CZ300768B6

CZ300768B6 - Plazmový obloukový horák, jeho katoda a elektroda

Info

Publication number: CZ300768B6
Application number: CZ20021954A
Authority: CZ
Inventors: A. Roberts@Jesse; D. Horner-Richardson@Kevin; A. Small@David; V. Hewes@Gene
Original assignee: Thermal Dynamics Corporation
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2009-08-05
Also published as: AU779433B2; WO2001041964A2; ES2239051T3; EP1235660B1; CA2393497C; DE60018968D1; CA2393497A1; ATE291519T1; RU2267386C2; BR0016273A; AU1944501A; WO2001041964A3; MXPA02005621A; DE60018968T2; US6163008A; CZ20021954A3; EP1235660A2

Abstract

Plazmový obloukový horák zahrnuje katodu (33, 233) a elektrodu (37, 237) s pripojovacími konci (55, 105, 305) konfigurovanými pro vzájemné koaxiální zásuvné spojení na strední podélné ose (X) horáku, a zajištovací zádržku (43, 243) / zádržky (43, 243, 45, 245) na pripojovacích koncích katody (33, 233) a elektrody (37, 237). Podle vynálezu je alespon jeden z pripojovacích koncu (55, 105, 305) zkonstruován tak, že príslušná zádržka (43, 243, 45, 245) pripojovacích koncu (55, 105, 305) je pohyblivá v obecne radiálním smeru vzhledem ke strední podélné ose (X) horáku mezi svou nevychýlenou polohou a vychýlenou polohou, pricemž uvedená alespon jedna zádržka (43, 243) je uzpusobena pro pružné prevádení z uvedené nevychýlené pozice do uvedené vychýlené pozice pri zasouvání uvedené katody (33, 233) a elektrody (37, 237) vzájemne do sebe a pro prevádení z uvedeného vychýleného stavu zpet do uvedeného nevychýleného stavu pri zasunutí katody (33, 233) a elektrody (37, 237) dále do sebe do stavu, v nemž zádržky (43, 243, 45, 245) na katode (33, 233) a elektrode (37, 237) jsou obecne axiálne vyrovnány, pricemž alespon jedna zádržka (43, 243) je vzájemne zaklesnutelná s další zádržkou (45, 245) pro propojení katody (33, 233) a elektrody (37, 237) a zamezení axiálního pohybu elektrody (37, 237) ven z katody (33, 233). Katoda (33, 233) a elektroda (37, 237) pro uvedený horák.

Description

Plazmový obloukový hořák, jeho katoda a elektroda

Oblast techniky

Vynález se obecně týká plazmových obloukových hořáků a zvláště pak plazmového obloukového hořáku typu obsahujícího elektrodu elektricky propojenou s negativní stranou zdroje a hrot s odstupem obklopující elektrodu pro alespoň Částečné vymezení dráhy primárního plynu v hořáku, přičemž hrot je elektricky propojený s pozitivní stranou zdroje a má centrální výstupní hrdlo io fluidně propojeno s dráhou primárního plynu pro vypouštění pracovního plynu z hrotu ve formě ionizované plazmy, přičemž tento plazmový obloukový hořák zahrnuje katodu a elektrodu s připojovacími konci konfigurovanými pro vzájemné koaxiální zásuvné spojení na střední podélné ose hořáku, a zajišťovací zádržku / zádržky na připojovacích koncích katody a elektrody. Dále se vynález týká katody pro uvedený hořák, případně elektrody pro uvedený hořák.

Dosavadní stav techniky

Plazmové hořáky, rovněž známé jako elektrické obloukové hořáky, se běžně používají k řezání a svařování kovových součástí a to tím způsobem, že se plazma skládající se z ionizovaných částic plynu nasměruje na danou součást. U typického plazmového hořáku se přivádí plyn, který má být ionizován, do dolního konce hořáku a dříve než vystoupí otvorem v hořáku, musí protéci kolem elektrody. Elektroda, která je odtavná, má poměrně záporný potenciál a funguje jako katoda. Špička hořáku (tryska) obklopuje elektrodu na dolním konci hořáku v určitém prostorovém vzta25 hu s elektrodou a vytváří tak anodu s relativně pozitivním potenciálem. Je-li na elektrodu přiloženo dostatečně vysoké napětí, musí mezeru mezi elektrodou a špičkou hořáku přeskočit oblouk, čímž se plyn ohřívá a je tak nutně ionizován, ionizovaný plyn je pak z mezery vyfouknut ven z hořáku a jeví se jako oblouk, který se táhne směrem ven ze špičky. Tak jak se hlava nebo dolní konec horáku pohybují do blízkosti zpracovávané součásti, oblouk přeskočí nebo se přenese ze špíčky horáku na součást, jelikož impedance součásti vůči zemi je nižší než impedance špičky hořáku k zemi. V době, kdy je tento přenesený oblouk v provozu, slouží jako anoda zpracovávaná součást samotná.

□ běžného plazmového hořáku se elektroda s vnějšími závity pevně zasadí do otvoru s vnitrními závity v těle katody, a elektroda se tak zajistí v hlavě hořáku. Výroba závitové elektrody a závitové katody je však nákladná. Často je taky časově náročné provádět šroubování na odtavných položkách jako jsou právě elektrody, a to zvláště z toho důvodu, že je nutno používat zvláštní nástroj, jako např. klíč, aby bylo elektrodu možno nainstalovat nebo vyjmout z katody. U jiné konstrukce hořáku je elektroda udržována v dotyku s katodou pomocí trysky a ochranného krytu.

Jakmile se ochranný kryt na těle hořáku utáhne, elektroda a tryska zůstanou zajištěny v pevné poloze na hořáku, přičemž je elektroda udržována v elektrickém kontaktu s katodou. Když je například nutno odtavnou elektrodu nebo trysku vyměnit, je potom smontování takovéhoto typu hořáku často obtížné, jelikož když se hořák při montáži nedrží ve svislé poloze, elektroda prostě vypadne nebo se může z hořáku vytřepat. To je zvlášť problematické, když pracovník provádí montáž na takovém místě jako např. nahoře na žebříku nebo na lešení, odkud se vypadlá elektroda těžko získává zpět neboje to nepohodlné a může to znamenat, že se takováto elektroda ztratí.

Je tudíž zapotřebí, aby k elektrickému připojení elektrody ke katodě měl plazmový hořák bezzávitovou konstrukci, která by během montáže hořáku bránila axiálnímu pohybu elektrody, smě50 rojícímu ven z hořáku.

CZ 300768 Bó

Podstata vynálezu

Účel a charakteristické znaky tohoto vynálezu zahrnují zajištění plazmového hořáku bezzávitové konstrukce za účelem elektrického připojení elektrody ke katodě hořáku; zajištění takového hořáku, u kterého je elektroda propojena s hořákem takovým způsobem, aby bylo zabráněno axiálnímu pohybu elektrody směřujícímu ven z hořáku během montáže a demontáže hořáku; zajištění takového hořáku, u něhož je možno elektrodu snadno vyměnit; zajištění takového hořáku, jenž by obsahoval katodu a tavnou elektrodu jedinečné konfigurace; zajištění takového hořáku, u io něhož je možno elektrodu a katodu pohotově připojit a odpojit, aby se tak zajistilo jejich snadné používání; a zajištění takového hořáku, u něhož k propojení elektrody s hořákem nebude zapotřebí žádných nástrojů.

Stručně řečeno, plazmový obloukový hořák podle tohoto vynálezu zahrnuje katodu a elektrodu, které mají propojovací konce upraveny pro koaxiální vysouvací spojení jednoho konce s druhým ve střední podélné ose hořáku. Na spojovaných koncích katody a elektrody se nacházejí do sebe zapadající zádržky. Nejméně jedna ze zádržek je pohyblivá v radiální směru vzhledem ke střední podélné ose hořáku mezi nevychýleným stavem a vychýleným stavem. Nejméně jedna zádržka se může pohybovat z nevychýleného stavu do vychýleného stavu, jakmile se katoda a elektroda vzájemně do sebe zasunou a rovněž se může pohybovat z vychýleného stavu zpět do nevychýleného stavu, jakmile se katoda a elektroda do sebe zasunou ještě dále do bodu, v němž jsou zádržky na katodě a elektrodě zpravila osově vyrovnány. V této poloze se nejméně jedna zádržka může dostat do záběru s druhou zádržkou, aby se tak katoda a elektroda vzájemně spojily a zabránilo se axiálnímu pohybu elektrody pryč od katody.

S výhodou má připojovací konec uvedené katody nebo elektrody alespoň jeden pružný palec s alespoň jednou podélnou drážkou v uvedeném připojovacím konci, přičemž uvedená zádržka se nachází na palci a zahrnuje obecně radiální zádržnou plochu, která je vzájemně zaklesnutelná s protilehlou, zpravidla radiální zádržnou plochou další zádržky.

V dalším provedení zahrnuje plazmový hořák katodu a elektrodu, které mají připojovací konce upraveny pro koaxiální teleskopický pohyb jednoho konce vůči druhému ve střední podélné ose hořáku, přičemž katoda a elektroda mohou být v hořáku vzájemně elektricky propojeny. Jedna zádržka se nachází na připojovacím konci elektrody a odpovídající zádržka v plazmovém hořáku je upravena tak, aby zabírala do zádržky na připojovacím konci elektrody při zasunutí elektrody do hořáku. Zádržka na připojovacím konci elektrody je pohyblivá zpravidla v radiálním směru vzhledem ke střední podélné ose hořáku mezi nevychýleným stavem a vychýleným stavem. Takovýto pohyb umožňuje vsunout elektrodu do hořáku v poloze, v níž je elektroda elektricky spojena s katodou a zádržka na připojovacím konci elektrody může zabírat do zádržky v plazmo40 vém hořáku, aby se tak zabránilo osovému pohybu elektrody z hořáku, směřujícímu ven.

Obvykle má podle tohoto vynálezu katoda plazmového hořáku upraven připojovací konec k zajištění elektrického spojení s elektrodou v hořáku a zádržku vystupující z připojovacího konce, která slouží k propojení elektrody a katody uvnitř v hořáku. Zádržka je pohyblivá obvykle v radiálním směru vůči střední podélné ose mezi nevychýleným stavem a vychýleným stavem, aby se tak umožnil vzájemný teleskopický pohyb katody a elektrody a katoda a elektroda se vzájemně propojily. Zádržka brání osovému pohybu elektrody ven z hořáku při propojování katody a elektrody.

Elektroda plazmového hořáku má podle tohoto vynálezu zpravidla připojovací konec upraven pro propojení s plazmovým hořákem. Připojovací konec je pružně pohyblivý vůči střední podélné ose elektrody mezi normálním, nevychýleným stavem a vychýleným stavem, ve kterém je průměr připojovacího konce elektrody podstatně změněn oproti normálnímu, nevychýlenému stavu. Radiální pohyb potom umožňuje vsunutí a propojeni s hořákem.

-2CZ. <JUV/OO DO

V dalším provedení má elektroda plazmového hořáku připojovací konec a zádržku na připojovacím konci vystupující zpravidla radiálně za účelem propojení s katodou plazmového hořáku, aby se tak zabránilo osovému pohybu elektrody z plazmového hořáku směřujícímu ven.

Další účely a charakteristické znaky budou zčásti zřejmé a zčásti budou uvedeny níže v textu.

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 je uveden svislý řez hlavou plazmového hořáku podle tohoto vynálezu, kde je zobracená celá elektroda;

Obr. 2 uvádí rozložený svislý řez hlavou plazmového hořáku z obr. 1;

Obr. 3 uvádí rozložený pohled v perspektivě na hlavu plazmového hořáku z obr. 1;

Obr. 4 je řez v rovině 4-4 z obr. 1;

Obr. 5 je rozvinutý svislý řez částí hlavy plazmového hořáku z obr. 1 ukazující příslušné připojovací konce elektrody a katody;

Obr. 6 je svislý řez hlavou plazmového hořáku podle druhého provedení tohoto vynálezu;

Obr. 7 uvádí rozložený svislý řez hlavou plazmového hořáku z obr. 6;

Obr, 8 uvádí rozložený pohled v perspektivě na hlavu plazmového hořáku z obr. 6; a

Obr. 9 je rozvinutý svislý řez částí hlavy plazmového hořáku z obr. 6 ukazující příslušné připojovací konce elektrody a katody.

Příklady provedení vynálezu

Na jednotlivých výkresech s obr. 1 až 5 je hlava plazmového hořáku podle tohoto vynálezu označována 3L Hlava 31 plazmového hořáku sestává z katody 33, upevněné k tělu 35 plazmového hořáku na horním konci hlavy 31 hořáku, a elektrody 37, elektricky spojené s katodou.

Střední izolátor 39 zhotovený z vhodného elektricky izolačního materiálu jako je polyamidový nebo polyimidový materiál obklopuje podstatnou část jak katody 33, tak i elektrody 37, aby byly katoda 33 a elektroda 37 elektricky izolovány od anody 41. která je obvykle trubkovitého tvaru a obklopuje část středního izolátoru 39.

Podle tohoto vynálezu jsou katoda 33 a elektroda 37 uspořádány takovým způsobem, aby umožňovaly vzájemné teleskopické spojení jedné s druhou na střední podélné ose X plazmového hořáku. Aby bylo možno takovéto spojení zajistit, katoda 33 a elektroda 37 jsou vytvořeny s protilehlými zádržkami, které jsou označovány 43 a 45. Jak bude popsáno níže v textu, zádržky 43, 45 do sebe vzájemně zapadnou, jakmile se elektroda 37 připojí ke katodě 33, aby se tak zab40 ranilo osovému pohybu elektrody 37 z katody 33 směrem ven.

Katoda 33 zhotovená podle tohoto vynálezu je zpravidla trubkovitého tvaru a je tvořena hlavou 51, tělem 53 a dolním připojovacím koncem 55. který je upraven pro souosé spojení s elektrodou 37 kolem podélné osy X hořáku. Střední otvor 57 prochází podélně v podstatě po délce katody

33, aby nasměroval pracovní plyn přes katodu 33. Otvor 59 v hlavě katody 51 je spojen se zdrojem pracovního plynu (není vyobrazen), aby přijímal pracovní plyn do hlavy 31 hořáku. Dno katody 33 je otevřené, aby se odváděl plyn od katody 33. Katoda 33 je podle znázorněného provedení zhotovena z mosazi, s hlavou 51, tělem 53 a dolním připojovacím koncem 55 katody 33, který by měl být jednotné konstrukce. Rozumí se však, že hlava 51 může být zhotovena odděleně so od těla 53 a potom následně upevněna nebo jinak nasazena na tělo 53 katody 33. aniž by to znamenalo odchýlení mimo rozsah tohoto vynálezu.

-3CZ 300768 B6

Jak je zřejmé z obr. 1 a 3, má na sobě připojovací konec 55 katody 33 sadu pružných, podélně rozmístěných palců 61, které jsou vymezeny svislými drážkami 63 v katodě 33 a procházejí směrem nahoru ode dna katody 33. Palce 61 mají horní konce 65 nedílně spojeny s tělem 53 katody 33 a volné dolní konce 67 jsou radiálně odsazeny směrem ven, takže každý palec 6[ má horní radiální osazení 69 a dolní radiální osazení 7L Palce 61 jsou dostatečně pružné, aby umožnily obvykle radiální pohyb palců 61 mezi normálním, nevychýleným stavem (obr. 2 a 5) a vychýleným stavem (obr. 1), ve kterém jsou palce 61 vychýleny směrem ven pryč od sebe navzájem a od střední podélné osy X hořáku, aby se tak zvětšil vnitřní průměr připojovacího konce 55 katody 33 a aby se tak umožnilo vložení elektrody 37 do katody 33, tak jak to bude dále popisováno, io Radiální pohyb palců 61 směrem ven je umožněn prstencovou mezerou 73 vytvořenou mezi připojovacím koncem 55 katody 33 a středním izolátorem 39.

Ve výhodném provedení zahrnuje zádržka 43 na katodě 33 čepičku 75 z elektricky izolačního materiálu nasazenou na dolní konec 67 každého z palců 61. Je tedy zřejmé, že se zádržka 43 nachází na připojovacím konci 61 katody 33 pro společný radiální pohyb s palci 61 mezi vychýleným a nevychýleným stavem. Jak je nejlépe znázorněno na obr. 5, čepička 75 je ve svislém řezu zpravidla ve tvaru písmene J a skládá se z vnější stěny 77, vnitřní stěny 79 a spodní stěny 81, které určují vybrání 83 pro odsazený dolní konec 67 palce 6T Vnější stěna 77 čepičky 75 a dolní konec 67 palce 61 důležité, že tloušťka vnitřní stěny 79 pod dolním radiálním osazením 71 palce 61 je větší než šířka dolního radiálního osazení 71 palce 61. takže určitá část vnitrní stěny vystupuje radiálně směrem dovnitř za uvedené dolní radiální osazení 71 a vymezuje zpravidla radiální zádržnou plochu 85 zádržky 43 katody 33. Uvnitř katody 33 v místě nad radiálními zádržnými plochami 85 je umístěna manžeta 82 zhotovená z elektricky nevodivého materiálu, takže určitá část vnitřní stěny této kovové katody 33 je neizolovaná a funguje jako elektrická dotyková plocha 89 pro elektrodu 37. Některá z vnitřních hran 91 dolní části katody 33, např. izolačních koncových čepiček 75, má úkos směrem ven pro vytvoření zakřiveného povrchu, který může být v záběru s elektrodou 37 pří vložení této elektrody 37 do katody 33, aby se tak inicioval posuv palců 61 do jejich vychýlené pozice. Velikost zasouvací síly potřebná k vychýlení palců 61 může být různá; bylo však zjištěno, že je vhodná axiálně působící síla o hodnotě přibližně 6 liber (2,72 kg, resp. 27,2 N).

Je vhodné, aby se vnitřní průměr Dl (obr. 5) katody 37 u dotykové plochy rovnal přibližně 0,208 palce (0,53 cm); vnitřní průměr D2 katody u izolačního konce čepičky 75 by měl být nejlépe asi 0,188 palce (0,48 cm); a každá radiální zádržná plocha 85 by měla radiálně vyčnívat směrem dovnitř od dotykové plochy o přibližně 0, 01 palce (0,03 cm). Rozumí se však, že se tyto rozměry mohou lišit. A rovněž má ve výhodném provedení připojovací konec 55 katody 33 čtyři pružné palce 61, avšak tento počet může být různý od jednoho palce 61 až do velkého počtu palců 61, aniž by to znamenalo odchýlení mimo rozsah tohoto vynálezu. Mimoto mohou být tvořeny radiální zádržné plochy 85 jinými způsoby, než jsou čepičky 75. Tak např. čepičky 75 mohou být eliminovány úplně a zádržné plochy 85 mohou být vytvořeny strojně zhotovenými radiálními drážkami nebo vybráními (neuvedeno na obrázku) v palcích 61, nebo jiným způsobem tak, že se vytvoří radiálně dovnitř vystupující plochy na palcích 61 (na obrázku neuvedeno).

Jak je zřejmé z obr. 1 a 3, je elektroda 37 zpravidla válcového tvaru a má plný dolní konec 101, horní připojovací konec 105 upravený pro koaxiální teleskopické spojení s dolním připojovacím koncem 55 katody 33 kolem podélné osy X a rozváděči kroužek 103 pro plyn mezi horním připojovacím koncem 105 a dolním připojovacím koncem 55 elektrody 37. Obvykle je elektroda 37 v zobrazeném provedení zhotovena z mědi, s vložkou 107 z emisního materiálu (např. hafnia) upevněnou ve vybrání 109 v dolní částí elektrody 37. Rozváděči kroužek 103 pro plyn vystupuje radiálně směrem ven vzhledem k hornímu připojovacímu konci 105 a dolnímu připojovacímu konci 101 elektrody 37 a vymezuje tak osazení 111 mezi rozváděcím kroužkem 103 pro plyn a horním připojovacím koncem 105 elektrody 37· Střední otvor 113 elektrody 37 probíhá podélně horním připojovacím koncem elektrody 105 zpravidla od horní části elektrody 37 směrem dolů, radiálně vyrovnaný s rozváděcím kroužkem 103 pro plyn. Rozumí se, že rozváděči kroužek 103

-4CZ, JUU/OO 150 nemusí být kroužkem pro rozvod plynu, může být plný a plyn může být rozváděn jiným způsobem, aniž by to znamenalo odchýlení mimo rozsah tohoto vynálezu.

Střední izolátor 39 má prstencové sedlo 115, které sahá radiálně směrem dovnitř a vymezuje vnitřní průměr tohoto středního izolátoru 39, který je podstatně menší než vnější průměr rozváděcího kroužku 103 pro plyn, takže osazení 111 vytvořené rozváděcím kroužkem 103 pro plyn zapadá do prstencového sedla 115, aby se tak omezilo vsunutí elektrody 37 do katody 33 a aby se elektroda 37 axiálně ustavila v hlavě 31 hořáku. Horní část elektrody 37 je otevřená, aby se tak zajistilo plynulé propojení mezi středním otvorem 57 katody 33 a středním otvorem 113 elekio trody 37 při koaxiálním propojování elektrody 37 a katody 33.

Jak je zřejmé z obr. 5, je vnější průměr horního připojovacího konce 105 elektrody 37 převážně menší, než je vnitřní průměr D2 dolního připojovacího konce 55 katody 33 u izolačních koncových čepiček 75 (např. u zádržky 43 katody 33). Zádržka 45 na elektrodě 30 však má prstencový výstupek 119 vystupující zpravidla radiálně směrem ven z připojovacího konce 105 elektrody 37, takže vnější průměr horního připojovacího konce 105 elektrody 37 u zádržky 45 je podstatně větší než průměr vnitřní plochy katody 33, včetně vnitřních průměrů D2 katody 33 u zádržky 43 a Dl u dotykové plochy 89 nad zádržkou 43 katody 33. Např., připojovací konec 105 elektrody 37 u vyobrazeného provedení by měl mít nejlépe vnější průměr asi 0,182 palce) 0,46 cm); a vnější průměr připojovacího konce elektrody u zádržky 45 elektrody Yj_ by měl být nej lépe 0,228 palce (0,58 cm).

Prstencový výstupek 119 tvořící zádržku 45 elektrody 37 by měl být zaoblen, aby tak poskytl horní zakřivenou plochu 121, která se dostává do záběru se zkosenou vnitřní hranou, resp. zakři25 veným povrchem 91 spodní částí katody 33, aby se tak usnadnilo vložení připojovacího konce 105 elektrody 37 do připojovacího konce 55 katody 33. Na prstencovém výstupku 119 je rovněž dolní radiální zádržná plocha 123, která může být v záběru se zádržnými radiálními plochami 85 zádržky 43 katody 33, aby se tak zabránilo axiálnímu pohybu připojovacího konce 105 elektrody 37 směrem ven z připojovacího konce 55 katody 33. Přepokládá se, že zádržka 45 elektrody 37 může být jiná než prstencová, například dělená, a může být jiná než zaoblená, například čtyřhranná nebo přírubová, a stále zůstává v rámci tohoto vynálezu, pokud má zádržka 45 radiální zádržnou plochu 123, která může být v záběru s radiálními zádržnými plochami 85 zádržky 43 katody 33. Rovněž se předpokládá, že zádržka 45 může být vytvořena odděleně od elektrody 37 a upevněna nebo jiným způsobem spojena s elektrodou 37, a rovněž může být pružná a přitom stále zůstává v rámci tohoto vynálezu. Axiální poloha zádržky 45 na připojovacím konci 105 elektrody 37 může být také různá a zůstává v rámci tohoto vynálezu, pokud je délka připojovacího konce 105 elektrody 37 dostatečná, například když osazení 111 rozváděcího kroužku 103 pro plyn zabírá do prstencového sedla 115 středního izolátoru 39, zádržka 45 elektrody 37 je umístěna v katodě 33 nad zádržkou katody 43 v elektrickém spojení s dotykovou plochou 89 katody 33.

Jak je uvedeno na obr. 1 až 3, kovová špička 131, která se běžně označuje jako tryska, je umístěna v hlavě 31 hořáku a obklopuje dolní část elektrody 37 v určitém prostorovém vztahu s ní, aby se tak určila mezera, tvořící plynový kanálek 133 mezi touto kovovou špičkou 131 a elektrodou

37. Plynový kanálek 133 je dále vymezován trubkovým rozvaděčem 135 pro plyn, který je umístěn podélně mezi kovovou špičkou 131 a rozváděcím kroužkem 103 pro plyn elektrody 37 kolem dolního konce elektrody 37 v radiálním uspořádáni. Rozváděč plynu 135 reguluje průtok pracovního plynu plynovým kanálkem 133, Kovová špička 131, elektroda 37 a rozvaděč 135 pro plyn jsou během provozu hořáku upevněny v axiálně zafixované poloze pomocí ochranného krytu 137 majícího vnější plášť 139 zhotovený z tepelně izolačního materiálu, jako je například sklolaminát, a kovovou ochrannou vložku 141 upevněnou na vnitřním povrchu tohoto vnějšího pláště 139. Vnější plášť 139 má vnitřní závity (nejsou vyobrazeny) pro závitové spojení s odpovídajícími vnějšími závity (nejsou vyobrazeny) na těle 35 hořáku.

-5CZ 300768 B6

Dolní konec středního izolátoru 39 je umístěn radiálně od rozvaděče 135 pro plyn a rozváděcího kroužku 103 pro plyn, aby nasměroval plyn protékající z otvorů 117 v rozváděcím kroužku 103 do komory 143 vymezené středním izolátorem 39, rozvaděčem 135 pro plyn, kovovou špičkou 131 a ochrannou vložkou 141. Rozvaděč 135 pro plyn má v sobě nejméně jeden otvor (není vyobrazen) spojený jak s plynovým kanálkem 133, tak i s komorou 143, aby tak mohlo určité množství plynu protékat z komory 143 do plynového kanálku 133 a ven z hořáku přes výstupní otvor 145 ve špičce a žárem 147 v kovové ochranné vložce 141 do sekundárního kanálku 149 vytvořeného mezi vnějším pláštěm 139 ochranného krytu 137 a kovovou ochrannou vložkou 141 pro výstup z hořáku přes výfukový otvor 151 do ochranného krytu 137. Ochranný kryt 137. ío kovová Špička 131, rozvaděč 135 pro plyn a elektroda 37 jsou obvykle označovány za spotřební součásti hořáku, jelikož životnost těchto součástí je typicky podstatně kratší než je životnost samotného hořáku a jako takové vyžadují periodickou výměnu. Provoz plazmového obloukového hořáku podle tohoto vynálezu při provádění řezacích a svářečských operací je dobře znám a nebude zde již dále podrobně popisován.

Při sestavování plazmového hořáku podle tohoto vynálezu, např. když je nutno vyměnit tavnou elektrodu 37, se vloží elektroda 37 podle tohoto vynálezu horním připojovacím koncem 105 napřed do hlavy 31 hořáku přes střední izolátor 39. Při zasouvání horního připojovacího konce 105 elektrody 37 nahoru pres prstencové sedlo 115 středního izolátoru 39, zakřivená plocha 121 zádržky 45 na elektrodě 37 se dostane do záběru s vnitřními hranami tvořícími zakřivený povrch 91 izolačních koncových čepiček 75 na dolních koncích 67 palců 61. Zakřivená plocha 121 zádržky 45 elektrody 37 tlačí palce 61 katody 33 směrem ven, aby se přesunula zádržka 43 katody 33 radiálně směrem ven do své vychýlené polohy proti dovnitř směřujícímu naklonění palců 61, čímž se zvětšuje vnitřní průměr D2 připojovacího konce 55 katody 33 u zádržky 43 katody

33, aby se tak umožnilo další zasouvání připojovacího konce 105 elektrody 37 do katody 33 do polohy, ve které je radiální zádržná plocha 123 zádržky 43 elektrody 37 nad radiálními zádržnými plochami 85 zádržky 45 katody 33.

Jakmile je zádržka 45 elektrody 33 zatlačena směrem nahoru kolem zádržky 43 katody 33, je zádržka 45 elektrody 37 radiálně vyrovnaná s dotykovou plochou 89 připojovacího konce 55 katody 33 nad zádržnou plochou 85, kde je vnitřní průměr Dl připojovacího konce 55 katody 33 větší než je vnitřní průměr D2 zádržky 43 katody 33. Palce 61 katody 33, jelikož jsou ve vychýlené poloze, vytvoří vnitřní tlačné síly, které nutí palce 61, aby odskočily nebo se rychle přesunuly směrem dovnitř a posunuly zádržku 43 katody 33 směrem do jejího nevychýleného stavu.

Kovová dotyková plocha 89 katody 33 připojovacího konce 55 katody 33 je tlačena proti zádržce 43 elektrody 33, aby tak elektricky spojila katodu 33 a elektrodu 37. Vnitřní pohyb zádržky 43 katody 33 zpravidla osově vyrovná (např. formou překrytí nebo převisu) zádržnou plochu 123 připojovacího konce 105 elektrody 37 se zádržnými plochami 85 připojovacího konce 55 katody 33. Jinými slovy, radiální zádržná plocha 123 elektrody 37 je vyrovnána s radiálními zádržnými plochami 85 katody 33, takže v případě, že se elektroda 37 začne osově vysouvat z katody 33 během montáže nebo demontáže, radiální zádržná plocha 123 elektrody 37 zapadne do radiálních zádržných ploch 85. aby elektroda 37 nemohla vypadnout z hlavy 31 hořáku. Jelikož je vnější průměr D2 připojovacího konce 105 elektrody 37 u zádržky 43 elektrody 37 větší než vnitřní průměr připojovacího konce 55 katody 33 u dotykové plochy 89, palce 61 katody 33 zůstanou po propojení elektrody 37 a katody 33 ve vychýleném stavu, aby tak udržovaly působení tlačných sil na palce směrem dovnitř proti zádržce 45 elektrody 37 a napomohly tak dobrému elektrickému dotyku mezi katodou 33 a elektrodou 37.

Montáž se dokončí tím, že se rozvaděč 135 pro plyn nasadí na elektrodu 37, kovová špička 131 se nasadí na elektrodu 37, aby dosedla na rozvaděč 135 pro plyn a ochranný kryt 131 se nasadí na kovovou špičku 131 a rozvaděč 135 pro plyn a našroubováním se upevní na těle 35 hořáku, aby se tak axiálně zajistily spotřební součásti v hlavě 31 hořáku. Po upevnění ochranného krytu 137 na tělo 35 hořáku, osazení 111 rozváděcího kroužku 103 pro plyn u elektrody 37 se dostane

-6CZ JUV/OV tSO do záběru s prstencovým sedlem 115 středního izolátoru 39, aby se elektroda 37 správně axiálně ustavila v hlavě 31 plazmového hořáku.

Při rozebírání hořáku se ochranný kryt 137 odmontuje z těla 35 hořáku a kovová špička 131 a rozvaděč 135 pro plyn se vysunou z hořáku. Elektroda 37 se odpojí od katody 33 tahem v axiálním směru směrem ven za dolní konec 101 elektrody 37. Zádržná plocha 123 elektrody 37 se dostane do záběm se zádržnými plochami 85 zádržky 45 katody 33 a pri dostatečné axiální tažné síle zádržná plocha 123 elektrody 37 tlačí na palce 61 katody 33 směrem ven, aby se posunula zádržka 43 katody 33 dál směrem do svého vychýleného stavu, aby se tak umožnilo vytažení io připojovacího konce 105 elektrody 37 z připojovacího konce 55 katody 33. Pri záběru se zádržnými plochami 85 zádržky 43 katody 33 usnadňuje zaoblená zádržná plocha 123 prstencového výstupku 119 pohyb palců 61 směrem ven.

Jak je zobrazeno na obr. 1 až 5 a popsáno výše, plazmový hořák podle tohoto vynálezu zahrnuje propojovací katodu 33 a elektrodu 37. kde elektroda 37 je zasunuta do katody 33. Nebo může mít namísto toho elektroda 37 rozměry a konfiguraci upravené tak, aby katodu 33 obklopovala, přičemž zádržka elektrody 45 bude sahat radiálně směrem dovnitř od připojovacího konce 105 elektrody 37 a zádržka 43 katody 33 bude vystupovat radiálně směrem ven z připojovacího konce katody 55, takže při relativním zásuvném pohybu katody 33 a elektrody 37 budou palce 61 kato20 dy 33 vychýleny směrem dovnitř.

Na obr. 6 až 9 je zobrazeno druhé provedení plazmového hořáku podle tohoto vynálezu, kde elektroda 237 (na rozdíl od katody 33 z prvního uvedeného provedení) má připojovací konec 305 s pružnými podélně umístěnými palci 361. Stejně jak tomu bylo u prvního provedení tohoto vynálezu popisovaného výše, hořák podle tohoto druhého provedení má katodu označovanou 233. elektrodu 237, střední izolátor 239, rozvaděč 335 pro plyn, špíčku 331 a ochranný kryt 337. Elektroda 237 má tvar umožňující koaxiální zasouvání do katody 233 na podélné ose X hořáku, aby se tak zajistilo elektrické spojení s katodou 233.

V tomto druhém provedení má střední izolátor 239 a elektroda 237 radiální protilehlé zádržky, označované 243 a 245. Tyto zádržky 243. 245 do sebe při zasouvání elektrody 237 do hlavy hořáku vzájemně zabírají, aby se zabránilo axiálnímu pohybu elektrody 237 vůči střednímu izolátoru 239 směrem ven z hořáku.

Jak je uvedeno na obr. 6, katoda 233 je v podstatě podobná katodě 33 z prvního provedení a obsahuje hlavu 251, tělo 253 a dolní připojovací konec 255. Střední otvor 257 je veden podélně v podstatě celou délkou katody 233 a vede pracovní plyn katodou 233. Připojovací konec 255 katody 233 je zpravidla tuhé konstrukce a je zhotoven z mosazi, nemá elektricky izolační manžetu 87 a koncové čepičky 75 popisované výše ve spojitosti s prvním provedením. Průměr vnitřní plochy připojovacího konce 255 katody 233 uhýbá směrem ven a vymezuje osazení 256 (obr. 9) k usazení vložky 351 do připojovacího konce 255. Vložka 351 je zpravidla válcovitého tvaru a má hlavu 353 o velikosti vhodné pro usazení připojovacího konce 255 katody 233 nahoru proti osazení 256 do třecího záběru s vnitřní plochou připojovacího konce 255 katody 233, aby se tak uvedená vložka zajistila v katodě 233. Tělo 355 vložky 351 je umístěno směrem dolů od hlavy

353 a má podstatně menší průměr než hlava 353, takže vnější plocha těla 355 je umístěna radiálně směrem dovnitř od připojovacího konce 255 katody 233. Vnitřní plocha připojovacího konce 255 uhýbá dále směrem ven pod osazení 256 a hlavu 353 vložky 351 a vymezuje dotykovou plochu 289 připojovacího konce 255 katody 233 pro elektrický kontakt s elektrodou 237. Radiální mezera mezi dotykovou plochou 289 a tělem 355 vložky 351 vymezuje prstencovou mezeru nebo vybrání 357 odpovídající svou velikostí připojovacímu konci 305 elektrody 237 v tomto místě v elektrickém kontaktu s dotykovou plochou 289 připojovacího konce 255 katody 233. Dolní konec 359 těla 355 vložky 351 je zkosen směrem dovnitř a vymezuje zakřivenou probrání 357 v elektrickém kontaktu s dotykovou plochou 289.

-7CZ 300768 B6

Elektroda 237 podle tohoto druhého provedení je zpravidla válcového tvaru a má plný dolní konec 301, horní připojovací konec 305 upravený pro koaxiální teleskopické zasunutí do připojovacího konce 255 katody 233 a propojení se středním izolátorem 239 kolem podélné osy X a kroužek 303 mezi horním a dolním koncem elektrody 237. Elektroda 237 ze zobrazené realizace je zhotovena z mědi, s vložkou (není zobrazena ale je podobná jako vložka 107 z první realizace) z emisního materiálu (např. hafnia) upevněnou ve vybrání (nezobrazeno, ale podobné jako vybrání 109 z první realizace) na spodní straně elektrody tradičním způsobem. Kroužek 303 je umístěn radiálně směrem ven vzhledem k hornímu konci 305 a dolnímu konci 301 elektrody 237, a tak vymezuje osazení 311 mezi kroužkem 303 a horním připojovacím koncem 305 elektrody ío 237. Střední otvor 313 je umístěn podélně v horním připojovacím konci 305 elektrody 237 a zpravidla sahá od horní části elektrody 237 dolů do radiálního vyrovnání s kroužkem 303 elektrody 237. Vršek elektrody 237 je otevřený a při vsunutí elektrody 237 do katody 233 zajišťuje plynule spojení středního otvoru katody 257 se středním otvorem elektrody 313.

is Jak je zřejmé z obr. 6 a 7, má na sobě horní připojovací konec 305 elektrody 237 sadu pružných, podélně rozmístěných palců 361, které jsou vymezovány svislými drážkami 363 v horním připojovacím konci 305 elektrody 237 a zpravidla procházejí podél středního otvoru 313 elektrody 237. Těmito svislými drážkami 363 se rovněž vyfukuje pracovní plyn z horního připojovacího konce 305 elektrody 237 způsobem, který je v podstatě podobný jako u otvorů 117 rozváděcího kroužku 103 pro plyn podle prvního provedení tohoto vynálezu, které je popisováno výše. Palce 361 mají dolní konce 365, které jsou pevně spojené s kroužkem 303 elektrody 237, a volné horní konce 367. Palce 361 jsou dostatečně pružné, aby byl možný jejich obvykle radiální pohyb mezi normálním, nevychýleným stavem a vychýleným stavem ve kterém jsou palce 361 vychýleny směrem dovnitř k sobě navzájem a ke střední podélné ose X hořáku, aby se tak zmenšil průměr horního připojovacího konce 305 elektrody 237. a aby se umožnilo vložení horního připojovacího konce 305 elektrody 237 do připojovacího konce 255 katody 233, tak jak to bude popisováno dále.

Ve výhonem provedení má zádržka elektrody 245 radiální výstupek 369, který je nedílnou sou30 částí každého palce 361 a vystupuje radiálně směrem ven z volného horního konce 367 každého palce 361. Tak můžeme vidět, že zádržka 245 slouží na připojovacím konci 305 elektrody 237 k zajištění společného radiálního pohybu spolu s palci 361 mezi nevychýleným a vychýleným stavem. Každý výstupek 369 má v podstatě čtvercový nebo obdélníkový průřez (obr. 9), určující horní plochu 371, dolní plochu radiální zádržky 373 a vnější dotykové plochy 375 k zajištění elektrického kontaktu s dotykovou plochou 289 připojovacího konce 255 katody 233. Rozumí se však, že tvar zádržky 245 může být odlišný, aniž by to znamenalo odchýlení mimo rozsah tohoto vynálezu, pokud má tato zádržka 245 dolní radiální zádržnou plochu 373 vybíhající zpravidla radiálně směrem ven z připojovacího konce 305 elektrody 237 a elektroda 237 umožňuje elektrické spojeni s katodou 239. Ve výhodném provedení zahrnuje také připojovací konec 305 elek40 trody 237 čtyři pružné palce 361, avšak tento počet se může pohybovat od jednoho palce až k mnoha palcům, aniž by to znamenalo odchýlení mimo rozsah tohoto vynálezu.

Střední izolátor 239 podle tohoto druhého provedení zahrnuje prstencové sedlo 315, které sahá radiálně směrem dovnitř na průměr, který je podstatně menší než vnější průměr kroužku 303 elektrody 237, takže osazení 311 vytvořené tímto kroužkem 303 do tohoto prstencového sedla 315 zapadá, aby se tak omezilo vsunutí elektrody 237 do katody 233, a aby se elektroda 237 ustavila axiálně v hlavě 231 hořáku. Zádržka 243 na středním izolátoru 239 je tvořena prstencovým, radiálně směrem dovnitř vybíhající výstupkem 381, který je umístěn mezi spodní částí katody 233 a prstencovým sedlem 315 středního izolátoru 239. Jak je na zobrazeném provedení ukázáno, zádržka 243 by měla být umístěna vedle spodní části katody 233. Na dolním konci výstupku 381 je vnitřní průměr středního izolátoru 239 zkosen směrem dovnitř a vytváří tak zakřivenou plochu 383, která zahajuje vychylování palců 361 elektrody 237 směrem dovnitř do jejich vychýleného stavu při vkládání elektrody 237 skrz střední izolátor 239. Vnitřní průměr středního izolátoru 239 je na horním konci zádržky 243 zkosen zpět směrem ven, aby se tak vytvořila

-8CZ 3W76JJ B6 radiální zádržná plocha 385 středního izolátoru 239 ve zpravidla radiálně a axiálně opačném vztahu k zádržné ploše 373 elektrody 237. Zkosená zádržná plocha 385 zádržky 243 středního izolátoru 239 rovněž poskytuje zakřivenou plochu pro vychylování palců 361 elektrody 237 směrem dovnitř, aby se tak usnadnilo vytažení elektrody 237 z katody 233 při rozebírání hořáku.

Zádržná plocha 385 středního izolátoru 239 by měla být zkosena směrem ven na průměr poněkud menší, než je vnitřní průměr dotykové plochy 289 připojovacího konce 255 katody 233. nebo poněkud menší průměr, aby se tak zajistilo vedení při zasouvání připojovacího konce 305 elektrody 237 do připojovacího konce 255 katody 233 při montáži elektrody 237 do hořáku.

io Jak je možno nejlépe vidět na obr. 9, zádržka 245 elektrody 237 je z hlediska průměru větší než vnitřní průměr dotykové plochy 289 připojovacího konce 255 katody 233. takže po vsunutí elektrody 237 skrz střední izolátor 239 do připojovacího konce 255 katody 223, palce 261 a zádržka 245 elektrody 237 zůstanou ve vychýleném stavu směrem dovnitř. Palce 361 vychýlené směrem dovnitř vytvoří sílu, která tlačí na palce 361 směrem ven, čímž nutí zádržku 245 elektrody 237.

aby se přemístila směrem ven do elektrického kontaktu s dotykovou plochou 289 připojovacího konce 255 katody 233, aby se tak elektroda 237 a katoda 233 elektricky spojily.

Při sestavování plazmového hořáku podle tohoto druhého provedení se vsune skrz střední izolátor 239 elektroda 237 do hlavy 231 plazmového hořáku horním připojovacím koncem 305 napřed. Jakmile je připojovací konec 305 elektrody 237 tlačen kolem prstencového sedla 115 středního izolátoru 239, horní plochy 371 radiálních výstupků 369 na palcích 361 elektrody 237 se dostanou do záběru se zkosenou dolní zakřivenou plochou 383 zádržky 243 středního izolátoru 239. Zakřivená plocha 383 bude tlačit palce 361 elektrody 237 směrem dovnitř proti tendenci palců pohybovat se směrem ven, aby se tak zádržka 245 elektrody 237 posunula radiálně směrem dovnitř do své vychýlené polohy, Čímž se vnější průměr připojovacího konce 305 elektrody 237 u zádržky 245 elektrody 237 zmenší, aby se tak mohl připojovací konec 305 elektrody 237 vsunout dál skrz střední izolátor 239 do připojovacího konce 255 katody 233 do polohy, ve které se radiální zádržné plochy 373 zádržky 245 elektrody 237 budou nacházet nad radiální zádržnou plochou 385 zádržky 243 středního izolátoru 239.

Jakmile se zádržka 245 elektrody 237 zatlačí směrem nahoru kolem zádržky 243 středního izolátoru 239 a do připojovacího konce 255 katody 233. zádržka 243 elektrody 237 se radiálně vyrovná s dotykovou plochou 289 připojovacího konce 255 katody 233, kde je vnitřní průměr připojovacího konce 255 katody 233 větší než vnitřní průměr u zádržky 243 středního izolátoru

2 39. Palce 361 elektrody 237. které jsou ve svém vychýleném stavu, vytvářejí síly působící směrem ven, které palce tlačí směrem ven, aby se tak zádržka 243 elektrody 237 přesunula do svého nevychýleného stavu. Vnější dotykové plochy 375 radiálních výstupků 369 palců 361 jsou tlačeny směrem ven proti dotykové ploše 289 připojovacího konce 289 katody 233, aby se katoda 233 a elektroda 237 elektricky spojily. Pohyb zádržky 243 elektrody 237 směrem ven zpravidla osově vyrovná (např. ve vztahu překrytí nebo převisu) zádržné plochy 373 přípojovými slovy, radiální zádržné plochy 373 elektrody 237 jsou vyrovnány se zádržnou plochou 385 středního izolátoru 239, takže v případě, že elektroda 237 začne při montáži nebo rozebírání axiálně sklouzávat směrem ven z hlavy 231 hořáku, radiální zádržné plochy 373 elektrody 237 se dostanou do záběru se zádržnou plochu 385 středního izolátoru 239, aby tak elektroda 237 z hlavy 231 hořáku nemohla vypadnout.

Jelikož je vnější průměr připojovacího konce 305 elektrody 237 u zádržky 243 větší než vnitřní průměr připojovacího konce 255 katody 233 u dotykové plochy 289, palce 361 elektrody 237 zůstanou po vložení elektrody 237 do katody 233 ve vychýlené poloze směrem dovnitř, aby udrso žely síly tlačící na zádržku 245 elektrody 237 směrem ven proti dotykové ploše 289 katody 233 a podpořily tak dobrý elektrický kontakt mezi katodou 233 a elektrodou 237. Tam, kde dojde k malé trvalé deformaci palce 361 elektrody 237 směrem dovnitř, nemusí být tlak palce 361 směrem ven dostatečný k tomu, aby zajistil elektrický kontakt zádržky 245 elektrody 237 s dotykovou plochou 289 katody 233. V takovém případě se horní plocha 371 radiálního výstupku 369 na

-9CZ 300768 B6 deformovaném palci 361 dostane při vkládání připojovacího konce 305 elektrody 237 do připojovacího konce 255 katody 233 do záběru se zkoseným dolním koncem 359 těla 355 vložky 351. Zkosený dolní konec 359 poskytuje zakřivenou plochu, která tlačí palec 361 elektrody 237 směrem ven, čímž přesouvá zádržku 245 elektrody 237 radiálně směrem ven, aby dosedla do vybrání

357 mezi tělem 355 vložky 351 a dotykovou plochou 289, přičemž jsou výstupky 369 palce 361 elektricky spojeny s dotykovou plochou 289.

Montáž se dokončí tak, že rozvaděč 335 pro plyn se nasadí na elektrodu 237, špička 231 se nasadí na elektrodu 237, aby dosedla na uvedený rozvaděč 335 pro plyn a ochranný kryt 237 se nasaío dí na uvedenu špičku 231 a rozvaděč 335 pro plyn a šroubováním se upevní na tělo 235 hořáku, aby se tak spotřební součásti v hlavě 231 hořáku axiálně upevnily. Při upevňování ochranného krytu 337 k tělu 235 hořáku zapadne osazení 311 kroužku 303 elektrody 237 do prstencového sedla 315 středního izolátoru 239, aby správně osově ustavilo elektrodu 237 v hlavě 231 plazmového hořáku.

Při rozevírání plazmového hořáku se ochranný kryt 337 vyjme z těla 235 hořáku a špička 231 a rozvaděč 335 pro plynu se z hořáku vysunou. Elektroda 237 se axiálním tahem za dolní konec 301 elektrody 237 vyjme z hořáku směrem ven. Zádržné plochy 373 elektrody 237 se dostanou do záběru se zkosenou zádržnou plochou 385 zádržky 243 středního izolátoru 239 a - pokud je axiální tažná síla dostatečná - zkosená zádržná plocha tlačí palce 361 elektrody 237 dále směrem dovnitř, aby se zádržka 245 elektrody 237 pohnula dále do svého vychýleného stavu a umožnila tak vytažení připojovacího konce 305 elektrody 237 ze středního izolátoru 239.

Jak je u tohoto druhého provedení zobrazeno, plazmový hořák podle tohoto vynálezu zahrnuje elektrodu 237 a střední izolátor 239, které mají do sebe vzájemně zapadající zádržky 245. 243, aby se při montáži zabránilo axiálnímu pohybu elektrody 237 směrem ven z hořáku. Rozumí se však, že zádržka 243 umístěná radiálně od středního izolátoru 239 může být místo toho umístěna radiálně od vnitřní plochy připojovacího konce 255 katody 233 podobným způsobem, jak bylo popisováno výše u prvního provedení tohoto vynálezu, aniž by to znamenalo odchýlení mimo jo rozsah tohoto vynálezu. Elektroda 237 může být také namísto toho dimenzována a konfigurována tak, aby obklopovala katodu 233. přičemž zádržka 245 elektrody 237 by byla umístěna radiálně směrem dovnitř od připojovacího konce 305 elektrody 237 a odpovídající zádržka 243 by sahala radiálně směrem ven od připojovacího konce 255 katody 233, takže palce 361 elektrody 237 by byly při relativním teleskopickém pohybu katody 233 a elektrody 237 vychylovány směrem ven.

V předchozím textu si povšimneme, že plazmový hořák podle tohoto vynálezu mající elektricky spojenou katodu a elektrodu, v němž jsou katoda 33 a elektroda 37 mechanicky propojeny, nebo ve kterém je propojena elektroda 237 a jiná část tohoto hořáku, jako na příklad střední izolátor 239 ve druhém provedení tohoto vynálezu, představuje zdokonalení tradičních konstrukcí plaz40 mového hořáku. Protilehlé zádržky 43, 45 připojovacích konců katody a elektrody 55, 105, nebo zádržky 243, 245 středního izolátoru 239 a připojovacího konce elektrody 305 ve druhém provedení tohoto vynálezu, do sebe vzájemně zapadají a mohou skutečně zabránit tomu, aby elektroda 37, 237 nedopatřením vypadla nebo se vyklepala z hořáku během montáže hořáku. Z toho plyne, že nebezpečí toho, že elektroda 37,237 vypadne a/nebo se ztratí, je sníženo. Kromě toho použití pružných palců 61, 361 umožňuje rychlé teleskopické spojení a odpojení elektrody 37, 237 od katody 33 nebo středního izolátoru 239, takže je montáž hořáku méně komplikovaná a Časově méně náročná. Co se týká prvního provedení vyobrazeného na obr. 1 až 5, zavedení elektricky izolačních čepiček 75 na palcích 61 tak, že tyto koncové čepičky 75 vymezují zádržky 43 katody 33, brání použití takové elektrody 37, která by neměla připojovací konec 105 zahrnující zádržku

45 elektrody 37 podle tohoto vynálezu. Jestliže nemá například připojovací konec 105 elektrody žádnou zádržku, při vložení elektrody 37 do katody 33 se dostane do kontaktu připojovacím koncem 105 elektrody 37 pouze izolační koncová čepička 75, Čímž se předem zabrání potřebnému elektrickému kontaktu mezi katodou 33 a elektrodou 37. Zádržka 45 elektrody 37 podle

- 10CZ JUU709 BO tohoto vynálezu je tedy potřebná k zajištění elektrického dotyku na dotykové ploše 89 katody 33 nad zádržkou 43 katody 33.

Vzhledem k výše uvedenému je možno usoudit, že bylo dosaženo několika účelů tohoto vynálezu 5 a dospělo se k dalším výhodným výsledkům.

Jelikož je možno provést u výše uvedených konstrukcí mnohé změny, aniž by to znamenalo odchýlení mimo rozsah tohoto vynálezu, budiž rozuměno, že celý obsah výše uvedených popisů a průvodních výkresů bude interpretován jako ilustrativní a nebude chápán v omezujícím smyslu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Plazmový obloukový hořák typu obsahujícího elektrodu elektricky propojenou s negativní stranou zdroje a hrot s odstupem obklopující elektrodu pro alespoň Částečné vymezení dráhy primárního plynu v hořáku, přičemž hrot je elektricky propojený s pozitivní stranou zdroje a má

20 centrální výstupní hrdlo fluidně propojeno s dráhou primárního plynu pro vypouštění pracovního plynu z hrotu ve formě ionizované plazmy, přičemž tento plazmový obloukový hořák zahrnuje katodu (33,233) a elektrodu (37,237) s připojovacími konci (55, 105,305) konfigurovanými pro vzájemné koaxiální zásuvné spojení na střední podélné ose (X) hořáku, a zajišťovací zádržku (43, 243) / zádržky (43,243,45, 245) na připojovacích koncích katody (33,233) a elektrody (37,

25 237), vyznačující se tím, že alespoň jeden z připojovacích konců (55, 105, 305) je zkonstruován tak, že příslušná zádržka (43, 243, 45, 245) připojovacích konců (55, 105, 305) je pohyblivá v obecně radiálním směru vzhledem ke střední podélné ose (X) hořáku mezi svou nevychýlenou polohou a vychýlenou polohou, přičemž uvedená alespoň jedna zádržka (43, 243) je uzpůsobena pro pružné převádění z uvedené nevychýlené pozice do uvedené vychýlené pozice

30 při zasouvání uvedené katody (33, 233) a elektrody (37,237) vzájemně do sebe a pro převádění z uvedeného vychýleného stavu zpět do uvedeného nevychýleného stavu při zasunutí katody (33, 233) a elektrody (37, 237) dále do sebe do stavu, v němž zádržky (43, 243, 45, 245) na katodě (33, 233) a elektrodě (37, 237) jsou obecně axiálně vyrovnány, přičemž alespoň uvedená jedna zádržka (43,243) je vzájemně zaklesnutelná s další zádržkou (45,245) pro propojení katody (33,

35 2 33) a elektrody (37, 237) a zamezení axiálního pohybu elektrody (37, 237) ven z katody (33,

233).
2. Plazmový obloukový hořák podle nároku 1, vyznačující se tím, že připojovací konec (55, 105) uvedené katody (33) nebo elektrody (37) má alespoň jeden pružný palec (61) s

40 alespoň jednou podélnou drážkou (63) v uvedeném připojovacím konci (55, 105), přičemž uvedená zádržka (43) se nachází na palci (61) a zahrnuje obecně radiální zádržnou plochu, která je vzájemně zaklesnutelná s protilehlou zpravidla radiální zádržnou plochou další zádržky (45).
3. Plazmový obloukový hořák podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedený

45 připojovací konec (55) katody (33) má alespoň jeden uvedený palec (61), přičemž uvedený alespoň jeden palec (61) má s výhodou horní konec (65) integrálně spojený s katodou (33) a volný dolní konec (67), zatímco uvedená zádržka (43) zahrnuje čepičku (75) z elektricky izolujícího materiálu, upevněnou na volném dolním konci (67) palce (61), přičemž tloušťka Čepičky (75) je dána tak, že vystupuje radiálně z volného dolního konce (67) palce (61) pro vymezení obecně

50 radiálního zádržného povrchu zádržky (43) na připojovacím konci (55) katody (33).
4. Plazmový obloukový horák podle nároku 3, vyznačující se tím, že uvedená katoda (33) má ve svém připojovacím konci (55) podélný otvor (57) pro vsunutí uvedeného při- 11 CZ 300768 B6 pojovacího konce (105) elektrody (37), přičemž zádržná plocha zádržky (43) na připojovacím konci (55) katody (33) vystupuje obecně radiálně směrem dovnitř od připojovacího konce (55) katody (33) a zádržná plocha zádržky (45) na připojovacím konci (105) elektrody (37) vystupuje obecně radiálně směrem ven od připojovacího konce (105) elektrody (37), přičemž uvedené
5 zádržné plochy jsou orientovány z hlediska axiálního směru navzájem opačně a jsou navzájem zajistitelné při zasunutí elektrody (37) do uvedené katody (33) až do uvedeného bodu pro zamezení vysunutí této elektrody (37) z katody (33).

5. Plazmový obloukový hořák podle nároku 4, vyznačující se tím, že uvedený io alespoň jeden palec (61) je při vsunutí připojovacího konce (105) elektrody (37) do připojovacího konce (55) katody (33) vychýlený směrem ven pro převedení zádržky (43) na připojovacím konci (55) katody (33) do vychýlené pozice, přičemž toto vychýlení uvedeného alespoň jednoho palce (61) vytváří předpínací sílu, která tlačí uvedený alespoň jeden palec (61) směrem dovnitř, přičemž připojovací konec (55) katody (33) je v nuceném kontaktu se zádržkou (45) na připojo15 vacím končí (105) elektrody (37), a/nebo zádržka (43) na připojovacím konci (55) katody (33) má zakřivený povrch (91) pro usnadnění pohybu uvedeného alespoň jednoho pružného palce (61) pro převedení zádržky (43) do její vychýlené pozice při záběru zakřiveného povrchu (91) se zádržkou (43) na elektrodě (37) při vkládání připojovacího konce (105) elektrody (37) do připojovacího konce (55) katody (33) a/nebo zádržka (45) elektrody (37) zahrnuje prstencový výstu20 pek (119) se zádržným povrchem vystupujícím obecně radiálně směrem ven od připojovacího konce (105) elektrody (37).
6. Plazmový obloukový hořák podle nároku 5, vyznačující se tím, že prstencový výstupek (119) je zaoblen pro vymezení alespoň jedné zakřivené plochy pro tlačení alespoň jed25 noho pružného palce (61) katody (33) směrem ven pro převedení zádržky (43) na připojovacím konci (55) katody (33) do její vychýlené pozice při záběru zakřivené plochy se zádržkou (43) alespoň jednoho palce (61) katody (33) pro usnadnění vložení připojovacího konce (105) elektrody (37) do připojovacího konce (55) katody (33) nebo vyjmutí připojovacího konce (105) elektrody (37) z připojovacího konce (55) katody (33).
7. Plazmový obloukový hořák podle nároku 1, vyznačující se tím, že zádržka na připojovacím konci (305) elektrody (237) je pohyblivá v obecně radiálním směru vzhledem ke střední podélné ose (X) hořáku mezi nevychýlenou pozicí a vychýlenou pozicí pro umožnění vložení elektrody (237) do hořáku do polohy, v níž zádržka (245) na připojovacím konci (305) je

35 axiálně vyrovnaná a zaklesnutelná se zádržkou (243) v plazmovém hořáku pro zamezení axiálního pohybu elektrody (237) ven z hořáku.
8. Plazmový obloukový hořák podle nároku 7, vyznačující se tím, že dále zahrnuje trubicovitý střední izolátor (239) s homí částí obklopující katody (233) na střední podélné

40 ose (X) hořáku a s dolní částí pro vložení připojovacího konce (305) elektrody (237), přičemž zádržka (243) hořáku je na dolní části středního izolátoru (239).
9. Katoda (33, 233) plazmového obloukového hořáku podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, která má připojovací konec (55, 305) upraven pro elektrické spojení s elektrodou (37, 237) v hořáku a

45 zádržku (43, 243) vystupující radiálně z připojovacího konce (55, 305) pro propojení elektrody (37, 237) a katody (33, 233) v uvedeném hořáku, vyznačující se tím, že připojovací konec (55) je zkonstruován tak, že zádržka (43, 243) je pružně pohyblivá v obecně radiálním směru vzhledem ke střední podélné ose (X) katody (33, 233) mezi svou nevychýlenou pozicí a vychýlenou pozicí pro umožnění relativního zásuvného pohybu katody (33, 233) a elektrody (37,

50 2 3 7) pro jejich propojení, přičemž uvedená zádržka (43, 243) je pohyblivá z uvedené nevychýlené pozice do uvedené vychýlené pozice při zasouvání uvedené katody (33, 233) a elektrody (37, 237) do sebe navzájem a z uvedené vychýlené pozice zpět do uvedené nevychýlené pozice při dalším zasouvání uvedené katody (33, 233) a elektrody (37, 237) dále do sebe navzájem pro

-12LZ. JUV/OO DO propojení katody (33, 233) a elektrody (37, 237), přičemž uvedená zádržka (43, 243) je při propojení katody (33, 233) a elektrody (37, 237) uzpůsobena pro blokování axiálního pohybu elektrody (37,237) ven z horáku.

5
10. Katoda (33) podle nároku 9, vyznačující se tím, že připojovací konec (55) katody (33) zahrnuje alespoň jeden pružný palec (61) vymezený alespoň jednou drážkou (63) procházející podélně v připojovacím konci (55) katody (33) a zádržka (43) zahrnuje zádržný povrch vystupující obecně radiálně z uvedeného alespoň jednoho palce (61).

io
11. Katoda (33) podle nároku 10, vyznačující se tím, že zádržka (43) vystupuje obecně radiálně směrem dovnitř od uvedeného jednoho palce (61) a/nebo uvedený alespoň jeden palec (61) má horní konec (65) integrálně spojený s katodou (33) a volný konec (67), přičemž uvedená zádržka (43) zahrnuje čepičku (75) z elektricky izolujícího materiálu upevněnou na volném konci (67) palce) 61) a tato čepička (75) vystupuje radiálně od volného dolního konce

15 (67) palce (61) pro vymezení radiální zádržné plochy.
12. Elektroda (237) plazmového obloukového hořáku podle nároků 1, 7 nebo 8, s připojovacím koncem (305) uzpůsobeným pro propojení s plazmovým hořákem, vyznačující se tím, že má připojovací konec (305) pružně pohyblivý vzhledem ke střední podélné ose (X)

20 elektrody (237) mezi normální, nevychýlenou pozicí a vychýlenou pozicí pro změnu průměru připojovacího konce (305) elektrody (237) oproti normálnímu nevychýlenému stavu při zasouvání elektrody (237) do hořáku a pro opětovnou změnu z uvedeného vychýleného stavu zpět do nevychýleného stavu při zasunutí elektrody (237) dále pro propojení elektrody (237) a hořáku, to vše pro umožnění vložení a propojení s hořákem a zamezení axiálního pohybu elektrody (237) z

25 hořáku.
13. Elektroda (237) podle nároku 12, vyznačující se tím, že připojovací konec (305) této elektrody (237) zahrnuje zádržku (245) vystupující z ní radiálně pro propojení elektrody (237) s hořákem a zamezení axiálního pohybu z ven z hořáku po propojení elektrody (237)

30 s hořákem.
14. Elektroda (237) podle nároku 13, vyznačující se tím, že zádržka (245) vystupuje radiálně směrem ven od připojovacího konce (305) této elektrody (237) a/nebo zádržka (245) zahrnuje prstencový výstupek (119) a/nebo zádržka (245) je zaoblena pro usnadnění vlo35 žení elektrody (237) do hořáku a jejího vytažení z hořáku směrem ven.
15. Elektroda (237) podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že připojovací konec (305) elektrody (237) zahrnuje alespoň jeden pružný palec (361) vymezený alespoň jednou drážkou (363) procházející podélně v připojovacím konci (305) elektrody (237).
16. Elektroda (237) podle kteréhokoli z nároků 12ažl5, vyznačující se tím, že tato elektroda (237) je uzpůsobena pro spolupráci s katodou (233) tohoto hořáku za provozu.