具有可逆冷却剂流的缩回启动等离子体炬制造技术

提供一种改进的等离子体炬和启动该炬的方法。所述炬包括主炬体，其具有联接至其中的活塞的电极组件。所述活塞和所述电极组件在该电极组件接触喷嘴的起始位置和该电极组件不接触该喷嘴的操作位置之间移动。所述活塞可通过引导流体沿偏压该活塞到所述起始位置的第一方向或沿偏压该活塞从而使所述电极组件缩回到所述操作位置的相反的第二方向移动穿过所述等离子体炬，所述引导流体可包括冷却剂。换向阀或可逆泵可被用于控制流体的流动方向。因此，冷却剂供给可被用于冷却所述炬并且控制该炬的启动和操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可逆冷却剂流的缩回启动等离子体炬
技术介绍
本申请涉及等离子体炬和相关的方法。等离子体炬通常用于切割和焊接。等离子体炬典型地包括定位于喷嘴中的电极。加压气体被提供给炬，并流过喷嘴且接近于电极，在电极和工件之间建立电弧。根据一种用于启动等离子体炬的典型方法，首先通过以相对低的电流在电极和喷嘴之间建立电弧来启动引导模式。在引导模式期间计量系统输送气流通过喷嘴。然后通过传送弧到工件将等离子体炬从引导模式切换至操作模式，使得弧在电极和工件之间延伸。对于操作模式弧的电流增加，气体的流速或类型也可以被调整。弧电离气体，所得到的高温气体可以被用于切割或其他焊接操作。本公开内容涉及改进的等离子体炬和启动该等离子体炬的方法。
技术实现思路
本公开内容在一方面描述了一种等离子体炬，其包括主炬体，喷嘴，限定在所述主炬体内的活塞腔中的活塞，其中所述活塞被联接至电极。第一流体通道和第二流体通道与所述活塞腔连通，所述第一流体通道与所述活塞的第一侧上的所述活塞腔的第一区域连通，所述第二流体通道与所述活塞的第二侧上的所述活塞腔的第二区域连通。连接路径被构造成引导所述活塞腔的所述第一区域和所述第二区域之间的流体，所述连接路径可以由所述喷嘴或电极流体通道部分限定。所述活塞被构造成使所述电极在起始位置和操作位置之间移动，在所述起始位置所述电极接触所述喷嘴，在所述操作位置所述电极不接触所述喷嘴。当流体沿第一方向从所述第一流体通道流入所述第一区域，穿过所述连接路径流入所述第二区域，然后穿过所述第二流体通道流出时，所述活塞将所述电极移动至所述起始位置。当流体沿相反的第二方向从所述第二流体通道流入所述第二区域，穿过所述连接路径流入所述第一区域，然后穿过所述第一流体通道流出时，所述活塞将所述电极移动至所述操作位置。所述第一流体通道和所述第二流体通道可以被构造成接收冷却剂流，诸如水。在一些实施方式中所述等离子体炬还可以包括能在第一位置和第二位置之间移动的换向阀，该换向阀在第一位置时能操作以使流进入第一流体通路，在第二位置时能操作以使流进入所述第二流体通道。所述换向阀可位于所述等离子体炬和所述流体热交换器之间，所述换向阀可包括四通阀。代替所述换向阀，所述等离子体炬可以包括可逆泵，所述可逆泵能操作以在第一模式使流进入所述第一流体通道，并且能操作以在第二模式使流进入所述第二流体通道。在另一实施方式中所述电极可包括电极保持器和电极。所述电极保持器可包括凸缘，其中当所述电极处于操作位置时所述凸缘与所述主炬体内的止挡件(诸如气体挡板)接触。所述等离子体炬还可包括波形弹簧，其中所述波形弹簧与所述喷嘴接触以使该波形弹簧与该喷嘴电连接。所述波形弹簧可起作用以传导50安培或更高的维弧电流(pilotcurrent)到所述喷嘴。关于供应电流到所述电极，所述等离子体炬还可包括接触所述活塞的接触器，从而提供所述活塞和所述电极之间的电连接。所述接触器可绕所述活塞周向定位于一凹槽中。所述凹槽可位于所述等离子体炬的所述主炬体中，使得当所述电极位于所述起始位置时所述接触器接触所述活塞的第一部分，当所述电极位于所述操作位置时所述接触器接触所述活塞的第二部分。所述凹槽替代地可位于所述活塞中，使得所述接触器随所述活塞移动。本专利技术的实施方式还包括一种启动等离子体炬的方法，该方法包括使气体流过所述等离子体炬的喷嘴，并且使流体沿第一方向穿过第一流体通道流过所述等离子体炬并穿过第二流体通道流出从而使活塞前进，由此所述活塞的前进动作移动电极使其与所述喷嘴接触。所述方法还可包括通过所述电极和所述喷嘴施加维弧(Pilot arc)电流以及使流体的流动反向以使得流体沿相反的第二方向流过所述第二流体通道和穿过所述第一流体通道流出，从而缩回所述活塞，由此所述活塞的缩回动作移动所述电极使其与所述喷嘴脱离接触，从而在所述喷嘴和所述电极之间启动维弧。使流动反向的步骤可包括致动换向阀。另选地，使流体流动的步骤可包括使流体泵沿一个方向运行，并且所述使流动反向的步骤可包括使所述流体泵反向运行。附图说明已如此概括地描述了实施方式，现将参考未必按比例绘制的附图，其中图1显示等离子体炬的实施方式的改进的剖面图；图2显示沿第一方向流过图1的等离子体炬的冷却剂流；图3显示沿相反的第二方向流过图1的等离子体炬的冷却剂流；图4显示换向阀的立体图；图5显示包括处于第一位置的图2的换向阀的截面图的流体回路；图6显示包括处于第二位置的图2的换向阀的截面图的流体回路；图7显示等离子体炬的替换实施方式的剖面图；图8显示波形弹簧的立体图；图9显示图7的细节部分W的放大图；图10显示示出接触器的图7的放大部分；图11显示在沿着接触器处的等离子体炬的纵向轴线的横截面处的图7的该等离子体炬的剖面图；以及图12显示启动等离子体炬的方法。具体实施例方式现在将参照附图在下文中更全面地描述用于启动等离子体炬的装置和方法，附图中示出了一些但不是全部实施方式。当然，本改进可以很多不同的形式来体现，且不应理解为限于本文所阐述的实施方式；相反，这些实施方式被提供以使得本公开内容将满足可适用的法律要求。在全文中相同的附图标记指示相同的元件。已经等离子体炬可通过“接触启动”法来启动，该接触启动法包括使电极与喷嘴接触，然后分离喷嘴和电极以便产生维弧。使用该启动方法的一种等离子体炬是所谓的“反吹”等离子体炬。在反吹等离子体炬中，喷嘴大体上被固定在适当位置，电极被构造成在沿着炬的轴线的方向上平移或调整。电极被弹簧偏压到向前位置，使得电极在正常静止位置与喷嘴接触。当计量系统向炬提供气流时，该气流沿远离工件的方向推动电极，从而克服弹簧并且使电极从喷嘴分离，以在电极和喷嘴之间建立维弧。在“前吹”炬中，代替电极喷嘴是可移动的，使得在启动时喷嘴被通过该喷嘴的气流沿向前方向移动。在每种情况下，维弧可建立在分离的喷嘴和电极之间，随后弧可被从喷嘴传送到工件以用于切割或焊接。同样惯常通过在电极和喷嘴之间引起高频高电压来启动等离子体炬，从而产生火花放电。由于该方法，用于产生喷嘴和电极的相对运动的机构是不必要的。然而，这些等离子体炬和相关的方法未必是理想的。在高质量或高电流应用中等离子体炬的成功的操作可能需要与等离子气体的使用不相容的气体流速或压力以启动炬。例如，不希望的是，如果该炬正被用于水下切割或正在使用钨电极，则必须关掉气流以便启动炬，因为会损害可消耗寿命。同时，高频启动可能导致与附近的电子设备的问题，并因而可能需要昂贵的屏蔽。因此，申请人已开发了一种试图避免上述问题的等离子体炬和相关的方法。图1显示本专利技术的等离子体炬10的一个实施方式。等离子体炬10包括主炬体12。等离子体炬10还包括喷嘴14和电极组件16。电极组件16可包括若干部件，其包括位于电极组件的第一端的电极保持器18，和位于电极组件的第二端的电极20。电极保持器18被联接至主炬体12内的活塞22。活塞22位于等离子体炬10的主炬体12内的活塞腔M中。活塞腔M与第一流体通道沈和第二流体通道观连通。具体地，活塞22可被设置在活塞腔M中，使得第一流体通道沈与活塞22的第一侧32上的活塞腔M的第一区域30连通，以及第二流体通道28与活塞的第二侧36上的活塞腔M的第二区域34连通。连接路径38在活塞腔M的第一区域30和第二区域34之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·S·赛弗伦斯，R·A·切科，
申请(专利权)人：埃萨布集团公司，
类型：发明
国别省市：