专利名称：焰炬的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焰炬，例如等离子焰炬和气焊焊炬，所述焰炬通过将被供给的气体从连接到引导端的燃烧器或者喷嘴喷射到被加工的材料而执行所需的加工。
背景技术：
在等离子焰炬中，所述气体被供给到通过电极和喷嘴所形成的空间，其中等离子通过在电极和喷嘴之间的放电所形成的等离子流从喷嘴朝向将被加工的材料喷射，这让例如切割和焊接的加工能够被执行。在气焊焊炬中，燃料气体和预热氧气被供给到连接到引导端的燃烧器，通过燃烧的火焰加热和焊接将被加工的材料，或者通过将切割氧喷射到材料的被加热区域来切割将被加工的材料。
当安装到手动操作小型行走推车或者自动控制大型行走推车上时，使用这样的焰炬。在焰炬被安装到手动操作行走推车的情况下，将气体供给到焰炬和将气体从焰炬遮断被手工操作。在焰炬被安装到自动控制行走推车的情况下，气体的供给和气体的遮断通过安装在框架中的电磁阀的控制来执行。
特别地，在作为气体切割焰炬或者等离子切割焰炬的焰炬被安装到数控(NC)切割设备的情况下，所述设备具有沿着轨道行进的框架，通常，切割焰炬被安装到安置在框架中的车架(carriage)上，同时沿着横向的方向可移动，控制将气体供给到切割焰炬的电磁阀被固定到框架或者车架，切割焰炬和电磁阀与软管连接。
在传统的切割设备中，具有软管的内径、焰炬的气体通道的内径和其中增加内径的长度的空间形成在电磁阀的下游侧上，这样在打开电磁阀之后，这需要让气体通过所述空间较长的时间来到达设置在焰炬的引导端的燃烧器或者喷嘴。因此，考虑到软管的长度，设置了电磁阀被打开和关闭的时间。
这样，在焰炬和电磁阀之间具有较长的距离的情况下，必须提供在当气体必须实际从焰炬喷射的时间点和当电磁阀必须被打开的时间点之间的时间差，这导致这样的问题电磁阀的控制时间的设置变得复杂。
在焰炬是等离子切割焰炬的情况下，每次当等离子弧被形成时，消耗了连接到等离子切割焰炬的电极。特别地，在停止通过电极通电从而熄灭等离子弧中而将氧化气体持续供给到电极的周围的情况下，增加了消耗的程度。此外，当从电磁阀到电极的气体通道的体积较大时，需要较长的时间让气体通道中的压力减小到大气压力，这导致的问题是氧化气体继续供给到电极的周围。
为了解决上述问题，优选地，直接将电磁阀连接到焰炬。但是，在传统的电磁阀中，由于气体流动方向与其中安装了控制气体流动和遮蔽(或者切断；shutoff)的功能的方向正交，有个问题是电磁阀不能被直接连接到焰炬。
有鉴于前述，本发明的目的是提供一种焰炬，其中电磁阀机构被连接到气体供给系统。
发明内容
为了实现上述描述的问题，根据本发明，提供了一种焰炬，所述焰炬通过将从引导端供给的气体喷射到被加工的材料来执行所需的加工，所述焰炬包括电磁阀机构，所述电磁阀机构包括基部，所述基部具有垂直的贯通气体通孔，连接部分，所述连接部分连接到焰炬喷嘴侧上的气体通道，所述连接部分被形成在气体通孔的一侧上，和喷嘴，所述喷嘴被形成在基部中的另外一侧上；芯部，所述芯部连接到所述基部的喷嘴侧，所述芯部具有沿着与形成在基部中的气体通孔的轴线重合的轴线而贯通的气体通道，连接部分，所述连接部分连接形成在所述芯部中的气体供给通道，气体供给通道将气体供给到与气体通道的喷嘴相对的一侧；活塞(plunger)，所述活塞可滑动地安装于形成在芯部中的气体通道内；偏压部件(biasingmember)，所述偏压部件偏压活塞以遮蔽形成在所述基部中的喷嘴；和线圈，所述线圈配合在所述芯部中，所述芯部驱动活塞以将活塞从形成在基部中的喷嘴分开。
在根据本发明的一方面的焰炬中，基部连接到设置在焰炬本体中的气体连接部，活塞可滑动地安置在基部中，配合在线圈中的芯部连接到基部的外围。因此，贯通所述基部和芯部的气体通道可以被形成以配置所述焰炬，在所述焰炬中，从气体通道朝向正交方向突出的凸起被消除，从而形成电磁阀机构。
因此，在本发明的焰炬中，当气体从与电磁阀机构的打开和关闭相关联、从燃烧器或者喷嘴喷射或者遮蔽时，通过在焰炬本体中提供电磁阀机构，缩短了响应时间。因此，用于将被加工的材料的气体喷射时间和电磁阀机构的控制时间很容易设置。
特别地，在焰炬是等离子切割焰炬的情况下，流经电极周围的氧化气体的量以及氧化气体流动的周期可以在气体遮蔽操作之后减小，这样所述时间很容易在氧化气体流和停止通过电极通电之间调节。因此，可以减小电极的消耗。
此外，由于电磁阀机构和燃烧器或者喷嘴之间的气体通道的体积减小，当气体流在加工之后被遮蔽时，被浪费地排放到大气中的气体量可以被减小，从而减小成本。
图1是显示了根据本发明的实施例的焰炬的配置的视图；图2是剖视图，显示了连接到焰炬的气体连接部分的电磁阀机构的配置；图3是显示了基部的配置的视图；和图4是显示了所述芯部的配置的视图。
具体实施例方式
下面将描述本发明的优选实施例。在根据本发明的一个实施例的焰炬中，包括基部、芯部、活塞和线圈的电磁阀机构直接连接到设置在焰炬本体中的气体连接部分，且气体通道的体积在电磁阀机构的下游侧上减小。因此，对于电磁阀机构的控制而言可以缩短气体喷射和遮蔽响应时间。
在本发明中，只要焰炬通过接收气体供给而被用于执行所需的工作，可以使用任何焰炬，且可以使用任何供给气体。焰炬的实例包括气体焊接焊炬、气体切割焰炬、等离子焊接焊炬和等离子切割焰炬。在气体焊接焊炬中，通过将燃料气体或者自激燃烧气体供给到连接至焰炬本体的引导端的焊接燃烧器而形成火焰，将被加工的材料通过所述火焰被熔化和焊接。在气体切割焰炬中，燃料气体或者自激燃烧气体以及切割氧气被供给到连接至所述焰炬的引导端的焊接燃烧器，通过所述火焰将被加工的材料被预热，在所述火焰中，燃烧燃料气体和自激燃烧气体，然后，通过喷射切割氧执行切割。在等离子切割焰炬中，将氮气供给到连接至焰炬本体的电极的周围，等离子弧通过在电极和喷嘴之间以及在电极和将被加工的材料之间通电来形成，被加工的材料通过等离子弧来熔化和焊接。在等离子切割焰炬中，氧被供给到电极的周围或者等离子焊接焰炬，所述等离子焊接焰炬用等离子弧熔化和焊接将被加工的材料，形成氧等离子体并从喷嘴朝向将被加工的材料喷射所述氧等离子体，从而切割将被加工的材料。
本发明可以应用到任何焰炬。成为对象(target)的气体的实例包括气体焊接焊炬和气体切割焰炬中的燃料气体、自激燃烧气体和切割氧，等离子焊接焊炬和等离子切割焰炬中的例如氮气、氧气和空气的等离子气体和构成供给到等离子弧周围的二次气流或者三次气流的诸如氧气和空气的屏蔽气体。本发明的焰炬可以被配置在气体焊接焊炬和气体切割焊炬中的燃料气体、自激燃烧气体和气体切割焰炬中的所有的连接部分或者被选择的连接部分中。本发明的焰炬也可以被配置在等离子焊接焊炬和等离子切割焰炬中的等离子气体的所有的连接部分或者被选择的连接部分中。本发明的焰炬也可以被配置在屏蔽气体的所有的连接部分或者被选择的连接部分中。
在连接至焰炬的气体连接部分的电磁阀机构中，大体上线性气体通道通过形成气体通道同时贯通基部和连接到基部的芯部而配置，喷嘴和阻挡和打开喷嘴的活塞被安置在大体上线性气体通道中，将活塞从喷嘴分开的线圈连接到芯部的外围。因此，从气体通道朝向正交方向突出的凸起被消除，从而执行气体的遮蔽和流动。
因此，在本发明的焰炬中，气体的流动和遮蔽可以通过具有这样的范围的形状来控制在所述范围中，软管或者一部分管路被稍微扩大，且整个管路系统的体积没有增加。因此，通过简单的结构而没有增加焰炬中的气体供给侧来缩短气体喷射的响应时间。
实施例所述实施例的电磁阀机构的配置将在下面参照附图来进行描述。图1是焰炬的配置的视图，图2是剖视图，显示了连接到焰炬的气体连接部分的电磁阀机构的配置，图3是显示了基部的配置的视图，以及图4是显示了所述芯部的配置的视图。
如图1中所示的焰炬A作为等离子切割焰炬形成。在等离子切割焰炬中，喷射等离子弧的焰炬喷嘴2可拆卸地连接到焰炬本体1的引导端，电极(未示出)可拆卸地连接到焰炬喷嘴2的内部。气体通道3和冷却水连接部分4a、4b设置在焰炬本体的上端上。气体通道3将等离子气体供给到电极的周围。冷却水连接部分4a、4b供给和排放冷却水，所述冷却水冷却电极和焰炬喷嘴2。此外，焰炬体1的上端侧被配置连接到通过电极通电的电缆(未示出)和通过焰炬本体2通电的电缆(未示出)。
电磁阀机构B被形成在设置在构成焰炬A的焰炬本体1的上端部分中。电磁阀机构B通过设置在焰炬本体1的上端侧上的焰炬盖5保护。作为气体供给通道的软管6连接到电磁阀机构B，等离子气体通过将软管6连接到等离子气体的供给源(未示出)而可以被供给到连接到焰炬A的电极的周围。
然后，电磁阀机构B的配置将参照图2-4来进行描述。电磁阀机构B包括基部11、连接到基部11的芯部12、安置在芯部12中的活塞13，偏压活塞13的偏压部件14，和吸引活塞13的线圈15。通道16被形成，以贯通所述基部11和芯部12。
通孔11b被形成以与基部11的中心轴线11a重合，通孔11b贯通基部11以构成通道16的一部分。喷嘴17和环形凸起18被形成在基部11的一侧(图2中的上侧上的表面)上的表面中。喷嘴17与中心轴线11a以及通孔11b重合。环形凸起18与喷嘴17共轴，环形凸起18被安置得比喷嘴17高。螺纹部分18a被形成在凸起18的外周表面内。环形槽被形成在凸起18得端部表面中，O形环19被配合在环形槽中。
螺纹部分11c被形成在与形成在基部11中的通孔11b的喷嘴17相对的侧面上的表面中，螺纹部分11c变成了被连接至设置在焰炬本体1中的气体通道3的连接部分。具有螺帽20a的接头20连接到螺纹部分11c。基部11通过将接头20的螺帽20a连接到气体通道3而连接到焰炬本体1的气体通道3。
活塞13被安置在芯部12中，螺帽部件21将活塞13固定到形成在基部11中的凸起18。活塞13和凸起18的内空间构成通道16的一部分。活塞13的外周被配合在线圈15中。安置在线圈15中的活塞13通过经过线圈15的通电而被滑动，以吸引活塞13，这将活塞13从喷嘴17分开。
因此，芯部12包括芯部本体12a和套筒12b，凸缘12c在套筒12b中被形成在一体连接到芯部本体12a的端部中。贯通芯部本体12a的通孔12e被形成在芯部12中，通孔12e与芯部12的中心轴线12d重合。因此，套筒12b的内空间和芯部本体12a的通孔12e被连续地形成同时与芯部12的中心轴线12d重合，且所述空间构成所述通道16的一部分。
设置在套筒12b的端部中的凸缘12c具有外径，所述外径大于O形环19的直径，所述O形环连接到形成在基部11中的凸起18的端部表面，同时小于凸起18的外径。
螺纹部分12f被形成在与形成在芯部本体12a中的通孔12e的套筒12b相对的侧面上的表面中，螺纹部分12f变成了连接到软管6的连接部分，所述软管6连接到等离子气体供给源(未示出)。端子22连接到螺纹部分12f，等离子气体供给源和焰炬A通过将软管6连接到端子22而被连接。
螺帽部件21具有将芯部12固定到基部11的功能。因此，芯部12被配合到其中的孔21a被形成在螺帽部件21的中心中，结合形成在基部11中的凸起18的螺纹18a的螺纹21b被形成在内周表面中。
活塞13被安置在芯部12的套筒12b中，同时沿着中心轴线12d可滑动，活塞13被偏压以通过弹簧14阻挡活塞17，所述弹簧14是偏压部件。活塞13也从喷嘴17分开以形成与通过将贯通基部11的通孔11b、形成在套筒12b中的空间和形成在芯部本体12a中的通孔12e连通、而与通过线圈15通电相关联来形成通道16。
因此，活塞13的长度稍微比喷嘴17和构成芯部12的芯部本体12a的套筒12b的侧面上的端部表面之间的距离短，所述活塞13的外径大体上等于套筒12b的内径。座23设置在活塞13邻接在喷嘴17上的区域内，接合弹簧14的凸缘13a被形成在其中设置了座23的侧面上的端部中，构成一部分通道16的切口13b沿着外周的长度方向被形成在整个长度之上。
其中芯部12被配合在其中的孔被形成在线圈15的中心内，盖24被连接到线圈12同时芯部12被配合，线圈15使用卡簧(snap spring)25被固定到芯部12。线圈15被配置以能够在通过线圈15从控制单元(未示出)执行通电时吸引活塞13。
在所述实施例中，基部11和盖24的外径被设置为大约20mm。基部11和盖24的外径不是特别地大于软管6的外径(大约18mm)，但是基部11和盖24可以被储存和保护在焰炬盖5的内空间中。
在沿着基部11和芯部12的长度方向贯通时，形成通道16，芯部12和活塞13沿着通道16在所述方向上形成，这样当基于通道16观察时，朝向与通道16相交的方向突出的凸起不存在。因此，控制气体遮蔽和流动的功能可以通过稍微扩大一部分管路系统而实现。
在具有上述配置的电磁阀机构B中，通常，所述活塞13通过弹簧14偏压，并挤在喷嘴17上以关闭基部11的通孔11b。因此，构成通道16的通孔11b、芯部12的内空间和通孔12e没有连通而是遮蔽以阻挡等离子气流。当通过线圈15执行通电，活塞13被吸引并从喷嘴17分开，基部11的通孔11b、芯部12的内空间和通孔12e被连通来形成通道16。这使得等离子气体流动。
因此，在通过将接头20连接到焰炬本体11的气体通道3而将电磁阀机构B连接到其的焰炬A中，端子22连接到芯部12的螺纹部分12f，软管6连接到端子22，软管6连接到等离子气体供给源(未示出)以开始等离子气体供给。因此，当没有通过线圈15执行通电时，尽管从芯部本体12b的侧面供给的等离子气体通过芯部12的内部到达基部11的凸起18的内空间，等离子气体没有供给到焰炬A，并保持遮蔽状态。
当通过线圈15执行通电时，活塞13从喷嘴17分离开以形成从芯部12到基部11的连续通道16，从芯部12的侧面供给的等离子气体从基部11通过气体通道3供给到焰炬A。
如上所述，电磁阀机构B的气体通道16、作为气体供给通道的软管6和气体通道3被成直线安置，这样气体可以平稳地被供给到焰炬喷嘴，并具有良好的响应。
在具有上述配置的焰炬A中，通过稍微扩大一部分管路系统而消除特定的凸起部分，这允许控制气体的供给和遮蔽。因此，管路系统的体积可以有利地减小以实现小型化。
特别地，在焰炬A是等离子焰炬的情况下，具有本发明的配置的等离子气体供给管路使得气体通道的体积能够在电磁阀机构B和电极之间极大地减小，通过线圈15通电和至电极的周围的等离子气流的增加或者减小时间之间的时间差可以有利地缩短以容易地执行所述加工控制。
权利要求
1.一种焰炬，所述焰炬通过将从引导端供给的气体喷射到被加工的材料来执行所需的加工，所述焰炬包括电磁阀机构，所述电磁阀机构包括基部，所述基部具有垂直的贯通气体通孔，连接部分，所述连接部分连接到焰炬喷嘴侧上的气体通道，所述连接部分被形成在气体通孔的一侧上，和喷嘴，所述喷嘴被形成在基部中的另外一侧上；芯部，所述芯部连接到所述基部的喷嘴侧，所述芯部具有沿着与形成在基部中的气体通孔的轴线重合的轴线贯通的气体通道，连接部分，所述连接部分连接形成在所述芯部中的气体供给通道，气体供给通道将气体供给到与气体通道的喷嘴相对的一侧；活塞，所述活塞可滑动地安装在形成在芯部中的气体通道内；偏压部件，所述偏压部件偏压活塞以遮蔽形成在所述基部中的喷嘴；和线圈，所述线圈配合在所述芯部中，所述线圈驱动活塞以将活塞从形成在基部中的喷嘴分开。
2.根据权利要求1所述的焰炬，其中，电磁阀机构的气体通道与安置在气体通道的上游侧上的气体供给通道和安装在气体通道的下游侧上的气体通道一起都成直线安置。
全文摘要
本发明涉及用于处理金属的焰炬，所述焰炬包括电磁阀机构，所述电磁阀机构包括基部，所述基部具有垂直的贯通气体通孔；芯部，所述芯部连接到所述基部的喷嘴侧，所述芯部具有沿着与形成在基部中的气体通孔的轴线重合的轴线贯通的气体通道，连接部分，所述连接部分连接形成在所述芯部中的气体供给通道，气体供给通道将气体供给到与气体通道的喷嘴相对的一侧；活塞，所述活塞可滑动地安装在形成在芯部中的气体通道内；偏压部件，所述偏压部件偏压活塞以遮蔽形成在所述基部中的喷嘴；和线圈，所述线圈配合在所述芯部中，所述线圈驱动活塞以将活塞从形成在基部中的喷嘴分开。
文档编号F23D14/38GK1952483SQ200610132020
公开日2007年4月25日 申请日期2006年10月19日 优先权日2005年10月19日
发明者小池哲夫, 古城昭, 水野成司 申请人:小池酸素工业株式会社