[发明专利]在等离子弧炬中在压力下分离可消耗品的系统和方法

权利要求书

1.一种接触启动液体冷却等离子弧割炬，包括：

能平移的液体冷却电极，包括电极主体，所述电极主体沿着所述电极主体的纵向轴线限定近端和远端，所述电极主体包括冷却剂腔，所述冷却剂腔具有设置在所述电极主体的所述远端的远侧内部冷却剂表面，所述冷却剂腔被配置成接收所述炬的冷却剂管的至少一部分，用于导向液体冷却剂流向远侧通过所述冷却剂腔内的所述冷却剂管并流向所述电极的所述远侧内部冷却剂表面，其中所述远侧内部冷却剂表面被成形为基本上在所述冷却剂腔内的所述冷却剂管的外表面上向近侧重新导向所述液体冷却剂流；

喷嘴，所述喷嘴围绕所述电极主体的所述远端设置；以及

多件式阴极，所述多件式阴极围绕所述电极主体的所述近端设置，所述阴极包括：

第一主体，所述第一主体被成形为配合地接合所述电极；以及

第二主体，所述第二主体被成形为配合地接合所述炬，其中所述第一主体滑动地接合所述第二主体，使得所述第一主体和所述电极能相对于所述第二主体沿所述纵向轴线轴向平移。

2.根据权利要求1所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，所述电极相对于所述第二主体的所述轴向平移相对于所述电极远端处的所述喷嘴偏置所述电极。

3.根据权利要求1所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，还包括气体输入端口，所述气体输入端口用于接收偏置气体并将偏置气体供应至所述炬，其中，所述偏置气体适于在所述阴极的第一主体上产生反吹压力，以将所述第一主体轴向平移至与所述第二主体抵接的位置，从而将所述电极轴向平移远离所述喷嘴。

4.根据权利要求3所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，所述电极主体的所述冷却剂腔中的液体冷却剂流适于在所述电极上产生前向偏置压力，以将所述电极朝向所述喷嘴轴向平移，从而将所述第一主体轴向平移远离所述阴极的所述第二主体。

5.根据权利要求4所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，所述前向偏置压力大于所述反吹压力。

6.根据权利要求5所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，直接暴露于所述反吹压力的所述第一主体的侧向表面具有的表面面积大于直接暴露于所述前向偏置压力的所述电极的所述内部冷却剂表面的表面面积，所述第一主体的侧向表面和所述电极的内部冷却剂表面基本上正交于所述纵向轴线。

7.根据权利要求1所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，还包括密封的加压腔室，所述密封的加压腔室具有由所述阴极的第一主体的反吹凸缘限定的第一部分。

8.根据权利要求7所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，所述反吹凸缘包括暴露于偏置气流的第一表面，用于促使所述第一主体进入相对于所述第二主体抵接的位置。

9.根据权利要求8所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，所述密封的加压腔室由从设置在所述炬中的气体端口接收的偏置气体加压。

10.根据权利要求8所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，所述液体冷却剂流对所述电极的远侧内部冷却剂表面的压力大于所述偏置气流的压力。

11.根据权利要求10所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，所述液体冷却剂流的压力比所述偏置气流的压力以大约40%更大。

12.根据权利要求8所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，所述反吹凸缘的第一表面的表面面积大于所述远侧内部冷却剂表面的表面面积。

13.根据权利要求7所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，所述密封的加压腔室具有由涡流环或等离子腔室覆盖物之一限定的第二部分。

14.根据权利要求13所述的接触启动液体冷却等离子弧割炬，其中，所述等离子腔室覆盖物和涡流环形成整体结构。