CN202726298U - 等离子割炬喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种等离子割炬，尤其涉及一种等离子割炬的喷嘴，一种等离子割炬喷嘴，包括喷嘴壳体（1），所述壳体包括下部均为曲面的喷嘴外壁（1-4）和喷嘴内壁（1-5）、连接所述喷嘴外壁（1-4）和喷嘴内壁（1-5）的缩孔道（1-6）、密封所述喷嘴外壁（1-4）和所述喷嘴内壁（1-5）的盖板（1-3）、相对布置在所述盖板（1-3）上的１对冷却介入入口（1-1）和冷却介质出口（1-2），其特征在于：所述等离子割炬喷嘴还包括设置在喷嘴内壁（1-5）内部的环形装置（2），所述环形装置（2）的顶部和底部分别设有上边缘（2-2）和下边缘（2-3），所述上边缘（2-2）和下边缘（2-3）分别设有进气孔（2-1）和出气孔（2-4）。本实用新型可避免在电极、喷嘴和工件之间形成双弧的可能性，同时具有气冷和水冷的喷嘴结构，冷却效果好、使用寿命长及切割性能稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种等离子割炬，尤其涉及一种等离子割炬喷嘴。
背景技术
等离子割炬的喷嘴是切割枪的主要消耗部件之一，它的寿命的长短直接关系到切割质量和生产效率。如图1所示，现有普通的喷嘴主要利用铜和铜基材料来加工等离子割炬的喷嘴，先在电极和喷嘴之间引燃非转移型电弧，然后电弧通过孔道转移到工件，电弧通过孔道后受到压缩，使等离子弧的能量和密度都大大提高。如果工作电流过大，一部分的电弧能量传到喷嘴孔道壁面，使喷嘴的温度升高，很容易在电极、喷嘴和工件形成双弧，大大降低了喷嘴的使用寿命，同时切割过程的中断又会降低切割质量和生产效率。
中国专利文献（ZL200410082549.6）公开了一种等离子焊炬可装卸的喷嘴结构，含有冷却水的给水管、冷却水的排水管、配置在喷射孔周围的环状水路和使所述给水管和所述环状水路、所述排水管和所述环状水路分别独立并进行连接的多条连接水路。上述等离子焊炬用喷嘴中，从冷却水的给水路供给的冷却水，经过连接水路被引导到环状水路中，并在充分冷却了喷嘴的等离子电弧的喷射孔的周围之后，经过另外的连接水路而从冷却水配水管排出。即使用连接水路和环状水路，能够使冷却水形成从供给路至排出路的流动，可对喷嘴进行充分的冷却，虽然提高了喷嘴的使用寿命，但并没有很好的解决在电极、喷嘴和工件形成双弧的问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种避免形成双弧，同时具有气冷和水冷的等离子割炬的喷嘴。
为实现上述发明目的，本实用新型技术方案如下：一种等离子割炬喷嘴，包括喷嘴壳体，所述壳体包括下部均为曲面的喷嘴外壁和喷嘴内壁、连接所述喷嘴外壁和喷嘴内壁的缩孔道、密封所述喷嘴外壁和所述喷嘴内壁的盖板、相对布置在所述盖板上的1对冷却介质入口和冷却介质出口；所述等离子割炬喷嘴还包括设置在喷嘴内壁内部的环形装置，所述环形装置的顶部和底部分别设有上边缘和下边缘，所述上边缘和下边缘分别设有进气孔和出气孔。
进一步的，所述出气孔的轴线与所述喷嘴底部曲面的切线相平行。
优选的，所述出气孔的轴线与环形装置的轴线呈45°。
优选的，所述上边缘和下边缘分别设有不少于3个进气孔和出气孔；所述盖板上的冷却介质入口和冷却介质出口可设置2～3对。
优选的，所述冷却介质入口和冷却介质出口的直径不小于3mm；环形装置的高度不小于3mm。
采用本实用新型后可避免在电极、喷嘴和工件之间形成双弧的可能性，同时具有气冷和水冷的喷嘴结构，冷却效果好、使用寿命长及切割性能稳定。
附图说明
图1为现有普通等离子割炬的喷嘴。
图2为本实用新型的三维立体外观结构。
图中：1-1.冷却介质入口；1-2.冷却介质出口；1-3.盖板。
图3为本实用新型的剖面结构示意图。
图中：1.壳体；1-4.喷嘴外壁；1-5.喷嘴内壁；1-6.缩孔道；2.环形装置。
图4为本实用新型的环形装置结构示意图。
图中： 2-1.进气孔；2-2.上边缘；2-3.下边缘；2-4.出气孔。
具体实施方式
如图2～3所示，一种等离子割炬喷嘴，包括喷嘴壳体1，所述壳体包括下部均为曲面的喷嘴外壁1-4和喷嘴内壁1-5、连接所述喷嘴外壁1-4和喷嘴内壁1-5的缩孔道1-6、密封所述喷嘴外壁1-4和所述喷嘴内壁1-5的盖板1-3、相对布置在所述盖板1-3上的1对冷却介质入口1-1和冷却介质出口1-2；所述等离子割炬喷嘴还包括设置在喷嘴内壁1-5内部的环形装置2，所述环形装置2的顶部和底部分别设有上边缘2-2和下边缘2-3，所述上边缘2-2和下边缘2-3分别设有进气孔2-1和出气孔2-4。
进一步的，所述出气孔2-4的轴线与所述喷嘴内壁1-5底部曲面的切线相平行，使得冷却气体在喷嘴内壁1-5形成层流。
优选的，所述出气孔2-4的轴线与环形装置2的轴线呈45°，使得冷却气体在喷嘴内壁1-5形成以近似层流的状态流动。
优选的，所述上边缘2-2和下边缘2-3分别设有不少于3个进气孔2-1和出气孔2-4；所述盖板1-3上的冷却介质入口1-1和冷却介质出口1-2可设置2～3对。进气孔2-1、出气孔2-4、冷却介质入口1-1和冷却介质出口1-2数量越多，加工难度越大；数越少，冷却气体在喷嘴内壁1-5形成层流的效果越差，起不到层流保护作用。
优选的，所述冷却介质入口1-1和冷却介质出口1-2的直径不小于3mm；环形装置2的高度不小于3mm；3mm直径的冷却介质入口流量可以使冷却介质充满密闭空间，保证喷嘴的冷却效果；环形装置2的高度主要考虑环形装置2到气体分配器的距离，距离越大，进入环形装置2的气体量越大，层流效果越好。
本实用新型的工作原理如下：由于在电极的铪丝端面产生高能量的等离子流体，产生的热量会喷射到喷嘴内壁1-5，尤其是喷嘴内腔的缩孔道1-6，使得喷嘴内壁1-5和缩孔道1-6承受很高的温度，而喷嘴的材料一般为铜基材料，熔点在1356K左右，而等离子电弧的温度大概在5000K以上，这样铜基喷嘴就很难承受这么高的等离子电弧温度，因此就必须要有强制的冷却介质对铜基喷嘴进行冷却，使其温度降到铜基的熔点之下。对于普通气冷型喷嘴的冷却结构，在工作电流不是很大的时候，例如40A-100A以下的工作电流，电弧的能量密度不是很大，喷嘴仅用气体冷却也能工作。当工作电流超过100A的时，喷嘴内壁1-5及缩孔道1-6就需要冷却才能保证其不易在电极、喷嘴和工件之间形成双弧。由于双弧很快使喷嘴烧损而报废，这时通常采用水冷喷嘴。但是，当工作电流较大时，仅采用水冷喷嘴冷却结构也不能满足其所承受的高能量密度的电弧流体温度，需要对其冷却结构进行改进才能延长喷嘴的使用寿命，以保证等离子切割的正常工作。
如图3所示，本实用新型的喷嘴在现有普通水冷喷嘴基础上多了一个环形装置2，环形装置2的上边缘2-2设有进气孔2-1，气体通过进气孔2-1进入环形装置2与喷嘴内壁1-5形成的空间，环形装置2的下边缘2-3设有出气孔2-4，所述的中心线出气孔2-4的轴线与喷嘴内壁底部曲面的切线平行，从所述出气孔2-4流出的气体可以对喷嘴内壁1-5以及缩孔道1-6的壁面进行冷却。在喷嘴内壁1-5和喷嘴外壁1-4之间的环形通道上通冷却介质，同时在喷嘴内壁1-5内增加环形装置，使离子气体分为两路，一路经过环形装置2和电极之间的空间，形成等离子气体；另一路经过环形装置2上边缘2-2上的进气孔2-1进入环形装置2与喷嘴内壁1-5形成的空间。由于气体体积的增大，压力就减小，再由环形装置2的下面的缩孔道1-6输出。由于此气流的输出速度非常小，因而雷诺数较小，在喷嘴内壁1-5形成层流沿喷嘴内壁1-5流动。在缩孔道1-6处形成隔离层，使等离子弧和缩孔道1-6表面隔离，从而延长了喷嘴的寿命，同时还具有切割质量好，工作效率高等优点。
Claims (5)
1.一种等离子割炬喷嘴，包括喷嘴壳体（1），所述壳体包括下部均为曲面的喷嘴外壁（1-4）和喷嘴内壁（1-5）、连接所述喷嘴外壁（1-4）和喷嘴内壁（1-5）的缩孔道（1-6）、密封所述喷嘴外壁（1-4）和所述喷嘴内壁（1-5）的盖板（1-3）、相对布置在所述盖板（1-3）上的１对冷却介质入口（1-1）和冷却介质出口（1-2），其特征在于：所述等离子割炬喷嘴还包括设置在喷嘴内壁（1-5）内部的环形装置（2），所述环形装置（2）的顶部和底部分别设有上边缘（2-2）和下边缘（2-3），所述上边缘（2-2）和下边缘（2-3）分别设有进气孔（2-1）和出气孔（2-4）。
2.根据权利要求1所述的一种等离子割炬喷嘴，其特征在于所述出气孔（2-4）的轴线与所述喷嘴内壁（1-5）底部曲面的切线相平行。
3.根据权利要求1所述的一种等离子割炬喷嘴，其特征在于所述出气孔（2-4）的轴线与环形装置（2）的轴线呈45°。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种等离子割炬喷嘴，其特征在于所述上边缘（2-2）和下边缘（2-3）分别设有不少于3个进气孔（2-1）和出气孔（2-4）；所述盖板（1-3）上的冷却介质入口（1-1）和冷却介质出口（1-2）可设置２～３对。
5.根据权利要求4所述的一种等离子割炬喷嘴，其特征在于所述冷却介质入口（1-1）和冷却介质出口（1-2）的直径不小于3mm；所述环形装置（2）的高度不小于3mm。
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| CN 201220399659 CN202726298U (zh) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | 等离子割炬喷嘴 |
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| CN108857004A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-11-23 | 苏州惠捷迦装备科技有限公司 | 一种气冷水冷式等离子切割装置 |
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