对液体冷却的等离子电弧焊炬的部件进行密封和紧固的设备以及改进的焊炬设计的制作方法

对液体冷却的等离子电弧焊炬的部件进行密封和紧固的设备以及改进的焊炬设计的制作方法
【专利摘要】一种等离子电弧焊炬(100，400)包括阴极适配器本体(501)，该阴极适配器本体具有带多个密封剂环的至少两个密封剂通道。该焊炬(100，400)还包括阴极本体(505)，该阴极本体具有带多个密封剂环的至少两个密封剂通道。该焊炬(100，400)进一步包括维弧连接器(509)，该维弧连接器具有带多个密封剂环的至少两个密封剂通道。该焊炬(100，400)额外地包括后分隔器(513，513')，该后分隔器包括带多个密封剂环的至少两个密封剂通道，这些密封剂环接合阳极本体(519)并且以一个距离彼此间隔开，该距离在该后分隔器(513，513')的总长度的百分之2至百分之50的范围中。该后分隔器(513，513')还包括带多个密封剂环的至少两个密封剂通道，这些密封剂环接合环分隔器(521)并且以一个距离彼此间隔开，该距离在该后分隔器(513，513')的总长度的百分之2至百分之50的范围中。
【专利说明】对液体冷却的等离子电弧焊炬的部件进行密封和紧固的设备以及改进的焊炬设计
[0001 ]本申请要求于2014年3月7日提交的临时申请61/949，573的优先权，该临时申请通过引用以其全文结合在此，并且本申请本是2013年7月31日提交的美国专利申请号13/956，179的部分继续申请并且要求其优先权，该申请的全部披露通过引用以其全文结合在此。
发明领域
[0002]本发明涉及根据权利要求1所述的等离子电弧焊炬。符合本发明的装置、系统、和方法涉及切割，并且更确切地涉及用于对液体冷却的等离子电弧焊炬的部件进行对齐和紧固的装置、系统和方法以及改进的焊炬设计。
技术背景
[0003]在许多切割操作中，使用了等离子电弧焊炬。这些焊炬在非常高的温度下工作，这可能损坏这些焊炬的许多部件。如此，一些焊炬使用液体冷却以使热量传递离开一些切割焊炬部件。冷却液体穿过多种不同的流体腔室等。然而，对于这些腔室和通道的存在和需求意味着对焊炬组件的一些部件的对齐可能是困难的，尤其是在更换部件时。当安装对齐不良时，可能会不利地影响冷却性能，并且因此可能会极大地减少焊炬和焊炬部件的使用寿命。一些焊炬已经在一些部件上增加了多种不同的延伸到冷却流体路径中的稳定部分，然而，这些稳定部分可能会干扰流体流动并因此危害焊炬组件的冷却能力。进一步的，现存的焊炬具有的构型不足以解决冷却剂泄漏或溢出的问题以防止冷却剂接触关键部件或泄露出焊炬。
[0004]通过这种方法与本申请的其余部分中参照附图阐述的本发明的实施例相比较，常规、传统和所提出的方法的进一步的局限性和缺点对本领域内的技术人员而言将变得明显。
说明
[0005]为了防止冷却剂接触关键部件或泄露出焊炬并且为了克服进一步的限制和缺点，描述了根据权利要求1的等离子电弧焊炬。优选实施例是从属权利要求的主题。本发明的示例性实施例是一种电弧焊炬组件或子组件，该电弧焊炬组件或子组件具有改善的更换和居中特性，其中焊炬头的某些部件具有的具体特性改善了多种不同部件的操作、使用和可再更换性。本发明的进一步的实施例还具有增强的防泄漏结构和部件以防止冷却剂泄露出焊炬。
[0006]在另一个示例性实施例中，等离子电弧焊炬包括阴极适配器本体，该阴极适配器本体具有被形成在该阴极适配器本体的第一末端的外表面上的至少两个第一密封剂通道以对应地接纳至少两个第一密封剂环。该至少两个第一密封剂通道以第一距离彼此间隔开，该第一距离在该阴极适配器本体的总长度的百分之2至百分之90的范围中。该焊炬还包括被联接到该阴极适配器本体的第二末端上的阴极本体，其中该阴极本体具有被形成在该阴极本体的外表面上的至少两个第二密封剂通道以对应地接纳至少两个第二密封剂环。该至少两个第二密封剂通道以第二距离彼此间隔开，该第二距离在该阴极本体的总长度的百分之2至百分之50的范围中。该焊炬进一步包括维弧连接器，该维弧连接器具有被形成在该维弧连接器的外表面上的至少两个第三密封剂通道以对应地接纳至少两个第三密封剂环。该至少两个第三密封剂通道以第三距离彼此间隔开，该第三距离在该维弧连接器的总长度的百分之2至百分之90的范围中。该焊炬额外地包括后分隔器，该后分隔器将该阴极本体与阳极本体分隔开。该后分隔器包括被形成在该后分隔器的外表面上的至少两个第四密封剂通道以对应地接纳至少两个第四密封剂环。该至少两个第四密封剂环与该阳极本体的内表面接合，并且该至少两个第四密封剂通道以第四距离彼此间隔开，该第四距离在该后分隔器的总长度的百分之2至百分之50的范围中。该后分隔器还包括被形成在该后分隔器的外表面上的至少两个第五密封剂通道以对应地接纳至少两个第五密封剂环。该至少两个第五密封剂环与环分隔器的内表面接合，并且该至少两个第五密封剂通道以第五距离彼此间隔开，该第五距离在该后分隔器的总长度的百分之2至百分之50的范围中。
附图简要说明
[0007]通过参考附图来详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和/或其他方面将会更加清晰，在附图中:
[0008]图1展示了本发明的切割焊炬冷却剂管组件的示例性实施例；
[0009]图2展示了图1的切割焊炬冷却剂管的另一个视图；
[0010]图2A和图2B展示了在图2中示出的视图的类似视图，但是是不同的示例性实施例；
[0011]图3展示了可以用于本发明的多种不同部件的螺纹图案的示例性实施例；
[0012]图4展示了利用图1的组件的焊炬组件的示例性实施例;并且
[0013]图5和图6展示了焊炬组件的一部分的另一个示例性实施例。
详细说明
[0014]下面将参考附图来描述本发明的示例性实施例。所描述的示例性实施例旨在帮助理解本发明、而不旨在以任何方式限制本发明的范围。贯穿全文，类似参考号表示类似的要素。
[0015]图1描绘了本发明的切割焊炬冷却管电极组件100的示例性实施例的图解表示。如通常理解的，组件100被插入到焊炬本体中，在此为清楚起见未示出该焊炬本体(参见图4)。组件100包括冷却剂管101，该冷却剂管被插入到冷却剂管夹持器105的通道109和电极107的通道104中。冷却剂管夹持器105的远端具有开口，电极107被插入到该开口中。夹持器105的近端也具有开口，冷却剂管101被插入到该开口中，如所示出的。
[0016]冷却剂管1I具有近端开口 103，该近端开口馈送进入冷却剂管中的通道1 2。在操作过程中，冷却液体被引向开口 103并且向下朝向冷却剂管101的远端穿过通道102。管101具有的长度使得其远端在管101的末端与电极107的通道104的内壁之间产生间隙111。这个间隙111对于组件100的操作而言是重要的，当冷却剂流下通道102时，其穿过这个间隙111并且进入电极107的通道104并且然后进入夹持器105的通道，从而提供所希望的冷却。维持间隙111的一致宽度对于适当的冷却剂流动而言是重要的，并且在许多已知的焊炬组件中这是难以做到的，尤其是在更换以前的焊炬的电极和/或冷却剂管时。由于已知焊炬的结构，难以将这些部件组装成在更换任意部件时实现所希望的间隙111尺寸。这导致了减小的冷却性能。本实施例提供了非常一致的管101的插入和间隙111尺寸以及管101在通道109和104中的居中，这将在下文中更详细描述。
[0017]一旦冷却剂穿过间隙111，其就被朝向夹持器105的近端引导而在管101的外表面110与夹持器105的内表面108之间穿过通道109。在本发明的实施例中，夹持器105含有多个出口端口 106，该多个出口端口允许冷却剂离开通道109并且使热量传递离开组件100。这些端口 106径向地被定位在夹持器105的中心线周围，使得冷却剂与离开其近端相反地径向地离开夹持器105。在示例性实施例中，夹持器105含有在3至8个之间的端口。这些端口的径向位移是对称的以确保均匀流动。这些端口的直径被选择成确保在操作中实现所希望的冷却剂流动。在一些示例性实施例中，所有的端口 106都具有相同的直径。然而，在其他示例性实施例中，这些端口 106可以具有不同的直径。例如，这些端口 106中的一半可以具有第一直径，而这些端口 106中的另一半可以具有小于第一直径的第二直径。一旦冷却剂离开这些端口 106，其就穿过热交换和/或冷却系统来回收，如通常已知和理解的。进一步的，在一些示例性实施例中，这些端口具有圆形开口，而在其他示例性实施例中，这些端口 106中的至少一些可以具有类似于槽缝等的非圆形形状。在冷却电极之后，冷却剂穿过这些端口再循环至热交换器(为清楚起见未示出)。
[0018]图2示出了冷却剂管101和冷却剂管夹持器105的近端的特写图，该图示出了冷却剂管101是如何在冷却剂管夹持器105中稳定和居中的。如所示出的，冷却剂管101具有稳定部分123，该稳定部分在管101周围径向延伸。稳定部分123具有外焊区表面123A，该外焊区表面与夹持器105的内表面108接合。当管101和夹持器105彼此接合时，在部分123与表面108之间存在摩擦配合接合。在部分123与表面108之间的这种摩擦配合接合将管101在通道109中保持居中并且确保了在每次更换冷却管和其他部件时，这些部件不费力地重新定位成居中状态。在示例性实施例中，部分123被配置成使得与夹持器105的这种摩擦配合接合在表面108周围是径向连续的。换句话说，在部分123与表面108之间的接合使得没有流体(冷却流体等)可以穿过部分123与表面108之间。因此，更易于更换这些部件，包括焊炬中的组件100并且提供更一致的精确更换。
[0019]在图2A和图2B中示出了本发明的另一个示例性实施例，其中冷却剂管101具有多个延伸部分140，该延伸部分从部分123径向向外延伸，如所示出的。这些延伸部分140延伸出部分123进入冷却剂管夹持器105的多个凹槽108A中并且有助于确保适当插入到冷却剂管夹持器105中。在示例性实施例中，这些延伸部分140具有与这些凹槽108A的摩擦配合。这种接合有助于使冷却剂管101居中并且确保了冷却剂管101被径向地定向在适当位置中。在示例性实施例中，这些延伸部分140具有的长度小于部分123的长度L。进一步的，这些延伸部分具有的表面141与冷却剂管夹持器105上的邻近表面141A接合。这两个表面的接合起作用来再次确保冷却剂管101在冷却剂管夹持器105中的适当布置并且确保其不被插入到夹持器105中过深。尽管在图2A和图2B中示出了四个部分140，其他实施例可以使用不同数目的部分140。
[0020]代替上述发明的各个方面，冷却剂管101将总是以居中的状态插入在其夹持器105中。因此防止了不适当的插入和降低的部件寿命。
[0021]此外，如所示出的，管101具有紧固部分119，该紧固部分距管的近端比距稳定部分123更近，其用于与第三部分119A结合以将O形环130保持在位。O形环130在被安装在焊炬组件中时用于为组件100和管101提供密封。紧固部分119和第三部分119A各自在管101周围径向延伸。紧固部分119具有远端表面122，该远端表面在被安装在夹持器105中时与夹持器105的近端表面120接合。由于这种接合，管101插入到夹持器105中将总是以合适位置产生的，从而确保间隙111是适当距离。在已知的焊炬组件中，插入的深度难以一致地重现或进行。因此，这些表面122和120确保了在更换和组装过程中管101被容易地插入至适当距离并且几乎消除了误差。进一步的，具有在夹持器105的近端处与表面120接合的表面122以及与表面108接合的部分123的组合为冷却剂管组件100在部件的组装和更换过程中在已知的焊炬之上提供了改善的居中性和改善的可靠性。邻近彼此的这些接合的组合确保了管101以对于间隙111的适当深度插入到夹持器105中并且在通道109内居中。进一步的，这种构型允许管101被配置成没有距管101的远端更近的定位突出部。在一些已知的焊炬组件中，冷却剂管具有距管的远端更近定位的多个突出部从而帮助使管居中。然而，这些突出部延伸到冷却剂流动路径中并且因此妨碍冷却剂流动和冷却剂性能。本发明的一些示例性实施例可以使用定位突出部，但是由于上述构型的优点，这些突出部可以更小并且在许多应用中不是必要的。
[0022]同样如在图2中示出的，本发明的示例性实施例包括被定位在部分119与123之间的下切部分133。这个下切部分用于确保表面122与120之间适当的入座和因此的冷却剂管101在冷却剂管夹持器105中的适当入座。这个下切部分133具有的沿冷却剂管的长度小于部分123的长度L。
[0023]如以上所描述的，稳定部分123在以压力配合状态插入到夹持器105中时有助于使管101稳定。因此，部分123的长度需要足以在插入时提供所希望的稳定并且确保居中性。为了实现这个目的，在本发明的示例性实施例中，部分123的最外平坦部表面123A具有的长度L处于管101的被插入到夹持器105中的长度(管在间隙111处距其远端的长度)的10%至20%的范围中。具有在此范围中的平坦部长度确保了足够的对齐和稳定性，同时还允许了精确和可重复的定位。在其他示例性实施例中，平坦部部分123A的长度处于管101在夹持器105内的长度的4%至25%的范围中。上述平坦部长度L是平坦表面在部分123上的长度，当管被插入到夹持器105中时该平坦表面与夹持器105的内表面接触。
[0024]如同样在图2中示出的，部分123具有成角度的表面123B，该成角度的表面从管101的本体延伸至平坦部表面123A。成角度的表面123B有助于引导冷却剂流体流出端口 106的流动。这有助于防止在流体流动中产生停滞区并且增加了流体流动的性能。在一些示例性实施例中，在管101的本体与表面123B之间的角度A在16度至60度的范围中。在其他示例性实施例中，该角度处于40度至60度的范围中。进一步的，如在图2中示出的，角度A的中心被定位成使其与端口 106的中心线对齐。如果角度A是幅散角A，如在一些示例性实施例中的，则中心A对应于由角度A的半径限定的圆的中心，而如果角度A是锐角，则角度A的中心是折变点。在一些示例性实施例中，角度A的中心与端口 106的中心线对齐。在其他示例性实施例中，角度A的中心线被定位成使得其接近端口 106的中心线但不必与中心线对齐。在这种实施例中，角度A的中心相对于端口 106的中心线被定位在端口 106的直径的10%内。例如，如果端口 106的直径是0.25〃，则角度A的中心对齐在端口的中心线的±0.025〃内。如果这些端口具有变化的直径(如之前参考的)，则将端口直径的平均数用于如上所述地确定对齐的范围。
[0025]如在图1中示出的，电极107较短并螺纹拧紧到冷却剂管组件中。这种构型允许电极107相对更小并且更加易于更换。由于这种构型，在本发明的示例性实施例中，电极107可以具有的长度(从其最远端至最近端)在冷却剂管组件100的4 %至20 %的范围内、在冷却剂管101的长度的5%至20%的范围内、并且在冷却剂夹持器105的长度的5%至20%的范围内。通过这些比率，本发明的实施例提供了卓越的切割性能并且与此同时允许了对相应部件各自简单的更换和对齐，如在此所描述的。也就是说，当需要更换例如电极107的部件时，夹持器105和管101的组件(其可以作为单个单元来更换)的配合和构造确保了适当的更换。进一步的，当需要更换电极105时，不必移除冷却剂管夹持器和因此冒冷却剂管夹持器或组件100的剩余部分对偏的风险。此外，冷却剂管夹持器105和冷却剂管101可以保持为在需要时更换的一个组件，这确保了组件在移除或更换时保持对齐。
[0026]电极107可以是由用于电极的已知材料制成的，包括但不限于铜、银等。进一步的，由于电极107的缩小尺寸，通过仅仅更换本发明的电极107而存在显著的成本降低。
[0027]图3描绘了本发明的另一个方面，该方面在组件100的部件的组装和更换过程中有助于确保适当的对齐和居中性。确切地，图3描绘了快速联接的多头螺纹构型，该螺纹构型用于焊炬组件100的多个不同部件上并且可以用于焊炬的其他部件上。如在下文中更充分描述的，该螺纹设计采用多个头和修改的螺纹螺距，从而在组装和更换过程中增强对齐和安装。
[0028]如之前描述的，经常必须移除和更换切割焊炬的磨损部件。由于需要更换部件，经常希望的是使该过程加速而同时确保适当地安装和对齐所更换的部件。已知的焊炬组件使用标准单头螺纹设计并且一些焊炬组件已经使用了卡口螺纹设计。然而，这些螺纹设计经常需要很大的圈数来完成安装并且增加了螺纹拧紧过程中的误差的可能性，例如螺纹错扣。例如，在多数应用中，对带螺纹的部件的更换无论在哪都可能需要将该物品旋拧5整圈至10整圈。通过具有对于部件的这种大的圈数，增大了使部件螺纹错口的可能性，和/或引起部件没有完全紧固，这可能引起泄漏和/或不良的部件寿命。本发明的实施例通过使用多螺纹设计来解决这些问题，该多螺纹设计利用了现有需要的安装转矩和螺纹应力，同时维持与已知螺纹系统相应的施加力来匹配零件。
[0029]图3描绘了具有本发明的多螺纹设计的电极300的示例性实施例。确切地，电极300具有螺纹部分301，该螺纹部分具有多个单独且不同的螺纹路径303A、303B和303C。所示出的实施例具有三个不同的螺纹路径303，但是本发明的其他实施例可以使用多于三个的螺纹路径。例如，其他示例性实施例可以使用4个不同的螺纹路径，并且其他的示例性实施例可以使用多达5个不同的螺纹路径。通过使用多个螺纹路径，本发明的实施例可以提供对部件的简单且精确的更换，极大地使部件的对偏和/或螺纹错扣最小化，与此同时提供了所需要和所希望施加的连接力。本发明的实施例还通过使用显著更少的部件完整旋转来递送所希望的匹配力，因此使得部件的更换更快并且更一致。例如，本发明的实施例可以仅通过部件的I至2个完整旋转来提供部件的完整安装。在一些示例性实施例中，可以通过部件的
1.25至1.5个完整旋转来实现部件的完整安装。例如，在某些应用中，本发明的电极可以仅通过1.25至1.5个完整旋转来安装。通过使用这些低数量的旋转来完成安装，极大地增加了精确且完整的安装的机会。
[0030]因此，本发明的实施例可以通过确保适当的对齐、使螺纹错扣或对偏的机会最小化以及确保部件(例如电极107)完全安装来提供高度精确的安装。通过减小安装部件所需要的旋转数量，本发明的实施例使得安装更容易，从而确保了实现完整安装。由于本发明的优点，可以在焊炬头组件的利用螺纹、并且尤其是在频繁更换的部件上的那些螺纹的所有部件上使用多螺纹构型。例如，在图1中示出的螺纹115、117和127各自可以具有如上所述的多螺纹构型。进一步的，除了这些部件之外，实施例还可以将这种螺纹构型使用在其他的焊炬组件部件上，例如快拆环、内固位盖和外固位盖、电极、冷却剂管、夹持器等。如在图4中示出的，焊炬附接环401将焊炬头连接到焊炬底座上，外固位盖403有助于使焊炬防护盖固位，并且内固位盖405有助于使焊炬喷嘴固位。
[0031]图4描绘了含有图1的组件100的焊炬组件400的示例性实施例。因为焊炬组件400的其他部件是总体上已知的，在此不对其进行详细描述。当然，本发明的多种不同实施例不局限于如图4中所述的焊炬组件400的、或图1和图2中所示的组件100的构型，并且这些实施例旨在是不例性的。
[0032]图5描绘了图4中示出的焊炬组件400的一部分的特写。如所示出的，焊炬400具有阴极适配器本体501、阴极本体505、维弧连接器509和后分隔器513等部件。因为这些部件以及其他的焊炬部件对本领域技术人员是总体上已知的，在此将不对其进行详细讨论。总体上，除了以下讨论的范围，焊炬部件的结构可以与已知的焊炬构型一致，因为本发明的方面可以用于与多种焊炬构型相结合。例如，如所示出的，图5中的冷却管是与图4中的冷却管不同的构型。因此，本发明的实施例和如图5中所示的结构特性可以用于图4中所示的实施例，并且反之亦然。
[0033]如以上简要解释的，在焊炬400及其部件的操作或安装过程中，液体冷却剂可能在一些零件的周围泄露，这可能有害于焊炬及其单独的部件的寿命和操作。此外，在操作过程中也可能引起保护气体泄露，这将导致保护气体压力下降-这在切割时可能是有害的。因此，本发明的实施例利用多种不同密封和密封机构来极大地改善了焊炬400及其部件的密封。这是关于图5和图6来更详细地解释的。
[0034]如在图5中示出的，焊炬400包括阴极适配器本体501，阴极本体505被联接和紧固到该阴极适配器本体上。因为在一些焊炬构造中，阴极适配器本体501可能在操作过程中曝露于冷却剂，所以可以希望的是为这个部件提供充分的密封。本发明的实施例通过在阴极适配器本体501的连接末端501 ’处提供至少两个密封剂环502、503 (例如，O形环)来达成此目的。这些密封剂环各自搁置在被形成在阴极适配器本体501的表面中的单独的通道中，这允许这些环适当的入座。本体501的连接末端是与阴极适配器本体501的阴极本体505所联接的末端相反的末端。进一步的，如在图6中示出的，该至少两个O形环从中心线至中心线以距离D2彼此间隔开。在本发明的示例性实施例中，距离D2在阴极适配器本体501的总长度L2的2%至90%的范围中。在其他示例性实施例中，距离D2在总长度L2的2%至25%的范围中。这种尺寸提供了密封环的最优定位，从而确保在操作和部件失效过程中维持适当的密封。通过维持这种关系，本发明的实施例可以提供对焊炬组件400中的阴极适配器本体501的增强密封。确切地，当阴极适配器本体501被联接到(冷却剂流体所穿过的)适当连接上时，本发明的实施例提供增强的密封并且可以充分地抵抗在冷却剂流体流动中经受的压力。在本发明的示例性实施例中，密封剂环502和503是相同的。然而，在其他示例性实施例中，环502和503可以具有不同的尺寸/特性，使得它们提供不同的抗压性。
[0035]进一步的，如在图5和图6中示出的，阴极本体505具有被定位在其总长度L3的中心附近的至少两个密封剂环506、507(例如，O形环)。这些密封剂环506、507再次在冷却剂泄漏或溢出的事件中提供增强的密封并且保护焊炬400的部件。这些密封剂环506、507各自搁置在被形成在阴极本体505的表面中的单独的通道中，这允许这些环适当的入座。如在图6中示出的，这些环506、507从中心线至中心线通过距离D3彼此定位。距离D3在阴极本体的总长度L3的2 %至50 %的范围中。在其他示例性实施例中，距离D3在阴极本体的总长度的2 %至12%的范围中。这种尺寸提供了密封环的最优定位，从而确保在操作和部件失效过程中维持适当的密封。此外，如所示出的，这些环506、507被定位在阴极本体505的中央区域505’中。进一步的，在本发明的示例性实施例中，这些环506和507被定位成使得距离D3的中心被定位在阴极本体的总长度L3的中心附近。在本发明的示例性实施例中，这些环506和507被定位成使得，距离D3的中心被定位成使得距离D3的中心离开阴极本体505的长度的中心不多于阴极本体505的总长度L3的10%。例如，如果阴极本体505在长度上为5〃，距离D3的中心将被定位成离开阴极本体505的长度L3的中心不多于0.5〃。这将环506、507定位在焊炬400内的最优位置处。在本发明的示例性实施例中，密封剂环506和507是相同的。然而，在其他示例性实施例中，环506和507可以具有不同的尺寸/特性，使得它们提供不同的抗压性。
[0036]同样，如在图5和图6中示出的，本发明的实施例在维弧连接器509上使用至少两个密封剂环510和511。维弧连接器509用于在焊炬400的操作过程中帮助产生维弧。因为其使用和操作是总体上已知的，在此将不对维弧连接器的细节进行详细讨论。这些密封剂环510、511各自搁置在被形成在维弧连接器509的表面中的单独的通道中，这允许这些环适当的入座。如所示出的，在示例性实施例中，该至少两个环510和511被定位在维弧连接器509的中间区域509 ’上，其中中间区域509 ’具有维弧连接器509的最大直径。如在图6中示出的，环510和511被定位成彼此相距距离Dl，其中距离Dl在维弧连接器509的总长度LI的2%至90%的范围中。在其他示例性实施例中，距离Dl在总长度LI的2%至50%的范围中。这种尺寸提供了密封环的最优定位，从而确保在操作和部件失效过程中维持适当的密封。进一步的，在本发明的示例性实施例中，这些环510和511被定位成使得，距离Dl的中心被定位成使得距离Dl的中心离开维弧连接器509的长度的中心C不多于维弧连接器509的总长度LI的20%。例如，如果维弧连接器在长度上为4〃，距离Dl的中心将被定位成离开维弧连接器509的长度LI的中心C不多于0.8"。这将环510、511定位在焊炬400内的最优位置处。在本发明的示例性实施例中，密封剂环510和511是相同的。然而，在其他示例性实施例中，环510和511可以具有不同的尺寸/特性，使得它们提供不同的抗压性。
[0037]进一步的，如以上所示出和讨论的，焊炬400利用后分隔器513，该后分隔器将阴极本体505从阳极本体519分隔开。阳极本体519起针对焊炬的喷嘴的壳体的作用，并且后分隔器513有助于引导流体(例如冷却剂)并且容纳焊炬的阴极本体。如所示出的，在本发明的示例性实施例中，后分隔器513具有被定位在后分隔器513的外表面上的至少四个单独的密封剂环514、515、516和517。这些密封剂环514、515、516和517各自搁置在被形成在后分隔器513的表面中的单独的通道中，这允许这些环适当的入座。如所示出的，这些环被分成两组环514/515和516/517，其中第一组514/515与阳极本体519的内表面接合，并且第二组516/517与螺纹环分隔器521的内表面接合。螺纹环分隔器521有助于使焊炬的防护盖和外盖从阳极本体和喷嘴分隔。进一步的，如在图6中示出的，这些环被定位在后分隔器513的具有后分隔器513的最小外侧直径的上游末端513’上。进一步的，在本发明的示例性实施例中，这些环中的每个组对应的(中心线至中心线地)被距离D4分隔开，该距离在后分隔器513的总长度L4的2%至50 %的范围中。在其他示例性实施例中，距离D4在总长度L4的2%至16%的范围中。这种尺寸提供了密封环的最优定位，从而确保在操作和部件失效过程中维持适当的密封。也就是说，环的每个组514/515和516/517是由相同的距离D4分隔开的(在每对的相应环之间的距离)。然而，在其他示例性实施例中，分隔的距离不需要是相同的。在本发明的示例性实施例中，密封剂环514、515、516和517是相同的。然而，在其他示例性实施例中，环514、515、516和517可以具有不同的尺寸/特性，使得它们提供不同的抗压性。
[0038]虽然已参照某些实施例描述了本申请的主题，但是本领域技术人员将理解，在不脱离主题的范围的情况下，可以进行各种改变，并且可以替换等效形式。此外，可以进行许多修改以使具体的情况或材料适应主题的传授内容而不脱离其范围。因此，所旨在的是，主题内容不受限于所公开的特定实施例，而主题内容将包括落入本申请的范围内的所有实施例。
参考号
100组件141表面
101冷却剂管141A表面
102通道300电极
103末端开口303螺纹路径
104通道303A路径
105冷却剂管夹持器 303B路径 106出口端口303C路径
107电极400(焊炬)组件
108内表面401环
108A凹槽403盖
109通道501适配器本体
110外表面501’连接末端
111间隙502环
115螺纹503环
117螺纹505阴极本体
119紧固部分505’区域
119A部分506环
120末端表面507环
122远端表面509维弧连接器
123稳定部分509’中间区域
123A外焊区表面510环
123B成角度的表面 511环 127螺纹513后分隔器
130 O-形环513’后分隔器
133下切部分514环
140延伸部分515环516环D3距尚
517环D4距离
519阳极本体L长度
521环分隔器LI长度
A角度/中心L2长度
C中心L3长度
Dl距离L4长度D2距离
【主权项】
1.一种等离子电弧焊炬(100，400)，包括: 一个阴极适配器本体(501)，该阴极适配器本体具有被形成在该阴极适配器本体的第一末端的外表面上的至少两个第一密封剂通道以对应地接纳至少两个第一密封剂环，该至少两个第一密封剂通道以第一距离彼此间隔开，该第一距离在该阴极适配器本体(501)的总长度的百分之2至百分之90的范围中； 被联接到该阴极适配器本体(501)的第二末端上的一个阴极本体(505)，该阴极本体(505)具有被形成在该阴极本体(505)的外表面上的至少两个第二密封剂通道以对应地接纳至少两个第二密封剂环，该至少两个第二密封剂通道以第二距离彼此间隔开，该第二距离在该阴极本体(505)的总长度的百分之2至百分之50的范围中； 一个维弧连接器(509)，该维弧连接器具有被形成在该维弧连接器(509)的外表面上的至少两个第三密封剂通道以对应地接纳至少两个第三密封剂环，该至少两个第三密封剂通道以第三距离彼此间隔开，该第三距离在该维弧连接器(509)的总长度的百分之2至百分之90的范围中；以及 一个后分隔器(513，513’)，该后分隔器将该阴极本体(505)与一个阳极本体(519)分隔开，该后分隔器(513，513’)具有 至少两个第四密封剂通道，该至少两个第四密封剂通道被形成在该后分隔器的外表面上以对应地接纳至少两个第四密封剂环，该至少两个第四密封剂环与该阳极本体(518)的内表面接合，并且该至少两个第四密封剂通道以第四距离彼此间隔开，该第四距离在该后分隔器(513，513’)的总长度的百分之2至百分之50的范围中，以及 至少两个第五密封剂通道，该至少两个第五密封剂通道被形成在该后分隔器(513，513’)的外表面上以对应地接纳至少两个第五密封剂环，该至少两个第五密封剂环与一个环分隔器(521)的内表面接合，并且该至少两个第五密封剂通道以第五距离彼此间隔开，该第五距离在该后分隔器(513，513’)的总长度的百分之2至百分之50的范围中。2.如权利要求1所述的等离子电弧焊炬(100，400)，其中该第一距离在该阴极适配器本体的总长度的百分之2至百分之25的范围中，和/或 其中该第二距离在该阴极适配器本体的总长度的百分之2至百分之12的范围中，和/或 其中该第三距离在该维弧连接器的总长度的百分之2至百分之50的范围中，和/或 其中该第四距离在该后分隔器的总长度的百分之2至百分之16的范围中，和/或 其中该第五距离在该后分隔器的总长度的百分之2至百分之16的范围中。3.如权利要求1或2所述的等离子电弧焊炬(100，400)，其中该至少两个第一密封剂环是O形环，和/或 其中该至少两个第二密封剂环是O形环，和/或 其中该至少两个第三密封剂环是O形环，和/或 其中该至少两个第四密封剂环是O形环，和/或该至少两个第五密封剂环是O形环。4.如权利要求1至3中任一项所述的等离子电弧焊炬(100，400)，其中该至少两个第一密封剂环具有相同尺寸和相同成分中的至少一者，或者其中该至少两个第一密封剂环具有不同尺寸和不同成分中的至少一者。5.如权利要求1至4中任一项所述的等离子电弧焊炬(100，400)，其中该阴极适配器本体(501)的第一末端在冷却流体的流动方向上与该阴极适配器本体(501)的第二末端相反。6.如权利要求1至5中任一项所述的等离子电弧焊炬(100，400)，其中该至少两个第二密封剂环具有相同尺寸和相同成分中的至少一者，或者其中该至少两个第二密封剂环具有不同尺寸和不同成分中的至少一者。7.如权利要求1至6中任一项所述的等离子电弧焊炬(100，400)，其中在该第二距离的中心、该阴极本体(505)的总长度的中心之间的距离不大于阴极本体(505)的总长度的百分之10。8.如权利要求1至7中任一项所述的等离子电弧焊炬(100，400)，其中该至少两个第三密封剂环具有相同尺寸和相同成分中的至少一者，或者其中该至少两个第三密封剂环具有不同尺寸和不同成分中的至少一者。9.如权利要求1至8中任一项所述的等离子电弧焊炬(100，400)，其中在该第三距离的中心、该维弧连接器(509)的总长度的中心之间的距离不大于维弧连接器(509)的总长度的百分之20。10.如权利要求1至9中任一项所述的等离子电弧焊炬(100，400)，其中该第四距离等于该第五距离，或者 其中该第四距离不等于该第五距离。
【文档编号】H05H1/28GK106068680SQ201580011818
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年3月9日 公开号201580011818.6, CN 106068680 A, CN 106068680A, CN 201580011818, CN-A-106068680, CN106068680 A, CN106068680A, CN201580011818, CN201580011818.6, PCT/2015/297, PCT/IB/15/000297, PCT/IB/15/00297, PCT/IB/2015/000297, PCT/IB/2015/00297, PCT/IB15/000297, PCT/IB15/00297, PCT/IB15000297, PCT/IB1500297, PCT/IB2015/000297, PCT/IB2015/00297, PCT/IB2015000297, PCT/IB201500297
【发明人】J·L·温, P·K·南布鲁
【申请人】林肯环球股份有限公司