等離子割炬制造技術(shù)

一種等離子割炬，特別是數(shù)控等離子割炬，由電極、噴嘴及其電路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)及水路系統(tǒng)組成。主要技術(shù)特征及其效果是：（１）使壓力水流冷卻電極與噴嘴后，分別通過壓蓋與下噴嘴形成管狀水流，包圍弧柱，噴到割件上，既有效地進(jìn)行了消煙、除塵、遮光，又充分地冷卻了割件。（２）使電極為雙錐度的錐體，既保證了起弧可靠，又消除了“雙弧”現(xiàn)象。（３）使管接頭以軸向布置在割炬上端部，并用絕緣蓋蓋住，既美觀，又安全。（*該技術(shù)在2009年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種等離子割炬，特別是數(shù)控等離子割炬，由電極、噴嘴及其電路、氣路及水路系統(tǒng)組成。屬于電弧切割領(lǐng)域。等離子切割，一般都有兩個(gè)方面的問題。首先是作業(yè)環(huán)境問題。因?yàn)楫a(chǎn)生大量煙塵、強(qiáng)光和有害氣體，不僅直接危害人體健康，而且?guī)砩鐣?huì)公害。據(jù)測定，等離子切割時(shí)產(chǎn)生的煙霧狀微粒非常小，其粒徑平均值為0.7微米的占50%，如附圖說明圖1所示。產(chǎn)生的煙塵量隨切割材料、切割厚度等而變化，大約為3-10毫克/分鐘在同等條件下，空氣等離子切割產(chǎn)生的煙塵量較大，如圖2所示。其次是切割面質(zhì)量問題，尤其是切割面垂直度與熱影響區(qū)問題。因?yàn)榍懈蠲鎯A斜，使適用范圍受到一定限制，割件冷卻不充分，形成熱影響區(qū)，產(chǎn)生熱變形。為了消除切割煙塵，充分冷卻割件，目前國內(nèi)外一般采取三種措施，一是配置集塵系統(tǒng)或集塵裝置。這就是在切割系統(tǒng)中增加一個(gè)集塵系統(tǒng)或集塵裝置。該系統(tǒng)又有固定式和移動(dòng)式兩種。固定式的如圖3所示，集塵系統(tǒng)由排煙槽、風(fēng)機(jī)和集塵器組成。移動(dòng)式的如圖4所示，集塵裝置由小型電氣集塵機(jī)與袋式過濾器組成。如日本天野公司產(chǎn)FC-45等離子專用集塵機(jī)，其性能如下電源φ3200V50/60Hz2.2KW風(fēng)量 20m3/min袋濾器面積 11.7m2尺寸(寬×長×高)mm1022×1080×1828重量250Kg價(jià)格約20余萬元/臺國內(nèi)外對焊割領(lǐng)域的消煙除塵，主要是采取通風(fēng)措施。近年來，在焊接領(lǐng)域使用了一些消煙除塵裝置，如焊接煙塵凈化機(jī)、焊接煙塵除毒器、焊接煙塵吸收器，跟蹤式電焊消煙器等。上述種種措施，雖然消煙除塵效果較好，但是系統(tǒng)復(fù)雜、使用不便，也不經(jīng)濟(jì)。二是采用水下切割方法。這種方法效果好，但能量損失大，而且使用、管理不便。三是配置噴水裝置。這就是在割炬外面接一根泄水管。CN85200541U介紹了一種割炬，帶有緊跟割炬前進(jìn)并冷卻割件的陰極冷卻水泄水裝置，如圖5所示。該割炬在使用中存在如下問題。(1)不能消煙除塵。用這種割炬切割不銹鋼板，只要連續(xù)切割10分鐘左右，室內(nèi)便被黃色煙霧籠罩。(2)不能切割曲線。當(dāng)切割圓形、橢圓形及直線與曲線組合形割件時(shí)，無法調(diào)整泄水管，不能進(jìn)行切割作業(yè)。(3)使用不方便。當(dāng)進(jìn)行直線切割時(shí)，為了冷卻切口，每改變一次切割方向，必須靠人工調(diào)整一次泄水管，并且泄水管的調(diào)整還受到管道限制。(4)使用不安全。管接頭多，共有四個(gè)，其中三個(gè)沿徑向不同角度布置，所以調(diào)整泄水管時(shí)，容易造成短路。尤其是將割炬安裝在數(shù)控等離子切割機(jī)上使用時(shí)，因管路紊亂，更容易與其Z軸夾持機(jī)構(gòu)相碰而形成短路。為了提高切割面垂直度，國內(nèi)外采取的主要措施是提高電極與噴嘴的同心度，提高割炬安裝的垂直度，以及合理選擇工藝參數(shù)，使其相互匹配。這些措施有較好效果，但有時(shí)也不可靠。本專利技術(shù)的主要目的是要提供一種多功能的等離子割炬，在既不配置集塵系統(tǒng)或集塵裝置，也不配置泄水裝置，既不增加零件，也不增加成本的前提下，使割炬本身具有消煙、除塵、遮光及充分冷卻割件的作用，而且既能方便地切割直線，也能方便地切割曲線。本專利技術(shù)的其它目的還有通過零件結(jié)構(gòu)及聯(lián)接關(guān)系設(shè)計(jì)，提高切割面垂直度，防止切割面傾斜，提高割炬的通用性及安全性，使其既能裝在小車上，也能裝在切割機(jī)上，并且不論什么場合，都能防止短路事故，保證人身安全。本專利技術(shù)的目的是通過如下措施達(dá)到的。改進(jìn)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。使冷卻電極的壓力水流經(jīng)流路降壓后，通過壓蓋形成管狀水流，罩住電弧，并流到割件上。改進(jìn)電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使電極為帶有雙錐度的錐體，上錐角為10°＜β＜18°，下錐角為36°＜α＜44°。改進(jìn)管接頭設(shè)計(jì)。首先是取消泄水裝置接頭，其次是冷卻水管和工作氣管接頭，都以軸向布置在割炬上端部，再加上絕緣蓋蓋住。采用上述結(jié)構(gòu)的割炬，具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果。(1)結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全。由于割炬在切割過程中，冷卻噴嘴和電極的壓力水流，由割炬頭排出后都形成管狀水流，層層包圍弧柱，噴到割件上，不僅充分冷卻了電極、噴嘴和割件，防止割件產(chǎn)生熱變形，而且還達(dá)到了消煙、除塵、遮光的目的，既有利于人體健康，又有利于環(huán)境保護(hù)。又由于這種效果是通過割炬零部件結(jié)構(gòu)及其聯(lián)接關(guān)系設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，因此，節(jié)省了大型的集塵系統(tǒng)和復(fù)雜的集塵裝置，節(jié)約了大量資金。(2)操作簡單，用途廣泛因?yàn)橛筛罹骖^噴出的管狀水流始終包圍弧柱，所以，不論切割方向怎樣變化，都不需要調(diào)整泄水裝置之類的輔助操作。因此，既可方便地進(jìn)行直線切割，又可方便地進(jìn)行曲線切割。(3)電弧集中，垂直度好由于設(shè)計(jì)了雙錐電極和起弧區(qū)，改進(jìn)了噴嘴冷卻水流路設(shè)計(jì)，所以，起弧率達(dá)100%，而且消除了“雙弧”現(xiàn)象，電弧弧柱集中，提高了切口垂直度，尤其是切割圓形類割件，效果更為明顯。當(dāng)切割10毫米厚鋼板時(shí)，切口垂直度誤差不大于1毫米。(4)管道集中，安全性高。由于少了一個(gè)管接頭(泄水管)，并且改善了配置，使三個(gè)管接頭都以軸向布置在割炬上端部，便于用絕緣蓋蓋住，不僅外形美觀，而且使用安全，尤其是適合于用在數(shù)控切割機(jī)上。本專利技術(shù)具有如下附圖。圖1為等離子切割煙塵粒度分布圖。圖2為等離子切割煙塵量比較圖。圖3為固定式消煙除塵系統(tǒng)圖。圖4為跟蹤式專用集塵機(jī)示意圖。圖5為CN85200541U割炬主視圖。圖6為本專利技術(shù)割炬主視圖。圖7為圖6中A-A剖面圖。圖8為圖6中B-B剖面圖。圖9為圖6中B-B剖面圖。圖10為圖6中電極主視圖。下面根據(jù)附圖6-10對本專利技術(shù)作詳細(xì)說明。如圖6所示，該割炬由下噴嘴(1)、上噴嘴(4)、電極(5)及其冷卻水路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)及氣路系統(tǒng)組成。電極(5)的冷卻水路系路結(jié)構(gòu)為電極(5)利用螺紋連接在陰極管(13)的下端，陰極管(13)上部帶有兩個(gè)O型密封圈(9)與出水孔(13-α)，陰極管(13)、管接頭(15、18)利用螺紋連接在絕緣調(diào)節(jié)件(14)上，陰極管(13)中心裝有水針管(8)、絕緣套(16)及管接頭(17)而形成一個(gè)部件，再將此部件裝入絕緣套(11)中，在絕緣套(11)上依次連接有調(diào)節(jié)套(12)、帶軟導(dǎo)線的陽極環(huán)(7)、上噴嘴(4)及套管(6)，套管(6)下端利用螺紋連接在壓蓋(2)上，壓蓋(2)內(nèi)腔套有O型密封圈(3)的下噴嘴(1)，壓蓋(2)外圓柱面帶有多個(gè)出水槽(2-α)套管(6)上端利用螺紋連接在絕緣套(11)上。電極(5)的冷卻水路系統(tǒng)采用上述結(jié)構(gòu)后，壓力水流由管接頭(17)下降至水針管(8)下端，冷卻電極(5)后，沿電極(5)與陰極管(13)之間的空腔上升，橫穿陰極管(13)的出水孔(13-α)，進(jìn)入環(huán)形槽(13-b)(圖7)，又橫穿絕緣套(11)的出水孔(11-α)，下降至絕緣套(11)與套管(6)之間的空腔，通過壓蓋(2)外圓柱面上的多個(gè)出水槽(2-α)(圖8)，形成管狀水流，包圍弧柱，流到割件上。形成管狀水流的出水槽(2-α)，除圖8所示結(jié)構(gòu)外，還可以將出水槽(2-α)改成一個(gè)管狀空腔(圖9)。外套(10)的內(nèi)腔是冷卻水向外噴出的通道，外表面是與切割機(jī)或小車夾持裝置的連接面，為保證安全，采用了絕緣材料。噴嘴(1、4)的冷卻水路為壓力水流由管接頭(15)依次進(jìn)入套管(6)內(nèi)腔、上噴嘴(4)與下噴嘴(1)之間的環(huán)形空腔，以及螺旋槽、環(huán)形槽，通過壓蓋(1)上的出水孔(1-α)，形成管狀水流，包圍弧柱，噴到割件上。電路系統(tǒng)為陽極(噴嘴)管接頭(15)，通過螺紋擰在絕緣調(diào)節(jié)件(14)上本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種等離子割炬，包括下噴嘴（１）、壓蓋（２）、上噴嘴（４）、電極（５）、管接頭（１５、１７、１８），其特征是電極（５）冷卻水路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為：電極（５）利用螺紋連接在陰極管（１３）的下端，陰極管（１３）上部帶有兩個(gè)Ｏ型密封圈（９）與出水孔（１３－－ａ），陰極管（１３）、管接頭（１５、１８）利用螺紋連接在絕緣調(diào)節(jié)件（１４）上，陰極管（１３）中心裝有水針管（８）、絕緣套（１６）及管接頭（１７）而形成一個(gè)部件，再將此部件裝入絕緣套（１１）中，在絕緣套（１１）上依次連接有調(diào)節(jié)套（１２）、帶軟導(dǎo)線的陽極環(huán)（７）、上噴嘴（４）及套管（６），套管（６）下端利用螺紋連接壓蓋（２），壓蓋（２）內(nèi)腔套有Ｏ型密封圈（３）的下噴嘴（１），壓蓋（２）外圓柱面帶有多個(gè)出水槽（２－ａ），套管（６）上端利用螺紋連接在絕緣套（１１）上。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：歐陽群發(fā)，
申請(專利權(quán))人：核工業(yè)第六研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：43[中國|湖南]