CZ304595B6

CZ304595B6 - Sestava elektrody a držáku pro její uchycení v plazmovém hořáku s kontaktním startem

Info

Publication number: CZ304595B6
Application number: CZ2012-874A
Authority: CZ
Inventors: George Arthur Crowe
Original assignee: Thermacut, S.R.O.
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2014-07-23
Also published as: CZ2012874A3

Abstract

Sestava (100) pro uchycení elektrody (120) v plazmovém hořáku (102) s kontaktním startem obsahuje izolátor (116) částečně obklopující elektrodu (120), která k posunu dopředu využívá pístu (136) na pružném prvku (156). Ten se nachází mezi pístem (136) a kontaktním prvkem (146) připevněným k izolátoru (116) a může vést elektrický proud k elektrodě (120). Píst (136), pružný prvek (156) a kontaktní prvek (146) jsou zachyceny v izolátoru (116), když je při výměně elektrody (120) hořák (102) otevřený. Elektroda (120) a píst (136) mají do sebe osově zapadající plochy zaručující dobrou tepelnou a elektrickou vodivost mezi nimi. Vodivost může být dále zlepšena vyrobením pístu (136) ze stříbra či ze slitiny stříbra. V některých provedeních je dutina v izolátoru (116) rozdělena na přední komoru (368) a zadní komoru (370), přičemž píst (136), pružný prvek (156) a kontaktní prvek (146) jsou zachyceny v zadní komoře (370).

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká sestavy elektrody a držáku pro její uchycení v plazmovém obloukovém hořáku s kontaktním startem, zahrnujícím katodu pro vedení proudu, která je připojena ke zdroji proudu a zakončena povrchem pro přenos proudu, zahloubení, trysku a zádržný prvek pro přichycení trysky v pozici vzhledem k zahloubení hořáku, přičemž sestava zahrnuje:

- izolátor zasouvatelný do zahloubení hořáku a upevnitelný v něm prostřednictvím zádržného prvku při připevňování trysky;

- elektrodu, která má podélnou osu a je uspořádaná alespoň částečně v uvedeném izolátoru, přičemž je ve směru své podélné osy posuvná mezi přední polohou, ve které je při startování hořáku v kontaktu s tryskou, a mezi zadní polohou, ve které je při startování hořáku v kontaktu s tryskou, a mezi zadní polohou, ve které je pro udržování plazmového oblouku uspořádaná s odstupem od trysky, uvedená elektroda má distální konec, obsahující emisivní prvek, a proximální konec zakončený zadní koncovou plochou,

- prostředky pro zajištění stabilní zadní polohy elektrody;

- píst z vodivého materiálu, který je uspořádaný v izolátoru, přičemž má přední kontaktní plochu a zadní část zakončenou zadní koncovou plochou;

- pružný prvek, který je spojený se zadní částí pístu,

- prostředky pro zajištění pístu a pružného prvku v izolátoru.

Dosavadní stav techniky

Patent US 4 791 268 představuje plazmový obloukový hořák s kontaktním startem, kde je elektroda tlačena dopředu pístem, který je umístěn v uzavřené konstrukci; tato konstrukce má takový tvar, že značná část elektrody není vystavena proudění plynu, který by zlepšil chlazení, a zdá se, že kolem pístu je proudění plynu malé. Dále pak je kontakt mezi pístem a elektrodou zajištěn pouze na malých rovinných kontaktních plochách, což může, pokud dojde k nechtěnému vložení materiálu mezi tyto plochy, vést ke zhoršení kontaktu.

Patenty US 8 035 055 a US 8 115 136 představují řadu konfigurací elektrody v plazmových obloukových hořácích s kontaktním startem a také představují elektrodu z dosavadního stavu techniky, která k přívodu proudu využívá kontakt s pružinou pro posunování elektrody směrem ke své přední poloze. V zařízeních z dosavadního stavu techniky uvedených v těchto patentech zůstává elektroda s kontaktem ve styku po celou dobu. V základních provedeních vynálezu představených v těchto patentech je pružina umístěna mezi elektrodu a kontakt tak, aby posunovala elektrodu směrem pryč od kontaktu. V těchto provedeních je elektroda ve styku s kontaktem pouze, pokud je ve své zadní poloze, což je poloha pro udržování nepřeneseného oblouku a přeneseného oblouku pro řezání plazmou. Pokud elektroda nemá pružinu zabudovanou, pak při otevření hořáku za účelem výměny elektrody hrozí ztráta této pružiny.

Pravděpodobně z důvodu zamezení ztráty pružin při otevření hořáku za účelem výměny elektrody tyto patenty také představují několik provedení, která používají elektrodu s vodivým prvkem na pružině, který je připevněn k elektrodě a zachytává pružinu. V důsledku připevnění vodivého prvku a pružiny k elektrodě je nutné, aby byly tyto komponenty vyměněny zároveň s elektrodou, což zvyšuje cenu elektrody, která je spotřebním materiálem.

V ještě jiných provedeních je elektroda umístěna pomocí bajonetového spojení, přičemž pružina je umístěna za vnitřní závitovou částí bajonetového prvku a je tedy zajištěna v sestavě. Elektroda je opatřena vnější závitovou částí tohoto spojení, a když je vložena a uzamčena ve správné polo- 1 CZ 304595 B6 ze, je v kontaktu s pružinou. V dalším provedení je pružina zadržována pevným prstencem, který překrývá její část, a dvojice kolíků je umístěna tak, aby procházely mezerou a byly v kontaktu s pružinou. Takováto konstrukce však poskytuje omezený kontakt. I když tato poslední uvedená řešení eliminují náklady na připevnění pružiny a vodivého prvku k elektrodě, komplikují konstrukci elektrody a opět zvyšují náklady na výrobu a dále mohou omezovat proudění vzduchu kolem pružiny a kolem kontaktní části elektrody a mohou tedy zhoršovat chlazení. Jak se zdá, tato provedení také trpí omezeným stykem pružiny a elektrody, což zhoršuje efektivitu elektrického kontaktu mezi nimi. Tato omezení mohou být důvodem toho, že majitelem patentu momentálně komerčně nabízená elektroda odpovídá provedení z obr. 3A a 3B patentů '155 a '136, podle kterého jsou pružina a vodivý prvek připevněné k elektrodě.

Podstata vynálezu

Předkládaný vynález se týká sestavy elektrody a držáku pro její uchycení pro použití v plazmových hořácích s kontaktním startem, která zajišťuje polohu elektrody a elektrický kontakt a zároveň umožňuje rychlou výměnu elektrody. Sestava obsahuje systém, který přivádí proud k elektrodě a zároveň jí omezuje podélný posun, tak, jak bude uvedeno níže. Konkrétně jsou výše uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky eliminovány sestavou elektrody a držáku pro její uchycení v plazmovém obloukovém hořáku s kontaktním startem, zahrnujícím katodu pro vedení proudu, která je připojena ke zdroji proudu a zakončena povrchem pro přenos proudu, zahloubení, trysku a zádržný prvek pro přichycení trysky v pozici vzhledem k zahloubení hořáku, přičemž sestava zahrnuje:

- izolátor zasouvatelný do zahloubení hořáku a upevnitelný v něm prostřednictvím zádržného prvku při připevnění trysky;

- elektrodu, která má podélnou osu a je uspořádaná alespoň částečně v uvedeném izolátoru, přičemž je ve směru své podélné osy posuvná mezi přední polohou, ve které je při startování hořáku v kontaktu s tryskou, a mezi zadní polohou, ve které je pro udržování plazmového oblouku uspořádaná s odstupem od trysky, uvedená elektroda má distální konec, obsahující emisivní prvek, a proximální konec zakončený zadní koncovou plochou,

- prostředky pro zajištění stabilní zadní polohy elektrody;

- pružný prvek, který je spojený se zadní částí pístu,

- prostředky pro zajištění pístu a pružného prvku v izolátoru, a podle vynálezu dále zahrnuje:

- kontaktní prvek pro kontakt s uvedeným izolátorem, opatřený soustavou průchodů pro průchod plynu uvedeným kontaktním prvkem, přední kontaktní plochou a zadní kontaktní plochou, přičemž uvedený kontaktní prvek je při uložení izolátoru v zahloubení hořáku v nuceném kontaktu s povrchem katody pro přenos proudu; přičemž kontaktní prvek je spojený s pružným,

- prostředky pro vzájemné spojení mezi, pružným prvkem a kontaktním prvkem,

- prostředky pro zajištění vodivé dráhy mezi kontaktním prvkem a elektrodou v její přední poloze; a

- prostředky pro zajištění vodivé dráhy mezi kontaktním prvkem a elektrodou v její zadní poloze,

- přičemž píst má přední kontaktní plochu uzpůsobenou pro rozpojovatelné spojování se zadní koncovou plochou elektrody. Další konkrétní plochu uzpůsobenou pro rozpoj ovatelné spojování se zadní koncovou plochou elektrody. Další konkrétní provedení vynálezu jsou definována v patentových nárocích.

Pojem „elektroda“, jak je použit v předkládané přihlášce, definuje spotřební část hořáku, která, po odejmutí trysky hořáku, může být vyměněna.

-2CZ 304595 B6

Plazmový hořák, do kterého je možné použít předkládaný vynález, obsahuje katodu, která vede proud a která je připojena ke zdroji proudu a končí na povrchu, na který se přivádí elektřina. Hořák má v sobě dutinu, ve které je umístěn dutý izolátor, který je po vsunutí ve styku s elektrodou a za pomocí trysky zavádí stlačený plyn do vymezené komory. Zádržný prvek zajišťuje trysku vzhledem k dutině hořáku. Hořák je navržen tak, aby se elektroda mohla pohybovat mezi přední polohou, kde se dotýká trysky a proud prochází elektrodou a spouští hořák, a mezi zadní polohou, kde je vzdálena od trysky a do které je zatlačena tlakem plynu zavedeného skrz izolátor, kdy vzniká komora pro vytváření a udržení plazmy. Zpočátku je tedy udržován pilotní oblouk od elektrody k tiysce. Když je hořák uveden do blízkosti dílu, který má být řezán, přenese se tento nepřenesený oblouk od elektrody k trysce na oblouk od elektrody k oblouku a dá tedy vzniknout přesnému plazmovému oblouku. Sestava podle předkládaného vynálezu obsahuje izolátor a elektrodu a také související části, aby zajišťovala lepší kontakt a vylepšené chlazení elektrody. Související části dovolují zjednodušení elektrody a tedy i její jednoduchou a nenákladnou výrobu.

Izolátor je vyroben z elektricky nevodivých materiálů a je navržen tak, aby mohl být vsunut do dutiny hořáku místo běžného vířivého kroužku, a tam je zajištěn běžnými způsoby. Typicky je izolátor upevněn tryskou, která je upevněna zádržným prvkem. Izolátor je opatřen průchody, kterými je zaváděn plyn do oblasti částečně vymezené tryskou hořáku, stejným způsobem jak je tomu u konvenčních vířivých kroužků. Tento plyn jednak tlačí elektrodu do zadní polohy, kde je vzdálena od trysky, a rovněž udržuje plazmu, zatímco zbytek tohoto plynu proudí zpět podél elektrody, což zajišťuje chlazení.

Elektroda v této sestavě má podélnou osu a část této elektrody je při provozu umístěna v izolátoru. Elektroda se může pohybovat z přední polohy, kde se dotýká trysky hořáku, do zadní polohy, kde je elektroda vzdálena od trysky. Přední poloha slouží jako startovací poloha pro hořák; když je elektroda takto umístěna, může jí přes pružný prvek protékat proud, a když je elektroda vzdalována od trysky, vzniká oblouk, který vytváří pilotní plazmový oblouk. Když je elektroda v zadní poloze, pilotní oblouk je udržován mezi elektrodou a tryskou, s tím, že většina proudu již není dodávána přes pružný prvek. Když je pak hořák přiveden do blízkosti obrobku, je tento nepřenesený plazmový oblouk přenesen od trysky k obrobku.

Elektroda má distální konec, který obsahuje emisivní prvek, a proximální konec. Proximální konec elektrody je s výhodou zakončen nerovinnou zadní koncovou plochou. Zadní koncovou plochou jedné takové elektrody může být výčnělek ve tvaru komolého kužele či dutina ve tvaru komolého kužele.

Ačkoli níže uvedený popis uvádí koncovou plochu jako kontinuální povrch, nemusí být tento povrch zcela kontinuální, ale může být jen zčásti kontinuální. V každém případě je praktické, aby koncová plocha tvaru komolého kužele měla vrcholový úhel mezi 16 a 60°, aleje obzvláště účelné, když je úhel mezi 40 a 60°.

Píst vyrobený z elektricky vodivého materiálu se taktéž v provozu nachází v izolátoru, umístěný za elektrodou. Píst má přední kontaktní plochu navrženou tak, aby do ní uvolnitelně zapadala zadní koncová plocha elektrody; tyto rozpojovatelné kontaktní plochy jsou navrženy tak, aby ke kontaktu došlo posunováním elektrody podél její podélné osy. Tedy pokud má zadní koncová plocha elektrody konkávní tvar, tak má přední kontaktní plocha pístu konvexní tvar. Využitím neplochých kontaktních ploch, jako jsou například kónické tvary, se zvětší kontaktní plocha mezi elektrodou a pístem, zmenší se odpor kontaktu a zlepší se přenos tepla a navíc kuželovité či komolo-kuželovité tvary ploch poskytují vycentrování a udržují elektrodu zarovnanou s pístem. Intenzivním stykem kontaktních ploch píst funguje jako chladič a odvádí teplo z elektrody a v provozu tak umožňuje, aby komponenty hořáku pracovaly při nižších teplotách. Píst je v zadní části ukončen zadní koncovou plochou.

-3CZ 304595 B6

Využití pístu, který vede proud k elektrodě, poskytuje tu výhodu, že používaná elektroda může mít jednoduchou konstrukci a může být jednoduše vyměněna, aniž by bylo nutno vyměňovat další součásti tak, jak je požadováno v mnoha provedeních podle patentů US 8 035 055 a US 8 115 136, kde je pružina použita k přívodu proudu k elektrodě během startovacího procesu, a tato pružina je uchycena k elektrodě vodivým prvkem. Tím, že vodivý prvek a pružina jsou připevněny k elektrodě je zapotřebí je vyměnit spolu s elektrodou, což zvyšuje náklady elektrody, která je spotřebním materiálem. Základní provedení tohoto patentu postrádá vodivý prvek na pružině a není tedy třeba, aby pružina byla připevněna k elektrodě. Pokud ale není připevněna k elektrodě, může být pružina buďto připevněna ke katodě hořáku, z čehož vyplývá, že výměna této pružiny je nesnadná, nebo může být pružina volně uloženou součástí, což může zapříčinit její ztrátu při vyjmutí elektrody při výměně.

V dalších provedeních podle patentů '055 a '136, kde vodivý prvek není součástí elektrody, například u těch, které jsou zobrazeny na obrázcích 12 až 15 těchto patentů, kde je elektroda udržována v kontaktu s pružinou pomocí bajonetového spojení, je zapotřebí speciálně upravovat proximální konec elektrody; toto omezuje zajištění dobré elektrické vodivosti mezi nimi. Bajonetové spojení také může omezovat proudění plynu okolo elektrody, a tedy i zhoršovat chlazení.

V dalším provedení podle výše uvedených patentů zobrazeném na obr. 16, výčnělky elektrody zasahují do vymezené části průchodu izolátoru. Toto vymezení slouží k zadržení pružiny v izolátoru, ale na druhou stranu komplikuje výrobu elektrody a zmenšuje kontaktní plochu mezi elektrodou a pružinou, což může omezovat schopnost zajištění potřebného oblouku k získání pilotního oblouku.

V některých provedeních podle předkládaného vynálezu nejenže píst poskytuje velkou plochu pro kontakt s elektrodou, ale zároveň je vyroben ze stříbra či ze slitiny stříbra, která nabízí výbornou elektrickou a tepelnou vodivost a poskytuje styčnou plochu mezi pístem a elektrodou s nízkým tepelným a elektrickým odporem. Použití stříbra by taktéž mělo snížit kontaktní odpor mezi pružinou a pístem a tedy i zvýšit odvod tepla z pružiny v případě, že limitní teplota pružiny je výsledkem odporového ohřevu (I²R).

V některých provedeních je píst konstruován tak, aby byl širší než vnější průměr bližšího konce elektrody a tedy umožňoval proudění chladného plynu kolem něj. Toto rozšíření dále zlepšuje chlazení elektrody a mělo by tedy i prodloužit její životnost. Zvětšením ploch na pístu, které odráží plyn zpět, se zlepší chlazení pístu, a to tím, že se zvětší proudění po ploše pístu. Chlazení pístu se může dále zlepšit, když má zadní část pístu zmenšený průřez, z čehož vznikne stupňovitý profil; takovýto stupeň zvýší turbulentní proudění plynu proudícího v blízkosti zadní části pístu, a podpoří míchání plynu, čímž se zvýší chladicí efekt.

Kontaktní prvek z elektricky vodivého materiálu je připevněn k izolátoru a je uzpůsobený k tomu, aby přitlačen k ploše katody pro přenos elektrické energie, když je izolátor zajištěný na svém místě zádržným prvkem. Kontaktní prvek má v sestavě podle předkládaného vynálezu soustavu průchodů pro plyn, kterými může procházet plyn proudící zpět podél elektrody a je zakončen přední kontaktní plochou a zadní kontaktní plochou. V mnoha provedeních je přední kontaktní plocha navržena tak, aby se, když je elektroda ve své zadní poloze, dotýkala alespoň části zadní plochy pístu. Když je izolátor zajištěn na svém místě, zadní kontaktní plocha je ve styku s plochou pro přenosu elektrické energie. Kontaktní prvek může být snadno zajištěn na svém místě v izolátoru za pomocí nalisováním.

Pružný prvek (pružina) je připevněn ke kontaktnímu prvku a k zadní části pístu. Jsou dány rovněž prostředky k zajištění kontaktu kontaktního prvku, pístu a pružiny; tyto prostředky při výměně elektrody zadržují tyto součásti v izolátoru a zabraňují jejich ztrátě. V jednom provedení je tímto prostředkem tření mezi pružným prvkem, pístem a kontaktním prvkem díky vzájemnému uložení s přesahem.

-4CZ 304595 B6

V některých provedeních mohou být, kromě třecích kontaktních povrchů, které mají být ve styku s pružinou, píst a kontaktní prvek k sobě sešroubovány pomocí spirálovitých drážek umístěných na kontaktním prvku a na pístu, na které se našroubuje spirála pružiny.

Použití takovéhoto styku nejenže zajišťuje mechanické spojení a tedy i udržení těchto součástí v kontaktu při provozu, ale zároveň zajišťuje dobrý tepelný kontakt mezi pružinou a pístem. Toto tepelné spojení podporuje přenos tepla z pružiny do částí, se kterými je spojena, což zlepšuje rozptyl tepla získaného odporovým ohřevem (I²R). V případech, kdy je pružina degradována přehřátím způsobeným odporovým ohřevem, což se může projevit korozí či popuštěním, může mít takovýto třecí kontakt za následek lepší rozptyl tepla a tedy snížit možnost přehřátí pružiny, které by mohlo příznivě ovlivnit její pružnost.

V některých provedeních může být poškození pružiny popuštěním a/nebo korozí způsobeno teplem prostředí, kterému je pružina vystavena. Použití stříbrného pístu může taktéž sloužit ke snížení kolísání teplot pružiny.

V některých provedeních jsou prostředky k udržování kontaktního prvku, pístu a pružiny ve styku alespoň částečně zajištěny konstrukcí izolátoru. V takovýchto provedeních má izolátor vnitřní pás se zmenšeným průřezem, který tvoří průchod a který je zúžený tak, aby tudy neprošel píst. Toto zúžení zajišťuje rozdělení dutiny na přední část pro vkládání elektrody a zadní část pro zadržení pístu a pružiny, i když v mnoha provedeních část pístu prochází skrze zúženou část do přední části dutiny, aby byla ve styku s elektrodou. V některých provedeních tvoří vnitřní pás otvor s dostatečně velkým průřezem, tak aby tudy mohl projít proximální konec elektrody. Ve všech případech musí být otvor dostatečně veliký, aby měly elektroda a vnitřní pás vzájemný rozestup, aby byl zajištěn průchod pro proudění vzduchu. Vnitřní pás je umístěn tak, že kontaktní prvek, pružina a píst jsou uspořádány v izolátoru, pružina (pružný prvek) je udržována stlačená, a mezera mezi pístem a střední částí je taková, aby umožňovala omezené proudění plynu, když je elektroda umístěna v hořáku, je ve své přední poloze a je v kontaktu s tryskou hořáku.

Rovněž jsou dány prostředky pro udržování stabilní zadní polohy elektrody. Stabilní umístění elektrody, když je hořák v provozu a generuje plazmu, napomáhá k přesnému umístění elektrody vzhledem k trysce, tak aby to vyhovovalo požadovaným provozním podmínkám, a také aby se zamezilo kolísání objemu plazmové komory. Detaily těchto prostředků pro udržování stabilní zadní polohy elektrody závisí na použitých prvcích, které poskytují vodivou dráhu od kontaktního prvku k elektrodě, jak je uvedeno níže.

Prostředky pro zajištění vodivé dráhy mezi kontaktním prvkem a elektrodou, když je ve své přední a když je ve své zadní poloze (tyto polohy byly definovány výše), mohou mít různou konstrukci, která bude částečně záviset na schématech elektrického zapojení. Ve všech případech, kde je pružný prvek elektricky vodivý, přes něj bude procházet alespoň část proudu pro obě polohy elektrody.

V některých provedeních je mezi kontaktní prvek a píst připojeno lankový vodič, například zkroucený nebo spletený drát či kabel (který je alespoň částečně nepružný), tak aby jím procházela alespoň část proudu. V těchto případech správně zvolená velikost pružného prvku a vodivého vlákna může zajistit dostatečný přívod proudu k elektrodě pro provoz v obou polohách a zároveň umožňuje dostatečnou flexibilitu pružného prvku, aby byl zajištěn hladký přechod mezi oběma okrajovými pozicemi elektrody při provozu hořáku. V těchto případech mohou být prostředky pro zajištění stabilní zadní pozice elektrody poskytovány různými způsoby. V jednom schématu jsou prostředky pro zajištěné stabilní zadní polohy elektrody poskytovány tak, že pružný prvek je tlačná pružina, jejíž velikost je vzhledem k ostatním prvkům taková, že pohyb elektrody do své zadní polohy způsobuje to, že píst stlačí závity pružného prvku tak, že se dotýkají. Takto stlačená pružina slouží jako pevný nestlačitelný válec, který omezuje pohyb elektrody vzad. V obdobném provedení, kde se lankový vodič nachází v oblasti definované pružným prv-5CZ 304595 B6 kem (závity), je vodivé lanko poskládáno na sebe, což vytváří vodivou hmotu nacházející se mezi kontaktním prvkem a pístem.

V mnoha provedení přichází proud do elektrody, která je ve své zadní poloze, alespoň částečně přímou cestou mezi kontaktním prvkem a pístem. V takovýchto případech může být stykový kontakt mezi přední kontaktní plochou kontaktního prvku a mezi zadní plochou pístu vybaven prostředky pro udržování elektrody ve stabilní zadní poloze. V podobném schématu jsou prostředky pro udržování elektrody ve stabilní zadní poloze poskytovány stykovým kontaktem mezi izolačním prvkem vloženým mezi zadní plochu pístu a přední kontaktní plochu. V takovýchto případech ale může být zapotřebí jiná vodivá dráha, jako například výše uvedený lankový vodič, aby byl zajištěn dostatečný tok proudu. Použití izolátoru umožňuje použití menšího pístu, což v případě provedení ze stříbra snižuje náklady na výrobu. Izolační prvek je s výhodou spojen buďto kontaktním prvkem, nebo s pístem, za pomoci nalisováním nebo pomocí vysokoteplotního lepidla.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 až 3 jsou pohledy v řezu na sestavu pro uchycení elektrody v plazmovém obloukovém hořáku s kontaktním startem, sestava je jedním provedením předkládaného vynálezu. Obr. 1 zobrazuje sestavu umístěnou v hořáku s izolátorem sestavy upevněným v dutině hořáku a zbývající prvky sestavy nacházející se alespoň částečně v izolátoru; umístění izolátoru ve své poloze tlačí kontaktní prvek proti katodě hořáku, která vede proud. Obr. 1 zobrazuje sestavu s elektrodou ve své přední pozici, ve které se dotýká trysky hořáku.

Obr. 2 je částečně rozložené zobrazení sestavy z obr. 1, zobrazující jednotlivé součásti po vyjmutí z hořáku. Elektroda má proximální konec se zadní koncovou plochou ve tvaru dutiny, která lícuje s pístem s přední kontaktní plochou, který je zase ve styku s pružným prvkem, který posunuje píst a elektrodu směrem dopředu ke kontaktnímu prvku, který je připevněn k izolátoru.

Obr. 3 zobrazuje sestavu z obr. 1 a 2 v provozu poté, co byla elektroda tlakem plynu zatlačena do své zadní polohy, kde je vzdálena od trysky, aby generovala oblouk; vzdálenost mezi těmito dvěma polohami elektrody je pro ilustraci přehnaná. V tomto provedení, když je elektroda ve své přední poloze, prochází proud z kontaktního prvku do elektrody přes pružný prvek a píst, jak je zobrazeno na obr. 1 a dále také prochází přímo od kontaktního prvku přes píst, když je elektroda ve své zadní poloze, jak je zobrazeno na obr. 3, kde jsou plochy kontaktního prvku a pístu ve styku. Kontakt těchto ploch v tomto provedení také slouží k udržování stabilní zadní polohy elektrody.

Obr. 4 je řez zobrazující provedení, které je podobné tomu z obr. 1, s výjimkou toho, že sestava má lankový vodič, který vede elektrický proud mezi kontaktním prvkem a pístem, a poskytuje větší kapacitu k vedení proudu k elektrodě. V tomto provedení k sobě píst a kontaktní prvek přiléhají, když je elektroda ve své zadní poloze, což zajišťuje stejnoměrnou zadní polohu elektrody.

Obr. 5 znázorňuje řez dalším provedením, které využívá vodiče, jak je to zobrazeno na obr. 4, ale liší se v tom, že je zde použit izolující prvek vložený mezi píst a kontaktní prvek, takže určuje zadní polohu elektrody a tedy i délku plazmové komory.

Obr. 6 znázorňuje řez dalším provedením podobným tomu z obr. 4; v tomto provedení je ale vodivé lanko uvnitř prostoru omezeného závity pružného prvku.

Obr. 7 až 9 znázorňují řezy dalším provedením, které má mnoho podobného s provedením z obr. 1 až 3, s tím rozdílem, že zde není potřeba třecího uložení (uložení s přesahem) k udržení prvků v izolátoru po vyjmutí elektrody. Obr. 7 zobrazuje toto provedení před tím, než je elektroda uvedena do kontaktu s pístem, přičemž elektroda ještě nebyla zcela vložena do izolátoru. Izolátor má

-6CZ 304595 B6 střední část, která rozděluje průchod na přední komoru, do které může být elektroda vsunuta, a na zadní komoru, která zadržuje pružný prvek a píst. Střední část má otvor se zmenšeným průřezem, který má takovou velikost, že zamezuje průchod pístu a tedy zajišťuje, že pružný prvek a píst zůstanou vždy v kontaktu; v tomto provedení má píst osazení, které zaručuje, že je zadržen střední částí. Takováto konfigurace izolátoru a pístu dále zlepšuje chlazení a to tím, že se zvýší proudění chladicího plynu na povrchu pístu.

Obr. 8 zobrazuje stejné provedení jako obr. 7, s tím rozdílem, že na tomto obrázku jsou elektroda a píst v kontaktu. Zmenšený průřez izolátoru musí být navržen tak, aby tudy nemohl procházet píst. Velikost zmenšeného průřezu je v tomto provedení taková, že zde může procházet proximální konec elektrody poté, co je tam elektroda zatlačena tlakem plynu. Průřez musí být ale zároveň dostatečně veliký, aby zajišťoval dostatečnou vzdálenost mezi elektrodou a otvorem, takže v provozu plyn proudí kolem elektrody, když je ve své zadní poloze. V tomto provedení může být část pístu vysunuta před střední část, tak aby při výměně elektrody pomohla se zarovnáním elektrody s pístem.

Obr. 9 zobrazuje stejné provedení, jako je zobrazeno na obr. 7 a 8, poté, co část elektrody prošla zmenšeným průřezem střední části izolátoru a zadní plocha pístu je ve styku s kontaktním prvkem.

Obr. 10 a 11 zobrazují provedení podobné tomu z obr. 7 až 9, stím rozdílem, že přední plocha pístu, je rozšířena tak, aby se zachytila o zmenšený průřez střední části izolátoru, aniž by byla osazena, jak tomu bylo v předchozím provedení. Tato rozšířená plocha by měla zajistit bezproblémové proudění plynu skrz část se zmenšeným průřezem a za píst.

Obr. 12 je řez zobrazující provedení podobné tomu z obr. 7 až 9, kde má ale elektroda nerovinnou koncovou část, ve tvaru konvexního komolého kužele a kde má píst nerovinnou přední kontaktní plochu, která je vyrobena jako s elektrodou lícující konkávní dutina tvaru komolého kužele.

Obr. 13 až 15 zobrazují provedení podobné tomu z obr. 7 až 9, stím rozdílem, že píst je zde umístěn tak, že je ve styku s kontaktním prvkem, aby zamezil zpětnému posuvu elektrody před tím, než proximální konec elektrody dosáhne do otvoru mezi přední částí průchodu a zadní částí průchodu. Toto provedení dále zobrazuje vířivý kroužek, který je vytvořen jako samostatný díl, spíše než jako nedílná součást izolátoru.

Obr. 16 a 17 zobrazují provedení, které je podobné tomu z obr. 13 až 15, s tím rozdílem, že tvar elektrody je takový, že její proximální konec má průřez větší než je průřez otvoru, a zamezuje jí tedy průchod skrz otvor mezi přední částí průchodu a zadní částí průchodu nezávisle na kontaktu s pístem.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 až 3 jsou řezy zobrazující sestavu 100 elektrody 120 a držáku pro její uchycení pro použití v plazmovém obloukovém hořáku 102 s kontaktním startem (který je zobrazen jen částečně). Hořák 102 může být podobný hořákům z patentů US 8 035 055 a US 8 114 136 s tím, že držák pro uchycení elektrody nahrazuje běžnou konstrukcí pro uchycení a zajištění přístupu proudu k elektrodě. Hořák 102 má katodu 104 (zobrazenou na obr. 1), která vede proud a která je spojena se zdrojem proudu (není zobrazen) a má vodivý povrch 106 pro kontakt s konvenční elektrodou. Katoda 104 je namontovaná v tělese 108 hořáku, které zahrnuje zahloubení 110 pro umístění konvenčního izolovaného vířivého prstence. Tryska 112 může být připevněna k izolátoru a k tělesu 108 hořáku 102 zádržným prvkem 114, který se našroubuje na těleso 108 hořáku 102.

-7CZ 304595 B6

Sestava 100 zahrnuje izolátor 116, který je umístěn tak, aby se dal posuvným pohybem nainstalovat na katodu 104 a aby se uložil v zahloubení 110 hořáku 102 místo obvyklého vířivého kroužku / izolátoru. Když je zádržný prvek 114 připevněn na těleso 108 hořáku, je izolátor 116 zadržován na svém místě stykem s tryskou 112. Izolátor 116 má v sobě soustavu průchodů 117 pro víření plynu, které jsou umístěny jako u konvenčního izolovaného vířivého prstence, ale od konvenčních izolovaných vířivých prstenců se liší tím, že má dutinu 118 pro kontaktní prvek (nejlépe zobrazenou na obr. 2), která bude popsána níže. Izolátor 116 může být uchycen v zahloubení 110 hořáku tlakem O-kroužku 119, který je namontován na izolátor 116 s katodou 104.

Izolátor 116 slouží jako součást konstrukce pro polohování elektrody 120 a dodávání elektrického proudu této elektrodě 120, která má podélnou osu 122 a je vyrobena z vodivého materiálu, jako je měď. Elektroda 120 je vzhledem k izolátoru 116 pohyblivá mezi přední polohou (zobrazenou na obr. 1) a zadní polohou (zobrazenou na obr. 3). Elektroda 120 je na svém distálním konci 124 (označeném na obr. 2) zakončena emisivním prvkem 126 a na svém proximálním konci 128 je zakončena nerovinnou zadní koncovou plochou 130 elektrody. V tomto provedení má elektroda 120 spirálovitý výčnělek 132, který napomáhá odvodu tepla a tím ochlazuje elektrodu 120. Tato elektroda je samostatným prvkem nezávislým na styku s ostatními částmi, takže může být jednoduše vyjmuta, poté co jsou zádržný prvek 114 a tryska 112 odšroubovány z tělesa 108 hořáku. Vyjmutí elektrody 120 může být provedeno tak, že zbytek sestavy 100 zůstane netknutý.

Zadní koncová plocha 130 elektrody 120 má konkávní tvar a tvoří tak dutinu. V tomto provedení je zadní koncová plocha 130 symetrická podle podélné osy 122 a končí u proximálního konce 128. Zadní koncová plocha 130 elektrody 120 rozšiřuje svůj průřez ve směru k proximálnímu konci 128 elektrody. V sestavě 100 má zadní koncová plocha 130 elektrody 120 tvar komolého kužele, přičemž se jedná o kontinuální plochu. Kuželovitá část definující zadní koncovou plochu 130 elektrody 120 může být vytvořena rotací úsečky kolem podélné osy 122, přičemž tato úsečka nakloněná vzhledem k ose 122 tak, aby definovala kužel s vrcholovým úhlem a mezi 16 a 60°, s výhodou mezi 40 a 60°. Vrcholový úhel okolo 50° poskytuje požadovanou plochu styku a zároveň udržuje úhel a dostatečně veliký, aby snižoval požadavky na potřebnou toleranci k přesnému podélnému uložení části, která má zapadat do zadní koncové plochy 130 elektrody 120, jak bude popsáno níže.

Sestava 100 pro uchycení elektrody 120 má také píst 136, který je taktéž vyroben z vysoce vodivého materiálu. Píst 136 může být v tomto provedení vyroben ze stříbra nebo ze slitiny stříbra, což zaručuje vysokou tepelnou a elektrickou vodivost mezi pístem 136 a přiléhajícími částmi. Píst 136 má také přední část 138 (opět označenou na obr. 2), která má nerovinnou přední kontaktní plochu 139, a zadní část 140 (nejlépe zobrazenou na obr. 2), která je zakončena zadní plochou 142. Přední kontaktní plocha 139 pístu 136 je konstruována tak, aby zapadala do zadní koncové plochy 130 elektrody 120, a je tedy konvexní a má v tomto provedení tvar komolého kužele. I když jsou zobrazeny plochy komolých kuželů (130, 139), je možné použít jiné plochy. Tyto nerovinné plochy by měly zlepšit tepelnou a elektrickou vodivost v porovnání s rovinnými plochami, a to díky zvětšené kontaktní ploše. K tomu, aby elektroda 120 mohla zapadat do pístu 136, měly by být kontaktní plochy navrženy tak, aby byly odstraněny veškeré překážky, které by jim bránily v přivedení do styku posunem po podélné ose 122. Plochy ve tvaru komolého kužele (130, 139), by měly mít vrcholový úhel a příslušného kužele alespoň 16°, což by mělo zamezit uvíznutí a zároveň zajišťovat nerovinné uvolnitelné do sebe zapadající povrchy, které můžou být při výměně elektrody 120 jednoduše uvolněny ze vzájemného styku.

V případech, kde by zadržený vzduch mohl způsobovat problémy, je použit průchod 144 v pístu 136, jako je například vyvrtaný otvor, který prochází z přední části 138 pístu 136 do jeho zadní plochy 142 a umožňuje prostup vzduchu zachyceného mezi přední kontaktní plochou 139 pístu 136 a zadní koncovou plochou 130 elektrody 120. Můžou však být použity i jiné prostředky, které zajistí průstup uvězněného vzduchu, jako je například jedna či více drážek v jedné nebo v obou lícujících plochách (130, 139).

-8CZ 304595 B6

Kontaktní prvek 146 vyrobený z elektricky vodivého materiálu je připevněn k izolátoru 116 a je umístěn v dutině 118 pro kontaktní prvek 146; s výhodou je kontaktní prvek 146 zalisován do izolátoru 116.

Kontaktní prvek 146 má v sobě soustavu průchodů 148 pro plyn a má přední kontaktní plochu 150 a zadní kontaktní plochu 152. Kontaktní prvek 146 je konstruován tak, že když je izolátor 116 uchycen v mezeře 110 hořáku za pomoci trysky 112 a zádržného prvku 114, zadní kontaktní plocha 152 je přitlačena na povrchu 106 pro přenos proudu z katody 104. Tento tlakový styk zajišťuje lepší kontakt katody 104 než v mnoha provedení z patentů '055 a '136, ve kterých je spoléháno na to, že takovýto tlak vyvine pružina. Přední kontaktní plocha 150 je na přední kontaktní části 154 kontaktního prvku 146.

Pružný prvek 156 se nachází mezi pístem 136 a kontaktním prvkem 146 a v tomto případě je pružným prvkem 156 vinutá tlačná pružina. Pružný prvek 156 je ve styku se zadní částí 140 pístu 136 a s přední kontaktní částí 154 a slouží k tomu, aby byl píst 136 v kontaktu se zadní koncovou plochou 130 elektrody 120, když se elektroda 120 nachází v hořáku 102 a je tam zadržována tryskou 112, a tedy aby tlačil elektrodu 120 do její přední polohy zobrazené na obr. 1. V této poloze kontakt elektrody 120 s tryskou 112 umožňuje proudu procházet elektrodou 120 a tryskou 112, čímž se uzavře obvod. Následně je izolátorem 116 zaveden plyn, jehož tlak působí v oblasti uzavřené tryskou 112 a distálním koncem 124 elektrody 120; tento tlak zatlačí elektrodu 120 zpět proti tlaku pružného prvku 156 do její zadní polohy, zobrazené na obr. 3 (vzdálenost, o kterou se elektroda 120 posune je na obrázku pro lepší názornost přehnaná). Tím, že je elektroda 120 zatlačena pryč od trysky 112, vznikne mezi nimi oblouk, který ohřívá plyn ve vymezené oblasti a vytváří plazmu; vymezená oblast obklopující vzdálenější konec 124 elektrody slouží jako plazmová komora 158. Zpětný pohyb elektrody 120 posunuje píst 136. který je ve styku s elektrodou 120, a tlačí tento píst 136 směrem ke kontaktnímu prvku 146 a stlačuje pružný prvek 156.

V tomto provedení jsou dány prostředky pro udržování kontaktu mezi pístem 136, pružným prvkem 156 a kontaktním prvkem 146, a to tak, že zadní část 140 pístu 136 a přední část 154 kontaktního prvku 146 jsou nakonfigurovány tak, že mají třecí styk (uložení s přesahem) s pružným prvkem 156. Pružný prvek 146 je tedy ve třecím styku jen s pístem 136, tak s kontaktním prvkem 146. Třecí síla je tak veliká, že když je po vyjmutí elektrody 120 hořák 102 otevřený, píst 136 zůstane na svém místě v izolátoru 116 a tedy i v zahloubení 110 hořáku 102.

V obdobném provedení mají píst a kontaktní prvek závity, které umožňují závitové spojení s pružným prvkem.

Ke stabilizaci objemu plazmové komory 158 při provozu hořáku 102 v módu nepřeneseného nebo přeneseného oblouku jsou dány prostředky k zajištění stálé zadní polohy elektrody 120.

V tomto provedení jsou píst 136 a kontaktní prvek 146 umístěny tak, že zadní plocha 142 pístu 136 se dotýká přední kontaktní plochy 150 kontaktního prvku 146, když je elektroda 120 posunuta zpět do své zadní polohy. Je třeba poznamenat, že je třeba udržovat tuto polohu nejenom při módu provozu přeneseného oblouku, ale i při módu nepřenosného oblouku.

Kontaktní prvek 146 je opatřen odvzdušňovací drážkou 160, která prochází napříč přední kontaktní plochou 150 a která je umístěná tak, aby odpovídala průchodu 144 v pístu 136 a zajišťovala tak únikovou cestu ohřátému vzduchu, když se píst 136 a kontaktní prvek 146 dotýkají. Alternativně může být takováto odvzdušňovací drážka uspořádána na pístu 136.

Pro vedení elektrického proudu od zdroje hořáku 102 k elektrodě 120 jsou dány prostředky k zajištění vodivé dráhy mezi kontaktním prvkem 146 a elektrodou 120, když je ve své přední a zadní poloze. V sestavě 100 elektrody 120 a držáku pro její uchycení prostředky pro zajištění vodivé dráhy zahrnují pružný prvek 156, který vede veškerý proud k elektrodě 120, když je elektroda 120 ve své přední poloze zobrazené na obr. 1 (kde je kontakt mezi elektrodou 120 a tryskou 112), a dále zahrnují styk zadní plochy 142 pístu 136 a přední kontaktní plochy 150, když je elektroda 120 ve své zadní poloze. Je třeba poznamenat, že tato zadní poloha je dominantní polohou

-9CZ 304595 B6 pro elektrodu a je dokonce polohou při módu stabilizovaného pilotního oblouku. V obou polohách je proud veden z pístu 136 k elektrodě 120 přes kontakt mezi přední kontaktní plochou 139 pístu 136 a zadní koncovou plochou 130 elektrody 120. Tedy v provozu při módu pilotního či přeneseného oblouku, kdy je elektroda ve své zadní poloze, zajišťuje styk s pístem 136 a kontaktním prvkem 146 jednak stabilizaci zadní polohy elektrody 120 tak i vodivou cestu od kontaktního prvku 146 k pístu 136, který následně vede proud k elektrodě 120. Díky relativně veliké kontaktní ploše (142, 150) je proud tekoucí k elektrodě 120 v zadní poloze výše popsanou cestou daleko větší, než proud dodaný přes pružný element 156, a omezený přenos proudu a tepla k pístu 136 a kontaktnímu prvku 146 chrání pružný prvek 156 před přehřátím, které by mohlo poškodit jeho pružnost.

Kromě tepelných problémů, které mohou zhoršit pružnost pružiny 156 a které jsou způsobeny odporovým ohřevem pružiny 156, je pružina 156 ohřívána teplem vedeným od elektrody 120 přes píst 136. Další ohřev může být způsobem plynem obtékajícím pružinu 156, který může být natolik horký, že způsobí podobné zhoršení vlastností. Dále pak může být pružina 156 degradována korozí způsobenou plynem (pokud je dostatečně horký) obtékajícím pružinu 156.

Obr. 4 je řezem sestavy 200 elektrody 204 a držáku pro její uchycení, která je podobná sestavě 100 zobrazené na obr. 1, s tím, že obsahuje izolátor 202. elektrodu 204, píst 206, kontaktní prvek 208 a pružný prvek 210. V tomto provedení se objevuje doplňkový vodič 212, který přímo spojuje kontaktní prvek 208 a píst 206. Doplňkový vodič 212 je s výhodou lankový vodič, který je flexibilní. Doplňkový vodič 212 může být prostředkem pro zajištění vodivé cesty mezi kontaktním prvkem 208 a elektrodou 204 přes píst 206, když je elektroda 204 ve své přední a zadní poloze, a to buďto samotný, nebo v kombinaci s pružným prvkem 210.

Protože doplňkový vodič 212, buďto samotný, nebo v kombinaci s pružným prvkem 210, může vést všechen proud od kontaktního prvku 208 k pístu 206. a to v jakémkoli provozním módu, nemusí být píst 206 a kontaktní prvek 208 nastaveny tak, aby byly v kontaktu, když je elektroda 204 ve své zadní poloze. Toto provedení, zobrazené na obr. 4, však samo o sobě nezaručuje stabilizaci elektrody 204, když je hořák, ve kterém je sestava 200 použita v módu generování plazmy. Je možné, že bude potřeba použít dalších prostředků k zajištění stabilní zadní polohy elektrody 204. Jedním z takovýchto prostředků k zajištění stabilní zadní polohy elektrody 204. Jedním z takovýchto prostředků může být upravení pružného prvku 210, a to tak, že posunutím elektrody 204 do její zadní polohy se pružný prvek 210 zcela stlačí ajeho závity se dotýkají jeden druhého. Takovýto systém by mohl být praktičtější v případě, kdy je pružný prvek vyrobený obrobením trubkovitého polotovaru, a v takovémto případě by pružný prvek mohl být integrální součástí kontaktního prvku. Požadavky na pružný prvek 210 by však mohly zvýšit náklady na výrobu a navíc by zajišťoval pouze omezenou stabilitu.

Obr. 5 je řezem dalšího provedení předkládaného vynálezu sestavy 250 elektrody a držáku pro její uchycení, která obsahuje opět izolátor 252, elektrodu 254, píst 256, kontaktní prvek 258, pružný prvek 260 a doplňkový vodič 262. Sestava 250 se liší od sestavy 200 konstrukcí, která je použita za účelem zajištění stálé zadní polohy elektrody 254. V sestavě 250 ie izolační prvek 264 vložen mezi píst 256 a kontaktní prvek 258. Izolační prvek 264 je připevněn buďto k zadní části 266 pístu 256, tak jak je zobrazeno na obr. 5 a uvedeno níže, anebo k přední kontaktní ploše 268 kontaktního prvku 258. Izolační prvek 264 může být vyroben z vhodně tuhého nevodivého materiálu jako je Vespel® plast a může být připevněn k pístu 256 vzájemným uložením s přesahem nebo pomocí vysokoteplotního lepidla jako je Locite® Super Glue ULTRA Gel Control. Případně může být na zadní plochu zadní části 266 pístu 256 nanesen nevodivý materiál, který vytvoří izolační prvek 264. Podobné postupy mohou být použity, když má být izolační prvek 264 připevněn spíše ke kontaktnímu prvku 258, než k pístu 256.

Izolační prvek 264 má dozadu směřující nosnou plochu 270. Když je elektroda 254 posunuta ze své přední polohy do své zadní polohy, nosná plocha 270 izolačního prvku 264 je přivedena do styku s přední kontaktní plochou 268 a styk těchto povrchů (268, 270) zajišťuje stabilizaci pístu

-10CZ 304595 B6

256 a elektrody 254, a to způsobem podobným jako u povrchů (142, 150) ze sestavy 100, která je popsaná výše.

Spojení izolačního prvku 264 a pístu 256 může blokovat průchod 272, který se nachází v pístu 256. K prodloužení průchodu 272 je izolační prvek 264 opatřen průchodem 274.

Zatímco provedení zobrazené na obr. 5 využívá izolačního prvku 264 vloženého mezi píst 256 a kontaktní prvek 258 k omezení zadní polohy elektrody 254, bylo by vhodné, kdyby byly využity i jiné způsoby pro fyzické omezení zpětného pohybu elektrody 254 bez přímého kontaktu pístu 256 a kontaktního prvku 258, zejména když je použit doplňkový vodič. Například izolační prvek 264 může být opatřen výstupky, které jsou umístěny tak, aby byly v záběru s elektrodou 254 a/nebo pístem 256 a aby blokovaly zpětný pohyb elektrody 254 poté, co se elektroda 254 dostala do své předem určené polohy.

Obr. 6 je řezem sestavy 300 elektrody a držáku pro její uchycení, která je opět podobná sestavě 200 z obr. 4, ale opět se liší v prostředcích použitých pro udržení elektrody 302 v její zadní poloze. Píst 304 a kontaktní prvek 306 jsou opět ve styku s pružným prvkem 308 a jsou opět spojeny doplňkovým vodičem 310; všechny tyto součásti jsou umístěny v izolátoru 312. V sestavě 300 je doplňkový vodič 310 umístěn ve válcovitém krytu vymezeném pružným prvkem 308.

Obrázky 7 až 9 jsou řezy zobrazující sestavu 350 elektrody a držáku pro její uchycení, která je dalším provedením předkládaného vynálezu a která má mnoho společného se sestavou 100 zobrazenou na obr. 1 až 3. Sestava 350 opět zajišťuje, že se elektroda 352 dotýká pístu 354, který je v záběru s pružným prvkem 356, což je v tomto případě vodivá pružina. Za pomoci pružného prvku 356 slouží píst 354 jak k posunování elektrody 352 dopředu, tak k zajišťování vodivé dráhy k elektrodě 352. V tomto provedení již nemusí být píst 354 a pružný prvek 356 uchyceny vzájemným uložením s přesahem, stejně tak jako nemusí být takto spojeny pružný prvek 356 a kontaktní prvek 358, aby píst 354 a pružný prvek 356 zůstaly na svém místě v izolátoru 360, když je vyjmuta elektroda 352.1 když již takového vazby nejsou potřeba pro uchycení pístu 354, mohou být stále výhodné k zajištění elektrického kontaktu mezi těmito prvky. V tomto provedení izolátor 360 zahrnuje vířivý kroužek a průchod 362, který prochází celým izolátorem 360.

Obr. 7 zobrazuje sestavu 350 elektrody 352 a držáku pro její uchycení, když je elektroda 352 odpojena od pístu 354. Průchod 362 v izolátoru 360 je opatřen pásem 364, jehož zmenšený průřez tvoří otvor 366, který rozděluje průchod 362 na přední komoru 368 a zadní komoru 370. Přední komora 368 má takový průřez, aby tudy mohla být vsunuta elektroda 352. Píst 354 je opatřen límcem 372, který má větší velikost než otvor 366 vymezený pásem 364; takováto konfigurace zaručí, že pohyb pístu 354 je omezen tak, že límec 372 a pružný prvek 356 nemohou opustit zadní komoru 370. Pružný prvek 356 tedy posouvá píst 354 tak, že tlačí límec 372 proti pásu 364, jak je zobrazeno na obr. 7.

Límec 372 je umístěn za přední kontaktní plochou 374 pístu 354, ktefy je zkonstruován tak, aby lícoval se zadní koncovou plochou 376 na proximálním konci 378 elektrody 352, když je elektroda 352 umístěna tak, aby byla částečně v izolátoru 360, jak je zobrazeno na obr. 8 a 9. Zatímco límec 372 nemůže procházet otvorem 366, vymezeném pásem 364, musí být přední kontaktní plocha 374 dostatečně veliká směrem dopředu, aby dovolovala pístu 354, aby tlačil elektrodu 352 proti trysce (není zobrazena) hořáku, ve kterém je sestava 350 použita. Izolátor 360 a píst 354 by měly být konstruovány tak, aby, když je elektroda 352 umístěna v hořáku a tryska je na svém místě, vznikla mezera a mezi pásem 364 a pístem 354, jak je zobrazeno na obr. 8. Tato mezera a by měla být dostatečně veliká, aby dovolila zpětné proudění chladicího plynu, který obtéká spirálovité žebro 380 elektrody 352.

Proximální konec 378 elektrody 352 má v tomto provedení takovou velikost, že když je elektroda 352 zatlačena zpět do své zadní polohy, kde proximální konec 378 alespoň částečně prochází otvorem 366 vymezeným pásem 364, zůstávají elektroda 352 a pás 364 v určité vzdálenosti od

- 11 CZ 304595 B6 sebe, čímž mezi nimi vzniká mezera b, jak je zobrazeno na obr. 9. Tato mezera b má velikost dostatečnou k tomu, aby mohl volně proudit plyn mezi pásem 364 a elektrodou 352, když je elektroda 352 posunuta do své zadní polohy. V tomto provedení část přední kontaktní plochy 374 pístu 354 vyčnívá za pás 364, když je límec 372 ve styku se zmenšeným průřezem pásu 364; tato dopředu prodloužená část přední kontaktní plochy 374 pomáhá k osovému zarovnání pístu 354 s elektrodou 352, takže když je vložena elektroda 352, přední kontaktní plocha 374 pístu 354 bude ve správném kontaktu se zadní koncovou plochou 376 elektrody.

Stejně jako v sestavě 100 zobrazené na obr. 1 až 3, jsou píst 354, pružný prvek 356 a kontaktní prvek 358 navrženy tak, aby umožnily pístu 354, aby byl zatlačen elektrodou 352 (která je tlačena směrem dozadu tlakem plynu zavedeného vířivým kroužkem) proti pružnému prvku 356, až se píst 354 dostane do styku s kontaktním prvkem 358, jakje zobrazeno na obr. 9. Styk pístu 354 a kontaktního prvku 358 určuje zadní polohu elektrody 352 a zároveň tento styk zajišťuje jak stabilní zadní polohu elektrody 352, tak vodivou cestu mezi kontaktním prvkem 358 a elektrodou 352, když je ve své zadní poloze. Když je elektroda 352 ve své přední poloze, je vodivá cesta zajištěna pomocí pružného prvku 356, ale může být použit i doplňkový vodič, například ten popsaný výše.

Další výhodou límce 372 pístu 354 je to, že by měl odrážet zpětné proudění chladicího plynu, který prochází mezerou b mezi elektrodou 352 a pásem 364. Toto odrážení by mělo zvýšit proudění chladného plynu po povrchu pístu 354 a tedy i zlepšit jeho schopnost se chovat jako chladič zlepšující ochlazování elektrody 352, která je s pístem 354 v tepelném kontaktu. Límec 372 může dále zlepšit chlazení tím, že je osazením, přes které proudí plyn a které zlepšuje turbulenci proudění kolem zadní části pístu 354 a tedy míchání plynu při jeho proudění za píst 354.

Obr. 10 a 11 zobrazují sestavu 350' elektrody a držáku pro její uchycení podobnou sestavě 350 z obr. 7 až 9, s tím rozdílem, že píst 3Ó4' nemá límec 372. V tomto provedení je přední kontaktní plocha 374' pístu 354' prodloužená a otvor 366' ve zmenšeném průřezu definovaném pásem 364' izolátoru 360' konstruován tak, aby zachytil přední kontaktní plochu 374' a omezoval pohyb pístu 354' směrem dopředu, a zároveň umožňoval části přední kontaktní plochy 374' prostoupit tímto otvorem 366' ve zmenšeném průřezu pásu 364' a dostat se do styku s elektrodou 352'. Když je elektroda 352' ve styku s pístem 354' a tryska hořáku (není zobrazena) je na místě, kde se dotýká elektrody 352', vzniká mezera a' mezi pístem 354' a částí 364', která tudy umožňuje proudění plynu. Elektroda 352' má rovněž takovou velikost, že když je zatlačena zpět do své zadní polohy, při které prochází otvorem 306', je mezera b' dostatečně veliká, aby tudy mohl proudit plyn.

Obr. 12 zobrazuje sestavu 400 elektrody a držáku pro její uchycení, která má mnoho společného se sestavou 350, která je popsána výše. Sestava opět zahrnuje izolátor 402, elektrodu 404, píst 406. pružný prvek 408 a kontaktní prvek 410. s tím, že izolátor 402 má v sobě pás 412, který vymezuje otvor 414 se zmenšeným průřezem.

V sestavě 400 má elektroda 404 proximální konec 416 zakončený ve tvaru konvexního komolého kužele tvořící zadní kontaktní plochu 448. Píst 406 má přední kontaktní plochu 420, což je dutina ve tvaru komolého kužele, do které zapadá zadní koncová plocha 418 elektrody. Elektroda 40 je konstruována vzhledem k pásu 412 tak, že může být vsunuta a dána do kontaktu s přední kontaktní plochou 420 pístu 406.

Obr. 13 až 15 zobrazují sestavu 450 elektrody a držáku pro její uchycení, která je dalším provedením podle předkládaného vynálezu, a která má mnoho společného se sestavou 350 zobrazenou na obr. 7 až 9. Sestava 450 má opět elektrodu 452, která je ve styku s pístem 454, který je v kontaktu s pružným prvkem 456, který je připojen ke kontaktnímu prvku 458; tyto prvky (454, 456, 458) slouží k dodávání elektrického proudu elektrodě 452, když je pružným prvkem 456 vysunuta do své přední polohy. Elektroda 452 zapadá do pístu 454, tak jak je tomu v předchozích provedeních. Izolátor 460 v sobě má průchod 462. Průchod 462 má pás 464, který rozděluje prů- 12CZ 304595 B6 chod 462 na přední komoru 466 a zadní komoru 468. Píst 454 a pružný píst 456 jsou opět zachyceny v zadní komoře 468.

Toto provedení se liší od předchozí sestavy 350 tím, že píst 454 má válcovitou část 470, a to mezi přední kontaktní plochou 472 ve tvaru komolého kužele a límcem 474. Tato válcovitá část 470 má délku L (označenou na obr. 14 a 15), která je zvolena tak, aby elektroda 452 nemohla procházet otvorem 476 (označený na obr. 13) v části 464. Tato délka L zaručuje to, že mezera a zůstane za provozu volná, jak je zobrazeno na obr. 14. Válcovitá část 470 musí mít také délku L dostatečně velikou, aby, když je elektroda 452 ve své zadní poloze, vznikala mezera b, jak je zobrazeno na obr. 15. Tyto podmínky zaručí proudění plynu za pístem 454 poté, co je plyn zaveden do průchodu 462.

Izolátor 460 v tomto provedení v sobě nezahrnuje vířivý kroužek, ale má stupňovitou přední hranu 478, na které může být usazený samostatný vířivý kroužek 480, což je nejlépe zobrazeno na obr. 13.

Obr. 16 a 17 zobrazují sestavu 450', která má všechny specifikace jako sestava 450, zobrazená na obrázcích 13 až 15, ale liší se od předchozího provedení v tom, že elektroda 452' má u proximálního konce oblast 482, která má průměr D_E elektrody 452', který je větší než průměr D_o otvoru 476'; takováto geometrie by měla zvýšit turbulentní proudění vzduchu přes píst 454' a tedy zlepšit přestup tepla mezi proudícím vzduchem a pístem 454'.

I když nové vlastnosti předkládaného vynálezu byly popsány na konkrétních provedeních a výhodných použitích, odborník z dané oblasti může v rámci dané vynálezecké myšlenky změnit materiál či detaily konstrukce.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Sestava (100, 200, 250, 300, 350, 350', 400, 450, 450') elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') a držáku pro její uchycení v plazmovém obloukovém hořáku (102) s kontaktním startem, zahrnujícím katodu (104) pro vedení proudu, která je připojena ke zdroji proudu a zakončena povrchem pro přenos proudu, zahloubení (110), trysku (112) a zádržný prvek (114) pro přichycení trysky (112) v pozici vzhledem k zahloubení (110) hořáku (102), přičemž sestava (100, 200, 250, 300, 350, 350', 400, 450, 450') zahrnuje:

- izolátor (116, 202, 252, 312, 360, 360', 402, 460) zasouvatelný do zahloubení (110) hořáku (102) a upevnitelný vněm prostřednictvím zádržného prvku (114) při připevňování trysky (112);

- elektrodu (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452'), která má podélnou osu (122) a je uspořádaná alespoň částečně v uvedeném izolátoru (116, 202, 252, 312, 360, 360', 402, 460), přičemž je ve směru své podélné osy (122) posuvná mezi přední polohou, ve které je při startování hořáku (102) v kontaktu s tryskou (112), a mezi zadní polohou, ve které je pro udržování plazmového oblouku uspořádaná s odstupem od trysky (112), uvedená elektroda (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') má distální konec (124), obsahující emisivní prvek (126), a proximální konec (128, 378, 416) zakončený zadní koncovou plochou (130, 376, 418);

- prostředky pro zajištění stabilní zadní polohy elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452');

-13 CZ 304595 B6

- píst (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') z vodivého materiálu, který je uspořádaný v izolátoru (116, 202, 252, 312, 360, 360', 402, 460), přičemž má přední kontaktní plochu (139, 374) a zadní část (140, 266) zakončenou zadní koncovou plochou (142, 314);

- pružný prvek (156, 210, 260, 308, 356, 408, 456), který je spojený se zadní částí (140, 266) pístu (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454');

- prostředky pro zajištění pístu (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') a pružného prvku (156, 210, 260, 308, 356, 408, 456) v izolátoru (116, 202, 252, 312, 360, 360', 402, 460), vyznačující se tím, že dále zahrnuje

- kontaktní prvek (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458) pro kontakt s uvedeným izolátorem (116, 202, 252, 312, 360, 360', 402, 460), opatřený soustavou průchodů (148) pro průchod plynu uvedeným kontaktním prvkem (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458), přední kontaktní plochou (150, 268, 316) a zadní kontaktní plochou (152), přičemž uvedený kontaktní prvek (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458) je při uložení izolátoru (116, 202, 252, 312, 360, 360', 402, 460) v zahloubení (110) hořáku (102) vnuceném kontaktu s povrchem katody (104) pro přenos proudu; přičemž kontaktní prvek (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458) je spojený s pružným prvkem (156, 210, 260, 308, 356, 408, 456);

- prostředky pro vzájemné spojení mezi pístem (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454'), pružným prvkem (156, 210, 260, 308, 356, 408, 456) a kontaktním prvkem (146, 208, 258, 306,358,410, 458);

- prostředky pro zajištění vodivé dráhy mezi kontaktním prvkem (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458) a elektrodou (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') v její přední poloze; a

- prostředky pro zajištění vodivé dráhy mezi kontaktním prvkem (146, 208, 258, 306, 358, 410,

458) a elektrodou (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') v její zadní poloze;

přičemž píst (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') má přední kontaktní plochu (139, 374) uzpůsobenou pro rozpojovatelné spojování se zadní koncovou plochou (130, 376, 418) elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452').
2. Sestava (100, 200, 250, 300, 350, 350', 400, 450, 450') podle nároku 1, vyznačující se tí m, že zadní koncová plocha (130, 376, 418) elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') a přední kontaktní plocha (139, 374) pístu (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') jsou navzájem přizpůsobené nerovinné plochy.
3. Sestava (100, 200, 250, 300, 350, 350', 400, 450, 450') podle nároku 2, vyznačující se tí m, že zadní koncová plocha (130, 376, 418) elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') a přední kontaktní plocha (139, 374) pístu (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') mají tvar komolého kužele.
4. Sestava (100, 200, 250, 300, 350, 350', 400, 450, 450') podle nároku 3, vyznačující se tí m , že uvedené prostředky pro vzájemné spojení mezi pístem (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454'), pružným prvkem (156, 210, 260, 308, 356, 408, 456) a kontaktním prvkem (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458) jsou tvořeny třecím kontaktem.
5. Sestava (350, 350', 400, 450, 450') podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedené prostředky pro vzájemné spojení mezi pístem (354, 354', 406, 454, 454'), pružným prvkem (356, 408, 456) a kontaktním prvkem (358, 410, 458) dále zahrnují:

- vnitřní pás (364, 364', 412, 464) v izolátoru (360, 360', 402, 460) vymezující otvor (366, 366', 414) s průřezem o velikosti, uzpůsobené pro zamezení průchodu pístu (354, 354', 406, 454, 454'), a vymezující přední komoru (368, 466), ve které se nachází alespoň část uvedené elektrody (352, 352', 404, 452, 452'), a zadní komorou (370, 468), ve které je uspořádaný kontaktní prvek (358, 410, 458), pružný prvek (356, 408, 456) a alespoň část pístu (354, 354',

-14CZ 304595 B6

406, 454, 454'), přičemž vnitřní pás (364, 364', 412, 464) je uspořádaný v pozici, v níž zajišťuje udržování pružného prvku (356, 408, 456) ve stlačeném stavu.
6. Sestava (350, 350', 400, 450) podle nároku 5, vyznačující se tím, že otvor (366, 366', 414) vymezený vnitřním pásem (364, 364', 412, 464) má velikost umožňující průchod části proximálního konce (378, 416) elektrody (352, 352', 404, 452) s ponecháním mezery pro proudění plynu.
7. Sestava (100, 200, 250, 300, 350, 350', 400, 450, 450') podle nároku 1, vyznačující se tím, že pružný prvek (156, 210, 260, 308, 356, 408, 456)je vodivá pružina a dále tím, že uvedené prostředky pro zajištění vodivé dráhy mezi kontaktním prvkem (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458) a elektrodou (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') vjejí přední poloze zahrnují uvedenou vodivou pružinu a píst (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454').
8. Sestava (200, 250, 300) podle nároku 7, vyznačující se tím, že uvedené prostředky pro zajištění vodivé dráhy mezi kontaktním prvkem (208, 258, 306) a elektrodou (204, 254, 302) v její přední poloze dále zahmuií doplňkový vodič (212, 310) spojující kontaktní prvek (208, 258, 306) a píst (206, 256, 304).
9. Sestava (100, 200, 300, 350, 350', 400, 450, 450') podle nároku 7, vyznačující se tím, že při zadní poloze elektrody (120, 204, 302, 352, 352', 404, 452, 452') je přední kontaktní plocha (150, 316) kontaktního prvku (146, 208, 306, 358, 410, 458) v kontaktu se zadní plochou (142, 314) pístu (136, 206, 304, 354, 354', 406, 454, 454'), přičemž tento kontakt tvoří doraz pro zajištění stabilní zadní polohy elektrody (120, 204, 302, 352, 352', 404, 452, 452').
10. Sestava (200, 250, 300) podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedené prostředky pro zajištění stabilní zadní polohy elektrody (204, 254, 302) jsou tvořeny pružným prvkem (210, 260, 308) v jeho stlačeném stavu.
11. Sestava (250) podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedené prostředky pro zajištění stabilní zadní polohy elektrody (254) jsou tvořeny izolačním prvkem (264) uspořádaným na pístu (256) a/nebo na kontaktním prvku (258) v poloze mezi nimi.
12. Sestava (350, 350', 400, 450, 450') podle nároku 1, vyznačující se tím, že izolátor (360, 360', 402, 460) je trubkovitý prvek, který má uvnitř své dutiny vnitřní pás (364, 364', 412, 464), který rozděluje uvedenou dutinu na přední komoru (368, 466) uzpůsobenou pro vsouvání elektrody (352, 352', 404, 452, 452') a na zadní komoru (370, 468) omezující pohyb pružného prvku (356, 408, 456) a pístu (354, 354', 406, 454, 454'), a uvedená dutina obsahuje otvor (366, 366', 414, 476, 476') vymezený vnitřním pásem (364, 364', 412, 464) a propojující přední komoru (368, 466) a zadní komoru (370, 468), přičemž vnitřní pás (364, 364', 412, 464) a jím vymezený otvor (366, 366', 414, 476, 476') jsou navrženy tak, že v sestaveném stavu hořáku (102) umožňují kontakt elektrody (352, 352', 404, 452, 452') s pístem (354, 354', 406, 454, 454') a zároveň zajišťují rozestup mezi pístem (354, 354', 406, 454, 454') a vnitřním pásem (364, 364', 412, 464) a mezi uvedenou elektrodou (352, 352', 404, 452, 452') a vnitřním pásem (364, 364', 412, 464).
13. Sestava (450, 450') podle nároku 12, vyznačující se tím, že dále zahrnuje: prostředky pro zamezení průchodu elektrody (452, 452') uvedeným otvorem (476, 476').
14. Sestava (450, 450') podle nároku 13, vyznačující se tím, že prostředky pro zajištění stabilní zadní polohy elektrody (452, 452') jsou zajištěny kontaktem mezi uvedeným pístem (454, 454') a kontaktním prvkem (458), který v pozici vzájemného kontaktu omezuje pohyb uvedeného pístu (454, 454') a elektrody (452, 452') směrem dozadu, a dále tím,

- 15CZ 304595 B6 že píst (454, 454') má prodloužení o délce (L) zvolené pro zamezení posunu elektrody (452, 452') do otvoru (476, 476') při kontaktu pístu (454, 454') s kontaktním prvkem (458).
15. Sestava (450') podle nároku 13, vyznačující se tím, že proximální konec (482) elektrody (452') má průměr (D_E), který je větší než průměr (D_o) otvoru (476').
16. Sestava (450') podle nároku 15, vyznačující se tím, že píst (454') je vyroben z kovu zvoleného ze skupiny zahrnující stříbro a slitiny stříbra.
17. Sestava (100, 200, 250, 300, 350, 350', 400, 450, 450') podle nároku 1, vyznačující se tí m , že uvedený píst (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') je vyroben z kovu zvoleného ze skupiny zahrnující stříbro a slitiny stříbra.
18. Sestava (100, 200, 250, 300, 350, 350', 400, 450, 450') elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') a držáku pro její uchycení v plazmovém obloukovém hořáku (102) s kontaktním startem, který zahrnuje obecně válcovitou dutinu hořáku (102), která má proximální konec a distální konec, katodu (104) pro vedení proudu propojenou se zdrojem proudu a zakončenou kontaktním povrchem (106) v proximálním konci dutiny a trysku (112), která je upevnitelná vzhledem k dutině hořáku (102) pro v podstatě uzavření distálního konce dutiny, přičemž sestava (100, 200, 250, 300, 350, 350', 400, 450, 450') zahrnuje:

- elektrodu (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') s distálním koncem (124), který obsahuje emisivní prvek (126), a s proximálním koncem (128, 378, 416) zakončeným zadní koncovou plochou (130, 376, 418), přičemž uvedená elektroda (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') je vzhledem k trysce (112) uspořádaná pohyblivě mezi přední polohou, v níž je distální konec (124) elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') v kontaktu s tryskou (112), a mezi zadní polohou, v níž je elektroda (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') uspořádaná s odstupem od trysky (112); a držák zahrnuje

- dutý izolátor (116, 202, 252, 312, 360, 360', 402, 460), který má osu (122) aje upevnitelný v dutině hořáku (102), přičemž částečně obklopuje elektrodu (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') umožňujíc její pohyb mezi přední polohou a zadní polohou, a její vyjmutí po odejmutí trysky (112),

- píst (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') vyrobený z vodivého materiálu, vyznačující se tím, že držák dále zahrnuje

- kontaktní prvek (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458) vyrobený z vodivého materiálu, připevněný k izolátoru (116, 202, 252, 312, 360, 360', 402, 460) na proximálním konci dutiny hořáku (102), a zahrnující proximální povrch uspořádaný pro nucený kontakt s povrchem katody (104) při upevnění izolátoru (116, 202, 252, 312, 360, 360', 402, 460) v dutině hořáku (102) a distální povrch,

- pružný prvek (156, 210, 260, 308, 356, 408, 456), který je vnuceném kontaktu sdistálním povrchem kontaktního prvku (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458),

- přičemž píst (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') zahrnuje proximální povrch v nuceném záběru s pružným prvkem (156, 210, 260, 308, 356, 408, 456) pro odtlačování pístu (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') od kontaktního prvku (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458), a distální povrch uzpůsobený pro axiální záběr s alespoň částí koncové plochy (130, 376, 418) elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') pro stlačování pružného prvku (156, 210, 260, 308, 356, 408, 456) pístem (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') při distální poloze elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452'),

- prostředky pro omezení pohybu elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') směrem ke kontaktnímu prvku (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458) pro vymezení zadní polohy elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452'),

- 16CZ 304595 B6

- prostředky pro zajištění vodivé dráhy mezi kontaktním prvkem (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458) a elektrodou (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') v poloze elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') mimo její zadní polohu,

- prostředky pro zajištění vodivé dráhy mezi kontaktním prvkem (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458) a elektrodou (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') v poloze elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') v její zadní poloze, a

- prostředky pro udržení spojení pístu (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') a pružného prvku (156, 210, 260, 308, 356, 408, 456) s kontaktním prvkem (146, 208, 258, 306, 358, 410, 458), když je elektroda (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') vyjmutá z dutiny izolátoru (116, 202, 252, 312, 360, 360', 402, 460).
19. Sestava (100, 200, 250, 300, 350, 350', 400, 450, 450') podle nároku 18, vyznačující se t í m , že koncová plocha (130, 376, 418) elektrody (120, 204, 254, 302, 352, 352', 404, 452, 452') a distální plocha (139, 374) pístu (136, 206, 256, 304, 354, 354', 406, 454, 454') jsou nerovinné plochy.
20. Sestava (350, 350', 400, 450, 450') podle nároku 19, vyznačující se tím, že izolátor (360, 360', 402, 460) obsahuje dutinu, ve které je vnitřní pás (364, 364', 412, 464), který rozděluje tuto dutinu na přední komoru (368, 466) uzpůsobenou pro vsunutí elektrody (352, 352', 404, 452, 452'), a na zadní komoru (370, 468) vymezující pohyb pružného prvku (356, 408, 456) a pístu (354, 354', 406, 454, 454'), přičemž vnitřní pás (364, 364', 412, 464) vymezuje otvor (366, 366', 414) spojující přední komoru (368, 466) a zadní komoru (370, 468) a přičemž vnitřní pás (364, 364', 412, 464) a otvor (366, 366', 414) umožňují záběr elektrody (352, 352', 404, 452, 452') a pístu (354, 354', 406, 454, 454') v sestaveném stavu hořáku (102) a zajišťují rozestup mezi pístem (354, 354', 406, 454, 454') a vnitřním pásem (364, 364', 412, 464) a mezi elektrodou (352, 352', 404, 452, 452') a vnitřním pásem (364, 364', 412, 464).

6 výkresů