一種循環水冷等離子割炬的制作方法

本實用新型涉及一種等離子割炬，更具體地說，涉及一種循環水冷等離子割炬。

背景技術：

等離子切割具有加工效率高、質量好、成本低等優點，在熱切割中應用越來越廣泛，其主要依靠高溫高速的等離子弧及其焰流，將被切割工件熔化及蒸發，并吹離基體。等離子割炬是等離子切割系統中的關鍵部件，其主要由割炬體、絕緣套、電極和噴嘴等關鍵部件組成，電極與噴嘴通過絕緣套絕緣，在電極與噴嘴內腔間形成放電腔，當電極端部的鉿絲通電后，使氣體在放電腔內電離產生高溫等離子體，高溫等離子體從噴嘴的噴口噴出對金屬材料進行切割。

電極與噴嘴是等離子割炬的易損件，因此需要對電極和噴嘴進行有效的冷卻，以保證電極和噴嘴具有較長的使用壽命。目前大電流的等離子割炬采用氣體散熱已經難以滿足冷卻要求，一般需要采用冷卻水進行冷卻，如中國專利號ZL200920255904.3，授權公告日為2010年8月11日，實用新型名稱為：等離子弧割炬，該申請案涉及一種等離子弧割炬，其導電槍芯和槍頭套固定在割炬體上并通過絕緣套隔離，電極安裝在導電槍芯上，連接在導電槍芯上的導水管一端與割炬體的內水道相通、另一端設置在電極的腔體內；噴嘴安裝在槍頭套前部，保護套安裝在槍頭套上并位于噴嘴的外周，保護套分別與槍頭套和噴嘴密封形成冷卻水腔，槍頭套上的外進水道和外回水道與冷卻水腔和割炬體上的外進水道和外回水道相通，保護帽安裝在保護套上，保護帽與保護套以及保護帽與噴嘴端面具有獨立的冷卻氣腔和弧腔，保護帽前端面的出口大于噴嘴的噴孔，保護帽上的出氣孔與冷卻氣腔相通，冷卻氣腔通過槍頭套上的氣道與割炬體上的外氣道相通。該申請案通過冷卻水對電極和噴嘴進行冷卻，并通過部分氣體對保護帽進行冷卻，具有較好的冷卻效果，提高了電極和噴嘴的使用壽命；但是不難發現，該申請案需要設置至少兩路水管和兩路氣管，一路水路用于電極冷卻，一路水路用于噴嘴冷卻，一路氣路用于形成等離子弧，一路氣路用于保護帽冷卻，所需的管道數量多，使割炬內部結構更加復雜，增加了割炬的制作難度和成本。

技術實現要素：

1.實用新型要解決的技術問題

本實用新型的目的在于克服現有等離子割炬存在的上述問題，提供一種循環水冷等離子割炬，采用本實用新型的技術方案，在電極與電極導電座之間形成內腔，在噴嘴固定座上設有儲水腔，通過絕緣的循環水管連接內腔與儲水腔，從而實現一根進水管和一根回水管即可為電極和噴嘴進行快速冷卻，不僅減少了管道使用數量，而且內腔和儲水腔與冷卻水的接觸面積大，電極和噴嘴的冷卻效果好；同時，將進氣管輸入的氣體分為電離工作氣和冷卻保護氣兩路，進一步為割炬進行散熱，使割炬本體不發燙，電極和噴嘴等易損件更加耐用，可連續長時間工作，提高了割炬的使用壽命。

2.技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：

本實用新型的一種循環水冷等離子割炬，包括割炬體、電極導電座、內絕緣套、噴嘴固定座、電極和噴嘴，所述的電極導電座和噴嘴固定座安裝于割炬體內，且電極導電座通過內絕緣套套設于噴嘴固定座內，所述的電極安裝于電極導電座上，所述的噴嘴安裝于噴嘴固定座上，所述的電極和噴嘴之間形成連接離子氣的放電腔，所述的電極和電極導電座連接形成內腔，該內腔與進水管相連通，所述的噴嘴固定座上設有連通回水管的儲水腔，所述的儲水腔與上述的內腔之間設有循環水管，所述的循環水管為絕緣管。

更進一步地，所述的噴嘴固定座上設有連通進氣管的第一氣流通道，所述的第一氣流通道的一路氣體通過設于噴嘴固定座上的第一氣孔連通至噴嘴的外周，第一氣流通道的另一路氣體連通至電極和噴嘴之間形成的放電腔。

更進一步地，所述的噴嘴固定座的外側還設有外絕緣套，所述的外絕緣套的外側還設有內壓帽，所述的外絕緣套與噴嘴固定座之間設有連通第一氣孔的第一空腔，所述的外絕緣套與內壓帽之間設有連通噴嘴外周的第二氣流通道，所述的外絕緣套上還設有連通第一空腔和第二氣流通道的第二氣孔。

更進一步地，所述的內壓帽的外側還設有外壓帽，所述的內壓帽與外壓帽之間還設有位于噴嘴外側的屏蔽帽，所述的屏蔽帽上還設有出氣孔。

更進一步地，所述的電極的側壁上還設有渦流環，所述的渦流環與電極之間設有第二空腔、以及與第二空腔相通的螺旋氣流通道，所述的渦流環上還設有連通第二空腔和第一氣流通道的第三氣孔。

更進一步地，所述的電極導電座的內腔中還設有中心水管，該中心水管的一端伸入電極的內腔，另一端與進水管相連通。

更進一步地，所述的電極導電座上還設有連通上述電極和電極導電座形成的內腔的第一水路通道，所述的儲水腔設于噴嘴固定座的靠近噴嘴的一側，且噴嘴固定座上還設有分別連通儲水腔的第二水路通道和第三水路通道，所述的循環水管設于第一水路通道與第二水路通道之間，所述的第三水路通道連接回水管。

更進一步地，所述的電極與電極導電座之間采用螺紋連接，所述的噴嘴與噴嘴固定座之間采用螺紋連接。

更進一步地，所述的內絕緣套的材質為陶瓷。

更進一步地，所述的噴嘴固定座上還連接有引弧線。

3.有益效果

采用本實用新型提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下有益效果：

(1)本實用新型的一種循環水冷等離子割炬，其在電極與電極導電座之間形成內腔，在噴嘴固定座上設有儲水腔，通過絕緣的循環水管連接內腔與儲水腔，從而實現一根進水管和一根回水管即可為電極和噴嘴進行快速冷卻，不僅減少了管道使用數量，而且內腔和儲水腔與冷卻水的接觸面積大，電極和噴嘴的冷卻效果好；

(2)本實用新型的一種循環水冷等離子割炬，將進氣管輸入的氣體分為電離工作氣和冷卻保護氣兩路，進一步為割炬進行散熱，使割炬本體不發燙，電極和噴嘴等易損件更加耐用，可連續長時間工作，提高了割炬的使用壽命；

(3)本實用新型的一種循環水冷等離子割炬，其噴嘴外周的保護氣由外絕緣套及內壓帽之間形成的通道輸入，氣體靠近割炬外側流通，氣體分布均勻，使割炬散熱更加均勻全面，有效降低了割炬本體溫度；

(4)本實用新型的一種循環水冷等離子割炬，其電極的側壁上還設有渦流環，渦流環與電極之間設有螺旋氣流通道，通過渦流環形成旋轉氣流，使氣流加壓加速形成高速集中的等離子弧，提高了切割質量；同時，螺旋氣流通道增加了氣體與電極的接觸面積，使電極散熱更加快速；

(5)本實用新型的一種循環水冷等離子割炬，其電極導電座的內腔中還設有中心水管，該中心水管的一端伸入電極的內腔，另一端與進水管相連通，延長了冷卻水在電極中的流動距離，使電極與冷卻水可以得到充分地接觸換熱，進一步提高冷卻效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種循環水冷等離子割炬的剖視結構示意圖一；

圖2為本實用新型的一種循環水冷等離子割炬的剖視結構示意圖二。

示意圖中的標號說明：

1、割炬體；1-1、外殼；1-2、絕緣填充物；2、電極導電座；2-1、第一水路通道；3、中心水管；4、內絕緣套；5、噴嘴固定座；5-1、第二水路通道；5-2、儲水腔；5-3、第三水路通道；5-4、第一氣流通道；5-5、第一氣孔；6、外絕緣套；6-1、第一空腔；6-2、第二氣孔；6-3、第二氣流通道；7、電極；8、噴嘴；9、渦流環；9-1、第三氣孔；9-2、第二空腔；9-3、螺旋氣流通道；10、內壓帽；11、外壓帽；12、屏蔽帽；12-1、出氣孔；13、進水管；14、循環水管；15、回水管；16、進氣管；17、引弧線。

具體實施方式

為進一步了解本實用新型的內容，結合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。

實施例

結合圖1和圖2所示，本實施例的一種循環水冷等離子割炬，包括割炬體1、電極導電座2、內絕緣套4、噴嘴固定座5、電極7和噴嘴8，割炬體1包括不銹鋼材質的外殼1-1和填充在外殼1-1內的絕緣填充物1-2，電極導電座2和噴嘴固定座5安裝于割炬體1內，且電極導電座2通過內絕緣套4套設于噴嘴固定座5內，電極導電座2和噴嘴固定座5之間要求具有較高的同心度，以保證電極7和噴嘴8的同心度，電極7安裝于電極導電座2上，噴嘴8安裝于噴嘴固定座5上，電極7與噴嘴8之間形成連接離子氣的放電腔，為了方便電極7與噴嘴8的更換，優選地，電極7與電極導電座2之間采用螺紋連接，噴嘴8與噴嘴固定座5之間采用螺紋連接。

在本實施例中，電極7和電極導電座2連接形成內腔，該內腔與進水管13相連通，噴嘴固定座5上設有連通回水管15的儲水腔5-2，儲水腔5-2與上述的內腔之間設有循環水管14，循環水管14為絕緣管，以保證電極7與噴嘴8之間的絕緣性，循環水管14可以為部分絕緣或全部絕緣。如圖2所示，具體在本實施例中，電極導電座2上設有連通上述電極7和電極導電座2形成的內腔的第一水路通道2-1，儲水腔5-2設于噴嘴固定座5的靠近噴嘴8的一側，且噴嘴固定座5上還設有分別連通儲水腔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分別分布在儲水腔5-2的兩側，循環水管14設于第一水路通道2-1與第二水路通道5-1之間，第三水路通道5-3連接回水管15。這樣，通過絕緣的循環水管14連接內腔與儲水腔5-2，從而實現一根進水管13和一根回水管15即可為電極7和噴嘴8進行快速冷卻，不僅減少了管道使用數量，而且內腔和儲水腔5-2與冷卻水的接觸面積大，電極7和噴嘴8的冷卻效果好。另外，為了進一步提高割炬的冷卻效果，在電極導電座2的內腔中還設有中心水管3，該中心水管3的一端伸入電極7的內腔，另一端與進水管13相連通，采用中心水管3后，延長了冷卻水在電極7中的流動距離，使電極7與冷卻水可以得到充分地接觸換熱，進一步提高冷卻效果。

接續圖1所示，本實施例的一種循環水冷等離子割炬，其噴嘴固定座5上設有連通進氣管16的第一氣流通道5-4，第一氣流通道5-4的一路氣體通過設于噴嘴固定座5上的第一氣孔5-5連通至噴嘴8的外周，第一氣流通道5-4的另一路氣體連通至電極7和噴嘴8之間形成的放電腔。具體地，噴嘴固定座5的外側還設有外絕緣套6，外絕緣套6的外側還設有內壓帽10，外絕緣套6與噴嘴固定座5之間設有連通第一氣孔5-5的第一空腔6-1，外絕緣套6與內壓帽10之間設有連通噴嘴8外周的第二氣流通道6-3，外絕緣套6上還設有連通第一空腔6-1和第二氣流通道6-3的第二氣孔6-2，噴嘴8外周的保護氣由外絕緣套6及內壓帽10之間形成的通道輸入，氣體靠近割炬外側流通，氣體分布均勻，使割炬散熱更加均勻全面，有效降低了割炬本體溫度。內壓帽10的外側還設有外壓帽11，內壓帽10與外壓帽11之間還設有位于噴嘴8外側的屏蔽帽12，屏蔽帽12上還設有出氣孔12-1。電極7的側壁上還設有渦流環9，渦流環9與電極7之間設有第二空腔9-2、以及與第二空腔9-2相通的螺旋氣流通道9-3，渦流環9上還設有連通第二空腔9-2和第一氣流通道5-4的第三氣孔9-1，通過渦流環9形成旋轉氣流，使氣流加壓加速形成高速集中的等離子弧，提高了切割質量；同時，螺旋氣流通道9-3增加了氣體與電極7的接觸面積，使電極7散熱更加快速。本實施例的一種循環水冷等離子割炬，通過將進氣管16輸入的氣體分為電離工作氣和冷卻保護氣兩路，進一步為割炬進行散熱，使割炬本體不發燙，電極7和噴嘴8等易損件更加耐用，可連續長時間工作，提高了割炬的使用壽命。

此外，在本實施例中，上述的第一空腔6-1和第二空腔9-2為環形結構最佳，第一氣孔5-5、第二氣孔6-2和第三氣孔9-1均勻設置多個最佳，以使氣體可以均勻分布，提高割炬散熱均勻性和氣流穩定性。內絕緣套4的材質為陶瓷，可以滿足大電流割炬的絕緣要求；噴嘴固定座5上還連接有引弧線17，便于在割炬開啟初始階段產生引導弧。

本實施例的一種循環水冷等離子割炬，使用時，電極7接電源負極，噴嘴8或被切割工件接電源正極，工作氣體從進氣管16輸入割炬內(如圖1所示)，在割炬內分為兩路氣體，一路氣體依次經過第一氣流通道5-4、渦流環9上的第三氣孔9-1、第二空腔9-2和螺旋氣流通道9-3進入電極7與噴嘴8間的放電腔中，電離形成等離子弧并由噴嘴8的噴口噴出；另一路氣體依次經過第一氣流通道5-4、第一氣孔5-5、第一空腔6-1、第二氣孔6-2和第二氣流通道6-3進入噴嘴8外周形成冷卻保護氣，并由屏蔽帽12的出氣孔12-1吹出，對噴嘴8及屏蔽帽12進行冷卻，并將割炬內的熱量帶出。如圖2所示，冷卻水從進水管13進入割炬內，在割炬內經過中心水管3到達電極7內腔底部后折返到電極導電座2內腔中，并依次經過第一水路通道2-1、循環水管14、第二水路通道5-1、儲水腔5-2和第三水路通道5-3后由回水管15排出，將電極7和噴嘴8的熱量迅速帶走。

本實用新型的一種循環水冷等離子割炬，在電極與電極導電座之間形成內腔，在噴嘴固定座上設有儲水腔，通過絕緣的循環水管連接內腔與儲水腔，從而實現一根進水管和一根回水管即可為電極和噴嘴進行快速冷卻，不僅減少了管道使用數量，而且內腔和儲水腔與冷卻水的接觸面積大，電極和噴嘴的冷卻效果好；同時，將進氣管輸入的氣體分為電離工作氣和冷卻保護氣兩路，進一步為割炬進行散熱，使割炬本體不發燙，電極和噴嘴等易損件更加耐用，可連續長時間工作，提高了割炬的使用壽命。

以上示意性地對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創造宗旨的情況下，不經創造性地設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。