高效散热式等离子弧割炬的制作方法

本发明涉及等离子弧割炬技术领域，尤其是一种高效散热式等离子弧割炬。

背景技术：

割炬是气焊的重要工具，目前国内市场上现有机用型等离子弧割炬设计结构简单，生产制作工艺差，再加上国内没有这方面的技术学院，缺乏技术知识教育，故而技术一致落后时代，造成制作出来的割炬切割能力弱，且切割质量差，消耗件使用寿命带，使用成本高等一些列问题；实际工作过程中，电极及喷口均属于消耗件，在针对电流达到200A及以上时，需要对电极及喷口进行冷却，现有的做法是割炬内部电极采用水冷却的方式，而喷口还是采用气冷却的方式，导致割炬的冷却效果不佳，且消耗件的使用寿命低，切割质量差的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中割炬内部冷却效果不佳，消耗件的使用寿命低，且切割质量差的问题，现提供一种高效散热式等离子弧割炬。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效散热式等离子弧割炬，包括依次连接的割炬本体、割炬底座及压帽，所述割炬底座内插设有电极底座，所述电极底座与割炬底座之间设置有内绝缘体，所述内绝缘体靠近压帽的一端固定有喷口，所述电极底座靠近压帽的一端固定有具有内孔的电极，所述电极延伸至喷口的内部，所述压帽套设在喷口的外侧，所述电极底座上开设有进水通道和出水通道，所述进水通道上连通有中心水管，所述中心水管延伸至电极的内孔中，所述中心水管的外壁与内孔的内壁之间形成有与中心水管连通的电极水冷室，所述喷口的外壁与压帽之间形成有喷口水冷室，所述电极水冷室与喷口水冷室连通，所述出水通道与喷口水冷室连通。

本方案中采用内循环水冷却的方式，让割炬本体和主要配件的冷却效果达到最佳状态，减少配件的消耗量，提高被切割工件的批量化切割的一致性和降低用户的生产使用成本，具体为：冷却液从电极底座的进水通道进入，然后经中心水管到达电极水冷室对电极进行水冷，随后流入喷口水冷室对喷口进行水冷，最后从电极底座的出水通道流出，实现冷却液依次对电机及喷口进行冷却。

具体地，所述电极的外壁上开设有与电极水冷室连通的导流孔，所述内绝缘体的内壁、电极底座的外壁及电极的外壁之间形成有与导流孔连通的导流室，所述内绝缘体的外壁与割炬底座的内壁之间形成有进水孔和出水孔，所述进水孔的两端分别与导流室和喷口水冷室连通，所述出水孔的两端分别与喷口水冷室和出水通道连通；通过导流孔、导流室及进水孔的设置，实现电极水冷室中的冷却液流动至喷口水冷室；通过出水孔的设置，实现喷口水冷室中的冷却液回流至出水通道排出。

由于电极上铪丝所在的部位为发热端，因此在工作时该部位的温度极高，针对与此，进一步地，所述中心水管螺纹固定在进水通道内，所述电极靠近喷口的一端端部镶嵌有铪丝，所述中心水管的底端端部与内孔的孔底之间具有间隙，所述内孔孔底正对铪丝的部位向上延伸有凸出部，所述凸出部位于中心水管内，其中，采用将内孔中的凸出部伸入到中心水管内，能让电极的发热端与冷却液有更大的散热面积，让冷热液渗透到电极最下面的发热端，从而提高电极的散热性能。

具体地，所述电极底座上开设有离子气流通道，所述电极外套设有分配器，所述内绝缘体上开设有离子气流分配室，所述内绝缘体的外壁、喷口的内壁及分配器的外壁之间形成有第一离子气流室，所述分配器的内壁、电极的外壁及喷口的内壁之间形成有第二离子气流室，所述分配器上开设有离子气流分配孔，所述离子气流通道与离子气流分配室连通，所述离子气流分配室与第一离子气流室连通，所述第一离子气流室通过离子气流分配孔与第二离子气流室连通，所述喷口靠近压帽的一端穿过压帽，所述喷口远离电极的一端端部具有与第二离子气流室连通的中心通孔；离子气流首先进入电极底座的离子气流通道，然后从离子气流分配室进入第一离子气流室，并从第一离子气流室经过分配器的离子气流分配孔的均匀分流后进入到第二离子气流室，用作切割气体。

为了提高切割质量，进一步地，所述割炬底座外套设有铜外套，所述压帽外套设有保护罩，所述铜外套与位于保护罩与割炬本体之间，所述割炬底座上开设有保护气流分配室，所述铜外套的内壁、保护罩的内壁、割炬底座的外壁及压帽的外壁之间形成有保护气流室，所述保护气流分配室与保护气流室连通，所述保护罩上贯穿有与保护气流室连通的保护气流中心孔，所述保护气流中心孔与中心通孔正对；保护罩的是为了等离子在机用自动化工作时特意添加的一配件，切割质量的好坏直接取决于喷口，它能有效保护喷口减少损伤，从而使保护罩起到保护作用；另外通过保护罩的设置使得在压帽的外侧形成单独的保护气路，保护气从割炬底座的保护气流分配室进入到保护气流室，实现到达压帽和保护罩的夹层，最后从保护罩的保护气流中心孔喷出，防护切割工件的铁渣飞溅，增强切割能力，同时实现了保护气和离子气的双路气源独立控制，大大满足对切割板厚和板材材质的不同规格条件的切割需求，使切割更精细。

进一步地，所述割炬本体远离割炬底座的一端的内壁填充有胶水填充物，所述胶水填充物与割炬底座相接，所述进水通道上连通有进水管，所述出水通道上连通有出水管，所述离子气流通道上连通有离子气管，所述保护气流分配室上连通有保护气管，所述进水管、出水管、离子气管及保护气管均穿过胶水填充物，且均延伸至割炬本体的外部，进水管、出水管、离子气管及保护气管便于接气路和水路，胶水填充物可将进水管、出水管、离子气管及保护气管固定在割炬本体内，同时可起到密封的作用。

进一步地，所述割炬本体的内壁固定有外绝缘体，所述割炬底座及胶水填充物均通过外绝缘体与割炬本体的内壁隔开，所述外绝缘体靠近喷口的一端向外凸出于割炬本体，所述铜外套通过螺纹连接固定在外绝缘体凸出于割炬本体的部位上，铜外套安装在外绝缘体上，使裸露在外的铜外套与割炬内部绝缘隔绝，避免了安全隐患，而且在割炬工作时即使割炬下端碰撞到工件，也不会使割炬和工件之间产生短路的现象，从而提高割炬使用的可靠性。

具体地，所述保护罩通过固定盖固定在铜外套上。

优选地，所述压帽的材质为紫铜。

进一步地，所述中心水管的材质为高分子材料。

本发明的有益效果是：本发明的高效散热式等离子弧割炬采用内循环水冷却的方式，让割炬本体和主要配件的冷却效果达到最佳状态，减少配件的消耗量，提高被切割工件的批量化切割的一致性和降低用户的生产使用成本，且保护气和离子气采用双路气源可独立控制，大大满足对切割板厚和板材材质的不同规格条件的切割需求，提高切割的精细度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明高效散热式等离子弧割炬的示意图；

图2是图1中A的局部放大示意图。

图中：1、割炬本体，2、割炬底座，3、压帽，4、电极底座，4-1、进水通道，4-2、出水通道，4-3、离子气流通道，5、内绝缘体，5-1、离子气流分配室，6、喷口，6-1、中心通孔，7、电极，7-1、导流孔，7-2、凸出部，8、中心水管，9、电极水冷室，10、喷口水冷室；

11、导流室，12、进水孔，13、出水孔，14、铪丝，15、分配器，15-1、离子气流分配孔，16、第一离子气流室，17、第二离子气流室，18、铜外套，19、保护罩，19-1、保护气流中心孔；

20、保护气流分配室，21、保护气流室，22、胶水填充物，23、进水管，24、出水管，25、离子气管，26、保护气管，27、外绝缘体，28、固定盖。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

实施例1

如图1-2所示，一种高效散热式等离子弧割炬，包括依次连接的割炬本体1、割炬底座2及压帽3，割炬底座2内插设有电极底座4，电极底座4与割炬底座2之间设置有内绝缘体5，内绝缘体5靠近压帽3的一端固定有喷口6，电极底座4靠近压帽3的一端固定有具有内孔的电极7，该内孔为盲孔，电极7延伸至喷口6的内部，压帽3套设在喷口6的外侧，电极底座4上开设有进水通道4-1和出水通道4-2，进水通道4-1上连通有中心水管8，中心水管8延伸至电极7的内孔中，中心水管8的外壁与内孔的内壁之间形成有与中心水管8连通的电极水冷室9，喷口6的外壁与压帽3之间形成有喷口水冷室10，电极水冷室9与喷口水冷室10连通，出水通道4-2与喷口水冷室10连通。

其中，割炬本体1的材质可采用不锈钢，一方面提高割炬整体的强度，另一方面使割炬整体品质更高端；压帽3的材质为紫铜，压帽3可采用螺纹连接固定在割炬底座2上，且用于固定住喷口6，压帽3内部的内台阶面抵在喷口6底端的外台阶面，压帽3的上端靠密封圈与割炬底座2密封，压帽3的下端也利用密封圈与喷口6密封；电极7同样采用螺纹连接固定在电极底座4上；电极7与内绝缘体5之间设置密封圈进行密封。

电极7的外壁上开设有若干与电极水冷室9连通的导流孔7-1，且导流孔7-1沿电极7的圆周方向均匀分布，内绝缘体5的内壁、电极底座4的外壁及电极7的外壁之间形成有与导流孔7-1连通的导流室11，内绝缘体5的外壁与割炬底座2的内壁之间形成有进水孔12和出水孔13，进水孔12的两端分别与导流室11和喷口水冷室10连通，出水孔13的两端分别与喷口水冷室10和出水通道4-2连通；通过导流孔7-1、导流室11及进水孔12的设置，实现电极水冷室9中的冷却液流动至喷口水冷室10；通过出水孔13的设置，实现喷口水冷室10中的冷却液回流至出水通道4-2排出，导流孔7-1还能起到滤网的作用，在电极烧穿时可将焊渣堵住导流孔7-1之前的电极水冷室9内，防止焊渣将割炬内部堵塞。

中心水管8螺纹固定在进水通道4-1内，电极7靠近喷口6的一端端部镶嵌有铪丝14，中心水管8的底端端部与内孔的孔底之间具有间隙，内孔孔底正对铪丝14的部位向上延伸有凸出部7-2，凸出部7-2位于中心水管8内，其中，采用将内孔中的凸出部7-2伸入到中心水管8内，能让电极7的发热端与冷却液有更大的散热面积，让冷热液渗透到电极7最下面的发热端，从而提高电极7的散热性能；中心水管8的材质为高分子材料，高分子材料具有绝缘和耐高温性，当电极7被烧穿时，高分子材料的中心水管8只会被电极7熔化，不会产生焊渣，因此，有效的避免了因电极7被烧穿时中心水管8产生的焊渣，避免造成割炬内部的后续流道被焊渣堵塞。

电极底座4上开设有离子气流通道4-3，电极7外套设有分配器15，内绝缘体5上开设有离子气流分配室5-1，内绝缘体5的外壁、喷口6的内壁及分配器15的外壁之间形成有第一离子气流室16，分配器15的内壁、电极7的外壁及喷口6的内壁之间形成有第二离子气流室17，分配器15上开设有离子气流分配孔15-1，离子气流通道4-3与离子气流分配室5-1连通，离子气流分配室5-1与第一离子气流室16连通，第一离子气流室16通过离子气流分配孔15-1与第二离子气流室17连通，喷口6靠近压帽3的一端穿过压帽3，喷口6远离电极7的一端端部具有与第二离子气流室17连通的中心通孔6-1；离子气流首先进入电极底座4的离子气流通道4-3，然后从离子气流分配室5-1进入第一离子气流室16，并从第一离子气流室16经过分配器15的离子气流分配孔15-1的均匀分流后进入到第二离子气流室17，用作切割气体；

其中，分配器15的一端抵在内绝缘体5上，另一端抵在喷口6内的台阶面上，分配器15的内壁与电极7之间及分配器15的外壁与喷口6之间均设置密封圈进行密封。

割炬底座2外套设有铜外套18，压帽3外套设有保护罩19，铜外套18与位于保护罩19与割炬本体1之间，割炬底座2上开设有保护气流分配室20，铜外套18的内壁、保护罩19的内壁、割炬底座2的外壁及压帽3的外壁之间形成有保护气流室21，保护气流分配室20与保护气流室21连通，保护罩19上贯穿有与保护气流室21连通的保护气流中心孔19-1，保护气流中心孔19-1与中心通孔6-1正对；保护罩19的是为了等离子在机用自动化工作时特意添加的一配件，切割质量的好坏直接取决于喷口6，它能有效保护喷口6减少损伤，从而使保护罩19起到保护作用；另外通过保护罩19的设置使得在压帽3的外侧形成单独的保护气路，保护气从割炬底座2的保护气流分配室20进入到保护气流室21，实现到达压帽3和保护罩19的夹层，最后从保护罩19的保护气流中心孔19-1喷出，防护切割工件的铁渣飞溅，增强切割能力，同时实现了保护气和离子气的双路气源独立控制，大大满足对切割板厚和板材材质的不同规格条件的切割需求，使切割更精细；

割炬本体1远离割炬底座2的一端的内壁填充有胶水填充物22，胶水填充物22与割炬底座2相接，进水通道4-1上连通有进水管23，出水通道4-2上连通有出水管24，离子气流通道4-3上连通有离子气管25，保护气流分配室20上连通有保护气管26，进水管23、出水管24、离子气管25及保护气管26均穿过胶水填充物22，且均延伸至割炬本体1的外部，进水管23、出水管24、离子气管25及保护气管26便于接气路和水路，胶水填充物22可将进水管23、出水管24、离子气管25及保护气管26固定在割炬本体1内，同时可起到密封的作用。

割炬本体1的内壁固定有外绝缘体27，割炬底座2及胶水填充物22均通过外绝缘体27与割炬本体1的内壁隔开，外绝缘体27靠近喷口6的一端向外凸出于割炬本体1，铜外套18通过螺纹连接固定在外绝缘体27凸出于割炬本体1的部位上，铜外套18安装在外绝缘体27上，使裸露在外的铜外套18与割炬内部绝缘隔绝，避免了安全隐患，而且在割炬工作时即使割炬下端碰撞到工件，也不会使割炬和工件之间产生短路的现象，从而提高割炬使用的可靠性。

保护罩19通过固定盖28固定在铜外套18上，固定盖28通过螺纹连接固定在铜外套18上，保护罩19的上端具有外台阶面，固定盖28的下端具有内台阶面，通过固定盖28的内台阶面抵在保护罩19的外台阶面，从而实现将保护罩19压紧在铜外套18上，即实现保护罩19的固定。

上述高效散热式等离子弧割炬在使用时，割炬的一条冷却水路及两条气路的具体流向如下：

冷却水路：冷却液从外界的进水管23进入到电极底座4的进水通道4-1，然后经中心水管8到达电极水冷室9对电极7进行水冷，随后依次流经导流孔7-1、导流室11及进水孔12到达喷口水冷室10对喷口6进行水冷，然后经出水孔13回流至出水通道4-2，并从出水通道4-2经出水管24排出；

离子气路：离子气流从外界的离子气管25进入电极底座4的离子气流通道4-3，然后从离子气流分配室5-1进入第一离子气流室16，并从第一离子气流室16经过分配器15上离子气流分配孔15-1的均匀分流后进入到第二离子气流室17，用作切割气体，电极7产生的离子弧通过喷口6的中心通孔6-1聚焦喷出，从而产生高能量切割离子弧；

保护气路：保护气从外界的保护气管26进入割炬底座2的保护气流分配室20，并从割炬底座2的保护气流分配室20进入到保护气流室21，实现到达压帽3和保护罩19的夹层，最后从保护罩19的保护气流中心孔19-1喷出，用以防护切割工件时的铁渣飞溅，且增强切割能力。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。