CZ308703B6

CZ308703B6 - Electrode set for plasma arc torch with improved electric current transfer

Info

Publication number: CZ308703B6
Application number: CZ202054A
Authority: CZ
Inventors: Roman Chumchal; Josef Hodek; Josef Ing. Hodek
Original assignee: B&Bartoni, spol. s r.o.; Comtes Fht A.S.
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2020-02-05
Publication date: 2021-03-03
Also published as: EP4101268A1; CZ202054A3; WO2021155874A1; WO2021155874A4

Abstract

The electrode assembly (1) of the plasma arc torch has a releasable electrode holder (20) connected to the electrode replacement portion (10). The electrode holder (20) is a hollow cylinder, the rear end of which is adapted to be connected to a plasma arc torch. The exchangeable part (10) of the electrode is a rotating symmetrical body, in the front end of which an emissive insert (12) is coaxially mounted. The front end of the electrode holder (20) extends into the inner space (18) of the electrode replacement part (10) and comprises a first contact surface (25). The front end of the exchangeable part (10) of the electrode has on the inside in the inner space (18) a second contact surface (13) in conductive contact with the first contact surface (25). The second contact surface (13) is immediately followed by a cooled surface (16) around its entire circumference, at least partially exposed to the cooling medium.

Description

Sestava elektrody pro plazmový obloukový hořák se zlepšeným přenosem elektrického prouduElectrode assembly for plasma arc torch with improved electric current transfer

Oblast technikyField of technology

Technické řešení se týká sestavy elektrody pro použití v kapalinou chlazených plazmových hořácích určených pro tepelné dělení kovů. Sestava elektrody je část plazmového obloukového hořáku zajišťující přívod a přenos elektrického proudu k plazmovému oblouku. Tato sestava elektrody se skládá z držáku elektrody a výměnné části elektrody.The technical solution relates to an electrode assembly for use in liquid-cooled plasma torches intended for the thermal separation of metals. The electrode assembly is a portion of a plasma arc torch that supplies and transmits an electric current to a plasma arc. This electrode assembly consists of an electrode holder and an exchangeable electrode part.

Dosavadní stav technikyPrior art

Kapalinou chlazené plazmové hořáky jsou obecně vyráběny s držákem elektrody (nazývaném také nadstavcem katody nebo katodou) v podstatě ve tvaru dutého válce z elektricky vodivého materiálu. Držák elektrody je v plazmovém hořáku umístěn v jeho středu, kdy osa držáku elektrody se shoduje s osou plazmového hořáku. Na zadní straně je držák elektrody tvarově uzpůsoben pro pevné nebo rozebíratelné upevnění v těle plazmového hořáku. Na přední straně je držák elektrody tvarově uzpůsoben pro rozebíratelné upevnění elektrody na držáku elektrody. Držák elektrody je vyráběn z elektricky vodivého materiálu, a to nej častěji ze slitiny mědi z důvodu vyšší elektrické vodivosti, nebo nerezové oceli z důvodu elektrokorozivní odolnosti. Z těla plazmového hořáku je do držáku elektrody přiveden elektrický proud přes vzájemné spojení. Elektrický proud následně prochází tělem držáku elektrody směrem k elektrodě, do které přechází v místě vzájemného rozebíratelného spojení. Energie elektrického proudu je potřebná pro vytvoření plazmového oblouku, a následně proudu plazmy jehož energií dochází k tepelnému dělení kovových materiálů. Primární funkcí držáku elektrody je upevnění elektrody v požadované pozici, a vedení elektrického proudu. Další funkcí držáku elektrody je přívod chladicí kapaliny do elektrody, a odvod chladicí kapaliny z elektrody. Chladicí kapalina slouží k ochlazování jednotlivých částí plazmového hořáku, které jsou zahřívány od plazmového oblouku, a od zahřátého řezaného materiálu. Vedení chladicí kapaliny je důležitou funkcí držáku elektrody v kapalinou chlazeném plazmovém hořáku. Pro správné směrování proudu chladicí kapaliny k elektrodě je v držáku elektrody umístěna chladicí trubička, která konstrukčně umožňuje přívod chladicí kapaliny z plazmového hořáku přes držák elektrody, do elektrody. Dále umožňuje následný návrat chladicí kapaliny z elektrody přes držák elektrody do těla plazmového hořáku. Upevnění chladicí trubičky v držáku elektrody je fixní, nebo rozebíratelné umožňující výměnu jedné chladicí trubičky na jinou. Držák elektrody se během použití neopotřebovává.Liquid-cooled plasma torches are generally manufactured with an electrode holder (also called a cathode tip or cathode) substantially in the shape of a hollow cylinder of electrically conductive material. The electrode holder is located in the center of the plasma torch, where the axis of the electrode holder coincides with the axis of the plasma torch. At the rear, the electrode holder is shaped for a fixed or detachable mounting in the body of the plasma torch. On the front side, the electrode holder is shaped for detachable mounting of the electrode on the electrode holder. The electrode holder is made of an electrically conductive material, most often a copper alloy due to higher electrical conductivity, or stainless steel due to electrocorrosion resistance. An electric current is supplied from the plasma torch body to the electrode holder via an interconnection. The electric current then passes through the body of the electrode holder towards the electrode, into which it passes at the point of mutual detachable connection. The energy of the electric current is needed to create a plasma arc, and subsequently a plasma current whose energy results in the thermal separation of metallic materials. The primary function of the electrode holder is to fix the electrode in the desired position, and to conduct an electric current. Another function of the electrode holder is to supply coolant to the electrode, and to drain coolant from the electrode. The coolant serves to cool the individual parts of the plasma torch, which are heated by the plasma arc, and by the heated cutting material. Coolant conduction is an important function of the electrode holder in a liquid-cooled plasma torch. For the correct direction of the coolant flow to the electrode, a cooling tube is placed in the electrode holder, which structurally allows the supply of coolant from the plasma torch via the electrode holder to the electrode. It also allows the subsequent return of coolant from the electrode via the electrode holder to the plasma torch body. The mounting of the cooling tube in the electrode holder is fixed or detachable, allowing the replacement of one cooling tube to another. The electrode holder does not wear out during use.

Plazmové elektrody pro kapalinou chlazený plazmový hořák jsou vyráběny s tělem v podstatě ve tvaru dutého válce. Na vstupním konci je elektroda konstruována pro montáž do/na držák elektrody. V místě spojení s držákem elektrody, obsahuje elektroda kontaktní plochu, přes kterou proudí stejnosměrný elektrický proud z držáku elektrody do elektrody. Na výstupním konci elektroda obsahuje emisivní vložku. Primární funkcí elektrody je vedení elektrického stejnosměrného proudu k emisivní vložce, a následně přechod elektrického stejnosměrného proudu do plazmového oblouku, který je tvořen elektricky vodivým ionizovaným plynem. Výstup elektrického proudu z elektrody do plazmového oblouku umožňuje emisivní vložka, která je umístěna v těle elektrody, v její ose, v místě výstupu elektrického proudu z elektrody. Emisivní vložka je vyráběna z materiálu s vysokou elektrickou emisivitou a vysokou tepelnou odolností, jako zirkonium, hafnium nebo wolfram. Dále je elektroda konstruována tak, že umožňuje přítok a odtok chladicího média, a obsahuje plochy určené pro ochlazování chladicím médiem. Elektroda je nejvíce zahřívaná část plazmového hořáku. Tělo elektrody přejímá teplo z emisivní vložky, která je v kontaktu s plazmovým obloukem, a vede přijaté teplo k ochlazovaným plochám, kde je předává chladicímu médiu. Tělo elektrody je vyráběno z materiálu s vysokou tepelnou a elektrickou vodivostí, jako měď, stříbro, a jejich slitiny. Elektroda se při použití opotřebovává. Elektroda je výměnnou částí plazmového obloukového hořáku.The plasma electrodes for the liquid-cooled plasma torch are manufactured with the body substantially in the shape of a hollow cylinder. At the inlet end, the electrode is designed for mounting to / on the electrode holder. At the point of connection with the electrode holder, the electrode comprises a contact surface through which a direct electric current flows from the electrode holder to the electrode. At the output end, the electrode contains an emissive insert. The primary function of the electrode is to conduct an electric direct current to the emissive insert, and then to transfer the electric direct current to a plasma arc formed by an electrically conductive ionized gas. The output of the electric current from the electrode to the plasma arc is enabled by the emissive insert, which is located in the body of the electrode, in its axis, at the point of exit of the electric current from the electrode. The emissive insert is made of a material with high electrical emissivity and high heat resistance, such as zirconium, hafnium or tungsten. Furthermore, the electrode is designed to allow the inflow and outflow of coolant, and includes areas for cooling by the coolant. The electrode is the most heated part of the plasma torch. The electrode body receives heat from the emissive insert, which is in contact with the plasma arc, and conducts the received heat to the cooled surfaces, where it transfers it to the cooling medium. The electrode body is made of a material with high thermal and electrical conductivity, such as copper, silver, and their alloys. The electrode wears out during use. The electrode is a replaceable part of the plasma arc torch.

- 1 CZ 308703 B6- 1 CZ 308703 B6

V aktuálním stavu techniky je elektrický proud veden v axiálním směru válcovým tělem držáku elektrody přes vzájemnou kontaktní plochu do válcového těla elektrody, kde dále v axiálním směru proudí do výstupní části elektrody. Ve výstupní části elektrody je elektrický proud radiálním směrem přiveden k emisivní vložce. Vzhledem ke skutečnosti, že elektrický proud proudí homogenním materiálem nejkratším možným směrem, dochází k jeho proudění v radiálním směru přímo k části emisivní vložky, která je v kontaktu s plazmovým obloukem. V této části elektrody je nejvyšší koncentrace protékajícího elektrického proudu. Elektrický proud proudí k emisivní vložce pouze po jeho obvodu v místě kontaktu s plazmovým obloukem, do kterého elektrický proud následně přechází. Pro přenos elektrického proudu z těla elektrody do emisivní vložky je využitá pouze menší část styčné plochy mezi tělem elektrody a emisivní vložkou. Při provozu dochází k opotřebovávání elektrody. Opotřebovávání elektrody způsobuje vypalování emisivní vložky, a to konkrétně při zápalu, hoření, a ukončení plazmového oblouku. Opotřebení způsobuje strhávání roztavených molekul materiálu emisivní vložky proudem elektronů přecházejících z emisivní vložky do plazmového oblouku (proudu plazmy). Opotřebení elektrody způsobuje změnu směru proudění elektrického stejnosměrného proudu, který prochází tělem elektrody k emisivní vložce pouze z radiálního směru. Toto opotřebení elektrody negativně ovlivňuje vlastnosti plazmového oblouku. Prodloužení životnosti plazmové elektrody, a/nebo snížení nákladů na její výrobu řeší různá konstrukční řešení, která jsou ve stavu techniky, a jsou blízká našemu konstrukčnímu řešení sestavy plazmové elektrody.In the current state of the art, an electric current is conducted in the axial direction through the cylindrical body of the electrode holder through a mutual contact surface into the cylindrical body of the electrode, where it further flows in the axial direction into the outlet part of the electrode. In the output part of the electrode, an electric current is supplied in a radial direction to the emissive insert. Due to the fact that the electric current flows through the homogeneous material in the shortest possible direction, it flows in the radial direction directly to the part of the emissive insert that is in contact with the plasma arc. This part of the electrode has the highest concentration of electric current flowing. The electric current flows to the emissive insert only around its circumference at the point of contact with the plasma arc, into which the electric current subsequently passes. Only a small part of the contact area between the electrode body and the emissive insert is used to transfer electric current from the electrode body to the emissive insert. The electrode wears out during operation. Wear of the electrode causes the emissive insert to burn, specifically during ignition, burning, and termination of the plasma arc. Wear causes the entrainment of molten molecules of the emissive insert material by a stream of electrons passing from the emissive insert into the plasma arc (plasma stream). The wear of the electrode causes a change in the direction of flow of the electric direct current, which passes through the body of the electrode to the emissive insert only from the radial direction. This wear of the electrode negatively affects the properties of the plasma arc. Extending the life of the plasma electrode, and / or reducing its manufacturing costs, is solved by various prior art design solutions that are close to our plasma electrode assembly design.

Prodloužení životnosti plazmové elektrody řeší známá konstrukce elektrody dle patentu US 6215090 B1 (28. 10. 1998). V tomto patentu je životnost elektrody prodloužena umístěním neemisivní vložky ze slitiny stříbra okolo emisivní vložky. Neemisivní vložka ze slitiny stříbra zajišťuje lepší odvod tepla ze zahřáté emisivní vložky. Tímto je dosaženo pomalejšího opotřebení emisivní vložky a prodloužení životnosti plazmové elektrody.The extension of the life of the plasma electrode is solved by the known construction of the electrode according to the patent US 6215090 B1 (October 28, 1998). In this patent, the life of the electrode is extended by placing a non-emissive silver alloy insert around the emissive insert. The non-emissive silver alloy insert ensures better heat dissipation from the heated emissive insert. This results in slower wear of the emissive insert and longer life of the plasma electrode.

Ve stavu techniky dle patentu CZ/EP 2647265 Bl (1. 12. 2010) je popsáno řešení prodloužení životnosti a snížení výrobních nákladů u plazmové elektrody, s vnitřním výčnělkem, umožňujícím upevnění elektrody na držák elektrody. Přímým ochlazováním výčnělku je dosaženo delší životnosti plazmové elektrody. Snížení výrobních nákladů na elektrodu je dosaženo jejím zkrácením.The state of the art according to patent CZ / EP 2647265 B1 (December 1, 2010) describes a solution to extend the life and reduce production costs of a plasma electrode, with an internal protrusion, allowing the electrode to be attached to the electrode holder. By direct cooling of the protrusion, a longer service life of the plasma electrode is achieved. The reduction of production costs for the electrode is achieved by shortening it.

Dále je ve stavu techniky známá konstrukce sestavy elektrody dle patentu EP 2642832 (23. 3. 2012), která je rovněž rozdělená na dvě části, totiž na přední část s emisivní vložkou, která se při použití elektrody opotřebovává, a na zadní upevňovací část s chlazením pomocí proudu chladicí kapaliny přiváděné uvnitř trubice a vracející se vnějškem, která se pří použití elektrody neopotřebovává, a lze ji používat opakovaně. Tímto je docíleno snížení výrobních nákladů na tu část elektrody, kterou je potřeba po použití nahradit.Furthermore, the construction of the electrode assembly according to patent EP 2642832 (March 23, 2012) is known in the prior art, which is also divided into two parts, namely the front part with the emissive insert, which wears when the electrode is used, and the rear mounting part with by cooling by means of a stream of coolant supplied inside the tube and returning from the outside, which is not worn when the electrode is used and can be used repeatedly. This reduces the production costs for the part of the electrode that needs to be replaced after use.

Přihlašovatel této přihlášky již sám vyvinul elektrodu se zlepšenou životností, jak je popsáno v patentu CZ 307748. Tento patent popisuje konstrukci a výrobu elektrody pro plazmový obloukový hořák, která se skládá z těla elektrody, emisivní vložky, a vysoce vodivé vložky, která obklopuje emisivní vložku, a je protisměrným lisováním pomocí plastické deformace upevněna v těle elektrody. Tato konstrukce prodlužuje životnost elektrody, při zachování nízkých výrobních nákladů.The applicant of this application has already developed an electrode with improved life, as described in patent CZ 307748. This patent describes the construction and production of an electrode for a plasma arc torch, which consists of an electrode body, an emissive insert, and a highly conductive insert surrounding the emissive insert , and is fixed in the electrode body by counter-compression by plastic deformation. This design extends the life of the electrode, while maintaining low production costs.

V dokumentu US 2015034611 je popsána sestava obloukového plazmového hořáku s přívodní trubicí chladicí kapaliny zasahující do vnitřního prostoru výměnné elektrody.US 2015034611 discloses an arc plasma torch assembly with a coolant supply tube extending into the interior of a replaceable electrode.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Vynález je založen na myšlence vytvořit konstrukci sestavy elektrody pro plazmový obloukový hořák se zlepšeným přenosem elektrického proudu k plazmovému oblouku tak, že elektrický proudThe invention is based on the idea of creating an electrode assembly design for a plasma arc torch with improved electric current transfer to the plasma arc so that the electric current

-2 CZ 308703 B6 bude rovnoměrně proudit k emisivní vložce v elektrodě ze všech směrů, tj. z radiálního i axiálního. Konstrukce sestavy elektrody sestává z držáku elektrody a výměnné části elektrody.-2 CZ 308703 B6 will flow evenly to the emissive insert in the electrode from all directions, ie from radial and axial. The construction of the electrode assembly consists of an electrode holder and an exchangeable electrode part.

Držák elektrody podle vynálezu je vytvořen v podstatě ve tvaru dutého válce, jehož zadní konec je upraven pro rozebíratelné připojení do plazmového obloukového hořáku, a jehož přední konec je upraven pro rozebíratelné připojení výměnné části elektrody. V přední části má držák elektrody kontaktní plochu, která je uzpůsobena pro přenos elektrického proudu z držáku elektrody do výměnné části elektrody.The electrode holder according to the invention is formed substantially in the shape of a hollow cylinder, the rear end of which is adapted for detachable connection to a plasma arc torch, and the front end of which is adapted for detachable connection of an exchangeable electrode part. In the front part, the electrode holder has a contact surface which is adapted to transfer electric current from the electrode holder to the exchangeable part of the electrode.

Výměnná část elektrody je vytvořena ve tvaru rotačně symetrického tělesa, jehož zadní konec je otevřený a je uzpůsoben ke spojení s držákem elektrody a v jehož předním konci je koaxiálně uložena emisivní vložka.The exchangeable part of the electrode is formed in the shape of a rotationally symmetrical body, the rear end of which is open and is adapted to be connected to an electrode holder and in the front end of which an emissive insert is coaxially mounted.

Emisivní vložka je v elektrodě zalisována nebo zapájena. Mezi tělem elektrody a emisivní vložkou může být umístěna vysoce vodivá vložka ze stříbra nebo jeho slitiny. Elektrický proud proudí z držáku elektrody přes kontaktní plochu do výměnné části elektrody, a odtud v axiálním a následně radiálním směru proudí k emisivní vložce. Tím je dosaženo toho, že elektrický proud rovnoměrně proudí k emisivní vložce ve výměnné části elektrody ze všech směrů, tj. z radiálního i axiálního. Je tak dosaženo rovnoměrného proudového zatížení emisivní vložky na její styčné ploše s tělem výměnné části elektrody.The emissive insert is pressed or soldered in the electrode. A highly conductive insert made of silver or an alloy thereof may be placed between the electrode body and the emissive insert. The electric current flows from the electrode holder through the contact surface to the exchangeable part of the electrode, and from there flows in the axial and subsequently radial direction to the emissive insert. This ensures that the electric current flows evenly to the emissive insert in the exchangeable part of the electrode from all directions, i.e. from the radial and the axial. Thus, a uniform current load of the emissive insert is achieved at its contact surface with the body of the exchangeable part of the electrode.

Podle vynálezu zasahuje přední konec držáku elektrody do vnitřního prostoru výměnné části elektrody a obsahuje první kontaktní plochu, s výhodou ležící v rovině kolmé k ose hořáku, přičemž přední konec výměnné části elektrody má na vnitřní straně ve vnitřním prostoru druhou kontaktní plochu, s výhodou rovněž ležící v rovině kolmé k ose hořáku, a nacházející se ve vodivém styku s první kontaktní plochou. Na druhou kontaktní plochu po celém jejím obvodu bezprostředně navazuje ochlazovaná plocha, alespoň částečně vystavená chladicímu médiu.According to the invention, the front end of the electrode holder extends into the interior of the electrode exchange part and comprises a first contact surface, preferably lying in a plane perpendicular to the torch axis, the front end of the electrode exchange part having a second contact surface, preferably also lying on the inside in the interior space. in a plane perpendicular to the axis of the torch, and in conductive contact with the first contact surface. The second contact surface is immediately followed by a cooled surface, at least partially exposed to the cooling medium.

Uvnitř výměnné části elektrody se nachází vnitřní výstupek, který axiálně vyčnívá do vnitřního prostoru, přičemž část ochlazované plochy bezprostředně navazující na druhou kontaktní plochu se nachází na povrchu tohoto vnitřního výstupku.Inside the exchangeable part of the electrode there is an inner protrusion which projects axially into the inner space, while a part of the cooled surface immediately adjacent to the second contact surface is located on the surface of this inner protrusion.

Druhá kontaktní plocha může být s výhodou vytvořena přímo na povrchu tohoto vnitřního výstupku. Podle tohoto výhodného vytvoření se druhá kontaktní plocha a část ochlazované plochy bezprostředně navazující na druhou kontaktní plochu nachází na povrchu vnitřního výstupku, takže druhá kontaktní plocha spolu s částí ochlazované plochy axiálně vyčnívá do vnitřního prostoru výměnné části elektrody. Emisivní vložka se přitom může částečně nacházet radiálně uvnitř uvedeného vnitřního výstupku.The second contact surface can advantageously be formed directly on the surface of this inner protrusion. According to this preferred embodiment, the second contact surface and the part of the cooled surface immediately adjacent to the second contact surface are located on the surface of the inner protrusion, so that the second contact surface together with a part of the cooled surface protrudes axially into the inner space of the electrode exchange part. The emissive insert can be partially located radially inside said inner projection.

Uvnitř držáku elektrody je s výhodou uspořádán alespoň jeden přiváděči kanál pro přivádění chladicího média k ochlazované ploše a alespoň jeden odváděči kanál pro odvádění chladicího média. Mezi držákem elektrody a výměnnou částí elektrody tak může protékat chladicí médium. Chladicí médium obtéká a tím ochlazuje vnitřní povrch výměnné části elektrody v oblasti okolo emisivní vložky. Dále chladicí médium odtéká od výměnné části elektrody otvorem v těle držáku elektrody.Preferably, at least one supply channel for supplying the cooling medium to the cooled surface and at least one discharge channel for discharging the cooling medium are arranged inside the electrode holder. Thus, a cooling medium can flow between the electrode holder and the electrode replacement part. The cooling medium bypasses and thus cools the inner surface of the exchangeable part of the electrode in the area around the emissive insert. Furthermore, the cooling medium flows from the exchangeable part of the electrode through an opening in the body of the electrode holder.

Plocha předního konce držáku elektrody sousedící s první kontaktní plochou a ochlazovaná plocha výměnné části elektrody jsou s výhodou vytvořeny ve vzájemně komplementárním tvaru, přičemž uvedená plocha předního konce držáku elektrody a ochlazovaná plocha mezi sebou vymezují prostory pro průchod chladicího média.The surface of the front end of the electrode holder adjacent to the first contact surface and the cooled surface of the electrode exchange part are preferably formed in a mutually complementary shape, said surface of the front end of the electrode holder and the cooled surface defining spaces for passage of the cooling medium.

Přívod chladicího média je s výhodou realizován tak, že koaxiálně uvnitř držáku elektrody je zalisován konektor přívodu chladicího média, který obsahuje průchod chladicího média pro průtok chladicího média směrem k výměnné části elektrody.The coolant supply is preferably realized in such a way that a coolant supply connector is pressed coaxially inside the electrode holder, which comprises a coolant passage for the coolant to flow towards the exchangeable part of the electrode.

-3 CZ 308703 B6-3 CZ 308703 B6

Držák elektrody podle tohoto výhodného vytvoření vynálezu se skládá ze dvou částí, totiž těla držáku elektrody, které zajišťuje vedení elektrického proudu, a konektoru přívodu chladicího média, který zajišťuje vedení chladicího média. Konektor přívodu chladicího média je v těle držáku elektrody zalisován jako vnitřní vložka, a mezi tímto konektorem a tělem držáku elektrody je vytvořen průchod pro chladicí médium. Chladicí médium vstupuje z hořáku do uvedeného konektoru, který má v ose otvor, a ním proudí do výstupní částí držáku elektrody.The electrode holder according to this preferred embodiment of the invention consists of two parts, namely the body of the electrode holder, which provides the conduction of electric current, and the coolant supply connector, which ensures the conduction of the cooling medium. The coolant supply connector is pressed into the electrode holder body as an inner liner, and a coolant passage is formed between the connector and the electrode holder body. The cooling medium enters from the torch into said connector, which has an opening in the axis, and flows through it into the outlet part of the electrode holder.

Ve výstupní části držáku elektrody je v těle držáku elektrody minimálně jeden průchod, jímž proudí chladicí médium k výměnné části elektrody. Chladicí médium ochlazuje vnitřní plochu elektrody a přes minimálně jeden otvor v těle držáku elektrody proudí do průchodu vytvořeného mezi tělem držáku elektrody a konektorem přívodu chladicího média zpět do těla hořáku. Na vstupu z hořáku do držáku elektrody je chladicí médium utěsněno těsněním umístěném na konektoru přívodu chladicího média uvnitř držáku elektrody. Na výstupu z držáku elektrody do hořáku je chladicí médium utěsněno těsněním na těle držáku elektrody a těsněním na konektoru přívodu chladicího média. Na přechodu z držáku elektrody do elektrody je chladicí médium utěsněno těsněním umístěném se spoji mezi katodou a elektrodou.In the outlet part of the electrode holder, there is at least one passage in the body of the electrode holder, through which the cooling medium flows to the exchangeable part of the electrode. The coolant cools the inner surface of the electrode and flows through at least one hole in the electrode holder body into a passage formed between the electrode holder body and the coolant supply connector back into the torch body. At the inlet from the torch to the electrode holder, the coolant is sealed by a seal located on the coolant supply connector inside the electrode holder. At the outlet of the electrode holder to the torch, the coolant is sealed with a seal on the electrode holder body and a seal on the coolant supply connector. At the transition from the electrode holder to the electrode, the cooling medium is sealed by a seal located with the connection between the cathode and the electrode.

Sestava elektrody plazmového obloukového hořáku podle vynálezu může být s výhodou konstruován tak, že najeden typ držáku elektrody lze nasadit a použít více typů výměnné části elektrody, uzpůsobené pro různá proudová zatížení. Také naopak, jeden typ výměnné části lze nasadit a použít s více typy držáku elektrody, uzpůsobenými pro upevnění v různých obloukových plazmových hořácích.The electrode assembly of the plasma arc torch according to the invention can advantageously be designed in such a way that one type of electrode holder can be fitted and several types of exchangeable part of the electrode can be used, adapted for different current loads. Conversely, one type of interchangeable part can be mounted and used with multiple types of electrode holder, adapted for mounting in different arc plasma torches.

Konstrukce sestavy elektrody sestávající z držáku elektrody a výměnné části elektrody podle vynálezu umožňuje rovnoměrné proudové zatížení emisivní vložky na její styčné ploše s tělem elektrody. Sestava elektrody plazmového obloukového hořáku podle vynálezu má oproti dosud obvyklým elektrodám prodlouženou životnost.The construction of the electrode assembly consisting of the electrode holder and the exchangeable part of the electrode according to the invention allows a uniform current loading of the emissive insert on its contact surface with the electrode body. The electrode assembly of the plasma arc torch according to the invention has an extended service life compared to hitherto conventional electrodes.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Sestava elektrody pro plazmový obloukový hořák se zlepšeným přenosem elektrického proudu podle vynálezu je podrobněji znázorněna na výkresech, na kterých obr. 1 zobrazuje podélný řez plazmovým hořákem obsahujícím sestavu elektrody podle vynálezu, obr. 2 zobrazuje podélný detailní řez sestavou elektrody podle prvního provedení vynálezu, obr. 3 zobrazuje podélný detailní řez výměnnou částí elektrody podle prvního provedení vynálezu, obr. 4 zobrazuje podélný detailní řez držákem elektrody podle prvního provedení vynálezu, obr. 5 zobrazuje podélný detailní řez držákem elektrody podle alternativního provedení vynálezu, obr. 6 zobrazuje podélný detailní řez výměnnou částí elektrody podle alternativního provedení vynálezu, obr. 7 zobrazuje podélný detailní řez elektrodou podle dalšího alternativního provedení vynálezu, obr. 8 zobrazuje podélný detailní řez výměnnou částí elektrody podle ještě dalšího alternativního provedení vynálezu, obr. 9 zobrazuje podélný detailní řez sestavou elektrody podle druhého provedení vynálezu,The electrode assembly for a plasma arc torch with improved electric current transfer according to the invention is shown in more detail in the drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of a plasma torch comprising an electrode assembly according to the invention, Fig. 2 shows a longitudinal detailed section of an electrode assembly according to a first embodiment; Fig. 3 shows a longitudinal detailed section of an electrode holder according to a first embodiment of the invention, Fig. 4 shows a longitudinal detailed section of an electrode holder according to a first embodiment of the invention, Fig. 5 shows a longitudinal detailed section of an electrode holder according to an alternative embodiment of the invention; Fig. 7 shows a longitudinal detailed section of an electrode according to another alternative embodiment of the invention, Fig. 8 shows a longitudinal detailed section of an exchangeable electrode part according to yet another alternative embodiment of the invention, Fig. 9 shows a longitudinal detailed section of an electrode assembly. according to a second embodiment of the invention,

-4 CZ 308703 B6 obr. 10 zobrazuje podélný detailní držákem elektrody podle druhého provedení vynálezu, obr. 11 zobrazuje podélný detailní řez výměnnou částí elektrody podle druhého provedení vynálezu, obr. 12 zobrazuje podélný detailní řez výměnnou částí elektrody podle jiného možného vytvoření, které je však méně výhodné a není zahrnuto do rozsahu vynálezu.Fig. 10 shows a longitudinal detailed section of an electrode holder according to a second embodiment of the invention, Fig. 11 shows a longitudinal detailed section of an electrode replacement part according to a second embodiment of the invention, Fig. 12 shows a longitudinal detailed section of an electrode replacement part according to another possible embodiment. however, it is less preferred and is not included within the scope of the invention.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Předmětný vynález bude nyní podrobněji popsán v příkladech provedení s odkazem na přiložené obrázky, na kterých jsou znázorněná výhodná provedení vynálezu. Vynález může být proveden i jinými odlišnými způsoby, takže není nikterak omezen na zde uvedená provedení.The present invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown. The invention may be embodied in other different ways, so that it is not limited to the embodiments set forth herein.

Na obr. 1 je obecně zobrazen podélný řez plazmovým obloukovým hořákem, který obsahuje sestavu 1 elektrody podle prvního provedení popisovaného vynálezu. Plazmový obloukový hořák se mimo j iné skládá z těla 100 hořáku, části 107 těla hořáku, v níž j e upevněná sestava 1 elektrody, která je výměnnou částí plazmového obloukového hořáku. Dalšími výměnnými částmi plazmového obloukového hořáku jsou tryska 101, držák 102 trysky, vířivý kroužek 103, ochranný štít 104, držák 105 ochranného štítu, a držák 106 trysky. Všechny tyto výměnné části plazmového obloukového hořáku jsou rozebíratelně spojeny s tělem 100 hořáku a spolu s dalšími částmi tvoří plazmový obloukový hořák. Plazmový obloukový hořák s jednotlivými částmi zobrazený na obr.l má v podstavě válcový rotační tvar, jímž ve středu prochází osa 108 hořáku.Fig. 1 generally shows a longitudinal section of a plasma arc torch comprising an electrode assembly 1 according to a first embodiment of the present invention. The plasma arc torch consists, inter alia, of a torch body 100, a torch body portion 107, in which an electrode assembly 1 is mounted, which is a replaceable part of the plasma arc torch. Other replaceable parts of the plasma arc torch are the nozzle 101, the nozzle holder 102, the swirl ring 103, the protective shield 104, the protective shield holder 105, and the nozzle holder 106. All of these replaceable parts of the plasma arc torch are detachably connected to the torch body 100 and together with the other parts form a plasma arc torch. The plasma arc torch with individual parts shown in Fig. 1 has a cylindrical rotary shape in the base, through which the axis 108 of the torch passes in the middle.

Sestava 1 elektrody podle prvního provedení vynálezu, která je zobrazená na obr. 1, je také v podélném řezu detailně zobrazena na obr. 2. Tato sestava 1 elektrody se skládá z výměnné části 10 elektrody a držáku 20 elektrody. Výměnná část 10 elektrody se skládá z těla 11 výměnné části elektrody a emisivní vložky 12. Držák 20 elektrody se skládá z těla 21 držáku elektrody a konektoru 22 přívodu chladicího média. Výměnná část 10 elektrody a držák 20 elektrody j sou spolu rozebíratelně spojeny. Tento rozebíratelný spoj obsahuje první těsnění 15. Dále sestava 1 elektrody obsahuje druhé těsnění 23, a třetí těsnění 24. Obě tato těsnění j sou umístěna v místě rozebíratelného spojení mezi sestavou 1 elektrody a částí 107 těla hořáku. V tomto místě obsahuje sestava 1 elektrody třetí spojovací tvar 30. Sestava 1 elektrody podle prvního provedení vynálezu obsahuje třetí kontaktní plochu 31. která dosedá na odpovídající plochu části 107 těla hořáku v místě rozebíratelného spoje mezi sestavou 1 elektrody a části 107 těla hořáku. Tělo 21 držáku elektrody těla hořáku je vyrobeno z elektricky vodivého materiálu, v příkladném vytvoření konkrétně z mědi.The electrode assembly 1 according to the first embodiment of the invention, which is shown in Fig. 1, is also shown in detail in longitudinal section in Fig. 2. This electrode assembly 1 consists of an exchangeable electrode part 10 and an electrode holder 20. The electrode replacement portion 10 consists of an electrode replacement body 11 and an emissive insert 12. The electrode holder 20 consists of an electrode holder body 21 and a coolant supply connector 22. The electrode replacement part 10 and the electrode holder 20 are detachably connected to each other. This detachable connection comprises a first seal 15. Furthermore, the electrode assembly 1 comprises a second seal 23, and a third seal 24. Both of these seals are located at the point of detachable connection between the electrode assembly 1 and the torch body part 107. At this point, the electrode assembly 1 comprises a third connecting shape 30. The electrode assembly 1 according to the first embodiment of the invention comprises a third contact surface 31 which abuts the corresponding surface of the torch body portion 107 at the detachable connection between the electrode assembly 1 and the torch body portion 107. The body 21 of the electrode holder of the torch body is made of an electrically conductive material, in an exemplary embodiment specifically of copper.

Sestava 1 elektrody podle prvního provedení vynálezu zobrazená na obr. 1 a na obr. 2 obsahuje průchod 26 chladicího média, přiváděči kanál 27, a odváděči kanál 28. Průchod 26 chladicího média prochází středem konektoru 22 přívodu chladicího média v místě osy 108 plazmového hořáku. Přiváděči kanál 27 prochází tělem 21 držáku elektrody. Odváděči kanál 28 prochází držákem 20 elektrody. Dále sestava 1 elektrody obsahuje první kontaktní plochu 25 a druhou kontaktní plochu 13. První kontaktní plocha 25 je kolmá k ose 108 hořáku a nachází se na čele těla 21 držáku elektrody. Druhá kontaktní plocha 13 je také kolmá k ose 108 hořáku a nachází se na vnitřní straně těla 11 výměnné části elektrody. První kontaktní plocha 25 a druhá kontaktní plocha 13 na sebe vzájemně dosedají. Na výměnné části 10 elektrody se nachází vnitřní výstupek 17.The electrode assembly 1 according to the first embodiment of the invention shown in Fig. 1 and Fig. 2 includes a coolant passage 26, a supply channel 27, and a discharge channel 28. The coolant passage 26 passes through the center of the coolant supply connector 22 at the axis 108 of the plasma torch. The supply channel 27 passes through the body 21 of the electrode holder. The drain channel 28 passes through the electrode holder 20. Further, the electrode assembly 1 comprises a first contact surface 25 and a second contact surface 13. The first contact surface 25 is perpendicular to the axis 108 of the torch and is located at the front of the body 21 of the electrode holder. The second contact surface 13 is also perpendicular to the axis 108 of the torch and is located on the inside of the body 11 of the exchangeable part of the electrode. The first contact surface 25 and the second contact surface 13 abut each other. An inner protrusion 17 is located on the exchangeable part 10 of the electrode.

Výměnná část 10 elektrody podle prvního provedení vynálezu, zobrazená na obr. 1 a obr. 2, je dále detailně zobrazena na obr. 3. Tato výměnná část 10 elektrody je vytvořená ve tvaru rotačně symetrického tělesa, v jejím předním konci je koaxiálně uložena emisivní vložka 12, a které je na zadním konci uzpůsobené pro rozebíratelné spojení s držákem 20 elektrody. Výměnná část 10 elektrody se skládá z těla 11 výměnné části elektrody a emisivní vložky 12. Tělo 11 výměnné části elektrody je vyrobené z mědi. Emisivní vložka 12 je v tomto příkladném vytvoření vyrobená z hafhia. Výměnná část 10 elektrody má uvnitř těla 11 výměnné části elektrody vnitřní prostor 18.The exchangeable part 10 of the electrode according to the first embodiment of the invention, shown in Fig. 1 and Fig. 2, is further shown in detail in Fig. 3. This exchangeable part 10 of the electrode is formed in the shape of a rotationally symmetrical body, an emissive insert is coaxially mounted at its front end. 12, and which is adapted at the rear end for a detachable connection to the electrode holder 20. The electrode replacement part 10 consists of an electrode replacement body 11 and an emissive insert 12. The body 11 of the electrode replacement part is made of copper. The emissive insert 12 is made of hafhia in this exemplary embodiment. The electrode replacement part 10 has an interior space 18 inside the electrode replacement body 11.

- 5 CZ 308703 B6- 5 CZ 308703 B6

Tento vnitřní prostor 18 je v zadním konci výměnné části 10 elektrody otevřený. V otevřeném zadním konci výměnné části 10 elektrody se nachází druhý spojovací tvar 14 a první těsnění 15. Ve vnitřním prostoru 18 výměnné části 10 elektrody se dále nachází vnitřní výstupek 17 s druhou kontaktní plochou 13 a ochlazovaná plocha 16. Druhý spojovací tvar 14 je uzpůsoben pro rozebíratelné spojení výměnné části 10 elektrody s držákem 20 elektrody. Druhý spojovací tvar 14 má v tomto provedení tvar trapézového závitu. První těsnění 15 má prstencový tvar a je vyrobeno z pružného materiálu. Druhá kontaktní plochá 13 je kolmá k ose 108 hořáku a nachází se na vnitřním výstupku 17. Ochlazovaná plocha 16 se rozprostírá mezi prvním těsněním 15 a druhou kontaktní plochou 13. s níž přímo sousedí. Část ochlazované plochy 16 bezprostředně navazující na druhou kontaktní plochu 13 se tedy přitom nachází na povrchu vnitřního výstupku 17. Vnitřní výstupek 17 má rotačně symetrický tvar a vyčnívá z těla 11 výměnné části elektrody do vnitřního prostoru 18 výměnné části elektrody. Ve výhodném vytvoření zasahuje emisivní vložka 12. která je koaxiálně uložená v předním konci výměnné části 10 elektrody, svou zadní částí až do vnitřního výstupku 17.This inner space 18 is open at the rear end of the electrode exchange part 10. In the open rear end of the electrode replacement part 10 there is a second connecting shape 14 and a first seal 15. In the inner space 18 of the electrode replacement part 10 there is also an inner protrusion 17 with a second contact surface 13 and a cooled surface 16. The second connecting shape 14 is adapted for detachable connection of the electrode replacement part 10 with the electrode holder 20. The second connecting shape 14 in this embodiment has the shape of a trapezoidal thread. The first seal 15 has an annular shape and is made of a resilient material. The second contact surface 13 is perpendicular to the axis 108 of the burner and is located on the inner protrusion 17. The cooled surface 16 extends between the first seal 15 and the second contact surface 13 with which it is directly adjacent. The part of the cooled surface 16 immediately adjacent to the second contact surface 13 is thus located on the surface of the inner protrusion 17. The inner protrusion 17 has a rotationally symmetrical shape and protrudes from the body 11 of the electrode exchange part into the interior space 18 of the electrode exchange part. In a preferred embodiment, the emissive insert 12, which is coaxially mounted at the front end of the electrode exchange part 10, extends with its rear part up to the inner protrusion 17.

Držák 20 elektrody podle prvního provedení vynálezu, který je zobrazen na obr. 1 a obr. 2, je dále detailně zobrazen na obr. 4. Tento držák 20 elektrody je vytvořen v podstatě ve tvaru dutého válce, jehož zadní konec je upraven k rozebíratelnému připojení do plazmového obloukového hořáku, a přední konec je uzpůsoben pro rozebíratelné spojení s výměnnou částí 10 elektrody, a obsahuje první spojovací tvar 29. Držák 20 elektrody se skládá z těla 21 držáku elektrody a konektoru 22 přívodu chladicího média. Konektor 22 přívodu chladicího média je vyroben ze slitiny mědi CuZn4oPb2. Tělo 21 držáku elektrody je pevně spojené s konektorem 22 přívodu chladicího média. Konektor 22 přívodu chladicího média je s přesahem zalisován do těla 21 držáku elektrody. Konektorem 22 přívodu chladicího média prochází skrz koaxiální průchod 26 chladicího média, který je umístěn v ose 108 hořáku. Na něj navazuje přiváděči kanál 27, který se nachází v těle 21 držáku elektrody v sousedství první kontaktní plochy 25. První kontaktní plocha 25 je kolmá k ose 108 hořáku, a nachází se uvnitř na držáku 21 elektrody na jeho předním konci. Držák 20 elektrody dále obsahuje odváděči kanál 28. Odváděči kanál 28 začíná v přední části držáku 20 elektrody, mezi první kontaktní plochou 25 a prvním spojovacím tvarem 29, kde prochází z vnějšího povrchu tělem 21 držáku elektrody, do vnitřního prostoru mezi tělem 21 držáku elektrody a konektorem 22 přívodu chladicího média a vyúsťuje v prostoru mezi druhým těsněním 23 a třetím těsněním 24. Druhé těsnění 23 je z pružného materiálu, a nachází se na zadním konci držáku 20 elektrody, mezi třetí kontaktní plochou 31 a třetím spojovacím tvarem 30 pro rozebíratelné spojení držáku 20 elektrody s plazmovým obloukovým hořákem. Třetí těsnění 24, které jez pružného materiálu, se nachází na zadním konci držáku 20 elektrody mezi průchodem 26 chladicího média a odváděcím kanálem 28.The electrode holder 20 according to the first embodiment of the invention, which is shown in Fig. 1 and Fig. 2, is further shown in detail in Fig. 4. This electrode holder 20 is formed substantially in the shape of a hollow cylinder, the rear end of which is adapted for detachable connection. into the plasma arc torch, and the front end is adapted for detachable connection to the electrode exchange portion 10, and includes a first connecting shape 29. The electrode holder 20 consists of an electrode holder body 21 and a coolant supply connector 22. The coolant supply connector 22 is made of a copper alloy CuZn40oPb2. The body 21 of the electrode holder is firmly connected to the connector 22 of the coolant supply. The coolant supply connector 22 is pressed into the body 21 of the electrode holder with an overlap. The coolant supply connector 22 passes through a coaxial coolant passage 26 which is located in the axis 108 of the burner. It is followed by a supply channel 27, which is located in the body 21 of the electrode holder adjacent to the first contact surface 25. The first contact surface 25 is perpendicular to the axis 108 of the torch, and is located inside the electrode holder 21 at its front end. The electrode holder 20 further includes a drain channel 28. The lead channel 28 begins at the front of the electrode holder 20, between the first contact surface 25 and the first connecting shape 29, where it extends from the outer surface of the electrode holder body 21 into the interior space between the electrode holder body 21 and the coolant supply connector 22 and opens into the space between the second seal 23 and the third seal 24. The second seal 23 is of resilient material, and is located at the rear end of the electrode holder 20, between the third contact surface 31 and the third connection shape 30 for detachable connection 20 electrodes with plasma arc torch. A third seal 24, which is a flexible material, is located at the rear end of the electrode holder 20 between the coolant passage 26 and the drain channel 28.

Na obr. 5 je zobrazen podélný detailní řez držákem 20 elektrody podle alternativního provedení k prvnímu provedení vynálezu držáku 20 elektrody zobrazeného na obr. 1, obr. 2 a obr. 4, a popsaného výše. Tento alternativní držák 20 elektrody se od prvního provedení liší v tom, že třetí kontaktní plocha 31 je posunutá směrem k zadní části držáku 20 elektrody, a nachází se mezi druhým těsněním 23 a třetím spojovacím tvarem 30.Fig. 5 is a longitudinal detailed section of an electrode holder 20 according to an alternative embodiment to the first embodiment of the invention of the electrode holder 20 shown in Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 4, and described above. This alternative electrode holder 20 differs from the first embodiment in that the third contact surface 31 is offset towards the rear of the electrode holder 20, and is located between the second seal 23 and the third connecting shape 30.

Na obr. 6 je zobrazen detailní řez výměnnou částí 10 elektrody podle alternativního provedení k prvnímu provedení vynálezu výměnné části 10 elektrody zobrazené na obr. 1, obr. 2 a obr. 3, a popsané výše. Toto alternativní provedení výměnné části 10 elektrody se liší od prvního provedení v tom, že výměnná část 10 elektrody obsahuje navíc vysoce vodivou vložku 19, která má tvar rotačně symetrického tělesa a je umístěna v předním konci výměnné části 10 elektrody mezi emisivní vložkou 12 z hafnia a tělem 11 výměnné části elektrody z mědi. Emisivní vložka 12 je koaxiálně uložena ve vysoce vodivé vložce 19 a těle 11 výměnné části elektrody. Vysoce vodivá vložka 19 je podle příkladu provedení vyrobena ze slitiny stříbra AggoCu, může však být vyrobena z jiné slitiny s vysokým obsahem stříbra nebo ze samotného stříbra.Fig. 6 is a detailed sectional view of an electrode replacement portion 10 according to an alternative embodiment to the first embodiment of the invention of the electrode replacement portion 10 shown in Figs. 1, 2, and 3, and described above. This alternative embodiment of the electrode replacement portion 10 differs from the first embodiment in that the electrode replacement portion 10 additionally includes a highly conductive insert 19 having a rotationally symmetrical body shape and located at the front end of the electrode replacement portion 10 between the hafnium emissive insert 12 and body 11 of the copper electrode replacement part. The emissive insert 12 is coaxially mounted in the highly conductive insert 19 and the body 11 of the electrode replacement part. According to the exemplary embodiment, the highly conductive insert 19 is made of an AggoCu silver alloy, but can be made of another high-silver alloy or of the silver itself.

Na obr.7 je zobrazen detailní řez výměnnou částí 10 elektrody podle dalšího alternativního provedení k prvnímu provedení vynálezu výměnné části 10 elektrody zobrazené na obr. 1, obr. 2 aFig. 7 shows a detailed section of an electrode replacement part 10 according to another alternative embodiment to the first embodiment of the invention of the electrode replacement part 10 shown in Fig. 1, Fig. 2 and

-6CZ 308703 B6 obr. 3, a popsaného výše. Toto další alternativní provedení se liší od prvního provedení v tom, že emisivní vložka 12. která je koaxiálně uložena v předním konci výměnné části 10 elektrody, prochází skrz tělo 11 výměnné části elektrody, v místě vnitřního výstupku 17. Tímto druhou kontaktní plochu 13, která je kolmá k ose 108 hořáku a nachází se na čele vnitřního výstupku 17, tvoří společně plocha na těle 11 výměnné části elektrody a plocha na emisivní vložce 12. Tělo 11 výměnné části elektrody je vyrobené z mědi, a emisivní vložka 12 je vyrobená z wolframu.-6GB 308703 B6 Fig. 3, and described above. This further alternative embodiment differs from the first embodiment in that the emissive insert 12, which is coaxially mounted at the front end of the electrode exchange part 10, passes through the body 11 of the electrode exchange part, at the inner protrusion 17. is perpendicular to the axis 108 of the torch and is located at the front of the inner protrusion 17, together forming a surface on the electrode replacement body 11 and a surface on the emissive insert 12. The electrode replacement body 11 is made of copper, and the emissive insert 12 is made of tungsten.

Na obr. 8 je zobrazen detailní řez výměnnou částí 10 elektrody podle ještě dalšího alternativního provedení k prvnímu provedení vynálezu výměnné části 10 elektrody zobrazené na obr. 1, obr. 2 a obr. 3, a popsaného výše. Toto ještě další alternativní provedení výměnné části 10 elektrody se liší od prvního provedení v tom, že výměnná část 10 elektrody obsahuje navíc vysoce vodivou vložku 19. která má tvar rotačně symetrického tělesa a je umístěna v předním konci výměnné části 10 elektrody mezi emisivní vložkou 12 z hafinia a tělem 11 výměnné části elektrody z mědi. Emisivní vložka 12 je koaxiálně uložena ve vysoce vodivé vložce 19. Vnitřní výstupek 17 je celý tvořen vysoce vodivou vložkou 19. Vysoce vodivá vložka 19 je vyrobena z čistého stříbra. Kontaktní plocha 13. která je kolmá k ose 108 hořáku, a nachází se čele vnitřního výstupku 17. je tedy vytvořena na vysoce vodivé vložce 19.Fig. 8 is a detailed sectional view of an electrode replacement portion 10 according to yet another alternative embodiment to the first embodiment of the invention of the electrode replacement portion 10 shown in Figs. 1, 2 and 3, and described above. This still another alternative embodiment of the electrode replacement part 10 differs from the first embodiment in that the electrode replacement part 10 additionally comprises a highly conductive insert 19 which has the shape of a rotationally symmetrical body and is located at the front end of the electrode replacement part 10 between the emissive insert 12. hafinia and the body 11 of the copper electrode replacement part. The emissive insert 12 is coaxially mounted in the highly conductive insert 19. The inner protrusion 17 is entirely formed by the highly conductive insert 19. The highly conductive insert 19 is made of pure silver. The contact surface 13, which is perpendicular to the axis 108 of the burner and is located at the front of the inner protrusion 17, is thus formed on the highly conductive insert 19.

Na obr. 9 je zobrazen podélný řez sestavou 1 elektrody podle druhého provedení vynálezu. Tato sestava 1 elektrody se skládá z výměnné části 10 elektrody a držáku 20 elektrody. Výměnná část 10 elektrody se skládá z těla 11 výměnné části elektrody a emisivní vložky 12. Držák 20 elektrody se skládá z těla 21 držáku elektrody a konektoru 22 přívodu chladicího média. Výměnná část 10 elektrody a držáku 20 elektrody jsou spolu rozebíratelně spojeny. Tento rozebíratelný spoj obsahuje první těsnění 15. Dále sestava 1 elektrody obsahuje druhé těsnění 23, a třetí těsnění 24. Obě tato těsnění jsou umístěna v místě rozebíratelného spojení mezi sestavou 1 elektrody a částí 107 těla hořáku. V tomto místě obsahuje sestava 1 elektrody třetí spojovací tvar 30. Sestava 1 elektrody podle druhého provedení vynálezu obsahuje třetí kontaktní plochu 31, která dosedá na čelní plochu části 107 těla hořáku v místě rozebíratelného spoje mezi sestavou 1 elektrody a části 107 těla hořáku. Sestava 1 elektrody obsahuje průchod 26 chladicího média, přiváděči kanál 27, a odváděči kanál 28. Průchod 26 chladicího média prochází středem konektoru 22 přívodu chladicího média v místě osy 108 plazmového hořáku. Přiváděči kanál 27 prochází tělem 21 držáku elektrody. Odváděči kanál 28 prochází držákem 20 elektrody. Dále sestava 1 elektrody obsahuje první kontaktní plochu 25 a druhou kontaktní plochu 13. První kontaktní plocha 25 se nachází na držáku 20 elektrody je kolmá k ose 108 hořáku. Druhá kontaktní plocha 13 se nachází na výměnné části 10 elektrody je kolmá k ose 108 hořáku. První kontaktní plocha 25 a druhá kontaktní plocha 13 na sebe vzájemně dosedají a jsou v elektrickém kontaktu. Uvnitř výměnné části 10 elektrody se nachází vnitřní výstupek 17.Fig. 9 shows a longitudinal section of an electrode assembly 1 according to a second embodiment of the invention. This electrode assembly 1 consists of an exchangeable electrode part 10 and an electrode holder 20. The electrode replacement portion 10 consists of an electrode replacement body 11 and an emissive insert 12. The electrode holder 20 consists of an electrode holder body 21 and a coolant supply connector 22. The exchangeable part 10 of the electrode and the electrode holder 20 are detachably connected to each other. This detachable connection comprises a first seal 15. Furthermore, the electrode assembly 1 comprises a second seal 23, and a third seal 24. Both of these seals are located at the point of detachable connection between the electrode assembly 1 and the torch body part 107. At this point, the electrode assembly 1 comprises a third connecting shape 30. The electrode assembly 1 according to the second embodiment of the invention comprises a third contact surface 31 which abuts the end face of the torch body portion 107 at the detachable connection between the electrode assembly 1 and the torch body portion 107. The electrode assembly 1 includes a coolant passage 26, a supply channel 27, and a discharge channel 28. The coolant passage 26 passes through the center of the coolant supply connector 22 at the axis 108 of the plasma torch. The supply channel 27 passes through the body 21 of the electrode holder. The drain channel 28 passes through the electrode holder 20. Further, the electrode assembly 1 comprises a first contact surface 25 and a second contact surface 13. The first contact surface 25 located on the electrode holder 20 is perpendicular to the axis 108 of the torch. The second contact surface 13 located on the exchangeable part 10 of the electrode is perpendicular to the axis 108 of the torch. The first contact surface 25 and the second contact surface 13 abut each other and are in electrical contact. Inside the exchangeable part 10 of the electrode, there is an inner protrusion 17.

Výměnná část 10 elektrody podle druhého provedení vynálezu, která je zobrazená na obr. 9, je dále detailně zobrazena na obr. 11. Tato výměnná část 10 elektrody je vytvořená ve tvaru rotačně symetrického tělesa, v jehož předním konci je koaxiálně uložena emisivní vložka 12, a na zadním konci je uzpůsobena pro rozebíratelné spojení s držákem 20 elektrody. Výměnná část elektrody 10 se skládá z těla 11 výměnné části elektrody a emisivní vložky 12. Tělo 11 výměnné části elektrody je vyrobené z mědi. Emisivní vložka 12 je vyrobená z hafinia. Výměnná část 10 elektrody obsahuje uvnitř těla 11 výměnné části elektrody vnitřní prostor 18. Tento vnitřní prostor 18 se nachází v zadním konci výměnné části 10 elektrody. Má rotačně symetrický tvar, a nachází se v něm druhý spojovací tvar 14, druhá kontaktní plocha 13, ochlazovaná plocha 16, a vnitřní výstupek 17. Druhý spojovací tvar 14 je uzpůsoben pro rozebíratelné spojení výměnné části 10 elektrody s držákem 20 elektrody. Druhý spojovací tvar 14 má v tomto provedení tvar trapézového závitu. Druhá kontaktní plochá 13 je kolmá k ose 108 hořáku a nachází se vnitřním čele těla 11 výměnné části elektrody, a je tvořena plochou na těle 11 výměnné části elektrody. Ochlazovaná plocha 16 se rozprostírá mezi druhým spojovacím tvarem 14 a druhou kontaktní plochou 13. a dále se rozprostírá od druhé kontaktní plochy 13 po celé ploše vnitřního výstupku 17. Druhá kontaktní plocha 13 z obou stran sousedí s ochlazovanou plochou 16. Vnitřní výstupek 17 má rotačně symetrický tvar, a je v podstatě vnitřním výstupkem těla 11 výměnné části elektrody. Část ochlazované plochy J_6The electrode replacement part 10 according to the second embodiment of the invention, which is shown in Fig. 9, is further shown in detail in Fig. 11. This electrode replacement part 10 is formed in the shape of a rotationally symmetrical body, the front end of which has an emissive insert 12. and at the rear end is adapted for detachable connection to the electrode holder 20. The exchangeable part of the electrode 10 consists of a body 11 of the exchangeable part of the electrode and an emissive insert 12. The body 11 of the exchangeable part of the electrode is made of copper. The emissive insert 12 is made of hafinium. The electrode replacement portion 10 includes an interior space 18 within the electrode replacement body 11. This interior space 18 is located at the rear end of the electrode replacement portion 10. It has a rotationally symmetrical shape, and includes a second connecting shape 14, a second contact surface 13, a cooled surface 16, and an inner protrusion 17. The second connecting shape 14 is adapted for releasably connecting the exchangeable electrode portion 10 to the electrode holder 20. The second connecting shape 14 in this embodiment has the shape of a trapezoidal thread. The second contact surface 13 is perpendicular to the axis 108 of the torch and is located on the inner face of the body 11 of the electrode replacement part, and is formed by a surface on the body 11 of the electrode replacement part. The cooled surface 16 extends between the second connecting shape 14 and the second contact surface 13 and further extends from the second contact surface 13 over the entire surface of the inner protrusion 17. The second contact surface 13 adjoins the cooled surface 16 on both sides. symmetrical shape, and is substantially the inner protrusion of the body 11 of the exchangeable electrode part. Part of the cooled surface J_6

-7 CZ 308703 B6 rozprostírající se od druhé kontaktní plochy 13 po celé ploše vnitřního výstupku 17 bezprostředně navazuje na druhou kontaktní plochu 13 z té její strany, která se nachází v bezprostředním sousedství uvedeného vnitřního výstupku 17.Extending from the second contact surface 13 over the entire surface of the inner protrusion 17 immediately adjoins the second contact surface 13 from that side thereof which is in the immediate vicinity of said inner protrusion 17.

Držák 20 elektrody podle druhého provedení vynálezu, který je zobrazen na obr. 9, je dále detailně zobrazen na obr. 10. Tento držák 20 elektrody je vytvořen v podstatě ve tvaru dutého válce, jehož zadní konec je upraven k rozebíratelnému připojení do plazmového obloukového hořáku, a přední konec je uzpůsoben pro rozebíratelné spojení s výměnnou částí 10 elektrody, a obsahuje první spojovací tvar 29, a první těsnění 15. Držák 20 elektrody se skládá z těla 21 držáku elektrody a konektoru 22 přívodu chladicího média. Tělo 21 držáku elektrody je vyrobeno z mědi. Konektor 22 přívodu chladicího média je vyroben ze slitiny mědi CuZn4oPb2. Tělo 21 držáku elektrody je pevně spojené s konektorem 22 přívodu chladicího média. Konektor 22 přívodu chladicího média je s přesahem zalisován do těla 21 držáku elektrody. Konektorem 22 přívodu chladicího média prochází skrz koaxiální průchod 26 chladicího média, který je umístěn v ose 108 hořáku. Na něj navazuje přiváděči kanál 27, který se nachází v těle 21 držáku elektrody v sousedství první kontaktní plochy 25. První kontaktní plocha 25 je kolmá k ose 108 hořáku, a nahází se na čele držáku 21 elektrody na jeho předním konci. Držák 20 elektrody dále obsahuje odváděči kanál 28. Odváděči kanál 28 začíná v přední části držáku 20 elektrody, mezi přiváděcím kanálem 27 a prvním spojovacím tvarem 29, kde prochází z vnějšího povrchu tělem 21 držáku elektrody, do vnitřního prostoru mezi tělem 21 držáku elektrody a konektorem 22 přívodu chladicího média a vyúsťuje v prostoru mezi druhým těsněním 23 a třetím těsněním 24. Druhé těsnění 23 je z pružného materiálu, a nachází se na zadním konci držáku 20 elektrody, v sousedství třetí kontaktní plochy 31. Dále na zadním konci držáku 20 elektrody obsahuje sestava 1 elektrody třetí spojovací tvar 30. Třetí těsnění 24, které jez pružného materiálu, se nachází na zadním konci držáku 20 elektrody mezi průchodem 26 chladicího média a odváděcím kanálem 28.The electrode holder 20 according to the second embodiment of the invention, which is shown in Fig. 9, is further shown in detail in Fig. 10. This electrode holder 20 is formed substantially in the shape of a hollow cylinder, the rear end of which is adapted for detachable connection to a plasma arc torch. , and the front end is adapted for detachable connection to the electrode replacement portion 10, and includes a first connection shape 29, and a first seal 15. The electrode holder 20 consists of an electrode holder body 21 and a coolant supply connector 22. The body 21 of the electrode holder is made of copper. The coolant supply connector 22 is made of a copper alloy CuZn40oPb2. The body 21 of the electrode holder is firmly connected to the connector 22 of the coolant supply. The coolant supply connector 22 is pressed into the body 21 of the electrode holder with an overlap. The coolant supply connector 22 passes through a coaxial coolant passage 26 which is located in the axis 108 of the burner. It is followed by a supply channel 27 located in the body 21 of the electrode holder adjacent to the first contact surface 25. The first contact surface 25 is perpendicular to the axis 108 of the torch, and is located at the front of the electrode holder 21 at its front end. The electrode holder 20 further includes a drain channel 28. The lead channel 28 begins at the front of the electrode holder 20, between the lead channel 27 and the first connector 29, where it extends from the outer surface of the electrode holder body 21 into the interior between the electrode holder body 21 and the connector. 22 of the coolant supply and opens in the space between the second seal 23 and the third seal 24. The second seal 23 is made of a resilient material, and is located at the rear end of the electrode holder 20, adjacent to the third contact surface 31. electrode assembly 1 third connecting shape 30. A third seal 24, which is of flexible material, is located at the rear end of the electrode holder 20 between the coolant passage 26 and the discharge channel 28.

Na obr. 12 je zobrazen detailní řez výměnnou částí 10 elektrody podle jiného možného vytvoření, které je však méně výhodné a není zahrnuto do rozsahu vynálezu. Toto alternativní provedení výměnné části 10 elektrody se liší od druhého provedení vynálezu zobrazeného na obr. 9 a popsaného výše v tom, že výměnná část 10 elektrody obsahuje navíc vysoce vodivou vložku 19, která má tvar rotačně symetrického tělesa a je umístěna v předním konci výměnné části 10 elektrody mezi emisivní vložkou 12 z hafhia, a tělem 11 výměnné části elektrody z mědi. Emisivní vložka 12 je koaxiálně uložena ve vysoce vodivé vložce 19. Tato výměnná část 10 elektrody nemá vnitřní výstupek 17. Vysoce vodivá vložka 19 je vyrobena ze slitiny stříbra AggoCu, a zasahuje skrz tělo 11 výměnné části elektrody do vnitřního prostoru 18. Plocha vysoce vodivé vložky 19. která je součástí vnitřního prostoru 18. je jednou z ochlazovaných ploch 16. Druhá kontaktní plochá 13 kolmá k ose 108 hořáku se nachází se vnitřním čele těla 11 výměnné části elektrody mezi ochlazovanými plochami 16. Další ochlazovaná plocha 16 se rozprostírá mezi druhým spojovacím tvarem 14 a druhou kontaktní plochou 13. a dále se rozprostírá po celé vnitřní ploše vysoce vodivé vložky 19 od druhé kontaktní plochy 13 směrem k ose 108 hořáku.Fig. 12 shows a detailed section of the exchangeable part 10 of the electrode according to another possible embodiment, which, however, is less advantageous and is not included in the scope of the invention. This alternative embodiment of the electrode exchange part 10 differs from the second embodiment of the invention shown in Fig. 9 and described above in that the electrode exchange part 10 additionally comprises a highly conductive insert 19 having a rotationally symmetrical body shape and located at the front end of the exchange part. 10 of the electrode between the emissive insert 12 of hafnium, and the body 11 of the exchangeable part of the electrode of copper. The emissive insert 12 is coaxially mounted in the highly conductive insert 19. This exchangeable electrode part 10 does not have an inner protrusion 17. The highly conductive insert 19 is made of AggoCu silver alloy, and extends through the body 11 of the exchangeable electrode part into the interior space 18. Highly conductive insert surface 19. which is part of the inner space 18. is one of the cooled surfaces 16. The second contact surface 13 perpendicular to the torch axis 108 is located with the inner face of the body 11 of the electrode exchange part between the cooled surfaces 16. Another cooled surface 16 extends between the second connecting shape 14 and the second contact surface 13 and further extends over the entire inner surface of the highly conductive insert 19 from the second contact surface 13 towards the axis 108 of the torch.

Dále jsou ve formě příkladů konkrétněji popsána některá provedení podle technického řešení.Hereinafter, some embodiments according to the technical solution are more specifically described in the form of examples.

Příklad 1Example 1

Sestava 1 elektrody byla vyrobená podle prvního provedení vynálezu pro proudové zatížení 260 A, a je znázorněna na obr. 2. Sestava J elektrody se skládá z držáku elektrody 20 podle obr.4, a výměnné části 10 elektrody podle obr. 3. Držák 20 elektrody byl vyroben ze vzájemně slisovaného těla 21 držáku elektrody z mědi Cu-ETP, a konektoru 22 přívodu chladicího média ze slitiny mědi CuZn4oPb2. Výhodou vzájemného lisovaného spoje těla 21 držáku elektrody a konektoru 22 přívodu chladicího média je jeho jednoduchost na výrobu. Výměnná část 10 elektrody byla vyroben z těla 11 výměnné části elektrody z mědi CuOF a emisivní vložky 12 z hafinia dle ASTM B737 R1. Emisivní vložka 12 o průměru 2 mm je zalisována do těla 11 výměnné části elektrody která má vnější průměr 10,4 mm a délku 15 mm. Poměr celkové délky výměnné části 10 elektrody ku jejímu největšímu průměru je 1,44:1. Výhodou vzájemného lisovaného spoje emisivní vložky 12 a těla 11The electrode assembly 1 was manufactured according to the first embodiment of the invention for a current load of 260 A, and is shown in Fig. 2. The electrode assembly J consists of an electrode holder 20 according to Fig. 4, and an electrode replacement part 10 according to Fig. 3. was made of a crimped body 21 of a Cu-ETP copper electrode holder, and a CuZn40oPb2 copper alloy coolant supply connector 22. The advantage of the interconnected connection of the body 21 of the electrode holder and the connector 22 of the coolant supply is its simplicity for production. The electrode replacement portion 10 was made of a CuOF copper electrode replacement body 11 and a hafinium emissive insert 12 according to ASTM B737 R1. An emissive insert 12 with a diameter of 2 mm is pressed into the body 11 of the exchangeable part of the electrode which has an outer diameter of 10.4 mm and a length of 15 mm. The ratio of the total length of the exchangeable part 10 of the electrode to its largest diameter is 1.44: 1. The advantage of the mutual press-fit connection of the emissive insert 12 and the body 11

- 8 CZ 308703 B6 výměnné části elektrody je jeho jednoduchost na výrobu. Ve vnitřním prostoru 18 výměnné části 10 elektrody je vnitřní výstupek 17 o průměru 4,1 mm. Průměr vnitřního výstupku 17 má vliv na velikost druhé kontaktní plochy 13, a na vzdálenost ochlazované plochy 16, nacházející se po obvodu vnitřního výstupku 17, od emisivní vložky 12. Čím je vzdálenost mezi ochlazovanou plochou 16 a emisivní vložkou 12 menší, tím je také nižší teplota emisivní vložky 12. V testovaném rozsahu 3,5 mm až 5,0 mm se nám nejvíce u této amperáže osvědčil průměr vnitřního výstupku 17 o hodnotě 4,1 mm. Druhá kontaktní plocha 13, která je na čele vnitřního výstupku 17, má tímto celkovou plochu 13,2 mm². Emisivní vložka 12 je umístěna ve výměnné části 10 elektrody před druhou kontaktní plochou 13. ve směru vedení elektrického proudu. Vzájemná styčná plocha pro přechod elektrického proudu mezi první kontaktní plochou 25 a druhou kontaktní plochou 13 je 13,2 mm². Další vzájemná styčná plocha pro přechod elektrického proudu mezi držákem 20 elektrody a výměnnou částí 10 elektrody je v místě jejich vzájemného rozebíratelného spoje. Tato sestava 1 elektroda vyrobená podle prvního provedení vynálezu vykázala pomalejší průběh opotřebení, a o průměrně 32 % delší životnost ve srovnání s elektrodou na 260 A podle dosavadního stavu techniky s pouze radiálním přívodem elektrického proudu k emisivní vložce. Držák 20 elektrody se při testech neopotřebovával, a je možné ho používat opakovaně. Bylo nutné pouze měnit opotřebovanou výměnnou přední část 10 elektrody.- 8 CZ 308703 B6 exchangeable part of the electrode is its simplicity for production. In the inner space 18 of the exchangeable part 10 of the electrode, there is an inner protrusion 17 with a diameter of 4.1 mm. The diameter of the inner protrusion 17 affects the size of the second contact surface 13 and the distance of the cooling surface 16 located around the circumference of the inner protrusion 17 from the emissive insert 12. The smaller the distance between the cooled surface 16 and the emissive insert 12, the lower the temperature of the emissive insert 12. In the tested range of 3.5 mm to 5.0 mm, the diameter of the inner protrusion 17 of 4.1 mm proved to be the best for this amperage. The second contact surface 13, which is at the front of the inner protrusion 17, thus has a total area of 13.2 mm ² . The emissive insert 12 is located in the exchangeable part 10 of the electrode in front of the second contact surface 13 in the direction of electric current conduction. The mutual contact surface for the transition of the electric current between the first contact surface 25 and the second contact surface 13 is 13.2 mm ² . Another mutual contact surface for the passage of electric current between the electrode holder 20 and the exchangeable part 10 of the electrode is at the place of their mutually detachable connection. This electrode assembly 1 made according to the first embodiment of the invention showed a slower course of wear, and on average 32% longer service life compared to the prior art 260 A electrode with only a radial supply of electric current to the emissive insert. The electrode holder 20 did not wear out during the tests and can be used repeatedly. It was only necessary to replace the worn replaceable front part 10 of the electrode.

Příklad 2Example 2

Držák 20 elektrody byl vyroben podle alternativního provedení vynálezu pro proudové zatížení 30 A až 260 A, a je znázorněn na obr. 5. Tento držák 20 elektrody je kompatibilní s výměnnou částí elektrody dle příkladu 1 a příkladu 3. Tento držák 20 elektrody je konstruován na jiný typ plazmového hořáku, než držák 20 v příkladu 1. Tento držák 20 elektrody byl vyroben ze vzájemně slisovaného těla 21 držáku elektrody z mědi Cu-ETP a konektoru 22 přívodu chladicího média ze slitiny mědi CuZn4oPb2. Držák 20 elektrody se při testech neopotřebovával, a byl používán opakovaně. Výměnné části 10 elektrody použité spolu s tímto držákem 20 elektrody, vykazovaly stejnou životnost, jako v příkladu 1 při použití s držákem 20 elektrody vyrobeném podle prvního provedení vynálezu.The electrode holder 20 was made according to an alternative embodiment of the invention for a current load of 30 A to 260 A, and is shown in Fig. 5. This electrode holder 20 is compatible with the exchangeable electrode part according to Example 1 and Example 3. This electrode holder 20 is designed to a different type of plasma torch than the holder 20 in Example 1. This electrode holder 20 was made of a crimped body 21 of a Cu-ETP copper electrode holder and a CuZn40oPb2 copper alloy coolant supply connector 22. The electrode holder 20 did not wear out during the tests, and was used repeatedly. The interchangeable electrode portions 10 used in conjunction with this electrode holder 20 had the same life as in Example 1 when used with the electrode holder 20 made in accordance with the first embodiment of the invention.

Příklad 3Example 3

Výměnná část 10 elektrody byla vyrobená podle ještě dalšího alternativního provedení vynálezu pro proudové zatížení 400 A, a je znázorněna na obr. 8. Tato výměnná část 10 elektrody byla vyrobena z těla 11 výměnné části elektrody z mědi CuOF, vysoce vodivé vložky 19 z čistého stříbra, a emisivní vložky 12 z hafnia dle ASTM B737 R1. Emisivní vložka 12 o průměru 2,25 mm je upevněná ve vysoce vodivé vložce 19, a ta je upevněná do těla 11 výměnné části elektrody která má vnější průměr 10,35 mm a délku 14,15 mm. Poměr celkové délky výměnné části 10 elektrody ku jejímu největšímu průměru je 1,38:1. Ve vnitřním prostoru 18 výměnné části 10 elektrody je vnitřní výstupek 17 o průměru 4,1 mm. Druhá kontaktní plocha 13, která je na čele vnitřního výstupku 17, má tímto celkovou plochu 13,2 mm². Emisivní vložka 12 je umístěna ve výměnné části 10 elektrody před druhou kontaktní plochou 13. ve směru vedení elektrického proudu. Vzájemná styčná plocha pro přechod elektrického proudu mezi první kontaktní plochou 25 a druhou kontaktní plochou 13 je 13,2 mm². Další vzájemná styčná plocha pro přechod elektrického proudu mezi držákem 20 elektrody a výměnnou částí 10 elektrody je v místě jejich vzájemného rozebíratelného spoje. Tato výměnná část 10 elektrody na 400 A vykázala zvýšenou životnost ve srovnání s elektrodou na 400 A podle dosavadního stavu techniky s pouze radiálním přívodem elektrického proudu k emisivní vložce. Při testu byly použity držáky 20 elektrody podle příkladu 1 a příkladu 2, podle typu plazmového hořáku, s nímž byly testy prováděny.The electrode replacement part 10 was made according to yet another alternative embodiment of the invention for a current load of 400 A, and is shown in Fig. 8. This electrode replacement part 10 was made of a CuOF copper electrode replacement part 11, a highly conductive insert 19 of pure silver , and hafnium emissive inserts 12 according to ASTM B737 R1. The emission insert 12 with a diameter of 2.25 mm is mounted in a highly conductive insert 19, and this is fixed to the body 11 of the exchangeable part of the electrode which has an outer diameter of 10.35 mm and a length of 14.15 mm. The ratio of the total length of the exchangeable part 10 of the electrode to its largest diameter is 1.38: 1. In the inner space 18 of the exchangeable part 10 of the electrode, there is an inner protrusion 17 with a diameter of 4.1 mm. The second contact surface 13, which is at the front of the inner protrusion 17, thus has a total area of 13.2 mm ² . The emissive insert 12 is located in the exchangeable part 10 of the electrode in front of the second contact surface 13 in the direction of electric current conduction. The mutual contact surface for the transition of the electric current between the first contact surface 25 and the second contact surface 13 is 13.2 mm ² . Another mutual contact surface for the passage of electric current between the electrode holder 20 and the exchangeable part 10 of the electrode is at the place of their mutually detachable connection. This exchangeable part 10 of the 400 A electrode showed an increased service life compared to the prior art 400 A electrode with only a radial supply of electric current to the emissive insert. The electrode holders 20 of Example 1 and Example 2 were used in the test, depending on the type of plasma torch with which the tests were performed.

Příklad 4Example 4

Sestava 1 elektrody je vyrobená podle druhého provedení vynálezu pro proudové zatížení 80 A, a je znázorněna na obr.9. Sestava 1 elektrody se skládá z držáku elektrody 20 podle obr. 10, a výměnné části 10 elektrody podle obr. 11. Držák 20 elektrody byl vyroben, ze vzájemně slisovanéhoThe electrode assembly 1 is made according to a second embodiment of the invention for a current load of 80 Å, and is shown in FIG. The electrode assembly 1 consists of an electrode holder 20 according to Fig. 10, and an exchangeable electrode part 10 according to Fig. 11. The electrode holder 20 was made of mutually compressed

-9CZ 308703 B6 těla 21 držáku elektrody z mědi Cu-ETP, a konektoru 22 přívodu chladicího média ze slitiny mědi CuZn4oPb2. Výhodou vzájemného lisovaného spoje těla 21 držáku elektrody a konektoru 22 přívodu chladicího média je jeho jednoduchost na výrobu. Výměnná část 10 elektrody byla vyrobena z těla 11 výměnné části elektrody z mědi CuOF, a emisivní vložky 12 z hafhia dle ASTM B737 Rl. Emisivní vložka 12 o 01 mm je zalisována do těla 11 výměnné části elektrody která má vnější 010,4 mm a délku 16,85 mm. Poměr celkové délky výměnné části 10 elektrody ku jejímu největšímu průměru je 1,62:1. Výhodou vzájemného lisovaného spoje emisivní vložky 12 a těla 11 výměnné části elektrody je jeho jednoduchost na výrobu. Ve vnitřním prostoru 18 výměnné části 10 elektrody je vnitřní výstupek 17 o 02,5 mm. Druhá kontaktní plocha 13 je na vnitřním čele výměnné části 10 elektrody. Emisivní vložka 12 je umístěna ve výměnné části 10 elektrody před druhou kontaktní plochou 13. ve směru vedení elektrického proudu. Vzájemná styčná plocha pro přechod elektrického proudu mezi první kontaktní plochou 25 a druhou kontaktní plochou 13 je 23,7 mm². Další vzájemná styčná plocha pro přechod elektrického proudu mezi držákem 20 elektrody a výměnnou částí 10 elektrody je v místě jejich vzájemného rozebíratelného spoje. Tato sestava 1 elektrody vyrobená podle druhého provedení vynálezu vykázala pomalejší průběh opotřebení, a o průměrně 12% delší životnost ve srovnání s elektrodou na 80 A podle stavu techniky s pouze radiálním přívodem elektrického proudu k emisivní vložce. Držák 20 elektrody se při testech neopotřebovával, a je možné ho používat opakovaně. Bylo nutné pouze měnit opotřebovanou výměnnou přední část 10 elektrody. Velkou výhodou této výměnné části 10 elektrody je, že na její výrobu je potřeba pouze 35 % množství materiálu ve srovnání se stávající elektrodou na 80 A, s pouze radiálním přívodem elektrického proudu k emisivní vložce.-9EN 308703 B6 of the Cu-ETP copper electrode holder body 21, and the CuZn40oPb2 copper alloy coolant supply connector 22. The advantage of the interconnected connection of the body 21 of the electrode holder and the connector 22 of the coolant supply is its simplicity for production. The electrode replacement part 10 was made of a CuOF copper electrode replacement part 11, and a hafnium emissive insert 12 according to ASTM B737 R1. The emitting insert 12 of 01 mm is pressed into the body 11 of the exchangeable part of the electrode which has an outer 010.4 mm and a length of 16.85 mm. The ratio of the total length of the exchangeable part 10 of the electrode to its largest diameter is 1.62: 1. The advantage of the interlocking connection of the emissive insert 12 and the body 11 of the exchangeable part of the electrode is its simplicity for production. In the inner space 18 of the exchangeable part 10 of the electrode, the inner protrusion 17 is 02.5 mm. The second contact surface 13 is on the inner face of the exchangeable part 10 of the electrode. The emissive insert 12 is located in the exchangeable part 10 of the electrode in front of the second contact surface 13 in the direction of electric current conduction. The mutual contact surface for the transition of the electric current between the first contact surface 25 and the second contact surface 13 is 23.7 mm ² . Another mutual contact surface for the passage of electric current between the electrode holder 20 and the exchangeable part 10 of the electrode is at the point of their mutually detachable connection. This electrode assembly 1 made according to the second embodiment of the invention showed a slower course of wear, and on average 12% longer service life compared to a prior art 80 A electrode with only a radial supply of electric current to the emissive insert. The electrode holder 20 did not wear out during the tests and can be used repeatedly. It was only necessary to replace the worn replaceable front part 10 of the electrode. The great advantage of this exchangeable part 10 of the electrode is that only 35% of the amount of material is needed for its production compared to the existing electrode at 80 A, with only a radial supply of electric current to the emissive insert.

Claims

PATENT CLAIMS

A plasma arc torch electrode assembly (1) having an electrode holder (20) releasably connected to an electrode replacement portion (10), the electrode holder (20) being formed substantially in the shape of a hollow cylinder, the rear end of which is adapted to be connected. into a plasma arc torch, the exchangeable part (10) of the electrode being formed in the shape of a rotationally symmetrical body, in the front end of which an emissive insert (12) is coaxially mounted, wherein in the exchangeable part (10) the electrode has an inner protrusion (17) protrudes axially into the inner space (18) of the electrode exchange part (10), characterized in that the front end of the electrode holder (20) extends into the inner space (18) of the electrode exchange part (10) and comprises a first contact surface (25); the end of the exchangeable part (10) of the electrode has on the inner side in the inner space (18) a second contact surface (13) in conductive contact with the first contact surface (25), the second contact surface (13) over its entire circumference immediately following the cooled surface (16), at least partially exposed to the cooling medium, and wherein a part of the cooled surface (16) immediately adjacent to the second contact surface (13) is located on the surface of the inner protrusion (17) projecting axially into the inner space (18). ).

Plasma arc torch electrode assembly (1) according to claim 1, characterized in that the first contact surface (25) and the second contact surface (13) both lie in a plane perpendicular to the electrode axis (108).

Plasma arc torch electrode assembly (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the second contact surface (13) is located on the surface of the inner protrusion (17).

Plasma arc torch electrode assembly (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one supply channel (27) for supplying a cooling medium to the cooled surface (16) and at least one discharge channel are arranged inside the electrode holder (20). a channel (28) for discharging the cooling medium.

Plasma arc torch electrode assembly (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one coolant passage (26) is arranged in the electrode holder (20) for supplying coolant to the cooled surface (16).

Plasma arc torch electrode assembly (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the surface of the front end of the electrode holder (20) adjacent to the first contact surface (25) and the cooled surface (16) of the electrode replacement part (10) are formed in a mutually complementary shape, said surface of the front end of the electrode holder (20) and the cooled surface (16) defining spaces for the passage of the cooling medium between them.

Plasma arc torch electrode assembly (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that a coolant supply connector (22) is pressed coaxially inside the electrode holder (20), which comprises a coolant passage (26) for coolant flow towards the exchangeable part (10) of the electrode.

-11 CZ 308703 B6

Plasma arc torch electrode assembly (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that a first seal (15) is provided in the detachable connection of the electrode holder (20) to the electrode replacement part (10) to prevent coolant penetration. of the electrode holder (20) 5 there is a second seal (23) and a third seal (24), these seals being located on one and the other side from the outlet of the discharge channel (28) from the electrode holder (20).

Plasma arc torch electrode assembly (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the length and the outer diameter of the electrode replacement part (10) are in a ratio of 3: 1 to 0.5: 1, preferably 1.5 : 1.