[发明专利]等离子体焰炬

说明书

本发明涉及一种等离子体焰炬，特别是涉及一种等离子体切割焰炬，其中，至少一种二级介质由至少一条进料线通过所述等离子体焰炬的壳体引导至喷嘴保护盖开口和/或引导至设置在喷嘴保护盖中的其它开口。在所述至少一条进料线中，用于开启和关闭所述进料线的至少一个阀直接设置在所述等离子体焰炬的所述壳体内。

技术领域

本发明涉及一种等离子体焰炬，特别是涉及一种等离子体切割焰炬。

背景技术

等离子体是由正离子和负离子、电子、以及激发的中性原子和分子组成的被高温加热的导电气体。各种各样的气体(例如单原子氩气和/或双原子气体氢、氮气、氧气或空气)被用作等离子气体。由于电弧的能量，这些气体离子化并离解。于是通过喷嘴限制的电弧被称为等离子体射流。借助喷嘴和电极的设计可以极大地影响等离子体射流的参数。等离子体射流的这些参数例如为射流直径、温度、能量密度和气体的流速。

在等离子体切割中，通常通过喷嘴限制等离子体，该喷嘴可以是气冷或水冷的。由此可以实现高达2×10⁶W/cm²的能量密度。等离子体射流内产生高达30000℃的温度，这结合气体的高流速产生非常高的对材料的切割速度。

等离子体焰炬通常包括等离子体焰炬头和等离子体焰炬柄。电极和喷嘴紧固在等离子体焰炬头内。等离子气体在它们之间流动并通过喷嘴孔流出。等离子气体通常通过气体引导件被引导，该气体引导件固定在电极与喷嘴之间并可以使得该气体引导件旋转。

现代的等离子体焰炬还具有用于二级介质(要么气体要么液体)的进料线。然后喷嘴被喷嘴保护盖包围。特别是在液冷等离子体焰炬的情况下，例如在DE 10 2004 049 445A1中描述的，通过喷嘴盖固定喷嘴。然后冷却介质在喷嘴盖和喷嘴之间流动。然后，二级介质在喷嘴(或喷嘴盖)与喷嘴保护盖之间流动，并从喷嘴保护盖的孔流出。所述二级介质影响由电弧和等离子气体形成的等离子体射流。所述二级介质可以被设置为通过布置在喷嘴(或喷嘴盖)和喷嘴保护盖之间的气体引导件旋转。

特别是通过等离子体射流的(进入待切割工件的材料的)进入切割过程中，喷嘴保护盖保护喷嘴和喷嘴盖免受工件的热量或喷出的熔融金属的影响。此外，在切割过程中，所述喷嘴保护盖在等离子体射流的周围产生限定的气氛。

例如，在等离子切割合金钢的过程中，通常使用氮气作为二级气体，以防止存在于环境空气中的氧气与热切割边缘接触并氧化。此外，氮气具有降低熔体表面张力的作用，并且因此氮气更有效地从切缝中排出。形成无毛刺的切口。

同样，使用氧气作为用于切割结构钢的等离子气体，可以借助二级气体的不同成分(如DE 10 2006 018 858 A1中所描述的，例如不同的氮含量和氧含量)来实现关于切割质量的不同效果。

同样已知的是，在各个切割操作之间改变二级气体的成分，以便首先切割小孔，然后切割大轮廓。这里，切换发生在不进行切割的时间段内。

还已知这样的布置，其中，阀(优选地电磁操作阀)切换或调节二级介质。这些阀位于等离子体焰炬的气体软管和用于气体供应的供应软管之间的联接单元处。

现有技术的缺点是：

-不可以快速启用和停用二级介质。

-不可以快速地从一种二级介质转换至另一种二级介质。

-在切割程序的过程中(例如在切割开始期间、进入切割期间、穿刺期间、在切割程序期间、当经过切缝时、或在切割结束时)不可以通过切换二级介质快速对改变作出反应。

-不可以在两个切割程序之间快速改变。