[发明专利]等离子电弧喷枪

说明书

本发明涉及等离子电弧喷枪技术，特别是涉及冷却和操作喷枪的气体流动等离子喷枪。

众所周知，一个等离子电弧喷枪包括一个电极和一个喷嘴，其中喷嘴上支撑有一个电极孔端，使电极孔端的末端朝着具有等离子出口孔的喷嘴的端壁。电极和孔端可以在电极接触喷嘴端壁的位置与电极离开端壁一个操作距离的位置之间相对地移动，由此当电极从端壁移开到一个操作位置时，能够产生一个引导电弧。此外，电极和喷嘴也可以彼此相对固定，而喷枪通过高频或其他已知的启动方法启动。在任何情况下，喷嘴的端壁和电极的端面之间提供有一个气室，在其中供给等离子或电弧气，并且在电极和喷嘴之间产生电弧流时，等离子射流在这里从出口孔喷出。当喷枪启动时，喷枪以非传递引导电弧模式操作，通过移动喷嘴到接近工件，电弧由此传递，然后喷枪以一个电弧传递模式操作。众所周知，这种喷枪用于加热、焊接、切割、熔化、退火等。

大家也知道，为了冷却和努力使等离子射流集中在电极的轴线上，等离子电弧喷枪的上述特性使气室上游的等离子气体产生一个旋转运动。这种旋转对产生高质量的等离子电弧、等离子喷枪切割速度、提高喷枪操作和工况的经济性和效率都是有帮助的。大家还知道，为从喷嘴上去除产生的腐蚀来延长寿命，在电极和喷嘴固定布置时，可以使旋转气体向内直接通过电极的端面，可参见美国专利USP5,451,739。其他的关于控制气流的努力包括当等离子射流通过喷嘴从出口孔喷出时，为避免漂移，稳定等离子射流，使气体围绕等离子射流旋转，在等离子对流离开气室前，减小旋流的数量和等离子气体进入气室的速度，以便获得等离子气体的平滑流动和保持喷枪中的电弧喷射的稳定性。在进入电极和等离子射流出口之间的气室之前的旋转气流包括为避免漂移稳定等离子射流的径向向内围绕电极的孔端引导旋转流。

当进行上述那些努力时，虽然至少在某种程度上对控制等离子射流的方向和提供护罩方面比较可行，但它使气体在它产生旋转的位置和等离子射流出口之间的旋转衰减，由此，不能完全获得期望的沿喷嘴工件之间的直线流动的射流。另外，这种致力于获得期望的对等离子射流的控制及防护气体的方案使结构复杂，由此带来不期望的昂贵的生产和维护费用。关于衰减旋转运动，一旦气体在通道或使其旋转运动的通道中出来时，气体沿喷嘴的光滑内表面流过气室到等离子射流出口孔，因此对保持最初的旋转流动没有作用。另外，当旋流气体在通道或在它产生的通道中出来时，旋流气体经常产生一个压力降，并且这样一个压力降也引起后者旋流的衰减。

因此，本发明的突出目的是提供与等离子电弧喷枪的电极和喷嘴相关的等离子气体流动等离子喷枪。

另一个目的是当等离子气体从电极和喷嘴之间的气室流动并流过出口孔时，具有使等离子气体旋转结构的等离子电弧喷枪的结构。

另一个目的是提供具有等离子喷枪的喷嘴和电极的等离子电弧喷枪的结构，其中等离子气流受控以便最佳的冷却，保持喷射的等离子射流的线形及射流的等离子护罩。

再一个目的是提供一种等离子电弧喷枪的结构，其特征是具有为接触和分开可以相互移动的喷嘴和电极元件，通过等离子喷枪的气流控制产生引导电弧，气流是通过元件彼此进出最佳偏移控制的。

还有一个目的是提供一种具有喷嘴和电极的等离子喷枪结构，它对等离子气体具有等离子喷枪的气流控制特性，由此，等离子电弧柱或射流的质量、工况质量和喷枪的操作效率和费用最佳。

一种等离子喷枪，包括一个具有一个轴和轴向的相对端的管状喷嘴，一个在所述其中一个末端处的端壁，一个在所述喷嘴中的带有一个面向所述端壁的孔端的电极，所述孔端和所述端壁形成一个等离子气室，所述端壁具有一个轴向延伸的气室出口孔，所述气室具有一个从所述出口孔径向向外布置的进口，使等离子气体从所述进口朝着所述出口孔方向流过所述气室的装置，和在所述喷嘴和电极之间产生一个电弧的装置，以便等离子射流从所述出口孔流过，其特征在于包括，用于径向地把所述等离子气体从所述进口引导到所述出口孔的喷嘴的端壁上的肋装置。其中所述通道在内、外端之间可以是拱形；所述出口孔具有一个轴线。

一种等离子喷枪，包括一个具有一个轴和轴向的相对端的管状喷嘴，一个在所述其中一个末端处的端壁，所述喷嘴具有周围内表面，所述端壁具有轴向内侧与所述周围表面融合，以及轴向延伸通过所述端壁的使等离子气体出口孔，其特征在于包括，用于径向地把所述等离子气体流引导到所述出口孔的在所述端壁的所述内侧上的肋装置。

结合下文对附图中所表示的本发明的最佳实施例的描述，将使前述的目的和其他目的变的显而易见或更加完整。