专利名称：空气等离子内循环水冷却金属切割枪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种等离子割枪，属电弧切割机领域。
为了对不同厚度的不锈钢和碳钢及有色金属材料进行有效地切割，人们常用等离子切割机进行作业，但因该作业常产生烟尘、强光和有害气体，以及电极、喷咀部件容易烧坏等缺点。对此，人们通过改变割枪结构，使冷却喷咀和电极的冷却水由割矩头排出，形成管状水帘包围电弧柱，再喷射到割件上。既可以对电极、喷咀和割件冷却，又能产生一定的消烟除尘作用。例如“CN91220648.9”专利为可调水压缩式内循环水冷却等离子枪，它可根据不同割件要求对压力水喷出量进行调节，以达到既保证割件质量又改善工作环境的目的。但实际使用中，一是内循环水冷效果差，见附
图1，喷咀(3)和压盖(6)之间的喷头锥腔，内循环冷却水是由横向A处进入绝缘套(9)和枪体(11)之间的环形水腔，再进入喷咀(3)和压盖(6)之间的锥腔内冷却，然后再从横向的B处排出。由于环形水腔的截面积比锥腔顶端截面积大，即冷却水在锥腔入口处阻力大，内循环冷却水容易形成短路。也就是说，压力水从A处进，很快就从对面的B处排出，造成喷头冷却效果差，大大影响喷咀(3)和压盖(6)的使用寿命。另一方面，A处不但是压力水的入水口，而且也是阳极头，阳极电缆就连接在A接头上。阴极杆(16)的接头在枪体顶端，空载时电压可高达520～540V；负载状态时达240V左右，横向的A接头离喷头近，不但给操作带来不便，而且枪体上的活动架或夹具一般为金属件，容易与阳极头接触发生短路事故，造成枪体、喷头和变压器被烧坏，甚至发生人身事故。
二是绝缘套(8)的内径上端比下端大，在下端内孔上开设有内螺槽，并与阴极杆(4)的外径相配，上端的间隙和下端螺槽就构成压缩空气的通道。绝缘套(8)的材料通常采用聚四氟乙烯，虽说该材料耐温高，但在长期高达1千多度以上温度下反复使用，则也会产生变形收缩，特别是螺槽部份，由于变形、收缩槽隙变小甚至发生堵塞，至使压缩空气进入阴极电极(7)和喷咀之间电离室很不均匀，大大影响电离状态。另外，由于绝缘套(8)变形收缩缘故，金属护套(2)经常发生脱落现象，绝缘套(9)的使用寿命大为减短。又如“CN912112961.1”的等离子枪，虽在压盖上设有一个锥形遮光罩，但在实际使用中、锥形遮光罩的内周面容易烧坏，工件表面集渣，尤其是在切割碳钢更为明显，给二道工序带来除渣困难。
本发明的目的是克服上述割枪的不足，提供一种结构更为合理，使用寿命长，操作安全方便的空气等离子内循环水冷却金属切割枪。
本实用新型的技术方案是喷咀的水冷却系统设在内绝缘体中，它的下端还开设有带内循环水槽的分水环，而且内绝缘体和分水环是为一整体或者也可以不为一整体，并且配装在枪体内孔中，分水环上的水槽可为2－6条或者6条以上。冷却水从枪体顶部可贯通内绝缘体，能均匀通向压盖和上下喷咀之间的锥腔，对喷咀进行有效地冷却，大大提高了割枪的使用寿命。本技术的另一个特点是，喷咀电极的水循环接头和高压空气接头均安装布置在切割枪的一端，不但给操作带来极大的方便，提高割枪寿命，而且防止了事故的发生。本技术的再一个特点是为了充分保证内循环水冷系统的运行，上下喷咀的顶端为球面及配合。密封性能好，尤其是在切割碳钢时效果最佳。，阴极杆为管状体，它的下端外径上开设有螺槽，螺槽的外径内与绝缘体内径相配时，压缩空气可顺利地通过上端环形通道，再通过槽隙均匀地进入阴极电极头和上喷咀之间的锥体电离室，螺槽不易变形；金属护套通过螺纹和横销紧固在内绝缘体下端，不易脱落，提高了内绝缘体的使用寿命。
现结合附图对本实用新型的空气等离子内循环水冷却金属切割枪详细叙述如下
图1为可调压缩式内循环水冷等离子枪(CN91220648.9)结构示意图。
图2本实用新型空气等离子内循环水冷却金属切割枪结构示意图，也是说明书摘要图。
图3本实用新型空气等离子内循环水冷却金属切割枪内绝缘体结构示意图。
图4内绝缘体上A－A剖示图。
空气等离子内循环水冷却金属切割枪是由水接头(9、10、25)、内绝缘体(11)、阴极电极(12)、上喷咀(13)、压盖(14)、下喷咀(15)、阴极杆(16)、横销(17)、导水管(18)、外绝缘套(19)、枪体(20)、金属护套(21)、密封圈(22)、压缩空气接头(23)、分水环(24)组成。枪体(20)的下部外径上紧固有外绝缘套(20)。内绝缘体(11)螺纹连接在枪体(20)内孔中，在内绝缘体(11)的内孔中同轴线地安装有一根阴极杆(16)，同时在阴极杆(16)的内孔中也安装了一根同轴线的导水管(18)，导水管(18)的下端开设有分叉。阴极杆(16)为管状体，它的下端外径上开设有4－12条螺槽，内孔里设有螺纹与阴极电极(13)相连。阴极杆(16)上部设有螺纹并与内绝缘体(11)的内孔相连接，它的顶端还设有进水接头(25)，顶侧面设有一个出水接头(9)。电极冷却水从水接头(25)进入导水管(18)中，再通向底端分叉处，再从导水管(18)和阴极杆(16)内孔之间的环道，由下往上再从出水接头(9)排出，达到冷却阴极电极(12)的目的。喷咀水冷却通道设在内绝缘体(11)中，上部成环形，内绝缘体(11)下部外径上开设有带内循环水槽的分水环(24)，内绝缘体(11)与分水环(24)是为一体，并且配装在枪体(20)内孔中。冷却水从枪体(20)顶部贯通内绝缘体(11)进入分水环(24)，再通向压盖(14)与上下喷咀(13、15)之间的锥腔。分水环结构见图4，分水环(24)上可开设有2－6个水槽，或者设计成多槽状，使压力水均匀分布地进入压盖(14)和上、下喷咀(13、15)之间的锥腔中，有效地进行冷却喷咀的作用。水循环接头(9、10、15)和压缩空气接头(23)均布置安装在枪体(20)的一端面。阴极杆(16)为管状体，其下端外径上开设有3－12条螺槽，螺槽的外径与内绝缘体(11)的内孔配装，构成上部间隙和下部槽隙为压缩空气的通道。金属护套(21)通过螺纹和横销(17)紧固在绝缘体(11)的下端外径上，不易脱落，使用寿命长。上下喷咀(13、15)顶端为球面R配合，球R尺寸为4－10mm，密封性能好。当切割不锈钢时，可调松压盖(14)，冷却水可从喷头R处排出，形成管状水帘包围电弧柱。
工作时，压缩空气通过接头(23)进入阴极杆(16)和内绝缘体(11)内孔之间的环形通道，再通过阴极杆(16)下端槽隙压缩到阴极电极(12)和上喷咀(13)之间的内锥腔电离室，由电极发射等离子切割工件。阴极冷却水由水接头(25)进入导水管(18)，再从导水管(18)下端分叉处，即导水管(18)和阴极杆(16)之间的环道由下往上排出，达到冷却阴极电极(12)的作用。阳极冷却水由阳极电缆水接头(10)进入环形水道，再进入分水环(24)，然后均匀进入上下喷咀的锥体内，冷却上下喷咀，最后返回枪体顶部排出。
本实用新型金属割矩，优点是1.可切割低、中、高碳钢，其表面无淬火现象。
2.内绝缘体使用寿命长，金属护套不易脱落。
3.阳极冷却水采用分水环，使电极上下喷咀冷却效果好，从而提高喷咀、压盖的使用寿命。
4.结构紧凑，布置合理。它的各种连接件布置安装在枪体一端，操作方便，安装可靠。
5.上下喷咀采用球面R密封性好，内循环水冷却效果好，加强电弧压缩，使电弧能量集中，减小切割缝的宽度。
6.本割矩应用范围广，可切割100mm以下的不锈钢、络镍合金钢、铜、铝、铸铁、碳钢等各种金属材料。切割速度达40－50米／小时，切割后无熔挂渣，可达优质高速切割的目的。
实施例外绝缘套(19)和内绝缘体(11)均用聚四氟乙烯材料制成。内绝缘体(11)外径φ40mm，长150mm，上端与枪体(20)成螺纹连接，下部直径φ30mm，是带有三条水槽的分水环(24)。阴极电极(12)外径φ14mm，下端为球R＝5mm，由紫铜制成，顶端中心部位嵌有电极材料，它上端与阴极杆(16)下端连接。上下喷咀(13、15)均用紫铜材料制成，上喷咀(13)的上部为圆柱形，与金属护套(21)螺纹连接，下部为锥体。大头端φ50mm，小端φ10mm，顶端为球R＝5mm。锥内腔的大头φ46mm，小端φ40mm，喷咀中心有一个通孔φ2mm，长为29mm。下喷咀内锥腔，大头端φ46mm，小端φ16mm，顶端球R＝8mm，外部球R＝20mm，中间通孔φ2mm。压盖(14)为圆柱形，上端与枪体(20)螺纹连接，内孔与下喷咀相配，用黄铜材料制成。
权利要求1.一种空气等离子内循环水冷却金属切割枪，它是由枪体(20)、外绝缘套(19)、内绝缘体(11)、金属护套(21)、阴极杆(16)、导水管(18)、阴极电极(12)、上下喷咀(13、15)、压盖(11)、电极绝缘套(8)及连接件组成，其特征是上下喷咀(13、15)的水冷却通道设在内绝缘体(11)中，内绝缘体(11)下方开设有带内循环水槽的分水环(24)，内绝缘体(11)与分水环(24)是一整体，并与枪体(20)内孔配装，冷却水从枪体(20)顶部可贯通内绝缘体(11)进入分水环(24)后均压通向压盖(14)与上下喷咀(13、15)之间的锥腔；水循环接头(10)和导水管(18)的进出水接头(25、9)及压缩空气接头(23)均布置安装在枪体(20)的一端面；阴极杆(16)为管状体，它的下端外径上开设有螺槽，螺槽的外径与内绝缘体(11)的内孔配装，构成上部间隙和下部槽隙为压缩空气的通道。
2.根据权利要求1所述的空气等离子内循环水冷却金属切割枪，其特征是金属护套(21)通过螺纹和横销(17)紧固在内绝缘体(11)的下端外径上。
3.根据权利要求1所述的空气等离子内循环水冷却金属切割枪，其特征是上下喷咀(13、15)顶端为球面R配合，球R尺寸为4－10mm。
4.根据权利要求1所述的空气等离子内循环水冷却金属切割枪，其特征是内绝缘体(11)下方的分水环(24)可以设计成与内绝缘体(11)不为一整体，分水环(24)上的水槽可以为2－6条或 6条以上形式。
专利摘要一种空气等离子内循环冷却金属切割枪，属于电弧切割机。它是由枪体、外绝缘套、内绝缘体、阴极杆、导水管、阴极电极、上下喷嘴、金属护套、压盖组成。其特征是上下喷嘴水冷却道设在内绝缘体中，它的下端开设有带内循环水槽的分水环；冷却喷嘴。电极的水循环接头和高压空气接头均安装布置在割枪的一端。不但冷却效果好，割枪使用寿命长，而且操作方便，防止了不良事故的发生。本割枪适用于切割低、中、高碳钢，其表面无淬火现象，可切割100mm以下的不锈钢、合金钢、碳钢，切割速度达40～50米/小时，实现优质高速切割的目的。
文档编号B23K9/00GK2115854SQ92212138
公开日1992年9月16日 申请日期1992年1月21日 优先权日1992年1月21日
发明者谭家会 申请人:谭家会