[发明专利]用于等离子切割炬的多部件电极及包括该电极的切割炬

说明书

本发明的实施方案针对等离子弧切割炬和用于所述切割炬的电极组件。所述电极组件包括高热离子发射嵌入件以及高导热和高功函数的壳，所述嵌入件嵌入所述壳中。所述壳在操作过程中帮助冷却所述嵌入件，并且还具有确保所述壳在所述电极组件的制造过程中保持在恰当位置的设计。

技术领域

符合本发明的设备、系统和方法涉及切割，更具体地，涉及与等离子弧切割炬及其部件(包括用于等离子弧切割炬的多部件电极)相关的设备、系统及方法。

技术背景

在许多切割、喷涂和焊接操作中，等离子电弧炬得到利用。通过这些炬，等离子气体射流被以高温发射进入环境空气中。射流从喷嘴中发射出来，并且当其离开喷嘴时，射流高度欠膨胀且非常集中。然而，由于与电离的等离子射流相关联的高温，炬的许多部件易遭受故障。这种故障可以显著地干扰炬的操作，并且在切割操作的开始妨碍恰当的电弧点火。除了铪嵌入件外，一些炬还利用具有嵌入件的电极，以试图解决这些问题。美国专利No.5097111公开了一个这种例子，其全部公开内容通过引用被并入本文。这项专利解释了电极之内的附加嵌入件的使用。然而，这一解决方案依然没有减轻前面探讨的故障问题。

通过将常规的、传统的以及已提出的手段与如在本申请的其余部分中参照附图所阐述的本发明的实施方案相比，对本领域技术人员来说这样的手段的进一步的局限性和缺点将会变得明显。

发明内容

该发明的示例性实施方案是一种电极组件以及包含该电极组件的等离子炬，其中该电极组件包含发射嵌入件以及围绕该嵌入件的壳。所述壳由高导热材料和高功函数材料制成，以帮助冷却该嵌入件并且防止从该嵌入体到该电极本体的弧跳。所述壳也包含至少一个在其外表面上的槽，以确保所述壳在所述电极本体之内。

附图简要说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在所述附图中：

图1是本发明的示例性多部件电极的图示表征；

图2是图1的电极的一部分的图示表征；

图3是根据本发明的实施方案的示例性电极嵌入件的图示表征；

图4是利用图1的电极的示例性等离子电弧切割炬的图示表征；以及

图5是本发明的进一步的实施方案的图示表征。

详细描述

现在详细参照不同的可选择的示例性实施方案和附图，其中相似的数字代表基本上相同的结构要素。每一个实施例都以解释说明的方式被提供，而不是作为限制。事实上，对本领域的技术人员而言，在不背离该说明书和权利要求的范围和精神的情况下做出修改和变化是明晰的。例如，图示的或描述的作为一个实施方案的一部分的特征，可能被用在另一个实施方案上以产生更进一步的实施方案。因此，本说明书意在包括在所附的权利要求书及其等同内容的范围内的修改和变化。

本说明书总地涉及对空气和液体两者冷却的等离子电弧炬的有用的各种切割、焊接和喷涂操作。这些炬的构造和操作是一般地已知的，并且因此其详细构造和操作这里不再讨论。进一步地，本发明的实施方案可以被用于手持的或机械化的等离子切割操作。应当注意的是，为了简洁清晰的目的，下面的讨论将针对本发明的这样的示例性实施方案，所述实施方案是被液体冷却的并且可以被用于机械化和手持的切割操作两者。然而，本发明的实施方案不限于这方面，并且本发明的实施方案可以在不背离本发明的精神和范围的情况下用于其他类型的焊接和喷涂炬。进一步地，如果需要，炬的多种类型和尺寸可能处于变化的功率水平。这里描述的炬和部件可以被用于标记、切割或金属去除。此外，本发明的示例性实施方案可以与变化的电流和变化的功率水平一起使用。可以与本发明的实施方案一起使用的类型的冷却系统的构造和利用是已知的，并且不需要在此详细讨论。