CN111491757A - 沿等离子割炬供给水流的装置 - Google Patents

Abstract

提供利用简易的结构可靠地沿等离子割炬供给水流的装置。一种安装于等离子割炬且沿该等离子割炬供给水流的装置(水流装置A)，其具有：内筒体(1)，其嵌合安装于焰炬(B)的主体(10)；外筒体(2)，其配置于内筒体(1)的外周侧，在外筒体(2)与外周面(1a)之间构成水室(4)；分隔构件(3)，其在内筒体(1)与外筒体(2)之间与水室(4)对置地配置，在分隔构件(3)与内筒体(1)的外周面(1a)之间形成流路(5)并且形成将该水室(4)与流路(5)连接的开口(6)；连接构件(8)，其与水室(4)连通，并与向该水室(4)供给水的水供给构件连接；以及流出口(7)，其构成于流路(5)的端部，使在该流路(5)中流通的水呈筒状流出。

Description

沿等离子割炬供给水流的装置

技术领域

本发明涉及在使用等离子割炬对被切割材料进行切割时沿该等离子割炬供给水流的装置。

背景技术

在使水没过以钢板为代表的被切割材料的状态下使用等离子割炬进行切割(例如，参照专利文献1)。在该切割法中，能够防止在进行等离子切割时产生的粉尘在工厂内飞散，能够改善作业环境。另外，由于利用水使被切割材料冷却，因此能够降低来自等离子电弧的线能量。在使水没过被切割材料而进行的等离子切割法中虽然存在这种有利的方面，但也存在需要具有比被切割材料的平面尺寸大的尺寸的水槽这一设备的课题。

为了解决上述课题，提出了专利文献2所记载的方案。该技术通过与焰炬主体的外部相邻地设置水喷嘴而构成。而且，通过使水从水喷嘴喷射并且进行等离子切割，从而获得与使水没过被切割材料来进行的切割相同的效果。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-271749号公报

专利文献2：日本特开2001-071147号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使水没过被切割材料来进行等离子切割的切割法中，除了前述的课题以外，还产生与在大气中的切割相比切割速度降低，且由于水的起泡而无法通过目视观察来确认切割状况的、从水中取出产品时的作业性差这一问题。而且，由于需要将被切割材料设置于距水面100mm程度的深度并且保持该水位，因此需要与被切割材料的厚度对应地调整水位，也存在设备费增加这一问题。

在专利文献2所记载的技术中，由于对切割面进行局部的水的喷射，因此存在难以抑制由大气造成的切割面氧化这一问题。

本发明的目的在于提供利用简易的结构可靠地沿等离子割炬供给水流的装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的代表性的沿等离子割炬供给水流的装置安装于等离子割炬(plasma cutting torch)并沿该等离子割炬供给水流，其具有：内筒体，其嵌合安装于等离子割炬的主体；外筒体，其配置于所述内筒体的外周侧，在所述外筒体与该内筒体的外周面之间构成水室；分隔构件，其在所述内筒体与所述外筒体之间与所述水室对置地配置，在所述分隔构件与所述内筒体的外周面之间形成流路并且形成将该水室与所述流路连接的开口；连接构件，其与所述水室连通，并与向该水室供给水的水供给构件连接；流出口，其构成于所述流路的端部，并使在该流路中流通的水沿等离子割炬流出。

发明效果

在本发明的沿等离子割炬供给水流的装置中，在形成于内筒体与分隔构件之间的流路的端部构成有使水呈筒状流出的流出口。因此，当将内筒体嵌合安装于等离子割炬的主体，并经由水供给构件向水室供给水时，供给的水从由分隔构件规定的开口向流路流入，从流出口以成为筒状的水流的方式流出。因而，从流出口流出的水能够形成沿等离子割炬的主体的水流。

特别是，在对被切割材料进行切割中，从设置于等离子割炬的前端的切割喷嘴喷出等离子电弧与沿该等离子电弧的气流。因此，沿等离子割炬的主体的水流被向切割喷嘴方向吸引，沿等离子电弧及气流的外周流下。

因而，沿等离子割炬的主体形成的水流按照原样地呈膜状流下，其结果，通过将等离子电弧及气流与大气之间遮挡，从而能够实现抑制被切割材料的切割位置的氧化并改善切割面等。另外，不需要用于使水没过被切割材料的大水槽等昂贵的设备，能够防止产生的粉尘飞散，抑制在切割时产生的噪声和光而改善作业环境，能够实现降低对于被切割材料的线能量等。

附图说明

图1是对本实施例的沿等离子割炬供给水流的装置的结构进行说明的图。

图2是对沿等离子割炬供给水流的装置的主要部分进行说明的放大图。

图3是对将本实施例的沿等离子割炬供给水流的装置安装到等离子割炬的主体的状态进行说明的图。

具体实施方式

以下，对本发明的沿等离子割炬供给水流的装置(以下称作“水流装置”)进行说明。本发明的水流装置通过嵌合安装于等离子割炬(以下称作“焰炬”)的主体，并沿该焰炬的主体形成水流，从而沿等离子电弧，或者沿等离子电弧与沿着等离子电弧喷出的二次气流(以下包含两者在内而称作“等离子电弧”)使水呈筒状流动。

在本发明中，“嵌合安装于等离子割炬的主体的内筒体”未必限定为内筒体相对于等离子割炬的主体直接嵌合安装，包含经由安装于等离子割炬的主体的外周面的部件而间接地嵌合安装。例如，在构成为将等离子割炬的主体嵌合安装于焰炬保持架而支承该等离子割炬的等离子切割装置的情况下，也可以构成为使内筒体嵌合安装于该焰炬保持架。

而且，通过沿着等离子电弧而形成筒状的水流，从而防止在对被切割材料进行等离子切割时产生的粉尘的飞散，能够抑制在切割时产生的噪声和光，且通过冷却被切割材料来实现线能量的降低，能够实现抑制由大气造成的切割面氧化而改善切割面。

因此，在水流装置中通过内筒体和分隔构件而形成有水的流路，在该流路的端部构成有使水呈筒状流出的流出口。因而，供给到水室的水能够从与分隔构件的开口经由流路而形成筒状的水流。特别是，构成水流装置的内筒体嵌合安装于焰炬的主体，因此流出口沿焰炬的主体的外周而构成，能够使从该流出口流出的水沿着焰炬的主体的外周。

从流出口流出的水优选为膜状。通过在焰炬的主体的外周形成这种水流，从而能够形成附着于该主体的流动。而且，在从设置于焰炬的前端的切割喷嘴喷射出等离子电弧时，在它们的吸引作用下被吸引，从而能够实现伴随该等离子电弧的流动。

为了沿着焰炬的主体形成膜状的水流，需要在流路中形成均匀的水流，流出口的形状、尺寸没有特别限定。但是，由于当从流出口流出的势头过大时有可能导致水飞散，因此不优选使流路的宽度尺寸过大，或者使水量过多。

为了实现流路中的均匀的水流，优选为在流路的上游在该流路的整周上设置堰堤，使超过了该堰堤的水在流路流动。特别是，更优选为，在堰堤的上游侧预先构成在该堰堤的整周上的成为水的积存部的水室，使积存在该水室的水越过堰堤而沿流路流动。

流路的宽度尺寸优选为0.5mm～2.0mm的范围，更优选为1.0mm～1.5mm的范围。而且，在流路的宽度尺寸为1.2mm的情况下能够形成最优选的水流。

呈筒状流出的水的膜优选为均匀的厚度。即，不优选为流出口的宽度尺寸产生变动。为了构成这种流出口，优选使用具有充分高的刚性的内筒体、外筒体及分隔构件。但是，也可以在由内筒体和分隔构件构成的流路配置分隔件。作为该分隔件，既可以是形成有多个孔的环状的构件，或者也可以在内筒体或者分隔构件形成多个狭缝。

使用图对本实施例的水流装置A进行说明。图1、2所示的水流装置A构成为安装于图3所示的焰炬B的主体10或者焰炬C的主体11，能沿着该主体10或者主体11形成水流。在各主体10、11的前端分别安装有切割喷嘴12，从切割喷嘴12朝向未图示的被切割材料喷射等离子电弧及二次气流，从而能够对该被切割材料进行切割。

水流装置A具有嵌合安装于焰炬B的主体10或者焰炬C的主体11(以下代表性地称作焰炬B的主体10)的内筒体1、配置于该内筒体1的外周侧的外筒体2、及配置于内筒体1与外筒体2之间的分隔构件3。

在外筒体2的内周面形成有由形成为环状的凹槽构成的水室4，使分隔构件3与该水室4对置，从而通过内筒体1的外周面1a和分隔构件3形成有形成为环状的流路5。分隔构件3的水室4侧的端部3a不与外筒体2接触，形成有由环状的间隙构成的开口6，经由该开口6而连接水室4与流路5。另外，在流路5的与开口6相反的一侧的端部(喷嘴A的下端)构成有用于形成筒状的水流的流出口7。

需要说明的是，开口6未必需要构成为环状的间隙。例如，也可以是在分隔构件3的端部且与水室4对置的位置形成多个孔而作为开口6。

在内筒体1的与流出口7相反的一侧的端部(水流装置A的上端)侧形成有多个螺纹孔1b，如图3所示，构成为将螺钉13贯穿螺纹孔1b而紧固于主体10，从而将水流装置A安装于主体10。另外，在内筒体1的上端侧且螺纹孔1b的附近形成有凸缘1c，在该凸缘1c形成有螺纹部1d。

在外筒体2的上端侧形成有与形成于内筒体1的凸缘1c的螺纹部1d螺合的螺纹部2a，经由O型环9将螺纹部2a紧固于螺纹部1d，外筒体2被一体地安装于内筒体1。另外，构成为在外筒体2的下端部分形成有向内周面侧突起的卡定突起2b，能够将分隔构件3卡定于该卡定突起2b。

由形成于外筒体2的内周面侧的环状的凹槽构成的水室4形成为在水流装置A的上下方向上的尺寸充分大。而且，在接近水室4的下端的位置设置有与未图示的水供给构件连接的连接构件8。连接构件8的构造没有特别限定，能够选择性地使用配管用的接头、能够通过一次操作而装卸的连接器等。

如上述那样，连接构件8设置于水室4的下端侧，在上端构成有开口6。因此，供给到水室4的水的水位从下端侧起朝向上端上升，在到达开口6时，经由该开口6向流路5流入。而且，通过适当设定对于水室4的单位时间的供水量，从而能够不使水面起波浪地均匀地上升。因而，能够从开口6使大致恒定的水相对于流路5的整周流入并使筒状的水流从流出口7流下。

分隔构件3与形成于外筒体2的内周面的凹槽对置，从而使该凹槽作为水室4发挥功能并且在其与内筒体1的外周面1a之间构成流路5。因此，分隔构件3形成为圆筒状，在外周面的规定位置形成有与形成于外筒体2的卡定突起2b卡合的卡合部3b。该卡合部3b的位置以在使该卡合部3b卡合到外筒体2的卡定突起2b时，通过端部3a和水室4的上端而构成具有预先设定的尺寸的开口6的方式设定。

需要说明的是，在本实施例中，通过将上部构件3c和下部构件3d串联地相连而构成分隔构件3，但不限定于该结构，当然也可以构成为一根套筒。

另外，在本实施例中，将流路5的宽度尺寸设定为约1.2mm，将供给的水量设定为每分钟约8升～约20升的范围。在该水量的范围内，能够实现使形成了筒状的水膜的水从流出口7流出。需要说明的是，供水量优选为与等离子电弧的电流值对应地在所述范围内变化。

在如上述那样构成的水流装置A中，如图3所示，通过将内筒体1嵌合安装于焰炬B的主体10并利用螺合于螺纹孔1b的螺钉13进行紧固从而能够实现安装。

而且，当从与连接构件8连接的未图示的水供给构件向水室4供给水时，供给的水从在水室4的上端构成的开口6向流路5流入，并从流出口7以成为筒状的水膜的方式流出。流出的水沿主体10的外周面流动，并沿安装于该主体10的前端的切割喷嘴12的外周面流下。

因此，在从切割喷嘴12形成未图示的等离子电弧并且沿该等离子电弧喷射出二次气流时，沿切割喷嘴12的外周面流下的水被等离子电弧、二次气流吸引，形成沿着该二次气流的流动。

因而，通过从切割喷嘴12朝向被切割材料喷射等离子电弧、二次气流并且使水沿二次气流流下，从而切割部位被始终供给水。因此，通过供给到切割部位的水，能够防止粉尘的飞散，且抑制在切割时产生的噪声和光，且能够降低对于被切割材料的线能量。另外，能够实现抑制大气造成的切割面氧化而改善切割面。

特别是，通过与不使被切割材料没在水面下100mm程度，且预先使上表面露出而使下表面与水面接触那样的半水没式切割法同时采用，从而能够更良好地发挥前述的效果。

在本实施例中，将向水室4供给水的连接构件8相对于外筒体2，沿着朝向该外筒体2的轴心且正交的方向安装。但是，也可以相对于轴心在周向上倾斜地安装。在该情况下，供给到水室4的水在该水室4的内部回旋，并在该状态下水位上升而到达开口6，因此能够将对于流路5的水的供给设为更均匀的状态。

产业上的可利用性

本发明的水流装置能够相对于现有的等离子割炬进行后安装而利用。

附图标记说明：

A 水流装置

B、C 焰炬

1 内筒体

1a 外周面

1b 螺纹孔

1c 凸缘

1d 螺纹部

2 外筒体

2a 螺纹部

2b 卡定突起

3 分隔构件

3a 端部

3b 卡合部

3c 上部构件

3d 下部构件

4 水室

5 流路

6 开口

7 流出口

8 连接构件

9 O型环

10、11 主体

12 切割喷嘴

13 螺钉。

Claims (4)

1.一种沿等离子割炬供给水流的装置，其安装于等离子割炬并沿该等离子割炬供给水流，其特征在于，

所述沿等离子割炬供给水流的装置具有：

内筒体，其嵌合安装于等离子割炬的主体；

外筒体，其配置于所述内筒体的外周侧，在所述外筒体与所述内筒体的外周面之间构成水室；

分隔构件，其在所述内筒体与所述外筒体之间与所述水室对置地配置，在所述分隔构件与所述内筒体的外周面之间形成流路并且形成将所述水室与所述流路连接的开口；

连接构件，其与所述水室连通，并与向所述水室供给水的水供给构件连接；以及

流出口，其构成于所述流路的端部，并使在所述流路中流通的水沿等离子割炬流出。

2.根据权利要求1所述的沿等离子割炬供给水流的装置，其特征在于，

所述开口形成于所述水室的一端部侧，所述连接构件配置于与在所述水室形成的开口相反的端部侧。

3.根据权利要求1或2所述的沿等离子割炬供给水流的装置，其特征在于，

所述开口通过形成于所述分隔构件的多个孔、或者所述分隔构件的一端部与水室的间隙而构成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的沿等离子割炬供给水流的装置，其特征在于，

所述连接构件沿相对于所述外筒体的轴心正交的方向安装且与所述水室连通，或者沿相对于所述外筒体的轴心在周向上倾斜的方向安装且与所述水室连通。

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