BRPI0604734B1

BRPI0604734B1 - Maçarico de arco de plasma

Info

Publication number: BRPI0604734B1
Application number: BRPI0604734-3A
Authority: BR
Inventors: David C. Griffin
Original assignee: The Esab Group, Inc.
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2018-02-14
Also published as: JP2007149674A; BRPI0604734A; KR100818209B1; EP1686843A3; EP1686843B1; US20060163219A1; EP1686843A2; US7435925B2; KR20070054118A; CA2533968C; CA2533968A1; JP4541344B2

Abstract

maçarico de arco de plasma. a presente invenção refere-se a um maçarico de plasma que tem um membro móvel que carrega um eletrodo e móvel ao longo de um furo do membro tubular que tem um bocal em uma extremidade.um membro de pistão acoplado ao membro móvel move o eletrodo entre posiçõesinoperante e operável dentro do furo, o membro móvel sendo tensionado para fora da uma extremidade do furo. um primeiro membro de vedação acoplado ao membro de pistão permite um fluxo de fuido para dentro do furo para atuar sobre o membro de pistão para mover o eletrodo para a posição operável quando o bocal / eletrodo está acoplado ao membro tubular. um segundo membro de vedação, acoplado ao furo, acopla o membro de pistão quando o bocal / eletrodo é removido. o fluxo de fluido entra no furo entre os membros de vedãção, o segundo membro de vedação assim impedindo a operação do maçarico quando o bocal / eletrodo é removido impedindo o fluxo de fluido de atuar sobre o membro de pistão.

Description

(54) Título: MAÇARICO DE ARCO DE PLASMA (51) Int.CI.: B23K 9/10 (30) Prioridade Unionista: 22/11/2005 US 11/285,504 (73) Titular(es): THE ESAB GROUP, INC.

(72) Inventor(es): DAVID C. GRIFFIN

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MAÇARICO DE ARCO DE PLASMA.

REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELATIVOS

Este pedido é uma continuação em parte do Pedido de Patente

U.S. Número de série 11/043.687, depositado em 26 de Janeiro de 2005, o qual está por meio disto aqui incorporado na sua totalidade por referência. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um maçarico de arco de plasma 10 e, mais especificamente, a um maçarico de arco de plasma com provisões de segurança aperfeiçoadas.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELATIVA

Os maçaricos de plasma do tipo de contra-sopro estão geral- \ * * mente configurados de modo que um eletrodo e um bocal possam ser colo, >

j, 15 cados em contato um com o outro para inflamar um arco, após o que, o eletrodo é separado do bocal de modo a estender o arco entre os mesmos. Um fluido, tal como o ar, está concorrentemente provido sob pressão através do bocal, em que o fluxo de ar interage com o arco estendido de modo a formar um plasma. O plasma que flui através do bocal é então direcionado para uma peça a trabalhar para executar uma função de corte.

Em alguns casos, o fluido para formar o plasma pode também ser utilizado para separar o eletrodo do bocal, de modo a fazer com que o eletrodo mova entre uma posição inoperante do maçarico (em contato com o bocal) para uma posição inoperante do maçarico (separado do bocal para permitir que o arco seja estendido entre os mesmos). Isto é, a formação do plasma geralmente requer uma quantidade limitada de um fluido tal como, por exemplo, o ar. O restante do fluido pode assim ser utilizado para outros propósitos, tais como separar o eletrodo do bocal e permitir que o arco seja estendido. A utilização do ar em excesso para prover uma tal operação de contra-sopro do eletrodo pode prover, por exemplo, um tamanho relativamente compacto, em relação tanto aos componentes quanto do conjunto total, e uma vida útil mais longa dos componentes do maçarico devido, por • ··

·· ·· · • · · · · · • ··» * · · • · · ·♦ ···»· • · · · · · · «· ·· ·· · exemplo, a sistemas de maçarico menos complexos e menos componentes.

No entanto, outra consideração com estes maçaricos é a segurança, já que o maçarico deve incorporar uma alimentação de energia para prover o arco. Isto é, em alguns casos, um maçarico de plasma do tipo de contra-sopro pode incorporar consumíveis, associados com o eletrodo, que devem ser periodicamente substituídos ou de outro modo mantidos, em que fazer a manutenção dos consumíveis pode requerer a desmontagem (e a subsequente montagem) do maçarico, possivelmente com uma exposição perigosa à alimentação de energia. Tais consumíveis, no entanto, podem ser implementados no maçarico em diferentes modos de modo a tentar reduzir o risco de exposição acidental à alimentação de energia do maçarico. Por exemplo, um maçarico pode incorporar um conjunto de contatos elétricos no cabeçote de maçarico, em que a instalação de um componente consumível final forma uma ponte ou de outro modo completa um circuito e permite que uma corrente de sinal flua para o eletrodo. Este tipo de configuração, no entanto, baseia-se somente nos contatos elétricos no ambiente relativamente severo do cabeçote de um maçarico de plasma, o que pode ter um efeito prejudicial sobre a confiabilidade de uma tal disposição em relação à operação do maçarico. Ainda, o circuito elétrico pode ainda ficar vivo no maçarico durante os procedimentos de desmontagem e remontagem, ou se o maçarico for incompletamente ou impropriamente remontado, e assim esta configuração pode não efetivamente eliminar o risco de exposição à alimentação de energia.

Em outro exemplo, um sensor / comutador elétrico pode ser incorporado no maçarico do tipo de contra-sopro para detectar a posição do componente móvel dentro do corpo de maçarico. Uma montagem apropriada dos consumíveis, por sua vez, move o componente móvel para dentro do corpo de maçarico, por meio disto ativando o sensor / comutador e permitindo que a corrente flua para o eletrodo. No entanto, este tipo de configuração tipicamente requer uma fiação e/ou componentes adicionais no cabeçote de maçarico, o que pode aumentar indesejavelmente o tamanho / peso do maçarico. Além disso, estes componentes extras ficam também expostos ao

•· aaaa aaa· · a · · a aaa a a aa aa aaaa a a a a • ** ··· ·· ·· · • · · · · · • ··· ··· • · · a· a···· a a a a a · · aa aa aa · severo ambiente do maçarico de plasma, e assim pode ser prejudicial à confiabilidade do maçarico. Esta configuração pode também permitir que o circuito elétrico fique vivo dentro do maçarico durante os procedimentos de desmontagem e remontagem, ou se o maçarico for incompletamente ou impropriamente remontado, e assim não pode efetivamente eliminar o risco de exposição à alimentação de energia.

Assim, existe uma necessidade de um maçarico de arco de plasma, especificamente um maçarico de arco de plasma do tipo de contrasopro, que tenha provisões de segurança aperfeiçoadas, por exemplo, pela provisão de componentes configurados para serem formados em um conjunto de maçarico em um modo preciso, simples, e consistente. Um tal maçarico deve também requerer uma montagem completa e/ou apropriada, quando da implementação inicial ou após uma manutenção requerida, antes que um serviço elétrico e/ou serviço de ar sejam providos a este de modo a adicionalmente facilitar a segurança, em que tais provisões de segurança não devem afetar adversamente a confiabilidade ou compacticidade do maçarico. BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

As acima e outras necessidades são atendidas pela presente invenção a qual, em uma modalidade, provê um maçarico de arco de plasma, que compreende um membro tubular que tem extremidades opostas e que define um furo que estende-se axialmente entre as extremidades. Um bocal é capaz de ser operativamente acoplado com uma extremidade do membro tubular. Um membro móvel tem um eletrodo operativamente acoplado com o mesmo e está configurado para acoplar axialmente e móvel o furo do membro tubular. O membro móvel está ainda tensionado na direção da uma extremidade do membro tubular de modo que o eletrodo contacte o bocal quando o bocal está operativamente acoplado com a uma extremidade do membro tubular, e de modo que o eletrodo fique direcionado para a uma extremidade do membro tubular e axialmente para fora do furo quando o bocal não está operativamente acoplado com a uma extremidade do membro tubular. Um membro de pistão está operativamente acoplado a membro móvel, e está configurado de modo que, quando o bocal está operativamen···· ···* • 4 · « ♦· »· ·· · ·· • «· · · · • 4« ·· · · · ···*·«· · · • · · «♦··· » · te acoplado com a uma extremidade do membro tubular, o membro de pistão é capaz de mover seletivamente o eletrodo, através do membro móvel, entre a posição inoperante do maçarico onde o eletrodo fica em contato com o bocal e uma posição operável do maçarico onde o eletrodo fica separado do bocal dentro do furo, Uma entrada de fluxo de fluido está operativamente acoplada ao membro tubular entre as suas extremidades e está configurada para canalizar um fluxo de fluido para dentro do furo.

Um primeiro membro de vedação está operativamente acoplado ao membro de pistão e está configurado para vedar móvel o membro de pistão em relação ao furo, de modo a permitir que o fluxo de fluido atue sobre o membro de pistão para mover o eletrodo para a posição operável do maçarico quando o bocal está operativamente acoplado com a uma extremidade do membro tubular. Um segundo membro de vedação está operativamente acoplado ao furo e está configurado para acoplar o membro de pistão quando o bocal não está operativamente acoplado com a uma extremidade do membro tubular, e o eletrodo é direcionado para uma extremidade do membro tubular e axialmente para fora do furo. O segundo membro de vedação está operativamente acoplado ao furo de modo que a entrada de fluxo de fluido que fica disposta entre o primeiro e o segundo membros de vedação. Uma tal configuração por meio disto impede a operação do maçarico quando o bocal ou o eletrodo não estiver apropriadamente montado no mesmo impedindo que o fluxo de fluido atue sobre o membro de pistão para mover o eletrodo para a posição operável do maçarico.

As modalidades da presente invenção assim provêem um maçarico de arco de plasma do tipo de contra-sopro que tem características de segurança aperfeiçoadas, por exemplo, pela provisão de componentes configurados para serem formados em um conjunto de maçarico em um modo preciso e consistente, por meio de que uma montagem ou remontagem apropriada e completa do maçarico possa ser prontamente assegurada e/ou possa ser requerida antes que o maçarico possa ser operado. Estas e outras vantagens significativas estão providas pelas modalidades da presente invenção como adicionalmente aqui descrito.

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BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DO(S) DESENHOS)

Tendo assim descrito a invenção em termos gerais, referência será agora feita aos desenhos acompanhantes, os quais não estão necessariamente desenhados em escala, e em que:

figura 1 é um esquemático de um maçarico de arco de plasma de acordo com uma modalidade da presente invenção que ilustra um maçarico montado, em que o eletrodo é móvel entre uma posição inoperante do maçarico e uma posição operativa do maçarico por um fluxo de fluido que atua sobre um membro de pistão operativamente acoplado com o eletrodo; e figura 2 é um esquemático de um maçarico de arco de plasma de acordo com uma modalidade da presente invenção, como mostrado na figura 1, que ilustra um maçarico desmontado, em que um membro de vedação impede que o fluxo de fluido atue sobre o membro de pistão quando o maçarico é desmontado e assim impede que o eletrodo seja movido para a posição operativa do maçarico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção será agora descrita mais completamente daqui em diante com referência aos desenhos acompanhantes, nos quais algumas, mas não todas as modalidades da invenção estão mostradas. Realmente, esta invenção pode ser incorporada em muitas diferentes formas e não devem ser consideradas como limitadas às modalidades aqui apresentadas; ao contrário, estas modalidades estão providas de modo que esta descrição satisfaça as especificações legais aplicáveis. Os números iguais referem-se a elementos iguais através de toda a descrição.

A figura 1 ilustra um maçarico de arco de plasma de acordo com uma modalidade da presente invenção, o maçarico sendo mostrado em uma condição montada e sendo indicado geralmente pelo número 10. Um tal maçarico 10 pode ser, por exemplo, um maçarico do tipo de contra-sopro ou de partida por toque que incorpora provisões de segurança aperfeiçoadas. Como mostrado, o maçarico 10 inclui um membro tubular ou alojamento 20 que define um furo que compreende, por exemplo, um furo de pistão axial 25 que estende-se para um furo de eixo axial menor 30 ao longo de um eixo geomé6 ·· ··· ·· ·· ·· · ········· ····· · ·· · ·· « ·· ··· · ··· · ·· ·· · · ·· ·· ······ ·· ·*· ·· ·· ·· · · ·· tricô. O furo de eixo 30 termina em uma extremidade 40 do membro tubular 20, em que a extremidade 40 está disposta oposta ao furo de eixo 30 do furo de pistão 25. O membro tubular 20 ainda inclui uma entrada de fluxo de fluido 65 em comunicação de fluido com o furo.

Um membro móvel 50 inclui uma porção de pistão 55 que tem uma porção de eixo 60 acoplada com a mesma e que estende-se axialmente da mesma. O membro móvel 50 está configurado para ser recebido dentro do membro tubular 20 de modo que a porção de pistão 55 fique axialmente móvel dentro do furo de pistão 25 e a porção de eixo 60 fique axialmente móvel dentro do furo de eixo 30. O membro móvel 55 está normalmente tensionado na direção do furo de eixo 30, por exemplo, por um membro de tensionamento 70 que atua contra a porção de pistão 55, apesar de que alguém versado na técnica apreciará que o membro móvel 50 pode ser tensionado na direção da extremidade 40 do membro tubular 20 em muitos modos diferentes. A porção de pistão 55 também inclui, por exemplo, um primeiro membro de vedação 57, tal como um anel em O, que estende-se ao redor de sua circunferência de modo a formar uma vedação móvel com a superfície interna da porção do membro tubular 20 que define o furo de pistão 25. Alguém versado na técnica apreciará, no entanto, que a porção de pistão 55 pode ser vedada móvel em relação ao furo de pistão 25 em muitos modos diferentes consistentes com o espírito e o escopo da presente invenção. Por exemplo, o primeiro membro de vedação pode, em alguns casos, ser integral com a porção de pistão 55.

O furo de eixo 30 está geralmente configurado para ter uma tolerância apertada em relação às dimensões externas da porção de eixo 60 do membro móvel 50, mas com uma folga suficiente para permitir que a porção de eixo 60 mova-se axialmente através do mesmo. Um fluido pressurizado tal como, por exemplo, o ar, de uma fonte de fluido 15 introduzido através da entrada de fluxo de fluido 65 para dentro do furo não pode escapar axialmente passando pelo primeiro anel de vedação 57 que circunda a porção de pistão 55 dentro do furo de pistão 25 e assim fluirá axialmente entre a porção de eixo 60 e o furo de eixo 30, e/ou através da própria porção de eixo

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60, na direção da superfície de extremidade 40 do membro tubular 20. Na configuração mostrada na figura 1, pelo menos uma porção da porção de eixo 60 está configurada para ser oca, com o ar entrando na porção de eixo 60 através de um ou mais furos 80 que estendem-se através do membro móvel 50 para dentro da porção de eixo 60, para mais distante em relação à porção de pistão 55. De preferência, nesta configuração, pouco ou nenhum ar flui entre a porção de eixo 60 e o furo de eixo 30 ao longo da porção de eixo 60 entre os furos 80 e a extremidade mais distante 45 da porção de eixo 60.

A extremidade mais distante 45 da porção de eixo 60 está configurada para receber um conjunto de eletrodo 85, que compreende um membro de eletrodo 105 e um elemento consumível 115a acoplado com o mesmo de modo a ficar disposto em correspondência axial com a porção de eixo 60, em que o membro de eletrodo 105 está configurado para acoplar a porção externa da porção de eixo oca 60 através de, por exemplo, um acoplamento roscado entre os mesmos. O membro de eletrodo 105 define um ou mais furos que estendem-se lateralmente 110 dispostos axialmente entre a porção de eixo 60 e o elemento consumível 115a. Em uma tal configuração, o membro de eixo 60 canaliza o ar na direção do elemento consumível 115a, em que, após fluir através do elemento consumível 115a para prover um resfriamento para o mesmo, o ar é direcionado através dos furos 110 para o exterior do membro de eletrodo 105.

Como anteriormente discutido, o membro de eletrodo 105 está configurado para receber um elemento consumível 115a disposto em correspondência axial com a porção de eixo 60 e recebido, por exemplo, em um ajuste por atrito, diretamente entre os mesmos. Em outros casos, o elemento consumível 115a pode ser recebido por um membro de retenção 115 o qual, por sua vez, é então recebido pelo membro de eletrodo 105. Consequentemente, o conjunto de eletrodo 85 pode ser formado como um conjunto de uma peça, tendo ou o elemento consumível 115a ou uma disposição de elemento consumível 115a/ membro de retenção 115 em um ajuste por atrito ou um ajuste por pressão com o mesmo ou, em outros casos, o elemento • 4 4 4 4 4 4 4 · 44

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44444 44 44 4 · 44 4 consumível 115a ou o elemento consumível 115a/ membro de retenção 115 pode ser configurado para ser removível do membro de eletrodo 105 (e assim substituível independentemente do membro de eletrodo 105). De preferência, o elemento consumível 115a está configurado para facilitar a formação do plasma, em que um tal elemento consumível 115a pode ser formado de qualquer material adequado tal como, por exemplo, o háfnio. Ainda, como mostrado, o elemento consumível 115a ou o elemento consumível 115a / membro de retenção 115 pode ser adicionalmente configurado de modo que a sua porção que estende-se na direção da porção de eixo 60 pode ser cônica de modo a, por exemplo, facilitar o resfriamento do elemento consumível 115a ou o elemento consumível 115a / membro de retenção 115, e/ou direcionar o fluxo de ar radialmente para fora em relação ao membro de eletrodo 105 para facilitar o fluxo do ar através dos furos 110 definidos pelo membro de eletrodo 105.

A uma extremidade 40 do membro tubular 20 pode, em alguns casos, ser configurada para receber um espaçador axial 135. O espaçador axial 135, por sua vez, está configurado para receber um bocal 140 de modo que o espaçador axial 135 fique disposto entre a uma extremidade 40 e o bocal 140, para prover um espaçamento apropriado para acomodar o deslocamento do conjunto de eletrodo 85, enquanto restringindo o conjunto de eletrodo 85 dentro do maçarico 10. Em alguns casos, o bocal 140 e/ou a uma extremidade 40 do membro tubular 20 pode estar configurado para incorporar a estrutura do espaçador axial 135 de modo que o espaçador axial 135 torna-se desnecessário. O espaçador axial 135, ou um conjunto integral de espaçador axial 135 / bocal 140, pode ser configurado, por exemplo, para acoplar roscadamente a uma extremidade 40 do membro tubular 20, por meio de que um tal acoplamento roscado pode permitir que o bocal 140 seja ajustável de modo a acomodar um conjunto de eletrodo 85 que tenha um comprimento diferente. Em alguns casos, um copo de proteção 150 está configurado para estender-se sobre o bocal 140 e interagir com o membro tubular 20 de modo a, por exemplo, prender o bocal 140 na uma extremidade 40 do membro tubular 20 ou canalizar qualquer ar que flui através dos

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44444 44 44 4 4 44 4 furos laterais 140a definidos pelo bocal 140, ao redor do bocal 140, para promover o resfriamento do bocal 140. Ainda, em alguns casos, o bocal 140 pode também ser configurado para estender-se axialmente através do copo de proteção 150, com o bocal 140 tendo um flange de retenção para interagir com o copo de proteção 150 de modo a reter e prender o bocal 140. Alguém versado na técnica apreciará, no entanto, que podem existir muitas diferentes configurações dos componentes envolvidos em prender o bocal 140 em relação à uma extremidade 40 do membro tubular 20. Por exemplo, o copo de proteção 150 e o bocal 140 podem ser um conjunto integral. Consequentemente, as configurações aqui providas são para exemplo somente e não pretendem ser limitantes neste aspecto.

O bocal 140 define um furo de bocal axial 145 (através do qual o plasma é emitido) e está configurado para circundar geralmente o conjunto de eletrodo 85. O bocal 140, o espaçador axial 135 (se utilizado), e a uma extremidade 40 do membro tubular 20 assim cooperam para formar a câmara de plasma 155 no maçarico 10. O conjunto de eletrodo 85 é axialmente móvel dentro da câmara de plasma 155 entre uma posição inoperante (não mostrada) onde o membro de eletrodo 105 e/ou elemento consumível 115a (e/ou o membro de suporte 115, conforme aplicável) contacta a superfície interna do bocal 140, e uma posição operativa (como mostrado na figura 1) onde o conjunto de eletrodo 85 está recuado para dentro do membro tubular 20 através do ar pressurizado atuando sobre a porção de pistão 55 contra a força do membro de tensionamento 70. O conjunto de eletrodo 85 é capaz de um deslocamento axial suficiente de modo que, na posição operativa, o membro de eletrodo 105 / elemento consumível 115a esteja separado da superfície interna do bocal 140 por uma distância suficiente para permitir que o arco seja estendido. A posição operativa do conjunto de eletrodo 85 pode ser determinada, por exemplo, pela pressão ou fluxo de ar, ou pelo deslocamento do membro móvel 50, ou pelas características do membro de tensionamento 70. Em uma modalidade, a posição operativa do conjunto de eletrodo 85 é determinada pela limitação do deslocamento axial do membro de eletrodo 105 por uma extremidade 40 do membro tubular 20 (isto é, a posi10

··· ·* ·· ·· · ·····«·*« ·*·· ··* · ·· • · ··· · ·*· · ··· • · ·· *· ·*··· · ···· ···· *· ·· · · ·· · ção operativa do conjunto de eletrodo 85 ocorre quando o membro de eletrodo 105 contacta a uma extremidade 40 do membro tubular 20 e pára o deslocamento axial do conjunto de eletrodo 85).

Em geral, um maçarico de contra-sopro do tipo descrito primeiro requer a aplicação de uma voltagem entre o elemento consumível 115a / membro de eletrodo 105 e o bocal 140, com o conjunto de eletrodo 85 na posição inoperante. Subsequentemente, o ar pressurizado é introduzido através da entrada de fluxo de fluido 65 com uma pressão suficiente para atuar sobre a superfície transversal 55a da porção de pistão 55 do membro móvel 50 disposto na direção do furo de eixo 30, contra a força do membro de tensionamento 70, de modo a forçar o membro móvel 50, e assim o conjunto de eletrodo 85, afastando do bocal 140. O ar pressurizado atuando sobre a superfície transversal 55a da porção de pistão 55 assim provê o contrasopro e move o conjunto de eletrodo 85 para a posição operativa, por meio de que a separação do elemento consumível 115a/ membro de eletrodo 105 do bocal 140 estende o arco entre os mesmos. Ao mesmo tempo, o arco flui através do um ou mais furos 110 definidos pelo membro de eletrodo 105, através do interior da porção de eixo 60 e dos furos 80 no mesmo, entra no bocal 140, em que uma porção do ar é direcionada para a câmara de plasma 155 para formar o plasma, o qual sai da câmara de plasma 155 através do furo de bocal 145 de modo a permitir que o operador corte uma peça a trabalhar. Outra porção do ar pressurizado flui através dos furos laterais 140a definidos pelo bocal 140 e, uma vez fora do bocal 140, pode ser direcionado pelo copo de proteção 150 para fluir ao redor do exterior do bocal 140 de modo a prover, por exemplo, o resfriamento do bocal 140.

Em alguns casos, certos componentes do maçarico podem requerer uma manutenção e/ou substituição periódica. Por exemplo, o elemento consumível 115a e/ou o membro de eletrodo 105 pode experimentar um desgaste durante o serviço e precisar ser substituído, por meio disto requerendo a desmontagem do copo de proteção 150 e/ou do bocal 140 do maçarico 10 de modo a prover o acesso necessário a estes componentes. Consequentemente, como mostrado na figura 2, o copo de proteção 150 e o bo-

«tf tftftf tftf tftf «tf tf tftftf······ tftftf·· tftftf tf tftf tf tftf tf··· ··· · ··· • tf · · tftf tftf ····· · tftftf· ••tftftf ·· ·· tf · ·· tf cal 140 são removidos, seguidos pelo conjunto de eletrodo 85 que compreende o elemento consumível 115a / membro de eletrodo 105. Como o membro móvel 50 não está mais restrito dentro do maçarico 10 pelos componentes removidos, o membro de tensionamento 70 tensiona a porção de eixo 60 axialmente para fora de uma extremidade 40 do membro tubular 20. Como pelo menos uma porção da energia elétrica ou uma corrente de sinal fornecida para o cabeçote de maçarico, de uma fonte elétrica 120 remotamente disposta em relação ao cabeçote de maçarico, é direcionada através da porção de eixo 60 (para formar a porção do circuito elétrico entre o conjunto de eletrodo 85 e o bocal 140 necessário para a operação do maçarico), deixando a porção de eixo 60 exposta cria um perigo de choque. Como tal, as modalidades da presente invenção incorporam um segundo membro de vedação 160, tal como, por exemplo, anel em O, operativamente acoplado com ao furo do membro tubular 20, para acoplar a porção de pistão 55, quando o elemento consumível 115a e/ou o membro de eletrodo 105 são removidos do maçarico 10, de modo a impedir que o ar provido através da entrada de fluxo de fluido 65 alcance e atue sobre a superfície transversal 55a da porção de pistão 55.

Por exemplo, o segundo membro de vedação 160 pode estar disposto na extremidade do furo de pistão 25, adjacente ao furo de eixo 30, e está configurado para estender-se radialmente para dentro pelo menos parcialmente do furo de pistão 25. Deste modo, quando o copo de proteção 150, o bocal 140, e/ou o conjunto de eletrodo 85 são removidos, o membro de tensionamento 70 tensiona o membro móvel 50 axialmente para fora na direção de uma extremidade 40 do membro tubular 20. A superfície transversal 55a da porção de pistão 55 do membro móvel 50, assim tensionada na direção da extremidade do furo de pistão 25 adjacente ao furo de eixo 30, acopla com ao segundo membro de vedação 160 estendendo para dentro do furo de pistão 25, para formar um acoplamento de vedação. Em uma modalidade, o segundo membro de vedação 160 está configurado para acoplar vedantemente a superfície transversal 55a da porção de pistão 55, ao redor da sua circunferência externa, quando o copo de proteção 150, o bocal 140,

··*······ ·* ··· ·· ·· ·· · »·»»· ·« · ·· • · » ·»·»»·· · » · · *· · · ·· ·· ····· · ····· » · ·· ·· · · · · · · ·«· ·· ·· ♦· · · ·· · e/ou o conjunto de eletrodo 85 são removidos. Em uma tal modalidade, a entrada de fluxo de fluido 65 está configurada para estar em comunicação de fluido com o furo de pistão 25 oposto ao segundo membro de vedação 160 do furo de eixo 30. Ainda, a entrada de fluxo de fluido 65 está também configurada para ser disposta de modo a comunicar com o furo entre o segundo membro de vedação 160 e o primeiro membro de vedação 57, quando a superfície transversal 55a da porção de pistão 55 está em acoplamento de vedação com o segundo membro de vedação 160. Deste modo, quando o copo de proteção 150, o bocal 140, e/ou o conjunto de eletrodo 85 são removidos, qualquer fluido (ar) que entra no furo através da entrada de fluxo de fluido 65 é impedido de atuar sobre a superfície transversal 55a da porção de pistão 55 disposto na direção do furo de eixo 30. Como tal, sem o fluxo de fluido atuando sobre a superfície transversal 55a da porção de pistão 55, o membro móvel 50 então não pode ser movido axialmente para dentro da uma extremidade 40 do membro tubular 20 pelo fluxo de fluido. Um propósito de uma tal configuração está abaixo discutido.

Em outros casos, o segundo membro de vedação 160 pode ser integral com o furo do membro tubular 20 e/ou do membro móvel 50, ou acoplado ao membro móvel 50 (ao invés do furo do membro tubular 20). Por exemplo, o furo do membro tubular 20, especificamente o furo de pistão 25 na ou aproximadamente na transição para o furo de eixo 30, pode estar provido com um segundo membro de vedação 160 que compreende um flange que corresponde a ou em tolerância apertada com toda ou uma porção da superfície transversal 55a da porção de pistão 55, por meio de que a força do membro de tensionamento 70 pode ser suficiente para formar e manter o acoplamento de vedação entre o flange e a porção de pistão 55. Como mostrado, o segundo membro de vedação 160 / acoplamento de vedação entre o segundo membro de vedação 160 e a porção de pistão 55 está axialmente disposto oposto à entrada de fluxo de fluido 65 do primeiro membro de vedação 57, apesar de que outras configurações podem também ser implementadas com o espírito e o escopo da presente invenção. Em alguns casos, o segundo membro de vedação 160 / acoplamento de vedação entre o

9···9999

9

9 99 membro de vedação 160 e a porção de pistão 55 pode também servir para limitar o percurso da porção de eixo 60 axialmente para fora do membro tubular 20.

O maçarico 10 também inclui um controlador de fluxo de fluido 170 em comunicação com a primeira fonte de fluido 15 e configurado para monitorar o fluxo do fluido (ar) da fonte de fluido 15 para o maçarico 10. O controlador de fluxo de fluido 170 está também configurado para estar em comunicação com a fonte elétrica 120. Consequentemente, quando elemento consumível 115a e/ou o membro de eletrodo 105 são removidos do maçarico 10 e o segundo membro de vedação 160 forma o acoplamento de vedação com a superfície transversal 55a da porção de pistão 55, o controlador de fluxo de fluido 170 está configurado para detectar que o fluxo de fluido da fonte de fluido 15 está sendo impedido de alcançar a superfície transversal 55a do membro de pistão 55, assim como a porção de eixo 60, e assim, por sua vez, está configurado para impedir que a energia elétrica da fonte elétrica 120 alcance a porção de eixo 60 através de, por exemplo, uma função de comutação. A interrupção da energia da fonte elétrica 120 para a porção de eixo 60 peto controlador de fluxo de fluido 170 (o qual pode compreender, por exemplo, um comutador de fluxo monitorável ou outro dispositivo apropriado) na ausência de fluxo de fluido da fonte de fluido 15 para a superfície transversal 55a do membro de pistão 55 assim minimiza ou impede qualquer risco de choque elétrico quando o elemento consumível 115a e/ou o membro de eletrodo 105 são removidos do maçarico 10.

Quando da remontagem do maçarico 10 e da restauração do fluxo de ar para a superfície transversal 55a do membro de pistão 55 e a porção de eixo 60 (isto é, nenhum acoplamento de vedação entre o segundo membro de vedação 160 e a porção de pistão 55), o controlador de fluxo de fluido 170 pode ser ainda configurado para assegurar que um certo fluxo de ar da fonte de fluido 15 foi atingido antes de restaurar a energia elétrica da fonte elétrica 120 para o conjunto de eletrodo 85. Por exemplo, o controlador de fluxo de fluido 170 pode estar configurado para ter um retardo de tempo após a restauração do fluxo de ar, ou pode estar configurado para requerer

···«»· · « · • · • · ·· • · · 9 • · · · ♦ • · » ♦ · • ♦ · · ♦ · • · · « · · • · * • ··*· • * • · • · • « · · ♦ « ♦ que uma certa taxa de fluxo seja atingida, antes de restaurar a energia elétrica, por meio disto adicionando uma medida de segurança adicional a um maçarico do tipo de contra-sopro 10 de acordo com as modalidades da presente invenção. A incorporação do controlador de fluxo de fluido 170 exter5 namente ao maçarico 10 tal como por exemplo, em conjunto com a fonte elétrica 120 e/ou a fonte de fluido 15 e remotamente em relação ao maçarico 10, também vantajosamente resulta em um maçarico 10 mais compacto, já que a fiação e/ou outras especificações de hardware para o controlador de fluxo de fluido 170 são também externas ao maçarico 10. Além disso, como menos componentes estão expostos ao ambiente severo do cabeçote de maçarico, uma confiabilidade de maçarico aperfeiçoada pode também ser obtida.

Muitas modificações e outras modalidades da invenção aqui apresentada virão à mente de alguém versado na técnica à qual esta inven15 ção pertence tendo o benefício dos ensinamentos apresentados nas descrições acima e nos desenhos associados. Portanto, deve ser compreendido que a invenção não deve ser limitada às modalidades específicas descritas e que modificações e outras modalidades pretendem estar incluídas dentro do escopo das reivindicações anexas. Apesar de termos específicos serem aqui empregados, estes são utilizados em um sentido genérico e descritivo somente e não para propósitos de limitação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Maçarico de arco de plasma (10), que compreende:

um membro tubular (20) que tem extremidades opostas e que define um furo (25) que estende-se axialmente entre as extremidades;

um bocal (140) capaz de ser operativamente acoplado a uma extremidade (40) do membro tubular (20);

um membro móvel (50) tem um eletrodo (105) operativamente acoplado ao mesmo e estando configurado para acoplar axialmente e móvel o furo (25) do membro tubular, o membro móvel (50) estando ainda tensionado na direção da uma extremidade do membro tubular (20) de modo que o eletrodo (105) contate o bocal (140) quando o bocal está operativamente acoplado com a uma extremidade do membro tubular, e de modo que o eletrodo (105) fique direcionado para a uma extremidade do membro tubular (20) e axialmente para fora do furo (25) quando o bocal (140) não está operativamente acoplado a uma extremidade do membro tubular;

um membro de pistão (55) operativamente acoplado ao membro móvel (50), o membro de pistão estando configurado de modo que, quando o bocal (140) está operativamente acoplado com a uma extremidade do membro tubular (20), o membro de pistão (55) é capaz de mover seletivamente o eletrodo (105), através do membro móvel (50), entre a posição inoperante do maçarico onde o eletrodo (105) fica em contato com o bocal (140) e uma posição operável do maçarico onde o eletrodo (105) fica separado do bocal (140) dentro do furo (25);

uma entrada de fluxo de fluido (65) operativamente acoplada ao membro tubular (20) entre as suas extremidades e configurada para canalizar um fluxo de fluido para dentro do furo (25);

um primeiro membro de vedação (57) operativamente acoplado ao membro de pistão (55) e configurado para vedar móvel o membro de pistão em relação ao furo (25) de modo a permitir que o fluxo de fluido atue sobre o membro de pistão para mover o eletrodo (105) para a posição operável do maçarico quando o bocal (140) está operativamente acoplado com a uma extremidade do membro tubular (20); e

14/11/2017, pág. 5/10 caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um segundo membro de vedação (160) operativamente acoplado ao furo (25) e configurado para acoplar o membro de pistão quando o bocal (140) não está operativamente acoplado com a uma extremidade do

5 membro tubular (20) e o eletrodo (105) é direcionado para uma extremidade do membro tubular (20) e axialmente para fora do furo (25), o segundo membro de vedação (160) estando operativamente acoplado ao furo (25) de modo que a entrada de fluxo de fluido fique disposta entre o primeiro e o segundo membros de vedação, por meio disto impedindo a operação do maça10 rico quando pelo menos um do bocal (140) e do eletrodo (105) não estiver apropriadamente montado no mesmo para impedir que o fluxo de fluido atue sobre o membro de pistão (55) para mover o eletrodo (105) para a posição operável do maçarico.
2. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação 1,

15 caracterizado pelo fato de que o eletrodo (105) estende-se para fora de uma extremidade do membro móvel (50) na direção do bocal (140), e define um furo (25) configurado para receber um elemento consumível no mesmo.
3. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma fonte de fluido (15)

20 em comunicação com a entrada de fluxo de fluido (65) e configurada para prover o fluxo de fluido para a mesma.
4. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um membro de tensionamento (70) operativamente acoplado entre o membro tubular (20) e o mem25 bro móvel (50), o membro de tensionamento estando configurado para tensionar normalmente axialmente o membro móvel na direção da uma extremidade do membro tubular.
5. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro de vedação (57) está ope30 rativamente acoplado ao membro de pistão (55) de modo a ficar fluidamente disposto oposto à entrada de fluxo de fluido (65) da uma extremidade do membro tubular.

Petição 870170087988, de 14/11/2017, pág. 6/10
6. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo membro de vedação (160) está configurado para acoplar vedantemente o furo (25) do membro tubular (20), fluidamente entre a entrada de fluxo de fluido (65) e a uma extremidade (40)

5 do membro tubular.
7. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro de vedação (57) está configurado para ser integral com o membro de pistão (55).
8. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação 1, 10 caracterizado pelo fato de que o segundo membro de vedação (160) está configurado para ser integral com o furo (25) do membro tubular (20).
9. Maçarico de arco de plasma de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro de vedação (57) compreende ainda um anel em O operativamente acoplado ao membro de pistão

15 (20).
10. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo membro de vedação (160) compreende ainda um anel em O operativamente acoplado ao furo (25) do membro tubular (20).

20 11. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação

I, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um controlador de fluxo de fluido (170) operativamente acoplado a uma fonte de fluido (15) de modo a ficar em comunicação com o fluxo de fluido, o controlador de fluxo de fluido estando configurado para determinar se o fluxo de fluido está atuando sobre

25 o membro de pistão (55).

12. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação

II, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma fonte elétrica (120) em comunicação com o eletrodo (105) e configurada para prover uma corrente elétrica para o mesmo, o controlador de fluxo de fluido estando ain30 da configurado para impedir que a corrente elétrica alcance o eletrodo se o fluxo de fluido não estiver atuando sobre o membro de pistão (55).

13. Maçarico de arco de plasma, de acordo com a reivindicação

Petição 870170087988, de 14/11/2017, pág. 7/10
11, caracterizado pelo fato de que o controlador de fluxo de fluido (170) compreende ainda um comutador de fluxo monitorável.

Petição 870170087988, de 14/11/2017, pág. 8/10

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