CA2370479A1 - Cartouche pour torche a plasma et torche a plasma equipee - Google Patents

Cartouche pour torche a plasma et torche a plasma equipee Download PDF

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Abstract

Une torche à plasma comprend une cartouche (100) interchangeable composée de six pièces seulement : d'une tuyère anode en cuivre électrolytique 1; d'un support cathode en cuivre électrolytique 2; d'une cathode en tungstène dopé 3;
d'un diffuseur centreur cathode en matière plastique 4; d'un assembleur en matière plastique 5; d'un insert céramique 6.
Ces pièces sont assemblées à la presse et l'assemblage des pièces constitue des volumes 71, 72, 73 constituant le circuit de refroidissement de l'anode ainsi que des conduits (127 44) d'arrivée de gaz plasmagène. Les arrivées et départs de fluide sont assurés par une structure de raccordement et de maintien prévue pour un montage simple de la cartouche (100).

Claims (14)

1. Cartouche (100) génératrice de plasma pour une torche à plasma, ayant centrés sur un axe AA', une anode (1) comportant une cavité (10) centrale formée dans une couronne annulaire (123), cette cavité (10) recevant une cathode (3) centrée sur AA', l'anode (1) et la cathode (3) ménageant entre elles un espace annulaire pour la production d'un arc, des moyens de distribution d'un gaz plasmagène, le gaz distribué
circulant dans l'espace annulaire entre la cathode (3) et l'anode (1), des moyens de refroidissement comportant notamment des conduits pour un fluide de refroidissement, ces conduits ayant une entrée et une sortie, des moyens d'assemblage, un centreur (4) ayant une cavité axiale, une surface inférieure (46), une surface (49) supérieure, une surface extérieure latérale (38, 50), une surface latérale intérieure (39, 40), au moins une partie (42) supérieure du centreur (4) étant ajustée à l'intérieur de la cavité centrale (10) de l'anode (1), des conduits (44,144) ayant une première extrémité sur la surface extérieure latérale (50) du centreur (4) logée dans la cavité (10 de l'anode, et une seconde extrémité sur la surface supérieure (49) de la partie supérieure (42, 43) du centreur (4), cartouche caractérisée en ce que la cavité centrale du centreur (4) est centrée serrée sur la cathode (3) et en ce queles conduits (44,144,) du centreur sont en communication avec un ou plusieurs conduits (127) de l'anode (1), ces conduits de l'anode (1) ayant chacun deux extrémités, une première (128) située sur une paroi extérieure (11, 19) de l'anode (1) 30bis et une seconde (129),sur une paroi intérieure (18) de la cavité de l'anode (1).
2. Cartouche (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que des les conduits (44, 144) du centreur (4) joignent la surface extérieure (50) du centreur (4) à une gorge (45) annulaire axiale du centreur (4) formée entre le centreur (4) et la cathode.

(3) par un décrochement de la surface (39) latérale intérieure du centreur (4) ou à des lumières (95), ces lumières (95) débouchant à la surface (49) supérieure du centreur (4).
3. Cartouche (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les conduits (44, 144) ont une ligne axiale non contenu dans un plan radial du centreur (4).
4. Cartouche (100) selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisée en ce que les conduits (44, 144) ont une extrémité débouchant dans une gorge (148) radiale formée sur la surface (50) latérale extérieure du centreur (4).
5. Cartouche (100) selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisée en ce que les conduits (44, 144) ont une extrémité débouchant dans une gorge (135) radiale de la cavité intérieure (10) de l'anode (1).
6) Cartouche (100) selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisée en ce que les conduits (44, 144) ont une extrémité débouchant dans une gorge (148) radiale formée sur la surface (50) latérale extérieure du centreur (4), cette gorge (148) étant en communication avec une gorge (135) radiale de la cavité intérieure (10) de l'anode (1).
7. Cartouche (100) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les conduits (127) de l'anode (1) ont une ligne axiale contenue dans un plan radial de la couronne centrale (123) de l'anode (1) entourant la cavité centrale (10) de l'anode (1).
8. Cartouche (100) selon l'une des revendication 1 à 7, caractérisée en ce que le centreur (4) est muni d'un épaulement (41) inférieur de même diamètre extérieur que le diamètre extérieur de la couronne centrale (123) de l'anode (1), cet épaulement ayant une surface (46) inférieure et une surface (47) supérieure, la surface inférieure de cet épaulement constituant la surface (46) inférieure du centreur (4), et la surface (47) supérieure de cet épaulement (41) étant au contact d'une surface (134) inférieure de la couronne centrale (123) recelant la cavité centrale (10) de l'anode (1).
9. Cartouche (100) selon la revendications 8, caractérisée en ce que une base (31) de la cathode (3) est logée dans un alésage (23) d'une couronne (29) d'un support (2), cette couronne (29) étant de même diamètre extérieur que le diamètre extérieur de la couronne centrale (123) de l'anode (1), et ayant une surface supérieure (30), la surface inférieure (46) du centreur (4) étant en contact avec la surface supérieure (30) de la couronne (29) du support (2).
10. Cartouche (100) selon la revendications 9, caractérisée en ce que l'anode (1) comporte une gorge annulaire (122) formée autour de la couronne annulaire (123) recelant la cavité centrale (10) de l'anode (1), en ce que le support (2) comporte une gorge annulaire (24) formée autour de la couronne (29) recelant l'alésage (23) de logement de la base (31) de la cathode (3), les gorges annulaire (122) formée autour de la couronne annulaire (123) et annulaire (24) formée autour de la couronne (29) recelant l'alésage (23) de logement de la base (31) de la cathode (3), ayant le même diamètre extérieur et en ce que un assembleur (5) ayant une cavité axiale interne (69) comporte une couronne annulaire inférieure (51) emmanchée serrée dans ladite gorge annulaire (24) du support (2) et une couronne annulaire supérieure (56) emmanchée serrée dans ladite gorge annulaire (122) de l'anode (1), le diamètre de la cavité axiale interne (69) de l'assembleur étant supérieur au diamètre de la couronne annulaire (123) de l'anode (1) en sorte qu'un premier volume annulaire (72) se trouve ménagé entre l'anode (1) le centreur (4) et le support (2) et l'assembleur (5), ledit volume annulaire (72) étant en communication par l'intermédiaire de conduits (130, 28) du support (2),et de l'anode (1) avec la surface extérieure (21, 36, 11, 19) du support (2), et de l'anode (1).
11. Cartouche (100) selon la revendication 10, caractérisée en ce que en position assemblé une surface (60) supérieure de la couronne supérieure (56) de l'assembleur (5) n'est pas en butée sur un fond (124) de la gorge annulaire (122) de l'anode (1), en sorte qu'un second volume annulaire (71) se trouve ménagé
entre cette surface supérieure (60) et le fond de gorge (124), l'un (130) des conduits de communication avec l'extérieur débouchant dans ce volume (71).
12. Cartouche (100) selon la revendication 11, caractérisée en ce que en position assemblée une surface (59) inférieure de la couronne inférieure (51) de l'assembleur (5) n'est pas en butée sur un fond (27) de la gorge annulaire (24) du support (2), en sorte qu'un troisième volume annulaire (73) se trouve ménagé
entre cette surface inférieure (59) et le fond (27) de gorge (24) l'un des conduits (28) de communication avec l'extérieur débouchant dans ce volume (73).
13. Torche à plasma, caractérisée en ce qu'elle comporte une structure (80) de raccordement et de maintien d'une cartouche (100) pour torche à plasma selon l'une des revendications 1 à 12, cette structure ayant un flasque supérieure (82) comportant un alésage (85) de réception de l'anode (1) de la cartouche, un trou (91) axial central dont le diamètre est égal ou supérieur au diamètre d'une partie (13) supérieure de la cavité (10) centrale de l'anode (1), et un flasque inférieure (81) comportant un alésage (83) de réception d'un support (2) de la cartouche, la structure ayant des moyens (92, 96, 94) de fixation de la cartouche (100) et portant des arrivées (86, 87) d'un fluide de refroidissement, de gaz plasmagène, et des moyens (84) d'évacuation du fluide de refroidissement ces moyens venant, au montage de la cartouche (100) dans la structure (80), se positionner face aux conduits (127, 130,) correspondants de la cartouche (100).
14). Torche à plasma selon la revendication 13, caractérisée en ce que les moyens de fixation à la Cartouche (100) de la structure de fixation et de maintien (80) comporte un étrier (92) rotativement fixé
au flasque supérieur (82) de la structure (80) comportant l'alésage (85) de réception de l'anode (1) de la cartouche, une vis (94) montée dans l'étrier (92) venant en appui sur le flasque inférieur (81) de la structure (80) comportant l'alésage (83) de réception du support (2) de la cartouche (100).
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