一种喷雾与干式两用等离子割炬的制作方法

本实用新型涉及一种等离子割炬，更具体地说，涉及一种喷雾与干式两用等离子割炬。

背景技术：

等离子切割具有加工效率高、质量好、成本低等优点，在热切割中应用越来越广泛，其主要依靠高温高速的等离子弧及其焰流，将被切割工件熔化及蒸发，并吹离基体。等离子割炬是等离子切割系统中的关键部件，其主要由割炬体、绝缘套、电极和喷嘴等关键部件组成，电极与喷嘴通过绝缘套绝缘，在电极与喷嘴内腔间形成放电腔，当电极端部的铪丝通电后，使气体在放电腔内电离产生高温等离子体，高温等离子体从喷嘴的喷口喷出对金属材料进行切割。

电极与喷嘴是等离子割炬的易损件，因此需要对电极和喷嘴进行有效的冷却，以保证电极和喷嘴具有较长的使用寿命。目前大电流的等离子割炬采用气体散热已经难以满足冷却要求，一般需要采用冷却水进行冷却；而且，为了改善等离子切割的工作环境，也有喷雾切割的等离子割炬出现，如中国专利申请号201410351511.8，申请公布日为2014年10月8日，发明创造名称为：等离子水雾切割枪，该申请案涉及一种等离子水雾切割枪，它包括切割枪体，切割枪体具有外壳以及均安装在外壳内的绝缘筒、导电体、电极、分配器和喷嘴，分配器与电极之间的空隙区域为气流分配道，喷嘴安装在分配器的底端，导电体内设置有进气道，喷嘴与电极的底端外围形成为出气道，喷嘴的底端设置有等离子火苗喷射孔，进气道、气流分配道、出气道和等离子火苗喷射孔依次相连通形成气流通道，外壳的底端在与等离子火苗喷射孔相对的部位上设置有水雾喷出孔，切割枪体内设置有水雾产生通道，水雾喷出孔与水雾产生通道相连通。该申请案不仅能够实现对被切割件的等离子切割，而且能够同时对被切割件水冷冷却和避免切割过程中产生烟尘、强光和有害气体的现象，提高了其切割过程的环保性。但是，该申请案中的冷却循环水通道需要由喷嘴和保护帽密封围成的循环水腔组成，造成割炬喷嘴处结构复杂，且在工作时产生的高温容易使密封件损坏，而且也增加了喷嘴的结构复杂程度，增加了加工难度和加工成本，而像喷嘴这样的易损件的更换频率较高，因此也提高了割炬的切割成本。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有等离子割炬存在的上述不足，提供一种喷雾与干式两用等离子割炬，采用本实用新型的技术方案，通过在电极与电极导电座之间形成冷却水内腔，在喷嘴固定座上设有储水腔，且内腔与储水腔之间通过循环水管相通，从而实现一根进水管和一根回水管即可为电极和喷嘴进行快速冷却，不仅减少了管道使用数量，而且内腔和储水腔与冷却水的接触面积大，电极和喷嘴的冷却效果好，割炬本体不发烫，可连续长时间工作，提高了割炬的使用寿命。同时，在喷嘴与屏蔽帽之间形成可供冷却水或气体通过的水气通道，可以根据需要进行水雾切割和干式切割，水雾切割无烟尘和氧化层，更加环保，且散热效果好，干式切割速度快、效率高。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬，包括割炬体、电极导电座、内绝缘套、喷嘴固定座、电极和喷嘴，所述的电极导电座和喷嘴固定座安装于割炬体内，且电极导电座通过内绝缘套套设于喷嘴固定座内，所述的电极安装于电极导电座上，所述的喷嘴安装于喷嘴固定座上，其中：

所述的喷嘴固定座上设有连接进气管的气流通道，该气流通道连通至电极和喷嘴之间形成的放电腔；

所述的喷嘴固定座上还设有连接水气接入管的第一水气通道，该第一水气通道通过设于喷嘴固定座上的第一水气孔连通至喷嘴的外周；

所述的电极和电极导电座连接形成冷却水内腔，该冷却水内腔与进水管相连通，所述的喷嘴固定座上设有连通回水管的储水腔，所述的储水腔与上述的冷却水内腔之间设有绝缘的循环水管。

更进一步地，所述的喷嘴固定座的外侧还设有外绝缘套，所述的外绝缘套的外侧还设有内压帽，所述的外绝缘套与喷嘴固定座之间设有连通第一水气孔的水气空腔，所述的外绝缘套与内压帽之间设有连通喷嘴外周的第二水气通道，所述的外绝缘套上还设有连通水气空腔和第二水气通道的第二水气孔。

更进一步地，所述的内压帽的外侧还设有外压帽，所述的内压帽与外压帽之间还设有位于喷嘴外侧的屏蔽帽。

更进一步地，该等离子割炬为喷雾割炬时，所述的屏蔽帽与喷嘴之间还设有一带孔的喷雾环；该等离子割炬为干式割炬时，所述的屏蔽帽的侧壁上还设有若干出气孔。

更进一步地，所述的电极的侧壁上还设有涡流环，所述的涡流环与电极之间设有气流空腔、以及与气流空腔相通的螺旋气流通道，所述的涡流环上还设有连通气流空腔和气流通道的气孔。

更进一步地，所述的电极导电座的内腔中还设有中心水管，该中心水管的一端伸入电极的内腔中，另一端与进水管相连通。

更进一步地，所述的电极导电座上还设有连通上述电极和电极导电座形成的冷却水内腔的第一水路通道，所述的储水腔设于喷嘴固定座的靠近喷嘴的一侧，且喷嘴固定座上还设有分别连通储水腔的第二水路通道和第三水路通道，所述的循环水管设于第一水路通道与第二水路通道之间，所述的第三水路通道连接回水管。

更进一步地，所述的电极与电极导电座之间采用螺纹连接，所述的喷嘴与喷嘴固定座之间采用螺纹连接。

更进一步地，所述的内绝缘套的材质为陶瓷。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬，其通过在电极与电极导电座之间形成冷却水内腔，在喷嘴固定座上设有储水腔，且冷却水内腔与储水腔之间通过循环水管相通，从而实现一根进水管和一根回水管即可为电极和喷嘴进行快速冷却，不仅减少了管道使用数量，而且内腔和储水腔与冷却水的接触面积大，电极和喷嘴的冷却效果好，割炬本体不发烫，可连续长时间工作，提高了割炬的使用寿命；同时，在喷嘴与屏蔽帽之间形成可供冷却水或气体通过的水气通道，可以根据需要进行水雾切割和干式切割，水雾切割无烟尘和氧化层，更加环保，且散热效果好，干式切割速度快、效率高；

(2)本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬，其喷嘴外周的保护气或喷雾冷却水由外绝缘套及内压帽之间形成的通道流入，保护气或喷雾冷却水在割炬外侧流通，分布均匀，不仅可形成保护气流或水雾对工件进行冷却，而且可使割炬散热更加均匀全面，有效降低了割炬本体的温度；

(3)本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬，其电极的侧壁上还设有涡流环，涡流环与电极之间设有气流空腔、以及与气流空腔相通的螺旋气流通道，通过涡流环形成旋转气流，使气流加压加速形成高速集中的等离子弧，提高了切割质量；同时，螺旋气流通道增加了气体与电极的接触面积，使电极散热更加快速；

(4)本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬，其电极导电座的内腔中还设有中心水管，该中心水管的一端伸入电极的内腔中，另一端与进水管相连通，延长了冷却水在电极中的流动距离，使电极与冷却水可以得到充分地接触换热，进一步提高冷却效果。

附图说明

图1为本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬干式使用的剖视结构示意图一；

图2为本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬干式使用的剖视结构示意图二；

图3为本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬干式使用的剖视结构示意图三；

图4为本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬喷雾使用的剖视结构示意图一；

图5为本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬喷雾使用的剖视结构示意图二；

图6为本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬喷雾使用的剖视结构示意图三。

示意图中的标号说明：

1、割炬体；1-1、外壳；1-2、绝缘填充物；2、电极导电座；2-1、第一水路通道；3、中心水管；4、内绝缘套；5、喷嘴固定座；5-1、第二水路通道；5-2、储水腔；5-3、第三水路通道；5-4、气流通道；5-5、第一水气通道；5-6、第一水气孔；6、外绝缘套；6-1、水气空腔；6-2、第二水气孔；6-3、第二水气通道；7、电极；8、喷嘴；9、涡流环；9-1、气孔；9-2、气流空腔；9-3、螺旋气流通道；10、内压帽；11、外压帽；12、屏蔽帽；12-1、出气孔；12-2、喷雾环；13、进水管；14、循环水管；15、回水管；16、进气管；17、水气接入管。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例

结合图1至图6所示，本实施例的一种喷雾与干式两用等离子割炬，其可用于喷雾切割，也可用于干式切割，具体包括割炬体1、电极导电座2、内绝缘套4、喷嘴固定座5、电极7和喷嘴8，割炬体1包括不锈钢材质的外壳1-1和填充在外壳1-1内的绝缘填充物1-2，电极导电座2和喷嘴固定座5安装于割炬体1内，且电极导电座2通过内绝缘套4套设于喷嘴固定座5内，电极导电座2和喷嘴固定座5之间要求具有较高的同心度，以保证电极7和喷嘴8的同心度，电极7安装于电极导电座2上，喷嘴8安装于喷嘴固定座5上，电极7与喷嘴8之间形成放电腔，为了方便电极7与喷嘴8的更换，优选地，电极7与电极导电座2之间采用螺纹连接，喷嘴8与喷嘴固定座5之间采用螺纹连接，拆装方便快捷。

如图1所示，在本实施例中，喷嘴固定座5上设有连接进气管16的气流通道5-4，该气流通道5-4连通至电极7和喷嘴8之间形成的放电腔；具体地，电极7的侧壁上设有涡流环9，涡流环9与电极7之间设有气流空腔9-2、以及与气流空腔9-2相通的螺旋气流通道9-3，涡流环9上还设有连通气流空腔9-2和气流通道5-4的气孔9-1，通过涡流环9形成旋转气流，使气流加压加速形成高速集中的等离子弧，提高了切割质量；同时，螺旋气流通道9-3增加了气体与电极7的接触面积，使电极7散热更加快速。

如图3所示，本实施例中的喷嘴固定座5上还设有连接水气接入管17的第一水气通道5-5，该第一水气通道5-5通过设于喷嘴固定座5上的第一水气孔5-6连通至喷嘴8的外周；水气接入管17接喷雾进水时可进行水雾切割，消除切割烟尘和氧化层，改善了加工环境，尤其适用于不锈钢等材料的切割；水气接入管17接气体时可进行干式切割，通过接入的保护气使等离子弧及其焰流更加集中，提高切割质量。具体在本实施例中，喷嘴固定座5的外侧还设有外绝缘套6，外绝缘套6的外侧还设有内压帽10，外绝缘套6与喷嘴固定座5之间设有连通第一水气孔5-6的水气空腔6-1，外绝缘套6与内压帽10之间设有连通喷嘴8外周的第二水气通道6-3，外绝缘套6上还设有连通水气空腔6-1和第二水气通道6-3的第二水气孔6-2，采用上述结构，保护气或喷雾冷却水在割炬外侧流通，分布均匀，不仅可形成保护气流或水雾对工件进行冷却，而且可使割炬散热更加均匀全面，有效降低了割炬本体的温度。内压帽10的外侧还设有外压帽11，内压帽10与外压帽11之间还设有位于喷嘴8外侧的屏蔽帽12。需要说明的是，当本实施例的喷雾与干式两用等离子割炬在进行水雾切割时，屏蔽帽12上仅具有一个等离子弧喷口，水雾也从该喷口中呈帘状喷出；当本实施例的喷雾与干式两用等离子割炬在进行干式切割时，屏蔽帽12上不仅具有一个等离子弧喷口，在等离子弧喷口的四周还均匀设置有多个气体出口，形成切割保护气，并达到聚集等离子弧及其焰流的作用。

如图2所示，本实施例中的电极7和电极导电座2连接形成冷却水内腔，该冷却水内腔与进水管13相连通，喷嘴固定座5上设有连通回水管15的储水腔5-2，储水腔5-2与上述的冷却水内腔之间设有绝缘的循环水管14，循环水管14可以为部分绝缘或全部绝缘，以保证电极7与喷嘴8之间的绝缘性。具体地，电极导电座2上还设有连通上述电极7和电极导电座2形成的冷却水内腔的第一水路通道2-1，储水腔5-2设于喷嘴固定座5的靠近喷嘴8的一侧，且喷嘴固定座5上还设有分别连通储水腔5-2的第二水路通道5-1和第三水路通道5-3，第二水路通道5-1和第三水路通道5-3分别分布在储水腔5-2的两侧，循环水管14设于第一水路通道2-1与第二水路通道5-1之间，第三水路通道5-3连接回水管15。这样，通过绝缘的循环水管14连接上述冷却水内腔与储水腔5-2，实现了一根进水管13和一根回水管15即可为电极7和喷嘴8进行快速冷却，不仅减少了管道使用数量，而且冷却水内腔和储水腔5-2与冷却水的接触面积大，电极7和喷嘴8的冷却效果好。另外，为了进一步提高割炬的冷却效果，在电极导电座2的内腔中还设有中心水管3，该中心水管3的一端伸入电极7的内腔中，另一端与进水管13相连通，采用中心水管3后，延长了冷却水在电极7中的流动距离，使电极7与冷却水可以得到充分地接触换热，进一步提高冷却效果。

此外，在本实施例中，上述的水气空腔6-1和气流空腔9-2为环形结构最佳，第二水气孔6-2和气孔9-1均匀设置多个最佳，以使流体可以均匀分布，提高割炬散热均匀性和流体稳定性。内绝缘套4的材质为陶瓷，可以满足大电流割炬的绝缘要求。

本实施例的一种喷雾与干式两用等离子割炬，当该等离子割炬为喷雾割炬时，屏蔽帽12与喷嘴8之间还设有一带孔的喷雾环12-2(如图4、图5和图6所示)，通过喷雾环12-2的作用形成水雾；当该等离子割炬为干式割炬时，屏蔽帽12的侧壁上还设有若干出气孔12-1(如图1、图2和图3所示)，利用出气孔12-1使等离子弧及其焰流更加集中。具体使用时，电极7接电源负极，喷嘴8或被切割工件接电源正极，工作气体从进气管16输入割炬内(如图1所示)，然后依次经过气流通道5-4、涡流环9的气孔9-1、气流空腔9-2和螺旋气流通道9-3进入电极7与喷嘴8间的放电腔中，电离形成等离子弧并由喷嘴8的喷口喷出。如图2和图5所示，冷却水从进水管13进入割炬内，在割炬内经过中心水管3到达电极7内腔底部后折返到电极导电座2内腔中，并依次经过第一水路通道2-1、循环水管14、第二水路通道5-1、储水腔5-2和第三水路通道5-3后由回水管15排出，将电极7和喷嘴8的热量迅速带走。如图6所示，喷雾冷却水由水气接入管17进入割炬内，并依次经过第一水气通道5-5、第一水气孔5-6、水气空腔6-1、第二水气孔6-2和第二水气通道6-3进入喷嘴8外周，并由屏蔽帽12与喷嘴8之间设置的喷雾环12-2后呈雾状喷出，对喷嘴8、屏蔽帽12及被切割工件进行冷却，消除切割烟尘等，更加环保；干式切割过程与上述过程类似，如图3所示，保护气由水气接入管17进入割炬内，并依次经过第一水气通道5-5、第一水气孔5-6、水气空腔6-1、第二水气孔6-2和第二水气通道6-3进入喷嘴8外周，并由屏蔽帽12的出气孔12-1吹出。

本实用新型的一种喷雾与干式两用等离子割炬，通过在电极与电极导电座之间形成冷却水内腔，在喷嘴固定座上设有储水腔，且内腔与储水腔之间通过循环水管相通，从而实现一根进水管和一根回水管即可为电极和喷嘴进行快速冷却，不仅减少了管道使用数量，而且内腔和储水腔与冷却水的接触面积大，电极和喷嘴的冷却效果好，割炬本体不发烫，可连续长时间工作，提高了割炬的使用寿命。同时，在喷嘴与屏蔽帽之间形成可供冷却水或气体通过的水气通道，可以根据需要进行水雾切割和干式切割，水雾切割无烟尘和氧化层，更加环保，且散热效果好，干式切割速度快、效率高。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。