專利名稱：用于液體冷卻的等離子槍的噴嘴和具有該噴嘴的等離子槍頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液體冷卻的等離子槍的噴嘴和一種具有該噴嘴的等離子槍頭。
背景技術(shù)：
高度加熱的導(dǎo)電的氣體稱為等離子體，它包括正離子和負(fù)離子、電子以及激發(fā)的和中性的原子和分子。作為等離子氣體使用不同的氣體，例如單原子氬氣和/或雙原子氣體氫氣、氮?dú)狻?氧氣或空氣。這些氣體通過電弧的能量電離和解離。通過噴嘴收束的電弧則被稱為等離子體射束。通過噴嘴和電極的成型可以大大影響等離子體射束的各參數(shù)。這些等離子體射束參數(shù)例如是射束直徑、溫度、能量密度和氣體流速。在等離子切割中例如通過可氣體冷卻或水冷卻的噴嘴收束等離子體。由此可以達(dá)到直至2X106W/Cm2的能量密度。在等離子體射束中產(chǎn)生直至30000°C的溫度，其與高的氣體流速相結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)材料很高的切割速度。可以直接或間接地操作等離子槍。在直接的操作方式中，電流從電源流出、經(jīng)過等離子槍的電極、經(jīng)過借助于電弧產(chǎn)生并通過噴嘴收束的等離子體射束、直接經(jīng)由工件流回電源。利用直接的操作方式可以切割導(dǎo)電的材料。在間接的操作方式中，電流從電源流出，經(jīng)過等離子槍的電極，經(jīng)過借助于電弧產(chǎn)生并通過噴嘴收束的等離子體射束以及經(jīng)過噴嘴流回電源。在此，噴嘴比在直接的等離子切割中負(fù)荷還要大，因?yàn)樗粌H收束等離子體射束，而且實(shí)現(xiàn)電弧的出發(fā)點(diǎn)。利用間接的操作方法既可以切割導(dǎo)電的材料也可以切割不導(dǎo)電的材料。由于噴嘴的高的熱負(fù)荷，一般由金屬材料、優(yōu)選由銅(因?yàn)槠潆妼?dǎo)率和熱導(dǎo)率高) 制造噴嘴。同樣的材料適用于電極支座，但它也可以由銀制造。噴嘴則使用在等離子槍中， 該等離子槍的主要構(gòu)件是等離子槍頭、噴嘴蓋、等離子氣體導(dǎo)向元件、噴嘴、噴嘴支座、電極接納部、帶有電極嵌件的電極支座，以及在現(xiàn)代等離子槍中還有噴嘴護(hù)蓋支座和噴嘴護(hù)蓋。 電極支座固定尖的鎢制的電極嵌件，該電極嵌件適合使用非氧化氣體作為等離子氣體，例如氬氫混合物。所謂的平面電極，其電極嵌件例如由鉿構(gòu)成，也適合使用氧化氣體作為等離子氣體，例如空氣或氧氣。為了達(dá)到噴嘴的高的壽命，在這里利用液體例如水冷卻噴嘴。冷卻劑經(jīng)由水進(jìn)給端導(dǎo)入至噴嘴并且經(jīng)由水回流端從噴嘴導(dǎo)出并且流過冷卻劑空間，該冷卻劑空間由噴嘴和噴嘴蓋限定。DD36014B1中描述一種噴嘴。它由導(dǎo)電良好的材料例如銅構(gòu)成，并且具有為相應(yīng)的等離子槍型式配置的幾何形狀，例如為包括圓柱形噴嘴出口的構(gòu)造成圓錐形的放電室。噴嘴的外形構(gòu)造成圓錐形，其中實(shí)現(xiàn)接近相同的壁厚，壁厚這樣確定，使得確保噴嘴的良好的穩(wěn)定性和向冷卻劑的良好導(dǎo)熱。噴嘴安裝在噴嘴座中。噴嘴座由耐腐蝕的材料例如黃銅構(gòu)成，并且在內(nèi)部具有用于噴嘴的定心接納部和用于密封橡膠的槽，該密封橡膠使放電室相對(duì)于冷卻劑密封。此外在噴嘴座中設(shè)有位錯(cuò)180°的各孔，用于冷卻劑流入和回流。在噴嘴座的外徑上設(shè)有用于圓橡膠的槽以及用于噴嘴蓋的螺紋和定心接納部，上述圓橡膠用于相對(duì)大氣密封冷卻劑空間。同樣由耐腐蝕的材料例如黃銅構(gòu)成的噴嘴蓋構(gòu)造成尖角的并具有為適合向冷卻劑排出輻射熱而確定的壁厚。最小的內(nèi)徑設(shè)有一個(gè)圓環(huán)。最簡(jiǎn)單的情況是使用水作為冷卻劑。該布置應(yīng)該能夠在節(jié)省材料使用的同時(shí)實(shí)現(xiàn)噴嘴的簡(jiǎn)單的制造及其快速的更換，并且通過尖角的構(gòu)造形式應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)等離子槍相對(duì)工件的轉(zhuǎn)動(dòng)并從而實(shí)現(xiàn)斜切割。DE1565638中描述一種等離子槍，優(yōu)選用于材料的等離子熔化切割和用于焊接邊緣預(yù)備。等離子槍頭的細(xì)長(zhǎng)的形狀通過使用特別尖角的切割噴嘴達(dá)到，該切割噴嘴的內(nèi)角或外角相互是相同的并且也等于噴嘴蓋的內(nèi)角和外角。在噴嘴蓋與切割噴嘴之間構(gòu)成冷卻劑空間，在其中噴嘴蓋設(shè)有凸肩，該凸肩與切割噴嘴金屬性密封，從而形成均勻的環(huán)形間隙作為冷卻劑空間。一般是水的冷卻劑的供給和排出通過在噴嘴座中的兩個(gè)相互位錯(cuò)180° 設(shè)置的縫隙實(shí)現(xiàn)。DE2525939中描述一種等離子電弧燃燒器、特別用于切割或焊接，其中電極支座和噴嘴體構(gòu)成可更換的組合組件。外部的冷卻劑供給基本上通過包圍噴嘴體的套蓋形成。冷卻劑經(jīng)由多個(gè)通道流入環(huán)形空間中，該環(huán)形空間由噴嘴體和套蓋形成。DE69233071T2涉及一種電弧等離子切割裝置。其中描述用于等離子電弧切割燃燒器的噴嘴的一種實(shí)施形式，該噴嘴由導(dǎo)電的材料構(gòu)成，包括一個(gè)用于等離子氣體射束的出口和一個(gè)空心的本體部分，該本體部分這樣構(gòu)造，使其具有一般圓錐形薄壁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)向出口的方向傾斜并且具有一個(gè)加大的頭部部分，該頭部部分與本體部分構(gòu)造成一體，該頭部部分除了一個(gè)中心通道外是實(shí)心的，該中心通道對(duì)準(zhǔn)于出口并且具有一般圓錐形的外表面，該外表面也向出口的方向傾斜并且具有與相鄰的本體部分的直徑鄰接的直徑，該外表面的直徑大于本體部分的直徑，以便形成側(cè)凹的空隙。該電弧等離子切割裝置具有一個(gè)二次氣體蓋。此外在噴嘴與二次氣體蓋之間設(shè)置一個(gè)水冷卻的蓋，以便為噴嘴的外表面構(gòu)成水冷卻的空腔用于高效的冷卻。該噴嘴的特征在于一個(gè)大的包圍等離子體射束出口的頭部，以及一個(gè)明顯的內(nèi)凹或圓錐體的空隙，這樣的噴嘴結(jié)構(gòu)有利于噴嘴的冷卻。在上述各等離子槍中，冷卻劑經(jīng)由水進(jìn)給通道導(dǎo)入至噴嘴和經(jīng)由水回流通道從噴嘴導(dǎo)出。這些通道通常相互位錯(cuò)180°并且冷卻劑應(yīng)該在從進(jìn)給到回流的路程上盡可能均勻地從周圍沖刷噴嘴。然而一再探測(cè)到在噴嘴通道附近的過熱。DD83890B1中描述另一種冷卻劑引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，用于燃燒器、優(yōu)選等離子槍，特別用于等離子焊接、等離子切割、等離子熔化和等離子噴鍍的目的，該冷卻劑引導(dǎo)結(jié)構(gòu)經(jīng)受噴嘴和陰極的高的熱負(fù)荷。在這里為了噴嘴的冷卻而設(shè)置一個(gè)可容易嵌入噴嘴座部分中并可取出的冷卻劑導(dǎo)環(huán)，為了將冷卻劑引導(dǎo)限制到一個(gè)最大3mm厚度的薄層中，該冷卻劑導(dǎo)環(huán)沿外面的噴嘴壁具有一個(gè)環(huán)繞的成型槽，在該成型槽中這樣通入多于一個(gè)、優(yōu)選兩個(gè)至四個(gè)并且成星形在成型槽的徑向上且對(duì)稱于噴嘴軸線以及成星形與成型槽形成在0°與90°之間的角度設(shè)置的冷卻劑管，使得該成型槽和各兩個(gè)冷卻劑出口鄰接并且每一個(gè)冷卻劑出口和兩個(gè)冷卻劑進(jìn)口相鄰。這樣的布置再次具有缺點(diǎn)，即通過使用附加的構(gòu)件即導(dǎo)環(huán)，冷卻需要較高的費(fèi)用。此外，因此增大整個(gè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，以簡(jiǎn)單的方式避免在噴嘴通道或噴嘴孔附近的過熱。按本發(fā)明通過一種等離子槍頭達(dá)到該目的，其包括按照權(quán)利要求1至14之一項(xiàng)所述的噴嘴、用于保持噴嘴的噴嘴支座和噴嘴蓋，該噴嘴蓋和噴嘴形成冷卻液空間，該冷卻液空間經(jīng)由兩個(gè)分別位錯(cuò)60°至180°的孔可連接于冷卻液流入管或和冷卻液流回管，噴嘴支座如此構(gòu)成，使即冷卻液基本上垂直于等離子槍頭的縱軸線、遇到噴嘴、進(jìn)入冷卻液空間中和/或基本上垂直于該縱軸線從冷卻液空間進(jìn)入噴嘴支座中。此外本發(fā)明提供一種用于液體冷卻的等離子槍的噴嘴，其包括用于在噴嘴尖端上排出等離子氣體射束的噴嘴孔、第一部分以及朝噴嘴尖端方向與第一部分緊接著的第二部分，該第一部分的外表面基本上是圓柱形的，該第二部分的外表面向噴嘴尖端那邊基本上成錐形逐漸縮小，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)液體流入槽和/或一個(gè)或多個(gè)液體回流槽并且所述液體流入槽和/或液體回流槽在第二部分上在噴嘴的外表面中向噴嘴尖端那邊延伸，所述一個(gè)液體流入槽或所述多個(gè)液體流入槽中的至少一個(gè)和/或一個(gè)液體回流槽或所述液體回流槽中的至少一個(gè)也在第一部分的一部分上延伸，并且在第一部分中具有至少一個(gè)槽，該槽與所述一個(gè)液體流入槽或所述多個(gè)液體流入槽中的至少一個(gè)或與所述一個(gè)液體回流槽或所述多個(gè)液體回流槽中的至少一個(gè)處于連接。所謂基本上圓柱形應(yīng)指的是，外表面至少在設(shè)想沒有各槽如液體流入槽和液體回流槽時(shí)在尺寸和整體上是圓柱形的。以類似的方式 “基本上成錐形逐漸縮小”應(yīng)意味著，外表面至少在設(shè)想沒有各槽如液體流入槽和液體回流槽時(shí)在尺寸和整體上是成錐形逐漸縮小的。按照等離子槍頭的一特別的實(shí)施形式，噴嘴具有至少一個(gè)液體流入槽和至少一個(gè)液體回流槽，并且噴嘴蓋在其內(nèi)表面上具有至少三個(gè)凹部，這三個(gè)凹部的面向噴嘴的開口分別在一定弧度(b2)上延伸，噴嘴的沿圓周方向鄰接于液體流入槽和/或液體回流槽的、 相對(duì)于液體流入槽和/或液體回流槽向外凸出的區(qū)域的弧度(b4、C4, d4、e4)分別至少與弧度(b2) —樣大。按這種方式特別優(yōu)良地避免從冷卻劑流入向冷卻劑回流的分流。在等離子槍頭中還可以設(shè)定，兩個(gè)孔分別基本上平行于等離子槍頭的縱軸線延伸。由此達(dá)到，各冷卻液管可以節(jié)省空間地連接在等離子槍頭上。特別是各孔可以位錯(cuò)180°設(shè)置。有利地在噴嘴蓋的各凹部之間的部分的弧度最大為噴嘴的液體流入槽的最小弧度的一半和/或液體回流槽的最小弧度的一半。在噴嘴的一種特別的實(shí)施形式中，設(shè)置至少兩個(gè)液體流入槽和/或至少兩個(gè)液體回流槽。有利地，所述一個(gè)液體流入槽或所述多個(gè)液體流入槽中的至少一個(gè)的中心和所述一個(gè)液體回流槽或所述多個(gè)液體回流槽中的至少一個(gè)的中心在噴嘴的圓周上相互位錯(cuò) 180°設(shè)置。有利地，所述一個(gè)液體流入槽或所述多個(gè)液體流入槽中的至少一個(gè)的寬度和/或所述一個(gè)液體回流槽或所述多個(gè)液體回流槽中的至少一個(gè)的寬度沿圓周方向處在10°至 270°的范圍內(nèi)。
按照一種特別的實(shí)施形式，液體流入槽和/或液體回流槽的寬度的總和在20°與 340°之間。也可以設(shè)定，液體流入槽和/或液體回流槽的寬度的總和在60°與300°之間?？梢栽O(shè)定，所述一個(gè)槽或各槽之一沿噴嘴的第一部分的圓周方向在整個(gè)圓周上延伸。特別是對(duì)此可設(shè)定，所述一個(gè)槽或各槽中的至少一個(gè)沿噴嘴的第一部分的圓周方向在一個(gè)處在60°至300°范圍內(nèi)的角度C1或“上延伸。特別是對(duì)此可設(shè)定，所述一個(gè)槽或各槽中的至少一個(gè)沿噴嘴的第一部分的圓周方向在一個(gè)處在90°至270°范圍內(nèi)的角度C1或“上延伸。在噴嘴的另一實(shí)施形式中，設(shè)置正好兩個(gè)液體流入槽和正好兩個(gè)液體回流槽。特別是兩個(gè)液體流入槽在噴嘴的圓周上可以對(duì)稱于一條直線設(shè)置，該直線從液體回流槽的中心以直角通過噴嘴的縱軸線延伸；并且兩個(gè)液體回流槽噴嘴的圓周上可以對(duì)稱于一條直線設(shè)置，該直線從液體流入槽的中心以直角通過噴嘴的縱軸線延伸。有利地，兩個(gè)液體流入槽的中心和/或兩液體回流槽的中心在噴嘴的圓周上相互位錯(cuò)一個(gè)角度設(shè)置，該角度處在20°至180°的范圍內(nèi)。還可以設(shè)定，兩個(gè)液體流入槽和/或兩個(gè)液體回流槽在噴嘴的第一部分中相互處于連接。符合目的地至少一個(gè)槽超出所述一個(gè)液體流入槽或所述多個(gè)液體流入槽中的至少一個(gè)或超出所述一個(gè)液體回流槽或所述多個(gè)液體回流槽中的至少一個(gè)。本發(fā)明基于意想不到的認(rèn)識(shí)，即通過冷卻液的供給和/或排出與等離子槍頭的縱軸線成直角，而不是如在現(xiàn)有技術(shù)中平行于等離子槍頭的縱軸線，噴嘴的更好的冷卻通過冷卻液與噴嘴的明顯較長(zhǎng)的接觸和通過冷卻液通過噴嘴中的多個(gè)槽在圓柱形區(qū)域內(nèi)向噴嘴座那邊的引導(dǎo)而達(dá)到。如果設(shè)置多于一個(gè)液體流入槽，則由此在噴嘴尖端的區(qū)域內(nèi)通過冷卻液流的相遇實(shí)現(xiàn)冷卻液的特別好的渦流，其通常也伴隨著噴嘴的更好冷卻。由權(quán)利要求書和以下描述得出本發(fā)明的其他的特征和優(yōu)點(diǎn)，其中借助示意圖詳細(xì)說明多個(gè)實(shí)施例。


圖1根據(jù)本發(fā)明的特別的實(shí)施形式的帶有噴嘴的具有等離子氣體和二次氣體輸送裝置的等離子槍頭的縱剖視圖；圖Ia沿圖1的線A-A截取的剖視圖；圖Ib沿圖1的線B-B截取的剖視圖；圖2圖1的噴嘴的單獨(dú)視圖(左上從前面看的俯視圖；右上縱剖視圖；右下側(cè)視圖)；圖3按照本發(fā)明的另一特別的實(shí)施形式的噴嘴的單獨(dú)視圖(左上從前面看的俯視圖；右上縱剖視圖；右下側(cè)視圖)；圖4按照本發(fā)明的另一特別的實(shí)施形式的噴嘴的單獨(dú)視圖(左上從前面看的俯視圖；右上縱剖視圖；右下側(cè)視圖)；
圖5根據(jù)本發(fā)明的另一特別的實(shí)施形式的帶有噴嘴的具有等離子氣體和二次氣體輸送裝置的等離子槍頭的縱剖視圖；圖fe沿圖5的線A-A截取的剖視圖；圖恥沿圖5的線B-B截取的剖視圖；圖6按照本發(fā)明的另一特別的實(shí)施形式的噴嘴的單獨(dú)視圖(左上從前面看的俯視圖；右上縱剖視圖；右下側(cè)視圖)；以及圖7圖1中使用的噴嘴蓋2的單獨(dú)視圖，左邊縱剖視圖，右邊從縱剖面左邊的視圖。在前文而且在下文中，槽也應(yīng)表示展平部。
具體實(shí)施例方式在以下的描述中說明噴嘴的多種實(shí)施形式，該噴嘴具有至少一個(gè)液體流入槽(在這里稱為冷卻液流入槽)和至少一個(gè)液體回流槽(在這里稱為冷卻液回流槽)，特別是分別有正好一個(gè)以及分別有正好兩個(gè)。但本發(fā)明并不限于如此?？梢源嬖诟鄶?shù)目的液體流入槽和液體回流槽，和/或液體流入槽和液體回流槽的數(shù)目可以是不同的。圖1中所示的等離子槍頭1利用電極接納部6在當(dāng)前情況下經(jīng)由螺紋(未示出) 接納電極7。電極7構(gòu)成為平面電極。對(duì)于等離子槍可以使用例如空氣或氧氣作為等離子氣體(PG)。噴嘴4由基本上圓柱形的噴嘴支座5接納。經(jīng)由螺紋(未示出)固定在等離子槍頭1上的噴嘴蓋2固定噴嘴4并與該噴嘴形成冷卻液空間。該冷卻液空間通過借助于圓環(huán)4. 16實(shí)現(xiàn)的密封在噴嘴4與噴嘴蓋2之間密封，該圓環(huán)位于噴嘴4的槽4. 15中；并且通過借助于圓環(huán)4. 18實(shí)現(xiàn)的密封在噴嘴4和噴嘴支座5之間密封，該圓環(huán)位于槽4. 17中。冷卻液如水或摻有防凍劑的水從冷卻液進(jìn)給端WV的孔向冷卻液回流端WR的孔流過冷卻液空間，這些孔相互位錯(cuò)90°設(shè)置(見圖lb)。在現(xiàn)有技術(shù)的等離子槍中總是出現(xiàn)噴嘴4在噴嘴孔4. 10的區(qū)域內(nèi)過熱。但也可能出現(xiàn)在噴嘴4的圓柱形部分4.1(見圖2)與噴嘴支座5之間過熱。這尤其出現(xiàn)于以高控制電流或間接地操作的等離子槍。這通過在較短的操作時(shí)間以后銅的變色顯示出來。在這里在40A電流時(shí)在較短時(shí)間(例如5分鐘)以后已出現(xiàn)變色。同樣在噴嘴4與噴嘴蓋2之間的密封點(diǎn)受過載，這導(dǎo)致圓環(huán)4. 16的損壞并從而導(dǎo)致泄漏和冷卻液排出。試驗(yàn)已表明，該影響特別發(fā)生在噴嘴4的面向冷卻液回流端的一側(cè)上。估計(jì)，熱負(fù)荷最高的區(qū)域，即噴嘴4的噴嘴孔4. 10未充分冷卻，因?yàn)槔鋮s液未充分流過冷卻液空間的最鄰近噴嘴孔的部分10. 20和/或者在面向冷卻液回流端的一側(cè)甚至沒有達(dá)到冷卻液空間。在按圖1的當(dāng)前的等離子槍頭中，冷卻液基本上垂直于等離子槍頭1的縱軸線從噴嘴支座5出發(fā)、遇到噴嘴4、引導(dǎo)至冷卻液空間中。為此在冷卻液空間的轉(zhuǎn)向空間 10. 10中，冷卻液從在等離子槍的冷卻液進(jìn)給端WV的孔中平行于縱軸線的方向朝第一部分4.1(見圖2)的方向轉(zhuǎn)向到基本上垂直于等離子槍頭1的縱軸線。接著冷卻液通過槽 4. 6(見圖Ib和2，其沿第一部分4. 1的圓周方向在一部分圓周上、亦即沿約110°延伸)流入通過由噴嘴4的冷卻液流入槽4. 20(見圖la、lb和2)和噴嘴蓋2形成的部分10. 11中、 流入冷卻液空間的圍繞噴嘴孔4. 10的部分10. 20中并在那里繞噴嘴4流動(dòng)。接著冷卻液通過由噴嘴4的冷卻液回流槽4. 22和噴嘴蓋2形成的空間10. 15流回冷卻液回流端WR，在這里基本上平行于等離子槍頭的縱軸線實(shí)現(xiàn)過渡(未示出)。此外，等離子槍頭1配備噴嘴保護(hù)蓋支座8和噴嘴保護(hù)蓋9。圍繞等離子體射束的二次氣體SG流過該區(qū)域。二次氣體SG在此流過二次氣體導(dǎo)向裝置9. 1并且通過該導(dǎo)向氣體裝置可以發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖Ia示出沿圖1的等離子槍頭的線A-A截取的剖視圖。該圖表示，由噴嘴4的冷卻液流入槽4. 20和噴嘴蓋2形成的部分10. 11如何借助噴嘴4的向外凸出的區(qū)域4. 31和 4. 32的部分4. 41和4. 42與噴嘴蓋2的內(nèi)表面2. 5相組合來阻止冷卻液進(jìn)給端與冷卻液回流端之間的分流。這樣在噴嘴尖端的區(qū)域內(nèi)達(dá)到噴嘴4有效的冷卻并且防止熱過載。確保盡可能多的冷卻液到達(dá)冷卻劑空間的部分10. 20。經(jīng)過試驗(yàn)在噴嘴孔4. 10的區(qū)域內(nèi)不會(huì)再有噴嘴的變色。噴嘴4與噴嘴蓋2之間的泄漏也不再出現(xiàn)并且圓環(huán)4. 16不受過熱。圖Ib包括沿圖1的等離子槍頭的線B-B截取的剖視圖，其示出轉(zhuǎn)向空間10. 10的平面和冷卻液進(jìn)給端經(jīng)由環(huán)繞約110°的槽4. 6在噴嘴4上的連接和用于冷卻液進(jìn)給端WV 和冷卻液回流端WR的位錯(cuò)90°設(shè)置的孔。圖2示出圖1的等離子槍頭的噴嘴4。它具有在噴嘴尖端4. 11上排出等離子氣體射束的噴嘴孔4. 10、第一部分4. 1以及朝噴嘴尖端4. 11的方向與第一部分緊接著的第二部分4. 2，第一部分的外表面4. 4基本上是圓柱形的，第二部分的外表面4. 5向噴嘴尖端4. 11 那邊基本上成錐形逐漸縮小。冷卻液流入槽4. 20在第一部分4. 1的一部分上和在第二部分4. 2上在噴嘴4的外表面4. 5中向噴嘴尖端4. 11那邊延伸，并在圓柱形外表面4. 3之前終止。冷卻液回流槽4. 22在噴嘴4的第二部分上延伸。冷卻液流入槽4. 20的中心和冷卻液回流槽4. 22的中心在噴嘴4的圓周上相互位錯(cuò)180°設(shè)置。在冷卻液進(jìn)給槽4. 20與冷卻液回流槽4. 22之間具有向外凸出的區(qū)域4. 31和4. 32和所屬的部分4. 41,4. 42。圖3示出按照本發(fā)明的另一特別的實(shí)施形式的噴嘴，它也可以安裝到按圖1的等離子槍頭中。冷卻液流入槽4. 20連接于槽4. 6，此槽在這里沿圓周方向在整個(gè)圓周上延伸。 這具有優(yōu)點(diǎn)，即用于冷卻液進(jìn)給端WV和冷卻液回流端WR的孔在等離子槍頭中可以任意位錯(cuò)設(shè)置。此外這對(duì)在噴嘴支座5和噴嘴4之間的過渡部的冷卻是有利的。同樣的措施原則上自然也可以用于冷卻液回流槽4. 22。圖4示出按本發(fā)明另一特別的實(shí)施形式的噴嘴，它也可以安裝到按圖1的等離子槍頭中。冷卻液流入槽4. 20和4. 21在第一部分4. 1的一部分上和在第二部分4. 2上在噴嘴4的外表面4. 5中向噴嘴尖端4. 11那邊延伸，并在圓柱形外表面4. 3之前終止。冷卻液回流槽4. 22和4. 33在噴嘴4的第二部分4. 2上延伸。在冷卻液流入槽4. 20與4. 21與冷卻液回流槽4. 22與4. 23之間具有向外凸出的區(qū)域4. 31,4. 32,4. 33和4. 34以及屬于這些區(qū)域的部分4. 41,4. 42,4. 43和4. 44。冷卻液流入槽4. 20和4. 21通過噴嘴4的沿噴嘴4 的第一部分4. 1的圓周方向在槽4. 20與4. 21之間的部分圓周上即在約160°上延伸的槽 4. 6相互連接。圖5示出按照本發(fā)明的另一特別的實(shí)施形式的等離子槍頭。在這里也將冷卻液基本上垂直于等離子槍頭1的縱軸線從噴嘴支座5出發(fā)、遇到噴嘴4、引導(dǎo)至冷卻液空間中。 為此在冷卻液空間的轉(zhuǎn)向空間10. 10中冷卻液從在等離子槍的冷卻液進(jìn)給端WV的孔中的平行于縱軸線的方向朝第一噴嘴部分4. 1的方向轉(zhuǎn)向到基本上垂直于等離子槍頭1的縱軸線。接著冷卻液通過由噴嘴4的冷卻液流入槽4. 20和4. 21和噴嘴蓋2形成的部分10. 11 和10. 12(見圖5)流入到冷卻液空間的圍繞噴嘴孔4. 10的區(qū)域10. 20并在那里繞噴嘴4流動(dòng)。接著冷卻液通過由噴嘴4的冷卻液回流槽4. 22和4. 23和噴嘴蓋2形成的部分10. 15 和10. 16流回到冷卻液回流端WR，在這里基本上垂直于等離子槍頭的縱軸線通過轉(zhuǎn)向空間 10. 9實(shí)現(xiàn)過渡。圖fe是沿圖5的等離子槍頭的線A-A截取的剖視圖，該圖表明，由噴嘴4的冷卻液流入槽4. 20和4. 21和噴嘴蓋2形成的部分10. 11和10. 12如何借助噴嘴4的凸出的區(qū)域4. 31和4. 32的部分4. 41和4. 42與噴嘴蓋2的內(nèi)表面相組合來阻止冷卻液流入與冷卻液回流之間的分流。同時(shí)通過凸出的區(qū)域4. 33的部分4. 43阻止部分10. 11與10. 12之間的分流以及通過凸出的區(qū)域4. 43的部分4. 44阻止部分10. 15與10. 16之間的分流。圖恥是沿圖7的等離子槍頭的線B-B截取的剖視圖，其示出轉(zhuǎn)向空間10. 9和 10. 10的平面。圖6示出圖5的等離子槍頭的噴嘴4，它具有用于在噴嘴尖端4. 11上排出等離子氣體射束的噴嘴孔4. 10、第一部分4. 1以及朝噴嘴尖端4. 11的方向與第一部分緊接著的第二部分4. 2，該第一部分外表面4. 4基本上是圓柱形的，該第二部分的外表面4. 5向噴嘴尖端4. 11那邊基本上成錐形逐漸縮小。冷卻液流入槽4. 20和4. 21和冷卻液回流槽4. 22和 4. 23在第一部分4. 1的一部分上和在第二部分4. 2上在噴嘴4的外表面4. 5中向噴嘴尖端 4. 11那邊延伸，并在圓柱形外表面4. 3之前終止。冷卻液流入槽4. 20的中心和冷卻液回流槽4. 22的中心以及冷卻液流入槽4. 21的中心和冷卻液回流槽4. 23的中心在噴嘴4的圓周上相互位錯(cuò)180°設(shè)置并且是相同大小的。在冷卻液進(jìn)給槽4. 20與冷卻液回流槽4. 22 之間具有向外凸出的區(qū)域4. 31以及屬于該區(qū)域的部分4. 41，并且在冷卻液流入槽4. 21和冷卻液回流槽4. 32之間具有向外凸出的區(qū)域4. 32以及屬于該區(qū)域的部分4. 42。在冷卻液流入槽4. 20與4. 21之間具有向外凸出的區(qū)域4. 33以及屬于該區(qū)域的部分4. 43。在冷卻液回流槽4. 22與4. 23之間具有向外凸出的區(qū)域4. 34以及屬于該區(qū)域的部分4. 44。各液體流入槽的(按角度的)寬度可以是不同的，雖然可能前文中對(duì)這點(diǎn)本描述或說明的不同于此。圖7單獨(dú)示出用于圖1的等離子槍頭1中的噴嘴蓋2。噴嘴蓋2具有基本上成錐形逐漸縮小的內(nèi)表面22，該內(nèi)表面在這種情況下在一個(gè)徑向平面內(nèi)具有14個(gè)凹部2. 6。這些凹部2. 6等距沿內(nèi)圓周設(shè)置并且在徑向剖面內(nèi)是半圓形的。本發(fā)明的在說明書、附圖和權(quán)利要求書中公開的特征不僅單獨(dú)地而且以任意組合地對(duì)本發(fā)明在其不同實(shí)施形式中的實(shí)現(xiàn)都是基本的。
權(quán)利要求
1.噴嘴G)，用于液體冷卻的等離子槍，所述噴嘴包括用于在噴嘴尖端(4.11)上排出等離子氣體射束的噴嘴孔(4. 10)、第一部分(4. 1)以及朝噴嘴尖端(4. 11)的方向與第一部分緊接著的第二部分(4.幻，該第一部分的外表面(4.4)基本上是圓柱形的，該第二部分的外表面(4. 5)向噴嘴尖端(4. 11)那邊基本上成錐形逐漸縮小，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)液體流入槽 (4. 20或4. 21)和/或一個(gè)或多個(gè)液體回流槽(4. 22或4. 23)，并且所述液體流入槽和/或液體回流槽在第二部分(4. 2)上在噴嘴的外表面(4. 5)中向噴嘴尖端(4. 11)那邊延伸，并且所述一個(gè)液體流入槽(4. 20)或所述多個(gè)液體流入槽(4. 20,4. 21)中的至少一個(gè)和 /或所述一個(gè)液體回流槽(4. 22或4. 23)或所述多個(gè)液體回流槽(4. 22,4. 23)中的至少一個(gè)也在第一部分(4. 1)的一部分上延伸，并且在第一部分(4. 1)中具有一個(gè)或多個(gè)槽或4. 7)，其與所述一個(gè)液體流入槽(4. 20或4. 21)或所述多個(gè)液體流入槽(4. 20,4. 21)中的至少一個(gè)或與所述一個(gè)液體回流槽(4. 22或4. 23)或所述多個(gè)液體回流槽(4. 22,4. 23) 中的至少一個(gè)處于連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于，設(shè)置至少兩個(gè)液體流入槽(4.20,4. 21)和 /或至少兩個(gè)液體回流槽(4. 22,4. 23)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的噴嘴，其特征在于，所述一個(gè)液體流入槽0.20、4.21) 或所述多個(gè)液體流入槽G.20，4.21)中的至少一個(gè)的中心和所述一個(gè)液體回流槽0.22、 4.23)或所述多個(gè)液體回流槽G.22，4.23)中的至少一個(gè)的中心在噴嘴的圓周上相互位錯(cuò)180°設(shè)置。
4.按照權(quán)利要求1至3之一項(xiàng)所述的噴嘴，其特征在于，所述一個(gè)液體流入槽(4.20或 4.21)或所述多個(gè)液體流入槽G.20，4.21)中的至少一個(gè)的寬度和/或所述一個(gè)液體回流槽222或4. 23)或所述多個(gè)液體回流槽(4.22，4.23)中的至少一個(gè)的寬度沿圓周方向處在10°至270°的范圍內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的噴嘴，其特征在于，液體流入槽(4.20、4.21)和/ 或液體回流槽(4. 22,4. 23)的寬度的總和在20°與340°之間。
6.按照權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的噴嘴，其特征在于，液體流入槽(4.20、4.21)和/ 或液體回流槽G.22、4.23)的寬度的總和在60°與300°之間。
7.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的噴嘴，其特征在于，所述一個(gè)槽(4.6)或所述多個(gè)槽0.6或4.7)之一沿噴嘴的第一部分(4. 1)的圓周方向在整個(gè)圓周上延伸。
8.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的噴嘴，其特征在于，所述一個(gè)槽(4.6)或所述多個(gè)槽0.6或4.7)中的至少一個(gè)沿噴嘴(4)的第一部分(4. 1)的圓周方向在一個(gè)處在60°至 300°范圍內(nèi)的角度41或“上延伸。
9.按照權(quán)利要求8所述的噴嘴，其特征在于，所述一個(gè)槽(4.6)或所述多個(gè)槽或 4. 7)中的至少一個(gè)沿噴嘴(4)的第一部分(4. 1)的圓周方向在一個(gè)處在90°至270°范圍內(nèi)的角度。或“上延伸。
10.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的噴嘴，其特征在于，設(shè)置正好兩個(gè)液體流入槽 (4. 20,4. 21)和正好兩個(gè)液體回流槽(4. 22,4. 23)。
11.按照權(quán)利要求10所述的噴嘴，其特征在于，所述兩個(gè)液體流入槽(4.20,4. 21)在噴嘴的圓周上設(shè)置成對(duì)稱于一條從液體回流槽(4. 22,4. 23)的中心以直角通過噴嘴(4)的縱軸線延伸的直線，并且所述兩個(gè)液體回流槽在噴嘴的圓周上設(shè)置成對(duì)稱于一條從液體流入槽的中心以直角通過噴嘴的縱軸線延伸的直線。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的噴嘴，其特征在于，所述兩個(gè)液體流入槽0.20、 4. 21)的中心和/或兩個(gè)液體回流槽(4. 22,4. 23)的中心相互位錯(cuò)一個(gè)處在20°至180° 的范圍內(nèi)的角度在噴嘴的圓周上設(shè)置。
13.按照權(quán)利要求10至12之一項(xiàng)所述的噴嘴，其特征在于，兩個(gè)液體流入槽0.20、 4. 21)和/或兩個(gè)液體回流槽(4. 22,4. 23)在噴嘴(4)的第一部分(4. 1)中相互處于連接。
14.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的噴嘴，其特征在于，所述多個(gè)槽中的至少一個(gè) (4. 6和/或4. 7)超出所述一個(gè)液體流入槽(4. 20或4. 21)或所述多個(gè)液體流入槽(4. 20、 4.21)中的至少一個(gè)或超出所述一個(gè)液體回流槽0.2 或所述多個(gè)液體回流槽0.22， 4.23)中的至少一個(gè)。
15.等離子槍頭(1)，包括按照權(quán)利要求1至14之一項(xiàng)所述的噴嘴、用于保持噴嘴的噴嘴支座(5)和噴嘴蓋O)，該噴嘴蓋(2)和噴嘴(4)形成冷卻液空間，該冷卻液空間經(jīng)由兩個(gè)分別位錯(cuò)60°至180°的孔能連接于冷卻液流入管和冷卻液回流管，該噴嘴支座 (5)這樣構(gòu)造，即冷卻液基本上垂直于等離子槍頭(1)的縱軸線、遇到噴嘴G)、進(jìn)入冷卻液空間中或和/或基本上垂直于該縱軸線從冷卻液空間進(jìn)入噴嘴支座中。
16.按照權(quán)利要求15所述的等離子槍頭(1)，其特征在于，噴嘴(4)具有至少一個(gè)液體流入槽(4. 20,4.21)和至少一個(gè)液體回流槽(4. 22，4. 23)，并且噴嘴蓋( 在其內(nèi)表面 (2. 5)上具有至少三個(gè)凹部O. 6)，這三個(gè)凹部的面向噴嘴(4)的開口分別在一定弧度(b2) 上延伸，噴嘴的沿圓周方向鄰接于液體流入槽(4. 20,4. 21)和/或液體回流槽(4. 22、 4. 23)的、相對(duì)于液體流入槽和/或液體回流槽向外凸出的區(qū)域(4. 31,4. 32,4. 33,4. 34)的弧度(b4、c4、d4、e4)分別至少與弧度(b2) —樣大。
17.按照權(quán)利要求15或16所述的等離子槍頭(1)，其特征在于，兩個(gè)孔分別基本上平行于等離子槍頭(1)的縱軸線延伸。
18.按照權(quán)利要求15至17之一項(xiàng)所述的等離子槍頭(1)，其特征在于，各孔位錯(cuò)180° 設(shè)置。
19.按照權(quán)利要求15至18之一項(xiàng)所述的等離子槍頭(1)，其特征在于，在噴嘴蓋(2)的各凹部(2. 6)之間的部分的弧度(C2)最大為噴嘴(4)的液體回流槽(4. 22)和/或(4. 23) 的最小弧度(a42、a43)的一半或者液體流入槽(4. 20和/或4. 21)的最小弧度(a40、a41)的一半。
全文摘要
用于液體冷卻的等離子槍的噴嘴，其包括用于在噴嘴尖端上排出等離子氣體射束的噴嘴孔、第一部分以及朝噴嘴尖端方向與第一部分緊接著的第二部分，該第一部分的外表面基本上是圓柱形的，該第二部分的外表面向噴嘴尖端那邊基本上成錐形逐漸縮小，其中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)液體流入槽和/或一個(gè)或多個(gè)液體回流槽并且它們?cè)诘诙糠稚显趪娮?4)的外表面中向噴嘴尖端那邊延伸，所述一個(gè)液體流入槽或所述多個(gè)液體流入槽中的至少一個(gè)和/或所述一個(gè)液體回流槽或所述多個(gè)液體回流槽中的至少一個(gè)也在第一部分的一部分上延伸，并且在第一部分中具有至少一個(gè)槽，其與所述一個(gè)液體流入槽或所述多個(gè)液體流入槽中的至少一個(gè)或與所述一個(gè)液體回流槽或所述多個(gè)液體回流槽中的至少一個(gè)處于連接。
文檔編號(hào)H05H1/34GK102474969SQ201080029498
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
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