CN112404676B - 基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统。通过气体分配箱将空气与氧气进行混合后给割炬头供气，此时割炬头的气源中的氧含量得到提高，将喷口的直径进行限制，来提高离子气流的流速，从而在单位时间内，铁板接触到的氧气增多，此时氧气的助燃效果会更强，在对铁板的切割效果提升更加明显，此时割炬头温度急剧上升，通过风冷水箱的冷却水对割炬头进行水冷降温，并增加进风口面积，降低风扇转动时产生的负压的阻挡率，提高了进风量，进而提高了风冷水箱的冷却效果，从而使风冷水箱可以满足富氧工艺的等离子弧切割系统的降温需求。

Description

基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统

技术领域

本发明涉及等离子弧切割领域，具体涉及一种基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统。

背景技术

割炬是气焊的重要工具，工作时，割炬产生等离子弧射向工件表面，等离子弧内部粒子对工件表面产生巨大的冲击力，释放出大量能量从而使工件材料局部融化并汽化，从而形成切口，以实现切割功能。

现有技术中的切割系统通过压缩空气直接给割炬头供气，采用压缩空气作为割炬头的气源对工件表面进行切割，由于压缩空气中的氧气含量较低，采用压缩空气当做气源的割炬头中的氧气含量较低，此时需要割炬头中的气流更加平缓，流速降低，切割效率很慢，由于风速不足，可能会导致切割面的金属液不能完全被吹走，导致切割面的不光滑，如果将压缩空气中混入氧气，虽然会将切割效率提升，但是会导致割炬头的温度急速上升，从而导致整个切割系统的损坏。

上述问题是目前亟待解决的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统，包括割炬头、第一气源箱、第二气源箱、气体分配箱以及风冷水箱，所述割炬头的所述割炬头与所述气体分配箱的混合气体出气口连通，所述第一气源箱以及所述第二气源箱分别于所述气体分配箱的第一气体进气口以及第二气体进气口连通，所述割炬头的水冷管与所述风冷水箱连通，所述风冷水箱包括水箱箱体、水箱以及风冷组件，所述水箱以及所述风冷组件分别设置于所述水箱箱体内的两端，所述风冷组件包括风机、风扇、板式散热器以及固定支架，所述固定支架固定设置所述水箱箱体内，所述风机固定设置于所述固定支架上，且所述风机在所述水箱箱体内悬空，所述风机的转子与所述风扇固定连接，所述风扇转动时的气流流动方向正对所述板式散热器，所述水箱箱体靠近所述板式散热器的侧壁开设有出风口，所述水箱箱体垂直于所述出风口的两个侧壁开设有第一进风口，所述进风口开设于两个侧壁靠近所述风机的后端处，所述水箱箱体的下底面靠近所述风机的下部设置有第二进风口，所述割炬头包括电极、套设于电极上的分配器以及喷嘴，所述喷嘴的内壁设置适于所述分配器下端限位的限位台阶，所述电极的外壁设置有所述限位环，所述分配器的上端通过所述限位环进行限位，所述电极的外壁与所述分配器的内壁以及所述喷嘴的内壁之间的空间形成离子气流室，所述喷嘴的下端面开设有喷口，所述离子气流室与所述喷口连通，所述分配器的侧壁开设有适于气源进入的分配孔，气源从所述分配孔进入所述离子气流室后经所述电极电离后呈离子气流状从所述喷口喷出，其中所述喷口的直径为D，1.4mm≤D≤2.2mm。

进一步的，所述风冷水箱还包括聚风罩，所述聚风罩固定设置于远离所述水箱的一端，所述风扇以及所述板式散热器固定设置于所述聚风罩内。

进一步的，所述聚风罩包括上顶盖、下底板、第一侧板以及第二侧板，所述聚风罩由所述顶盖、所述第一侧板、所述下底板以及所述第二侧板围合形成，所述风扇以及所述板式散热器沿所述聚风罩的两个开口之间设置，所述下底板开设有与所述第二进风口对应处开设有缺口。

进一步的，所述风机固定设置于所述聚风罩内，所述固定支架的两端分别于所述第一侧板以及所述第二侧板固定连接。

进一步的，所述气体分配箱包括预混组件，所述第一气源箱通过第一气体进气口与所述预混组件的其中一个进气口连通形成第一路气道，所述第二气源箱通过第二气体进气口与所述预混组件的另一个进气口连通形成第二路气道，所述预混组件适于将所述第一气源箱以及所述第二气源箱提供的气体进行混合后输送给所述割炬头。

进一步的，所述预混组件包括进气管、设置于进气管内的堵块以及套设于进气管外部的出气套，所述进气管的管壁中部为叉指结构，所述叉指结构包括第一气体进气道、第二气体进气道以及气体混合气道，所述堵块设置于所述气体混合气道环形圈内且适于将进气管两端的气体进行隔离，所述出气套套设于所述第一气体进气道以及第二气体进气道上，且适于将第一气体进气道以及第二气体进气道的上部进行覆盖，第一气体以及第二气体从所述第一气体进气道以及第二气体进气道进入叉指结构后，从气体混合气道混合后从出气套的出气管口流出。

进一步的，所述叉指结构包括环绕开设在所述进气管管壁且沿轴向方向开设的多个第一气道槽以及环绕开设在所述进气管管壁且沿轴向方向开设的多个第二气道槽，所述第一气道槽以及所述第二气道槽交叉设置，所述第一气道槽与所述第二气道槽交叉部分为气体混合气道，所述第一气道槽未与所述第二气道槽交叉部分为第一气体进气道，所述第二气道槽未与所述第一气道槽交叉部分为第二气体进气道。

进一步的，所述电极为整体呈上具有开口的圆管形状，所述电极的上部的直径为d1,所述电极的下部的直径为d2,其中10.3mm≤d1≤10.7mm，10mm≤d2≤10.2mm，所述电极的内部直径为d3,7.4mm≤d3≤7.8mm

进一步的，所述限位环的高度为h1，所述电极下部的高度为h2,所述电极上部的高度为h3，其中，1.99≤h1≤2.01mm,27.9≤h2≤28.1mm,10≤h3≤11mm，所述限位环的直径为d4，所述电极在限位环的两侧开设有第一密封圈安装槽，第一密封圈安装槽的直径范围在9.6-9.9mm之间，第一密封圈安装槽的高度为1.9-2.mm，所述电极在限位环的两侧分别设置有第一凸环以及第二凸环，所述第一凸环以及所述第二凸环的直径大于d1，两个所述第一密封圈安装槽分别开设于所述第一凸环以及所述第二凸环上，所述第一凸环上的安装槽距离限位环0.9-11mm，所述第二凸环上的安装槽距离限位环1.9mm-2.1mm。

进一步的，所述电极的底部为圆台形，且圆台形的底部的上底面设置有倒角，倒角的直径R1为0.3mm，倒角后的上底面的直径范围在5.8-5.9mm之间，圆台形的底部的下底面的直径在9.7-9.9mm之间，所述圆台的高度范围在2.9-3.1mm之间，圆台形的底部的下底面与电极的下部设置有过渡斜面，过渡斜面的高度为0.2mm，过渡斜面距离圆台形的底部的上底面的距离在5.4-5.6mm之间。

本发明的有益效果是：通过气体分配箱将空气与氧气进行混合后给割炬头供气，此时割炬头的气源中的氧含量得到提高，将喷口的直径进行限制，来提高离子气流的流速，从而在单位时间内，铁板接触到的氧气增多，此时氧气的助燃效果会更强，在对铁板的切割效果提升更加明显，此时割炬头温度急剧上升，通过风冷水箱的冷却水对割炬头进行水冷降温，并增加进风口面积，降低风扇转动时产生的负压的阻挡率，提高了进风量，进而提高了风冷水箱的冷却效果，从而使风冷水箱可以满足富氧工艺的等离子弧切割系统的降温需求。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统的原理框图。

图2是本发明实施例所提供的气体分配箱的结构示意图。

图3是本发明实施例所提供的气体分配箱的俯视图。

图4是本发明实施例所提供的预混组件的结构示意图。

图5是本发明实施例所提供的进气管的结构和示意图。

图6是本发明实施例所提供的预混组件的剖视图。

图7是本发明实施例所提供的割炬头的结构示意图。

图8是本发明实施例所提供的电极的结构示意图。

图9是本发明实施例所提供的分配器的正视图。

图10是本发明实施例所提供的分配器的俯视图。

图11是本发明实施例所提供的喷嘴的结构示意图。

图12是本发明实施例所提供的风冷水箱的俯视图。

图13是本发明实施例所提供的风冷水箱的剖视图。

图14是本发明实施例所提供的风冷水箱的结构示意图。

图中：110-箱体；111-第一气体进气口；112-第二气体进气口；113-混合气体出气口；120-气体流量计；130-第一减压阀；140-第二减压阀；150-第一单向阀；160-第二单向阀；170-预混组件；171-进气管；172-出气套；1721-出气管口；1722-气体混合腔；173-堵块；174-叉指结构；1741-第一气道槽；1742-第二气道槽；180-压力表；190-过滤杯；210-电极；211-限位环；212-第一密封圈安装槽；213-第一凸环；214-第二凸环；215-过渡斜面；216-分流台；261-导向斜面；220-分配器；221-分配孔；222-环形气流槽；223-卡接台；224-引流孔；225-第二密封圈安装槽；226-第二密封圈；227-第三密封圈安装槽；228-第三密封圈；230-喷嘴；231-限位台阶；232-喷口；233-第四密封圈安装槽；234-第五密封圈安装槽；235-第四密封圈；236-第五密封圈；237-竖直侧壁；238-第一倾斜侧壁；239-第二倾斜侧壁；310-水箱箱体；311-第一进风口；312-第二进风口；313-出风口；314-第一进液口；315-第一出液口；320-水箱；321-第二进液口；322-第二出液口；330-风冷组件；331-风机；332-风扇；333-板式散热器；334-固定支架；340-聚风罩；341-上顶盖；342-下底板；343-第一侧板；344-第二侧板；350-水泵。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

请参阅图1，本发明提供了一种基于富氧工艺的等离子弧切割系统。基于富氧工艺的等离子弧切割系统割炬头、第一气源箱、第二气源箱、气体分配箱以及风冷水箱，所述割炬头的所述割炬头与所述气体分配箱的混合气体出气口连通，所述第一气源箱以及所述第二气源箱分别于所述气体分配箱的第一气体进气口以及第二气体进气口连通，所述割炬头的水冷管与所述风冷水箱连通。

请参阅图2-图4，气体分配箱，包括箱体110、第一气体进气口111、第二气体进气口112、混合气体出气口113、气体流量计120、第一减压阀130、第二减压阀140、第一单向阀150、第二单向阀160以及预混组件170，所述第一气体进气口111、第一减压阀130、第一单向阀150以及气体流量计120依次连通形成第一路气道，所述第二气体进气口112、第二减压阀140、第二单向阀160依次连通形成第二路气道，所述第一路气道以及所述第二路气道分别与预混组件170的两个进气接口连通，所述混合气体出气口113与所述预混组件170的出气接口连通，所述预混组件170包括进气管171、设置于进气管171内的堵块173以及套设于进气管171外部的出气套172，所述进气管171的管壁中部为叉指结构174，所述叉指结构174包括第一气体进气道、第二气体进气道以及气体混合气道，所述堵块173设置于所述气体混合气道环形圈内且适于将进气管171两端的气体进行隔离，所述出气套172套设于所述第一气体进气道以及第二气体进气道上，且适于将第一气体进气道以及第二气体进气道的上部进行覆盖，所述第一气体以及所述第二气体从所述第一气体进气道以及第二气体进气道进入叉指结构174后，从气体混合气道混合后从出气套172的出气管口1721流出后输送给所述割炬头，所述第一气体进气口111、所述第二气体进气口112以及所述混合气体出气口113均设置于所述箱体110的侧壁上，所述气体流量计120、第一减压阀130、第二减压阀140、第一单向阀150、第二单向阀160以及预混组件170均设置于所述箱体110内。通过设置第一单向阀150以及第二单向阀160，来确保混合的气体不会由于压力问题回流，保证了混合的气体的混合比例不会因为两个混合气体的压力不同导致的混合比例的变化，同时，通过预混组件170的叉指结构174来实现两个混合气体的均匀混合，保证了等离子弧切割时被电离的气体的组分相同，从而确保了等离子弧切割时的切割效果的一致。

请参阅图4-图6，在本实施例中，所述叉指结构包括环绕开设在所述进气管171管壁且沿轴向方向开设的多个第一气道槽1741以及环绕开设在所述进气管171管壁且沿轴向方向开设的多个第二气道槽1742，所述第一气道槽1741以及所述第二气道槽1742交叉设置，所述第一气道槽1741与所述第二气道槽1742交叉部分为气体混合气道，所述第一气道槽1741未与所述第二气道槽1742交叉部分为第一气体进气道，所述第二气道槽1742未与所述第一气道槽1741交叉部分为第二气体进气道。通过第一气道槽1741以及第二气道槽1742来将两种混合气体分割成若干交叉部分，并在气体混合气道中进行混合，相对于现有技术中，采用两种气体直接混合的方式，两种气体混合的更加均匀，得到的混合气源的组分更加稳定。

在本实施例中，所述出气套172的整体呈圆管状，且所述出气套172的侧壁的中部开设有气体混合腔1722，所述出气管口1721与所述气体混合腔1722连通。

在本实施例中，所述箱体110为无顶长方体形。所述箱体110还包括上盖(图未示)在其他实施例中，所述箱体110可以是任意形状，只要能将本申请中的部件进行容纳的箱体110的形状均在本是发明的保护范围之内。

在本实施例中，所述第一气体进气口111、第二气体进气口112以及混合气体出气口113设置于所述箱体110的同一侧面。

在本实施例中，所述第一减压阀130以及所述第二减压阀140均包括阀体以及旋钮；所述第一减压阀130以及所诉第二减压阀140的法阀体固定设置于所述箱体110的内侧壁，所述箱体110的内侧壁与所述旋钮对应位置处开设有适于所述旋钮穿过的旋孔。通过旋钮来调节进入预混组件170的两种气体的压力，使进入预混组件170的两种气体的压力尽量保持一致，进而使两种气体在混合时能更加均匀。

在本实施例中，所述第一减压阀130以及所述第二减压阀140设置于所述箱体110的同一内侧壁上。

在本实施例中，所述气体分配箱还包括两个压力表180，两个压力表180分别嵌设于所述箱体110的侧壁上，且与所述旋钮处于同一侧壁。通过将两个压力表180设置于箱体110的同一侧壁，便于对两种气体的压力进行调节。

在本实施例中，所述气体流量计120嵌设于所述箱体110的侧壁上。

在本实施例中，所述气体分配箱还包括过滤杯190，所述过滤杯190串联在所述第二路气道中。通过过滤杯190将第二路气道中的气体的杂质进行滤除以提高混合气体的混合质量。

在本实施例中，所述过滤杯190固定设置于所述箱体110外，且与第二气体进气口112连通。通过将过滤杯190设置于箱体110外，便于对过滤杯190的滤芯进行更换，提高了用户体验感。

请参阅图7，割炬头，包括：电极210、套设于电极210上的分配器220以及喷嘴230，所述喷嘴230的内壁设置适于所述分配器220下端限位的限位台阶231，所述电极210的外壁设置有所述限位环211，所述分配器220的上端通过所述限位环211进行限位，所述电极210的外壁与所述分配器220的内壁以及所述喷嘴230的内壁之间的空间形成离子气流室，所述喷嘴230的下端面开设有喷口232，所述离子气流室与所述喷口232连通，所述分配器220的侧壁开设有适于气源进入的分配孔221，气源从所述分配孔221进入所述离子气流室后经所述电极210电离后呈离子气流状从所述喷口232喷出，其中所述喷口232的直径为D，1.4mm≤D≤2.2mm。

请参阅图8，在本实施例中，所述电极210为整体呈上端具有开口的圆管形状，所述电极210的上部的直径为d1,所述电极210的下部的直径为d2,其中10.3mm≤d1≤10.7mm，10mm≤d2≤10.2mm，所述电极210的内部直径为d3,7.4mm≤d3≤7.8mm。

在本实施例中，所述限位环211的高度为h1，所述电极210下部的高度为h2,所述电极210上部的高度为h3，其中，1.99≤h1≤2.01mm,27.9≤h2≤

28.1mm,10≤h3≤11mm，所述限位环211的直径为d4，所述电极210在限位环211的两侧开设有第一密封圈安装槽212，第一密封圈安装槽212的直径范围在9.6-9.9mm之间，第一密封圈安装槽212的高度为1.9-2.mm，所述电极210在限位环211的两侧分别设置有第一凸环213以及第二凸环214，所述第一凸环213以及所述第二凸环214的直径大于d1，两个所述第一密封圈安装槽212分别开设于所述第一凸环213以及所述第二凸环214上，所述第一凸环213上的安装槽距离限位环210.9-11mm，所述第二凸环214上的安装槽距离限位环111，2.9mm-2.2mm。

在本实施例中，所述电极210的底部为圆台形，且圆台形的底部的上底面设置有倒角，倒角的直径R1为0.3mm，倒角后的上底面的直径范围在5.8-5.9mm之间，圆台形的底部的下底面的直径在9.7-9.9mm之间，所述圆台的高度范围在2.9-3.1mm之间，圆台形的底部的下底面与电极210的下部设置有过渡斜面215，过渡斜面215的高度为0.2mm，过渡斜面距离圆台形的底部的上底面的距离在5.4-5.6mm之间。

在本实施例中，所述电极210的内腔的底部开设置有朝向电极210开口方向设置的分流台216，所述分流台216为设置于所述电极210的轴心线上，所述分流台216的上底面直径在2.4-2.6mm之间，所述分流台216的下底面直径在3.6-3.8mm之间，所述分流台216的高度在2.4-2.6mm之间，所述上底面与所述分流台216的侧壁之间设置有导向斜面2161，导向斜面2161的高度在0.5-0.6mm之间。

请参阅图9及图10，在本实施例中，所述分配器220整体呈上下连通的圆管形状，所述分配器220的高度在17-18mm之间，所述分配器220通过分配孔221分为上部以及下部，所述分配器220下部的外壁直径在19.4-19.6mm之间，所述分配器220的上部的外壁直径在18.8-19mm之间，所述分配器220的上部的高度在8.8-9mm之间，所述分配器220的上部以及下部之间开设有环形气流槽222，所述分配孔221设置于所述气流槽的底部，所述气流槽的高度在1.9-2.1mm之间，所述环形气流槽222的直径在17.4-17.6mm之间，所述分配器220在分配孔221朝下的内壁的直径在14.4-14.6mm之间，所述分配器220的上部的内壁向轴心延伸出卡接台223，所述电极210卡接在所述卡接台223上，且通过所述限位环211进行限位，所述卡接台223的内壁直径在12-12.5mm之间。

在本实施例中，所述卡接台223的侧壁上开设有多个引流孔224，气源通过引流孔进入环形气流槽中。具体的，引流孔224的数量为三个，分配孔222的数量与引流孔224的数量相同。

在本实施例中，所述分配器220的下部开设有第二密封圈安装槽225，所述喷嘴230套设在所述分配器220上时通过安装在第二密封圈安装槽225上的第二密封圈226进行密封,所述分配器220的上部开设有第三密封圈安装槽227，所述分配器220的上部与外部器件套设时通过安装在第三密封圈安装槽227上的第三密封圈228进行密封。

请参阅图11，在本实施例中，所述喷嘴230的上部为圆管状，所述喷嘴230的下部为圆台状，所述喷嘴230的上部的外壁设置有第四密封圈233以及第五密封圈安装槽234，其中第四密封圈233的高度高于所述第五密封圈安装槽234，且，所述第四密封圈233安装的第四密封圈235的直径大于第五密封圈安装槽234安装的第五密封圈236的直径，所述喷嘴230的底面的直径在5.8-6.2mm之间。

在本实施例中，所述喷嘴230的内壁包括竖直侧壁237、第一倾斜侧壁238以及第二倾斜侧壁239，所述竖直侧壁237以及第一倾斜侧壁238以及第二倾斜侧壁239形成喇叭状内壁，且与电极210的外壁形成离子气流室，所述竖直侧壁237的直径在13.8-14.2mm之间，所述第一倾斜侧壁238的倾斜角度在40-60°之间，所述第二倾斜侧壁139的倾斜角度在10-25°之间，所述第一倾斜侧壁238与所述第二倾斜侧壁239的交线处的直径在4.4-4.6mm之间。通过使第二倾斜侧壁239的倾斜角度小于第一倾斜侧壁238的倾斜角度，进一步使流入离子气流室的气体更加聚集，从而使从喷口232喷出的离子气流的流速进一步提高。

在本实施例中，所述喷嘴230的上部的外壁开设有螺纹，其中螺纹的尺寸在M22.5×1.25-M23.5×1.25之间。通过螺纹将喷嘴230与外部器件进行固定。

请参阅图12-图14，在本实施例中，风冷水箱，包括：水箱箱体310、水箱320以及风冷组件330，所述水箱320以及所述风冷组件330分别设置于所述水箱箱体310内的两端，所述风冷组件330包括风机331、风扇332、板式散热器333以及固定支架334，所述固定支架334固定设置所述水箱箱体310内，所述风机331固定设置于所述固定支架334上，且所述风机331在所述水箱箱体310内悬空，所述风机331的转子与所述风扇332固定连接，所述风扇332转动时的气流流动方向正对所述板式散热器333，所述水箱箱体310靠近所述板式散热器333的侧壁开设有出风口313，所述水箱箱体310垂直于所述出风口313的两个侧壁开设有第一进风口311，所述第一进风口311开设于两个侧壁靠近所述风机331的后端处，所述水箱箱体310的下底面靠近所述风机331的下部设置有第二进风口312。通过在水箱箱体310的两个侧壁开设第一进风口311以及在水箱箱体310的下底面开设第二进风口312降低风扇332转动时负压的阻挡率，进而提高了进风量，同时，将进风口的总面积增大，提高了进风量，从而提高了风冷组件330的冷却效果。

在本实施例中，所述水箱箱体310为无顶盒体。所述水箱箱体310还包括上盖(图未示)。

在本实施例中，所述风冷水箱还包括聚风罩340，所述聚风罩340固定设置于远离所述水箱320的一端，所述风扇332以及所述板式散热器333固定设置于所述聚风罩340内。风冷组件330的电机在转动时带动风扇332转动产生负压，从进风口吸风进入聚风罩340内对板式散热器333进行风冷，并从出风口313将风排出完成。

在本实施例中，所述聚风罩340包括上顶盖341、下底板342、第一侧板343以及第二侧板344，所述聚风罩340由所述顶盖、所述第一侧板343、所述下底板342以及所述第二侧板344围合形成，所述风扇332以及所述板式散热器333沿所述聚风罩340的两个开口之间设置。

在本实施例中，所述下底板342开设有与所述第二进风口332对应处开设有缺口。

在本实施例中，所述风机331固定设置于所述聚风罩340内。

在本实施例中，所述固定支架334的两端分别于所述第一侧板343以及所述第二侧板344固定连接。

在本实施例中，所述固定支架334设置于所述上顶盖341以及所述下底板342之间，且不与所述上顶盖341以及所述下底板342接触。通过固定支架334将风机331悬空固定在聚风罩340内，从而提高对风机331的散热效果。

在本实施例中，所述风扇332包括风扇332支架以及扇叶，所述扇叶转动设置于所述风扇332支架上，所述风扇332支架固定设置于所述聚风罩340内。

在本实施例中，所述水箱箱体310的侧壁开设有第一进液口314以及第一出液口315，所述水箱320设置有第二进液口321以及第二出液口322，所述板式散热器333的进水口与第一进液口314连通，所述板式散热器333的出水口与所述第二进液口321连通，所述聚风式风冷水箱还包括水泵350，所述第二出液口322通过水泵350与所述第一出液口315连通。

综上所述，本发明提供了一种基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统。通过气体分配箱将空气与氧气进行混合后给割炬头供气，此时割炬头的气源中的氧含量得到提高，将喷口的直径进行限制，来提高离子气流的流速，从而在单位时间内，铁板接触到的氧气增多，此时氧气的助燃效果会更强，在对铁板的切割效果提升更加明显，此时割炬头温度急剧上升，通过风冷水箱的冷却水对割炬头进行水冷降温，并增加进风口面积，降低风扇转动时产生的负压的阻挡率，提高了进风量，进而提高了风冷水箱的冷却效果，从而使风冷水箱可以满足富氧工艺的等离子弧切割系统的降温需求。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统，其特征在于，包括割炬头、第一气源箱、第二气源箱、气体分配箱以及风冷水箱，所述割炬头与所述气体分配箱的混合气体出气口连通，所述第一气源箱以及所述第二气源箱分别于所述气体分配箱的第一气体进气口以及第二气体进气口连通；

所述割炬头的水冷管与所述风冷水箱连通，所述风冷水箱包括水箱箱体、水箱以及风冷组件，所述水箱以及所述风冷组件分别设置于所述水箱箱体内的两端，所述风冷组件包括风机、风扇、板式散热器以及固定支架，所述固定支架固定设置所述水箱箱体内，所述风机固定设置于所述固定支架上，且所述风机在所述水箱箱体内悬空，所述风机的转子与所述风扇固定连接，所述风扇转动时的气流流动方向正对所述板式散热器，所述水箱箱体靠近所述板式散热器的侧壁开设有出风口，所述水箱箱体垂直于所述出风口的两个侧壁开设有第一进风口，所述进风口开设于两个侧壁靠近所述风机的后端处，所述水箱箱体的下底面靠近所述风机的下部设置有第二进风口；

所述割炬头包括电极、套设于电极上的分配器以及喷嘴，所述喷嘴的内壁设置适于所述分配器下端限位的限位台阶，所述电极的外壁设置有所述限位环，所述分配器的上端通过所述限位环进行限位，所述电极的外壁与所述分配器的内壁以及所述喷嘴的内壁之间的空间形成离子气流室，所述喷嘴的下端面开设有喷口，所述离子气流室与所述喷口连通，所述分配器的侧壁开设有适于气源进入的分配孔，气源从所述分配孔进入所述离子气流室后经所述电极电离后呈离子气流状从所述喷口喷出，其中所述喷口的直径为D，1.4mm≤D≤2.2mm；

所述气体分配箱包括预混组件、箱体、第一气体进气口、第二气体进气口、混合气体出气口、气体流量计、第一减压阀、第二减压阀、第一单向阀、以及第二单向阀，所述第一气源箱通过依次连通的第一气体进气口、第一减压阀、第一单向阀、气体流量计、以及与所述预混组件的其中一个进气口形成第一路气道，所述第二气源箱通过第二气体进气口、第二减压阀、第二单向阀、与所述预混组件的另一个进气口依次连通形成第二路气道，混合气体出气口与所述预混组件的出气接口连通，所述预混组件适于将所述第一气源箱以及所述第二气源箱提供的气体进行混合后输送给所述割炬头；所述第一减压阀以及所述第二减压阀均包括阀体以及旋钮；所述第一减压阀以及所述第二减压阀的阀体固定设置于箱体的内侧壁，所述箱体的内侧壁与所述旋钮对应位置处开设有适于所述旋钮穿过的旋孔；所述第一气体进气口、所述第二气体进气口以及所述混合气体出气口均设置于所述箱体的侧壁上，所述气体流量计、第一减压阀、第二减压阀、第一单向阀、第二单向阀以及预混组件均设置于所述箱体内；

所述预混组件包括进气管、设置于进气管内的堵块以及套设于进气管外部的出气套，所述进气管的管壁中部为叉指结构，所述叉指结构包括第一气体进气道、第二气体进气道以及气体混合气道，所述堵块设置于所述气体混合气道环形圈内且适于将进气管两端的气体进行隔离，所述出气套套设于所述第一气体进气道以及第二气体进气道上，且适于将第一气体进气道以及第二气体进气道的上部进行覆盖，第一气体以及第二气体从所述第一气体进气道以及第二气体进气道进入叉指结构后，从气体混合气道混合后从出气套的出气管口流出后输送给所述割炬头。

2.如权利要求1所述的基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统，其特征在于，所述风冷水箱还包括聚风罩，所述聚风罩固定设置于远离所述水箱的一端，所述风扇以及所述板式散热器固定设置于所述聚风罩内。

3.如权利要求2所述的基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统，其特征在于，所述聚风罩包括上顶盖、下底板、第一侧板以及第二侧板，所述聚风罩由所述顶盖、所述第一侧板、所述下底板以及所述第二侧板围合形成，所述风扇以及所述板式散热器沿所述聚风罩的两个开口之间设置，所述下底板开设有与所述第二进风口对应处开设有缺口。

4.如权利要求3所述的基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统，其特征在于，所述风机固定设置于所述聚风罩内，所述固定支架的两端分别于所述第一侧板以及所述第二侧板固定连接。

5.如权利要求1所述的基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统，其特征在于，所述叉指结构包括环绕开设在所述进气管管壁且沿轴向方向开设的多个第一气道槽以及环绕开设在所述进气管管壁且沿轴向方向开设的多个第二气道槽，所述第一气道槽以及所述第二气道槽交叉设置，所述第一气道槽与所述第二气道槽交叉部分为气体混合气道，所述第一气道槽未与所述第二气道槽交叉部分为第一气体进气道，所述第二气道槽未与所述第一气道槽交叉部分为第二气体进气道。

6.如权利要求1所述的基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统,其特征在于，所述电极为整体呈上具有开口的圆管形状，所述电极的上部的直径为d1,所述电极的下部的直径为d2,其中10.3mm≤d1≤10.7mm，10mm≤d2≤

10.2mm，所述电极的内部直径为d3,7.4mm≤d3≤7.8mm。

7.如权利要求6所述的基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统，其特征在于，所述限位环的高度为h1，所述电极下部的高度为h2,所述电极上部的高度为h3，其中，1.99≤h1≤2.01mm,27.9≤h2≤28.1mm,10≤h3≤11mm，所述限位环的直径为d4，所述电极在限位环的两侧开设有第一密封圈安装槽，第一密封圈安装槽的直径范围在9.6-9.9mm之间，第一密封圈安装槽的高度为1.9-2.mm，所述电极在限位环的两侧分别设置有第一凸环以及第二凸环，所述第一凸环以及所述第二凸环的直径大于d1，两个所述第一密封圈安装槽分别开设于所述第一凸环以及所述第二凸环上，所述第一凸环上的安装槽距离限位环0.9-11mm，所述第二凸环上的安装槽距离限位环1.9mm-2.1mm。

8.如权利要求7所述的基于富氧工艺的高效散热型等离子弧切割系统，其特征在于，所述电极的底部为圆台形，且圆台形的底部的上底面设置有倒角，倒角的直径R1为0.3mm，倒角后的上底面的直径范围在5.8-5.9mm之间，圆台形的底部的下底面的直径在9.7-9.9mm之间，所述圆台的高度范围在2.9-3.1mm之间，圆台形的底部的下底面与电极的下部设置有过渡斜面，过渡斜面的高度为0.2mm，过渡斜面距离圆台形的底部的上底面的距离在5.4-5.6mm之间。

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