的該部分用于冷卻中空型電極(19)。該焰炬包括輸送裝置(59，60a，60b)，用于從中空型電極(19)的內腔(25)朝向一條通道輸送載氣，以便不影響引發區域。本發明還涉及操作等離子體焰炬(1，101，201)的方法。

技術領域

本發明涉及在工業應用中使用的等離子體焰炬的生產。特別地，本發明涉及用于冷卻所述焰炬的組件的冷卻系統。本發明還涉及使用所述焰炬的設備。

背景技術

用于材料(通常是金屬材料)處理的技術的使用，在各行各業(特別在工業部門)中是熟知的。這些處理通常存在于材料切削和/或印記中。熟知技術包括由專門操作人員用來處理材料的特殊等離子體設備的使用。

熟知類型的這些設備利用從兩個電極(被稱為陰極和陽極)之間的電弧的產生導出的影響。該設備產生一種等離子體流，該等離子體流隨著在該兩個電極之間的適當電勢差的施加和電弧的引發而從噴嘴發送出來，其中在該兩個電極之間輸送載氣(通常為空氣)。載氣經受電離以產生等離子體。

為此目的，所述設備包括用于由操作者操控的被稱為焰炬的元件，在其端部具有噴嘴，該噴嘴設有開口，該開口朝向外面準直并輸送等離子體流。

在例如被稱為轉移型電弧焰炬的第一類焰炬中，電弧最初在定位于焰炬中的電極(陰極)與由此而最初用作陽極的噴嘴之間引發。一旦最初引發階段已經結束，用作陽極的功能就轉移到正在被處理的工件，而噴嘴僅僅用作等離子體流的準直器和輸送器。

而在被稱為非轉移型電弧焰炬的第二類焰炬中，在最初引發階段和焰炬正在處理工件的同時的操作兩者期間，噴嘴總是用作陽極。

在金屬切削應用中，考慮到轉移到工件的較高能量密度，采用具有轉移型電弧的結構，而具有非轉移型電弧的結構在處理非金屬材料時仍然保持為強制選擇。

等離子體流在任何情況下，都通過與在電極高度上適當輸送的載氣流的相互作用而產生。

因此，為了其操作，該設備由第一單元或發電機和用于向焰炬供給載氣的單元構成，該第一單元或發電機用于向焰炬供電以產生和維持電弧。

根據熟知技術，焰炬的端部因而設有第一元件或噴嘴，其設有開口，等離子體流通過該開口以噴射流形式噴射。如上所述，第一元件在等離子體產生和/或維護時也用作陽極。在焰炬的端部，還存在第二內部元件或電極(陰極)，其為用于等離子體產生的另一電極。內部電極通常布置在噴嘴內的同軸位置上。

在熟知類型的第一類焰炬中，內部電極可以在通常由彈簧產生的彈性力的影響下，相對于噴嘴軸向滑動。內部電極的軸向運動諸如將首先用與噴嘴接觸的內部電極限定第一非引發位置，進而限定不從噴嘴流出等離子體的位置。內部電極倚靠彈簧推力而遠離噴嘴的軸向運動諸如將繼續限定在其中以距離噴嘴的適當距離布置內部電極的第二引發位置，并且當載氣在其中輸送時，等離子體噴射流可以從設在噴嘴中的開口中流出。

內部電極通常通過倚靠內部電極的適當表面(更具體地，倚靠承載電極本身的活塞的適當表面)而適當輸送同一載氣流，來倚靠彈簧推力而從噴嘴移開。

在不同類別的熟知類型的焰炬中，內部電極和噴嘴保持在適當的固定引發距離處。為了產生從噴嘴發送出來的等離子體噴射流，在兩個電極之間輸送載氣并且適當地將電力供給該兩個電極以產生交變電場以及由此引起的兩個電極之間的高頻跳躍火花。