CZ33900U1

CZ33900U1 - Zmenšená tryska s adaptérem pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku

Info

Publication number: CZ33900U1
Application number: CZ2019-35868U
Authority: CZ
Inventors: Roman Chumchal
Original assignee: B&Bartoni, spol. s r.o.
Priority date: 2018-09-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2020-04-07
Also published as: IL281828A; US20210400797A1; CZ2018516A3; WO2020064032A1; EP3629679A1; CZ308964B6; MX2021003742A; EP3881651A1; SG11202102984UA; AU2019348100A1; CN113196886A

Description

Zmenšená tryska s adaptérem pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku

Oblast techniky

Technické řešení se obecně týká trysek pro plazmový hořák, uspořádání takových trysek, jejich tvaru a velikosti. Dále se řešení týká adaptéru pro připojení uvedených trysek k plazmovému hořáku.

Dosavadní stav techniky

Plazmový hořák se používá pro plazmové obloukové řezání kovových materiálů, jako je ocel. Obloukový plazmový hořák se obecně skládá z těla hořáku, chladící trubky, elektrody, vířivého kroužku, trysky, držáku trysky, ochranného krytu, a krytu trysky.

Samotné dělení řezaného materiálu probíhá proudem plazmy vytvořeném v plazmovém hořáku. Tento proud je tvořen ionizovaným plynem nebo plyny o vysoké teplotě. Ionizovaný plyn o vysoké teplotě pod tlakem proudí přes otvor v trysce. Tímto je proud ionizovaného plynu zúžen do koncentrovaného proudu plazmy, který následně vytváří plazmový oblouk.

Takto vytvořený plazmový oblouk dosahuje teploty až 30000 °C a energetické hustoty až 2xl0⁶ W/cm². Čím je energetická hustota a teplota plazmového oblouku vyšší, tím je možné řezat kovové materiály o větší tloušťce, a vyšší rychlostí.

Během posledních 30 let došlo k mnoha konstrukčním změnám u kapalinou chlazených plazmových hořáků. Jednou ze změn je konstrukce plazmového hořáku umožňující používání dvou oddělených plynů. Plazmového plynu a ochranného plynu. Starší kapalinou chlazené plazmové hořáky používaly pouze plazmový plyn. Z důvodu složitější konstrukce kapalinou chlazených dvouplynových plazmových hořáků se zvětšil jejich rozměr, a to jak jejich délka, tak i průměr.

Vzhledem k vysoké provozní teplotě plazmových hořáků je třeba je chladit. Plazmový hořák, jímž při provozu za účelem jeho ochlazování protéká chladicí kapalina, je kapalinou chlazený plazmový hořák. Jednotlivé součásti plazmového hořáku, např. trysky, které přijdou přímo do kontaktu s protékající chladicí kapalinou, jsou přímo chlazené součásti plazmového hořáku.

Z důvodu zvětšení rozměrů kapalinou chlazených dvouplynových plazmových hořáků se zvětšily rozměry trysek používaných v těchto plazmových hořácích. Tato skutečnost zvýšila materiálovou náročnost na výrobu trysek. Ve známém stavu techniky se trysky pro kapalinou chlazené dvouplynové plazmové hořáky s přímým chlazením kapalinou vyráběly nebo vyrábí s vnějším průměrem v rozsahu 16,0 mm až 36,5 mm pro zatížení na 15 A až 130 A, a v rozsahu 18,5 mm až 36,5 mm pro zatížení nad 130 A. V námi známém stavu techniky se trysky pro kapalinou chlazené dvouplynové plazmové hořáky s nepřímým chlazením kapalinou a zatížení na 15 A až 260 A vyráběly nebo vyrábí s největším vnějším průměrem v rozsahu 26,0 mm až 34,0 mm.

Z ekonomických důvodů jsme zkoumali nejmenší možný rozměr těla plazmové trysky s přímým a nepřímým chlazením pro proudové zatížení v rozsahu 15 A až 400 A. Cílem bylo snížení výrobních nákladů na výrobu, a vylepšení fůnkčních vlastností a životnosti trysky s přímým a nepřímým chlazením pro kapalinou chlazené dvouplynové plazmové hořáky.

Konstrukcí trysky lze ve značné míře ovlivnit parametry koncentrovaného proudu plazmy. Tryska ovlivňuje parametry proudu plazmy, jako například průměr proudu plazmy, rychlost proudění, teplotu a energetickou hustotu proudu plazmy.

- 1 CZ 33900 U1

Tryska se v místě otvoru, přes který prochází proud plazmy velmi zahřívá. Přehřátí trysky zrychluje její opotřebení. Tomu se předchází ochlazováním trysky plynem nebo kapalinou co nejblíže k místu největšího zahřívání trysky. Pň přehřátí trysky dojde k natavení materiálu, z něhož je tryska vyrobena, a k nesymetrickému zvětšení otvoru který usměrňuje proud ionizovaného plynu v koncentrovaný proud plazmy. Tryska s nesymetricky zvětšeným otvorem nekoncentruje dostatečně proud plazmy a vlivem nesymetričnosti otvoru vychyluje proud plazmy do strany. Takto opotřebenou trysku je nutno vyměnit za novou.

Pro životnost trysky je důležitá stabilita plazmového oblouku, aby proud plazmy plynule procházel osou otvoru v trysce. Stabilní plazmový oblouk je důležitý pro kvalitní řez. Nestabilní plazmový oblouk se projevuje nekvalitním povrchem na řezaném materiálu a ovlivněním rozměrů vyřezaného výrobku. Stabilitu plazmového oblouku řeší konstrukce trysky dle US 5317126. Takto konstruovaná tryska umožňuje stabilizaci plazmového oblouku díky odvodu části plazmového plynu, a tím upravuje tlak plazmového plynu v prostoru vzniku plazmového oblouku. Toto řešení konstrukce trysky je znázorněno na OBR. 1. Je zde znázorněná tryska 38. která se skládá ze dvou částí. Těla trysky a vnitřní vlisované vložky. Tryska 38 obsahuje otvor 38c. kterým prochází plazmový oblouk. V místě 38b je tryska 38 po obvodu ochlazována proudem kapaliny. Tryska 38 je zkonstruována tak, že mezi tělem trysky a vlisovanou vložkou je vytvořen prostor 18 a 36 pro průchod plynu ve směru 16 z prostoru vzniku plazmového oblouku 36c k bočnímu otvoru 20a. Bočním otvorem 20a odchází část plazmového plynu, a tím dochází k stabilizaci tlaku plazmového plynu v místě vzniku plazmového oblouku 36c.

Pro prodloužení životnosti trysky je důležité její chlazení plynem nebo kapalinou. Na OBR. 2 je znázorněná tryska podle EP 2140739. Tato konstrukce trysky 4 řeší optimální nasměrování proudu chladící kapaliny, tak aby byla tryska 4 ochlazována rovnoměrně po celém vnějším obvodu. Díky dostatečné chladící ploše a rovnoměrnému proudění chladící kapaliny se prodlouží životnost trysky 4.

Materiál, z něhož je tryska vyrobená, ovlivňuje svými vlastnostmi životnost této trysky. Na OBR. 3 je znázorněná tryska 14 dle EP 1531652. U této varianty trysky je životnost trysky 14 prodloužena použitím vložky 26 v místě otvoru 22. jímž prochází plazmový oblouk 16. Vložka 26 je vyrobená ze žáruvzdorného materiálu. Toto konstrukční řešení podstatně prodlužuje životnost trysky 14.

Podstata technického řešení

Při hledání optimální, co nejmenší konstrukce trysky, jsme zjistili, že pro její životnost je rozhodující materiál, ze kterého je vyrobena část trysky v oblasti, kterou prochází plazmový oblouk, chlazení trysky na dostatečné ploše a v optimální vzdálenosti od části trysky, kterou prochází plazmový oblouk, tvar otvoru, jímž prochází plazmový oblouk, konstrukce trysky umožňující stabilizaci plazmového oblouku, a rozměry plazmového hořáku. Tyto aspekty mají největší vliv na potřebné rozměry a tvar trysky.

Při studiu konstrukce stávajících kapalinou chlazených dvouplynových plazmových hořáků, jsme zjistili, že průměr plazmového hořáku v místě napojení trysky nelze zmenšit, a přitom plně zachovat stávající funkčnost plazmového hořáku a nesnížit jeho životnost. Tímto jsme vyloučili možnost zmenšení rozměru trysky díky zmenšení průměru plazmového hořáku v místě napojení trysky.

Pokud bude celá tryska, nebo její část, vyrobena z materiálu s teplotou tavení nad 3000 °C, jako je např. wolfram, jak je uvedeno v EP 1531652, lze docílit vysoké odolnosti trysky proti poškození v místě průchodu proudu plazmy, a prodloužení její životnosti. Avšak výrobní náklady na takovou trysku budou tak vysoké, že se toto řešení ekonomicky nevyplatí. Jako nej vhodnější

-2 CZ 33900 U1 materiál se nám osvědčily slitiny mědi, např. Cu-ETP CW004A (měď podle normy EN CW004A, odpovídající ČSN 423001), která má vysokou tepelnou a elektrickou vodivost, je lépe obrobitelná než wolfram a má podstatně nižší cenu.

Z hlediska funkčnosti byla tryska rozdělena na dvě části. První část trysky, která je přímo v kontaktu s plazmovým obloukem, a na druhou část trysky, která má rozměry a tvar potřebné pro napojení do plazmového hořáku. První částí trysky prochází plazmový oblouk, a je nejvíce tepelně namáhána. První část trysky je náročná na vlastnosti materiálu, ze kterého je vyrobená, a na dostatečné chlazení a vzdálenost ochlazované plochy od místa, jímž prochází plazmový oblouk. Tuto část dále označujeme jako zmenšená tryska. Toto označení také reflektuje podstatně menší rozměry trysek podle předloženého řešení oproti rozměrům trysek známých ze stavu techniky. Druhá část trysky vyžaduje, aby její rozměry a tvar byly uzpůsobeny pro napojení do plazmového hořáku. A tuto část dále označujeme jako adaptér.

Soustředili jsme se na nalezení řešení, jak trysku rozdělit na dvě výše uvedené samostatné funkční části, tak, aby ve výsledku vyvinutá tryska měla nižší výrobní náklady, vylepšené funkční vlastnosti, a prodlouženou životnost.

Podstata zmenšené trysky s adaptérem podle technického řešení spočívá v tom, že, tryska je opatřena upevňovací plochou pro zajištění trysky spolu s adaptérem v plazmovém hořáku, přičemž adaptér je na své první straně opatřen dosedací částí pro vložení trysky a na své druhé straně tvarováním pro zasunutí do těla plazmového hořáku, přičemž spojení adaptéru s tryskou je volně rozebíratelné, a přičemž tryska má vnější průměr (D2) mezi 12,3 mm a 25,9 mm. Tryskaje ve svém nejužším místě rozdělena na konvergentní oblast a oblast, která obsahuje otvor pro průchod proudu plazmy.

U trysky s přímým chlazením kapalinou, kdy je část plochy trysky přímo v kontaktu s chladicí kapalinou bylo zjištěno, že potřebný minimální vnější průměr zmenšené trysky pro zatížení na 15 A až 130 A je 12,3 mm, a u zmenšené trysky pro zatížení nad 130 A je potřebný minimální vnější průměr 13,5 mm. U plazmové trysky s nepřímým chlazením kapalinou, kdy plocha trysky není v kontaktu s chladící kapalinou jsme zjistili, že nejmenší potřebný vnější průměr u zmenšené trysky pro zatížení až 400 A je 18 mm.

U trysky pro použití při proudovém zatížení až 130 A v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, v němž je tryska chlazená na povrchu přímo kapalinou, je největší vnější průměr (D2) trysky s výhodou menší než 15,9 mm.

U trysky pro použití při proudovém zatížení nad 130 A až do 400 A v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, v němž je tryska chlazená na povrchu přímo kapalinou, je největší vnější průměr (D2) trysky s výhodou menší než 18,5 mm.

U trysky pro použití při proudovém zatížení až do 400 A v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, v němž je tryska chlazená kapalinou nepřímo, je největší vnější průměr (D2) trysky s výhodou menší než 25,9 mm.

Tyto rozměry vychází z vnějšího průměru plazmové elektrody, potřebného prostoru pro průchod plazmového plynu mezi elektrodou a tryskou, a na tloušťce stěny trysky. Průměr elektrody je dán jejím maximálním zatížením, jehož snížení bylo vyhodnoceno jako nežádoucí. Prostor mezi vnějším průměrem elektrody a vnitřním průměrem trysky mimo jiné určuje potřebná vzdálenost obou ploch tak, aby mezi nimi nedocházelo ke zkratu. Rozměr prostoru pro průchod plazmového plynu mezi elektrodou a tryskou nelze z funkčního hlediska zmenšit. Zmenšit lze pouze tloušťku stěny trysky.

Tryska má s výhodou otvory pro odvod části plazmového plynu z konvergentní oblasti trysky na vnější povrch trysky pro vstup do ochranného plynu.

-3 CZ 33900 U1

Aby bylo možno zmenšit vnější průměr trysky, zaměřili jsme se na zlepšení jejího chlazení. Chlazení trysky jsme zvýšili díky konstrukční úpravě držáku trysky. Následnými testy jsme zjistili, že pokud je chlazená plocha trysky ve vzdálenosti od otvoru trysky, jímž prochází plazmový oblouk menší než 10 mm a větší než 2,5 mm, disponuje již zmenšená tryska pro zatížení na 15 A až 130 A při vnějším průměru nad 13,0 mm dostatečnou plochou pro chlazení, a dostatečným průřezem pro odvod tepla od místa zahřívání zmenšené trysky k ochlazované ploše zmenšené trysky, tak aby snesla zatížení na 15 A až 130 A. Zmenšená tryska pro zatížení nad 130 A při vzdálenosti ochlazované plochy 2,5 až 10 mm od otvoru, jímž prochází plazmový oblouk, a vnějším průměru nad 16 mm, již disponuje dostatečnou plochou pro chlazení a dostatečným průřezem pro odvod tepla od místa zahřívání zmenšené trysky k ochlazované ploše zmenšené trysky tak, aby snesla zatížení při řezání proudem nad 130 A.

U trysky, která není přímo chlazená kapalinou, je pro její dostatečné chlazení důležitý průřez těla trysky a velikost kontaktní plochy. Při dostatečném průřezu těla trysky je materiál, ze kterého je vyrobena tryska schopen, díky své tepelné vodivosti, odvést potřebné množství tepelné energie z místa zahřátí trysky ke kontaktní ploše. Přes kontaktní plochu předá tryska tepelnou energii chladnějšímu materiálu, na nějž doléhá kontaktní plocha trysky. Při testech jsme zjistili, že pro dostatečný přestup tepelné energie z trysky přes kontaktní plochu na chladnější materiál je potřebný poměr velikosti kontaktní plochy k zatížení trysky větší jak 0,8 mm² na jeden ampér zatížení. Při tomto poměru a vnějším průměru trysky nad 19,7 mm již tryska disponuje dostatečným průřezem pro odvod tepla od místa zahřívání trysky ke kontaktní ploše, a dostatečnou velikostí kontaktní plochy, aby snesla zatížení až 400 A.

Dále jsme při testech zjistili, že při dlouhém použití trysky klesá kvalita řezu z důvodu zanesení otvoru v trysce. K zanesení otvoru dochází z důvodu usazování drobných částí vypáleného materiálu z plazmové elektrody. Ve všeobecné praxi se u plazmového řezání osvědčilo měnit trysku společně s plazmovou elektrodou. Opotřebený, nebo zanešený, otvor v trysce ovlivňuje negativně koncentraci a směr proudu plazmy, a tímto se zhoršuje kvalita a kolmost řezu na vyřezávaném výrobku. U plazmové elektrody dochází při jejím použití k opotřebení v místě kontaktu s plazmovým obloukem. Během použití elektrody dochází, v závislosti na typu elektrody, k opotřebení elektrody do hloubky až 3 mm. Část vypáleného materiálu z elektrody se usadí v otvoru trysky, a tímto se zhoršuje kvalita a kolmost řezu na vyřezávaném výrobku. Při postupném vypálení materiálu z elektrody v místě kontaktu s plazmovým obloukem dochází k prodloužení plazmového oblouku. Při vypálení elektrody o 2 mm se plazmový oblouk prodlouží o 2 mm, a tím se negativně změní jeho parametry, a následně se sníží energie proudu plazmy a poklesne kvalita řezu a kolmost řezu na vyřezaném výrobku. Materiál vypálený z elektrody a usazený v otvoru trysky sníží schopnost trysky správně koncentrovat proud ionizovaného plynu do proudu plazmy, a tím se zhorší kvalita a kolmost řezu na vyřezávaném výrobku.

Zjistili jsme, že pokud zvětšíme otvor v trysce, snížíme tímto zahřívání trysky, a také snížíme usazování materiálu vypáleného z elektrody na stěnách otvoru trysky. Zvětšením otvoru však dojde ke snížení koncentrace proudu plazmy, a tím ke snížení rychlosti a tloušťky řezu. Pro dodržení požadovaných řezných vlastností je potřeba docílit minimálně zatížení 70 A na 1 mm²průřezu otvoru přes který v trysce prochází proud plazmy.

Námi vyvinutá zmenšená tryska s lepším chlazením a správnou vzdáleností ochlazované plochy od otvoru, jímž prochází plazmový oblouk, snese koncentraci/zatížení až 90 A na 1 mm² průřezu otvoru přes který v trysce prochází proud plazmy.

Dále jsme zjistili, že životnost zmenšené trysky můžeme prodloužit, když ji galvanicky pokovíme vrstvou niklu a/nebo chrómu o tloušťce 0,008 až 0,012 mm po celé její ploše.

-4 CZ 33900 U1

Dále jsme zjistili, že vlastnosti zmenšené trysky můžeme zlepšit úpravou tvaru otvoru jímž prochází proud plazmy. Toto řešení je detailněji zobrazeno např. na OBR. 5. Je zde zobrazena tryska pro kapalinou chlazený dvou plynový plazmový hořák. Otvor, přes který prochází proud plazmy, je divergentní. Divergentní otvor v trysce se za nejužším místem rozšiřuje ve směru V proudění plazmy. Tato konstrukce vychází z Lavalovy trysky (konvergentně-divergentní tryska). V oblasti X je konvergentní část trysky, a v oblasti Y je divergentní část trysky. V konvergentní části trysky dochází pomocí energie elektrického oblouku k ionizaci stlačeného plynu, který disociuje energií elektrického oblouku. Ionizovaný plyn je zhuštěn/zkoncentrován při průchodu nejužším místem trysky. V oblasti Y již proudí zkoncentrovaný proud plazmy, u kterého probíhá expanze objemu vlivem probíhající disociace. Tím, že se divergentní otvor rozšiřuje, jsme vytvořili vhodné podmínky pro expanzi proudu plazmy a snížili jsme tření proudu plazmy o stěny trysky v divergentním otvoru. Tímto jsme snížili usazování materiálu vypáleného z elektrody na stěnách v divergentním otvoru a snížili jsme ztrátové teplo plazmového oblouku. Tímto dochází k menšímu zahřívání plazmové trysky v divergentním otvoru.

Otvor trysky podle technického řešení s výhodou má, viděno postupně ve směru proudu plazmy, úsek kuželovitého tvaru, za nímž následuje úsek válcovitého tvaru s kruhovým příčným průřezem s konstantním rádiusem a na výstupním konci má úsek se zaobleným profilem, v podélném řezu například eliptického tvaru.

Následně jsme prováděli praktické testy za účelem zjistit nejvhodnější úhel A° pod nímž se otvor za nejužším místem kuželovité rozšiřuje ve směru V proudění plazmy. Dospěli jsme ke zjištění, že nejvhodnější je úhel A° v rozmezí 0,5 až 3°, v závislosti na délce kuželovitého rozšíření a tlaku plazmového plynu. V rozmezí 0,5 až 3° dochází ke snížení usazování materiálu vypáleného z elektrody na povrchu divergentního otvoru a k nárůstu energie plazmového oblouku vlivem snížení tepelných ztrát v porovnání s tryskou s válcovým otvorem.

Otvor trysky se tedy s výhodou kuželovité rozšiřuje za svým nejužším bodem, to znamená za bodem oddělujícím konvergentní část trysky a divergentní část trysky, ve směru průtoku plazmy v úhlu (A) v rozmezí od 0,5° až 3,0°, s výhodou 1,8° až 2,2°.

U trysky pro proudové zatížení 260 A, která je zobrazená na OBR. 5 se nejvíce osvědčil úhel A° o hodnotě 2°. Tato tryska vyrobená ze slitiny mědi Cu-OF CW008A (měď podle normy EN CW008A) a opatřená divergentním otvorem vykazovala průměrně o 42 % delší životnost při zachování minimálně stejné kvality řezu oproti té samé trysce s válcovým otvorem. Životnost trysky jsme ještě prodloužili, když jsme ji galvanicky pokovili vrstvou niklu nebo chrómu o tloušťce 0,008 až 0,012 mm po celé její ploše.

Zmenšené trysky na základě předloženého řešení jsou podle proudového zatížení rozděleny do dvou skupin. První skupinou jsou trysky pro zatížení 15 až 130 A. Druhou skupinou jsou trysky pro proudové zatížení nad 130 A. Důvodem pro toto rozdělení je odlišné tepelné zatížení na povrchu otvorů 101 a 121. U otvorů 101 a 121 je u zatížení až 130 A poměr mezi obvodem a obsahem v rozmezí 3:1 až 6:1. U otvorů 101 a 121 je u zatížení nad 130 A poměr mezi obvodem a obsahem v rozmezí 1,8:1 až 3:1. Toto vyžaduje u zmenšených trysek jinou konstrukci pro proudové zatížení na 15 až 130 A jinou konstrukci pro proudové zatížení vyšší než 130 A.

Pro dosažení požadovaných řezných vlastností zhuštěného proudu plazmy je důležitá koncentrace proudu plazmy na daném průřezu (průmětu svazku plazmy) a proudové zatížení. Při testování různých variant zmenšených trysek bylo zjištěno, že při průchodu otvorem 101 nebo 121. je nejvýhodnější koncentrace o hodnotě 80 až 85 A na 1 mm² nejmenšího průřezu otvoru 101, respektive 121. Při této koncentraci dojde na vzdálenosti LI k ionizaci více než 95 % plynu obsaženého v proudu plazmy, a tepelné zatížení stěn otvorů 101 a 121 nepřekročí únosnou mez materiálu.

-5 CZ 33900 U1

Mimo již výše uvedené hledisko proudového zatížení, je možno trysky rozdělit i z hlediska způsobu chlazení, tedy na skupinu trysek chlazených přímo a na skupinu trysek chlazených nepřímo. Z hlediska konstrukce otvoru pro vyústění proudu plazmy pak na skupinu trysek s divergentním otvorem a na skupinu trysek s válcovým otvorem.

Trysky v každé z výše uvedených skupin mohou být dále opatřeny bočními otvory pro odvod části plazmového plynu, výhodně dvěma nebo třemi.

Trysky v každé z výše uvedených skupin mohou být galvanicky pokoveny vrstvou niklu nebo chrómu o tloušťce 0,008 až 0,012 mm.

Vnitřní prostor trysek je rozdělen na dvě oblasti. Oblast X a oblast Y. V oblasti Y se nachází divergentní část trysky a v oblasti X se nachází konvergentní část trysky. V konvergentní části trysky dochází pomocí energie elektrického oblouku k ionizaci stlačeného plynu, který disociuje. Vytvářející se proud plazmy je v této vzdálen od povrchu zmenšené trysky až 7,1 mm. Zahřívání zmenšené trysky v oblasti X je malé. V oblasti Y se zkoncentrovává proud plazmy a probíhá v ní ionizace zbytků stlačeného plynu, který disociuje. V této oblasti je stlačovaný proud plazmy v kontaktu s povrchem zmenšené trysky. Zahřívání zmenšené trysky v oblasti Y je velmi vysoké.

Oblasti X a Y mají dohromady délku LL Hodnota LI vyjadřuje vzdálenost potřebnou pro dostatečnou disociaci plazmového plynu před výstupem ze zmenšené trysky.

U zmenšených trysek chlazených přímo kapalinou a opatřených divergentním otvorem byla experimentováním zjištěna nejvýhodnější velikost LI v délce 4,5 až 5,0 násobku velikosti průměru Dl.

U zmenšených trysek chlazených kapalinou nepřímo a opatřených divergentním otvorem byla experimentováním zjištěna nejvýhodnější velikost LI v délce 5,2 až 5,7 násobku velikosti průměru Dl.

U zmenšených trysek chlazených přímo kapalinou a opatřených válcovým otvorem byla experimentováním zjištěna nejvýhodnější velikost LI v délce 4,75 až 5,25 násobku velikosti průměru DL

U zmenšených trysek chlazených kapalinou nepřímo a opatřených válcovým otvorem byla experimentováním zjištěna nejvýhodnější velikost LI o délce 5,7 až 6,2 násobku velikosti průměru DL

U zmenšených trysek chlazených přímo kapalinou, které jsou opatřeny divergentním otvorem, je oblast Y delší než oblast X U těchto typů trysek je výhodou, že dochází k disociaci plazmového plynu především v oblasti Y, tedy v divergentní části. Tím se dosáhne většího zhuštění proudu plazmy a vyšší rychlosti proudu plazmy na výstupu. Experimentováním bylo zjištěno, že u zmenšených trysek chlazených přímo kapalinou a opatřených divergentním otvorem, se jako nejvhodnější ukázala délka oblasti Y o velikosti 2,8 až 3,2 násobku průměru Dl a 60 až 70 % hodnoty délky LL

U zmenšených trysek chlazených kapalinou nepřímo, které j sou opatřeny divergentním otvorem, je oblast Y kratší než oblast X U těchto typů trysek je výhodnější, aby k disociaci plazmového plynu docházelo převážně v oblasti X. Tím se dosáhne potřebné disociace plazmového plynu, a přitom ještě nedojde k přehřátí zmenšené trysky. Experimentováním bylo zjištěno, že u zmenšených trysek chlazených kapalinou nepřímo a opatřených divergentním otvorem, se jako nejvhodnější ukázala délka oblasti Y o velikosti 2,3 až 2,8 násobku průměru Dl a 40 až 50 % hodnoty délky LL

-6 CZ 33900 U1

U zmenšených trysek chlazených přímo kapalinou, které jsou opatřeny válcovým otvorem, je oblast Y stejně dlouhá jako oblast X. U těchto typů trysek je možné a výhodnější, aby k disociaci plynu docházelo rovnoměrně v oblasti X a Y. Tím se dosáhne většího zhuštění proudu plazmy a vyšší rychlosti proudu plazmy na výstupu. Experimentováním bylo zjištěno, že u zmenšených trysek chlazených přímo kapalinou a opatřených divergentním otvorem, se jako nejvhodnější ukázala délka oblasti Y o velikosti 2,25 až 2,75 násobku průměru Dl a 45 až 55 % hodnoty délky LI.

U zmenšených trysek chlazených kapalinou nepřímo, které jsou opatřeny válcovým otvorem, je oblast Y kratší než oblast X U těchto typů trysek je výhodnější, aby k disociaci plazmového plynu docházelo převážně v oblasti X. Tím se dosáhne potřebné disociace plazmového plynu, a přitom ještě nedojde k přehřátí zmenšené trysky. Experimentováním bylo zjištěno, že u zmenšených trysek chlazených kapalinou nepřímo a opatřených válcovým otvorem, se jako nejvýhodnější ukázala délka oblasti Y o velikosti 1,6 až 2,2 násobku průměru Dl a 30 až 40 % hodnoty délky LI.

Pro napojení zmenšené trysky do kapalinou chlazeného dvou plynového plazmového hořáku jsme vyvinuli adaptér, který toto umožňuje. Tento adaptér je uzpůsoben tak, aby do jeho přední části dosedala zmenšená tryska. Spojení mezi zmenšenou tryskou a adaptérem je utěsněno pružným těsněním proti průchodu kapaliny nebo plynu. Spojení mezi zmenšenou tryskou a adaptérem je volně rozebíratelné. Po zasunutí zmenšené trysky do adaptéru, je zmenšená tryska fixována v adaptéru pomocí pružného těsnění, které je ve spoji mezi zmenšenou tryskou a adaptérem. Díky této fixaci nevypadne zmenšená tryska vlastní váhou z adaptéru ani při umístění ve vertikální poloze. Zmenšená tryskaje upevněna v plazmovém hořáku pomocí držáku trysky, který na ni dosedá v místě upevňovací plochy. Bez této upevňovací plochy nelze zmenšenou trysku upevnit v plazmovém hořáku. Adaptér je tvarově uzpůsoben pro zasunutí do těla hořáku a je opatřen dalším těsněním v místě, kde se adaptér upíná do hořáku. Adaptér není v kontaktu s plazmovým obloukem. Tato skutečnost umožňuje, aby byl adaptér vyroben z materiálu s nižší tepelnou odolností, například z mosazi.

Náklady na trysku se nám podařilo obecně snížit díky skutečnosti, že zmenšené rozměry trysky podle předkládaného řešení samy o sobě snižují spotřebu materiálu oproti ekvivalentní plazmové trysce větších rozměrů podle stavu techniky. A dále díky tomu, že vyvinutý adaptér lze používat opakovaně, protože se díky své konstrukci neopotřebovává.

Objasnění výkresů

Řešení je blíže osvětleno s pomocí výkresů, kde na:

OBR. 1 je znázorněna tryska dle stavu techniky známého z US 5317126,

OBR. 2 je znázorněna tryska dle stavu techniky známého z EP 2104739,

OBR. 3 je znázorněna tryska dle stavu techniky známého z EP 1531652,

OBR. 4 je znázorněn řez kapalinou chlazeným dvouplynovým hořákem se zmenšenou tryskou, který ilustruje zapojení adaptéru a zmenšené trysky do plazmového hořáku,

OBR. 5 je znázorněn řez zmenšenou tryskou pro zatížení na 260 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, kde tryska je chlazena přímo kapalinou a je opatřena divergentním otvorem,

-7 CZ 33900 U1

OBR. 6 je znázorněn řez zmenšenou tryskou pro zatížení na 260 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, kde tryska je chlazena kapalinou nepřímo a je opatřena divergentním otvorem,

OBR. 7c je znázorněn řez alternativním řešením zmenšené trysky pro zatížení na 260 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, kde tryskaje chlazena přímo kapalinou a je opatřena divergentním otvorem,

OBR. 7d je znázorněn řez alternativním řešením zmenšené trysky pro zatížení na 130 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, kde tryskaje chlazena přímo kapalinou a je opatřena divergentním otvorem,

OBR. 7e je znázorněn řez zmenšené trysky pro zatížení na 30 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, kde tryska je chlazena přímo kapalinou a je opatřena válcovým otvorem,

OBR. 7f je znázorněn řez alternativním řešením zmenšené trysky pro zatížení na 30 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, kde tryska je chlazena přímo kapalinou a je opatřena válcovým otvorem,

OBR. 8g je znázorněn řez zmenšené trysky pro zatížení na 30 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, kde tryska je chlazena kapalinou nepřímo a je opatřena válcovým otvorem,

OBR. 8h je znázorněn řez alternativním řešením zmenšené trysky pro zatížení na 130 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku, kde tryska je chlazena kapalinou nepřímo a je opatřena válcovým otvorem,

OBR. 9a je znázorněn řez adaptérem pro napojení zmenšené trysky do plazmového hořáku,

OBR. 9b je znázorněn řez alternativním adaptérem pro napojení zmenšené trysky do plazmového hořáku,

OBR. 9c je znázorněn řez alternativním adaptérem pro napojení zmenšené trysky do plazmového hořáku,

OBR. 9d je znázorněn řez alternativním adaptérem pro napojení zmenšené trysky do plazmového hořáku,

OBR. 9e je znázorněn řez alternativním adaptérem pro napojení zmenšené trysky do plazmového hořáku,

OBR. 9f je znázorněn řez alternativním adaptérem pro napojení zmenšené trysky do plazmového hořáku,

OBR. 10 je znázorněna kombinace zmenšené trysky podle OBR. 5 s adaptérem v porovnání s tryskou podle známého stavu techniky,

OBR. 11 je znázorněna kombinace zmenšené trysky podle OBR. 6 s adaptérem v porovnání s tryskou podle známého stavu techniky,

OBR. 12 je znázorněna kombinace zmenšené trysky podle OBR. 7c s adaptérem v porovnání s tryskou podle známého stavu techniky,

-8 CZ 33900 U1

OBR. 13 je znázorněna kombinace zmenšené trysky podle OBR. 7d s adaptérem v porovnání s tryskou podle známého stavu techniky,

OBR. 14 je znázorněna kombinace zmenšené trysky podle OBR. 7d s alternativním adaptérem v porovnání s tryskou podle známého stavu techniky,

OBR. 15 je znázorněna kombinace zmenšené trysky podle OBR. 7e s adaptérem v porovnání s tryskou podle známého stavu techniky,

OBR. 16 je znázorněna kombinace zmenšené trysky podle OBR. 7f s adaptérem v porovnání s tryskou podle známého stavu techniky,

OBR. 17 je znázorněna kombinace zmenšené trysky podle OBR. 8g s adaptérem v porovnání s tryskou podle známého stavu techniky a na

OBR. 18 je znázorněna kombinace zmenšené trysky podle OBR. 8h s adaptérem v porovnání s tryskou podle známého stavu techniky.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Zmenšená tryska 100 podle OBR. 5 a 10 pro zatížení na 260 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku. U tohoto hořáku je tryska chlazená přímo kapalinou. Kapalinou je chlazena elektroda a tělo hořáku.

Tryska 100 obsahuje otvor 101. kterým prochází proud plazmy ve směru V. Otvor 101 je divergentní a rozšiřuje se ve směru V proudění plazmy. Otvor 101 má v místě 105 kuželovitý tvar, v místě 106 má rádiusový tvar a v místě 108 má eliptický tvar. Otvor 101 se za nejužším místem 104 rozšiřuje pod úhlem A° o velikosti 2° ve směru V proudění plazmy.

V oblasti X dochází pomocí energie elektrického oblouku k ionizaci stlačeného plynu, který disociuje. Ionizovaný plyn je zhuštěn/zkoncentrován při průchodu nejužším místem 104.

V oblasti Y již proudí zkoncentrovaný proud plazmy, u kterého probíhá expanze objemu vlivem probíhající disociace. Průměr D4 na konci otvoru 101 je větší než průměr Dl na jeho začátku. Tím, že se otvor 101 rozšiřuje ve směru V, dochází ke snížení tření proudu plazmy o stěny v místech 105. 106 a 108. Dále bylo dosaženo snížení ztrátového tepla plazmového oblouku v místech 105. 106 a 108 a menšího zahřívání trysky 100 v těchto místech.

Oblast X má délku 3 mm, a oblast Y má délku 6 mm. Otvor 101 má na začátku průměr Dl o velikosti 2,0 mm. Poměr délky oblasti Y, a velikosti průměru Dl je 3:1. Délka LI se rovná

4,5 násobku průměru Dl.

Tryska 100 je opatřena upevňovací plochou 110 pro nasunutí do adaptéru 200. Upevňovací plocha 110 slouží pro upevnění trysky 100. zasunuté v adaptéru 200. v plazmovém hořáku 300. Upevňovací plocha 110 je ve smontovaném stavu hořáku 300 dotlačována držákem trysky proti tělu hořáku 300. Součástí trysky 100 je těsnění 109, které brání průchodu kapaliny a plynu přes spoj mezi tryskou 100 a adaptérem 200.

Tryska 100 je na svém povrchu 103 chlazená kapalinou. Vzdálenost L2 mezi chlazeným povrchem 103 a počátkem otvoru 101 činí 4,77 mm a vzdálenost L3 mezi chlazeným povrchem 103 a koncem otvoru 101 činí 8,68 mm. Tryska 100 dále obsahuje 3 otvory 102 pro odvod části plazmového plynu s vyústěním do ochranného plynu.

-9 CZ 33900 U1

Napojení trysky 100 do plazmového hořáku 300 zajišťuje adaptér 200 podle OBR. 9a, který je vyroben z materiálu CuZn40Pb2 / EN CW617N. Adaptér 200 je na straně 202 opatřen dosedací plochou pro nasunutí trysky 100 a na straně 201 je opatřen tvarováním pro nasunutí do těla hořáku 300 a je dále opatřen těsněním 209 v místě, kde se adaptér 200 upíná do hořáku 300. Spojení mezi tryskou 100 a adaptérem 200 je volně rozebíratelné, přičemž mezi těmito částmi je umístěno těsnění 109 zabraňující průchodu kapaliny a plynu přes spoj mezi tryskou 100 a adaptérem 200. Těsnění 109 je součástí trysky 100. Těsnění 109 je možné umístit na jakékoli styčné ploše mezi tryskou 100 a adaptérem 200. Adaptér 200 má nevětší vnější průměr D22.

Příklad 2

Zmenšená tryska 120 podle OBR. 6 a 11 pro zatížení na 260 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku. U tohoto hořáku je plazmová tryska chlazená kapalinou nepřímo. Kapalinou je chlazená elektroda a tělo hořáku.

Tryska 120 obsahuje otvor 101. kterým prochází proud plazmy ve směru V. Otvor 101 je divergentní a rozšiřuje se ve směru V proudění plazmy. Otvor 101 má v místě 105 kuželovitý tvar, v místě 106 má rádiusový tvar a v místě 108 má eliptický tvar. Otvor 101 se za nejužším místem 104 rozšiřuje pod úhlem A° o velikosti 2° ve směru V proudění plazmy.

V oblasti Y již proudí zkoncentrovaný proud plazmy, u kterého probíhá expanze objemu vlivem probíhající disociace. Průměr D4 na konci otvoru 101 je větší než průměr Dl na jeho začátku. Tím, že se otvor 101 rozšiřuje ve směru V, dochází ke snížení tření proudu plazmy o stěny v místech 105. 106 a 108. Dále bylo dosaženo snížení ztrátového tepla plazmového oblouku v místech 105, 106 a 108 a menšího zahřívání trysky 120 v těchto místech.

Oblast X má délku 6 mm, a oblast Y má délku 5 mm. Otvor 101 má na začátku průměr Dl. který je 2,0 mm. Poměr délky oblasti Y, a velikosti průměru Dl je 2,5:1. Délka LI se rovná

5,5 násobku průměru Dl.

Tryska 120 je opatřena upevňovací plochou 110 pro nasunutí do adaptéru 200 a dále je opatřena plochou 123, kterou tryska 120 dosedá do adaptéru 200. Přes plochu 123 dochází k ochlazování trysky 120. kdy chladnější adaptér 200 přejímá teplo z teplejší trysky 120. Experimentováním bylo zjištěno, že minimální velikost potřebné plochy 123 činí 0,80 mm² na 1 ampér. Součástí trysky 120 je těsnění 109, které brání průchodu kapaliny a plynu přes spoj mezi tryskou 100 a adaptérem 200.

Napojení trysky 120 do plazmového hořáku 300 zajišťuje adaptér 200 podle obrázku 9b, který je vyroben z materiálu CuZn40Pb2 / EN CW617N. Adaptér 200 je na straně 202 opatřen dosedací plochou pro nasunutí trysky 100 a na straně 201 je opatřen tvarováním pro nasunutí do těla hořáku 300 a je dále opatřen těsněním 209 v místě, kde se adaptér 200 upíná do hořáku 300. Spojení mezi tryskou 100 a adaptérem 200 je volně rozebíratelné, přičemž mezi těmito částmi je umístěno těsnění 109 zabraňující průchodu kapaliny a plynu. Těsnění 109 je součástí trysky 100. Těsnění 109 je možné umístit na jakékoli styčné ploše mezi tryskou 100 a adaptérem 200.

Příklad 3

Zmenšená tryska 100 podle OBR. 7c a 12 pro zatížení na 260 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku. U tohoto hořáku je tryska chlazená přímo kapalinou. Kapalinou je chlazena elektroda a tělo hořáku.

Tryska 100 obsahuje otvor 101, kterým prochází proud plazmy ve směru V. Otvor 101 je divergentní a rozšiřuje se ve směru V proudění plazmy. Otvor 101 má v místě 105 kuželovitý

- 10CZ 33900 U1 tvar, v místě 106 má rádiusový tvar a v místě 108 má eliptický tvar. Otvor 101 se za nejužším místem 104 rozšiřuje pod úhlem A° o velikosti 2° ve směru V proudění plazmy.

V oblasti X je konvergentní část trysky a v oblasti Y je divergentní část trysky. V oblasti X dochází pomocí energie elektrického oblouku k ionizaci stlačeného plynu, který disociuje. Ionizovaný plyn je zhuštěn/zkoncentrován při průchodu nejužším místem 104. V oblasti Y již proudí zkoncentrovaný proud plazmy, u kterého probíhá expanze objemu vlivem probíhající disociace. Průměr D4. na konci otvoru 101. je větší než průměr Dl na jeho začátku. Tím, že se otvor 101 rozšiřuje ve směru V, dochází ke snížení tření proudu plazmy o stěny trysky 100 v místech 105, 106 a 108. Tím bylo dosaženo snížení usazování materiálu vypáleného z elektrody na stěnách trysky 100 v místech 105. 106 a 108. Dále bylo dosaženo snížení ztrátového tepla plazmového oblouku v místech 105. 106 a 108 a menšího zahřívání trysky 100 v těchto místech.

Oblast X má délku 3 mm, a oblast Y má délku 6 mm. Otvor 101 má na začátku průměr Dl o velikosti 2,0 mm. Poměr délky oblasti Y ku hodnotě velikosti průměru Dl činí 3:1. Délka LI se rovná 4,5 násobku průměru Dl.

Tryska 100 je opatřena upevňovací plochou 110 pro nasunutí adaptéru 200.

Tryska 100 je na svém povrchu 103 chlazená kapalinou. Vzdálenost L2 mezi chlazeným povrchem 103 a počátkem otvoru 101 činí 4,62 mm a vzdálenost L3 mezi chlazeným povrchem 103 a koncem otvoru 101 činí 8,74 mm.

Napojení trysky 100 do plazmového hořáku 300 zajišťuje adaptér 200 podle OBR. 9e, který je vyroben z materiálu CuZn40Pb2 / EN CW617N. Adaptér 200 je na straně 202 opatřen dosedací plochou pro nasunutí trysky 100 a na straně 201 je opatřen tvarováním pro nasunutí do těla hořáku 300 a je dále opatřen těsněním 209 v místě, kde se adaptér 200 upíná do hořáku 300. Spojení mezi tryskou 100 a adaptérem 200 je volně rozebíratelné, přičemž mezi těmito částmi je umístěno těsnění 109 zabraňující průchodu kapaliny a plynu přes spoj mezi tryskou 100 a adaptérem 200. Těsnění 109 je možné umístit na jakékoli styčné ploše mezi tryskou 100 a adaptérem 200.

Příklad 4

Zmenšená tryska 100 podle OBR. 7d a 13 pro zatížení na 130 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku. U tohoto hořáku je tryska chlazená přímo kapalinou. Kapalinou je chlazena elektroda a tělo hořáku.

V oblasti X je konvergentní část trysky, a v oblasti Y je divergentní část trysky. V oblasti X dochází pomocí energie elektrického oblouku k ionizaci stlačeného plynu, který disociuje. Ionizovaný plyn je zhuštěn/zkoncentrován při průchodu nejužším místem 104. V oblasti Y již proudí zkoncentrovaný proud plazmy, u kterého probíhá expanze objemu vlivem probíhající disociace. Průměr D4 na konci otvoru 101 je větší než průměr Dl na jeho začátku. Tím, že se otvor 101 rozšiřuje ve směru V, dochází ke snížení tření proudu plazmy o stěny trysky 100 v místech 105, 106 a 108. Tím bylo dosaženo snížení usazování materiálu vypáleného z elektrody na stěnách trysky 100 v místech 105, 106 a 108. Dále bylo dosaženo snížení ztrátového tepla plazmového oblouku v místech 105. 106 a 108 a menšího zahřívání trysky 100 v těchto místech.

- 11 CZ 33900 U1

Oblast X má délku 2,1 mm, a oblast Y má délku 4,2 mm. Otvor 101 má na začátku průměr Dl o velikosti 1,4 mm. Poměr délky oblasti Y ku velikosti průměru Dl činí 3:1. Délka LI se rovná

4,5 násobku průměru Dl.

Tryska 100 je opatřena upevňovací plochou 110 pro nasunutí adaptéru 200. Součástí trysky 100 je těsnění 109, které brání průchodu kapaliny a plynu přes spoj mezi tryskou 100 a adaptérem 200.

Tryska 100 je na svém povrchu 103 chlazená kapalinou. Vzdálenost L2 mezi chlazeným povrchem 103 a počátkem otvoru 101 činí 4,75 mm a vzdálenost L3 mezi chlazeným povrchem 103 a koncem otvoru 101 činí 7,02 mm.

Tryska 100 byla dodatečně galvanicky pokovena vrstvou chrómu o tloušťce 0,008 až 0,012 mm.

Napojení trysky 100 do plazmového hořáku 300 zajišťuje adaptér 200. který je vyroben z materiálu CuZn40Pb2 / EN CW617N. Jako adaptér 200 je v tomto příkladu použit typ „d“ podle OBR. 9d. Adaptér 200 je na straně 202 opatřen dosedací plochou pro nasunutí trysky 100 a na straně 201 je opatřen tvarováním pro nasunutí do těla hořáku 300 a je dále opatřen těsněním 209 v místě, kde se adaptér 200 upíná do hořáku 300. Spojení mezi tryskou 100 a adaptérem 200 je volně rozebíratelné, přičemž mezi těmito částmi je umístěno těsnění 109 zabraňující průchodu kapaliny a plynu přes spoj mezi tryskou 100 a adaptérem 200. Těsnění 109 je možné umístit na jakékoli styčné ploše mezi tryskou 100 a adaptérem 200.

Příklad 5

Zmenšená tryska 100 podle OBR. 7d a 14 stejná jako tryska podle příkladu 4, s tím rozdílem, že namísto dodatečného galvanického pokovení vrstvou chrómu, byla pokovena vrstvou niklu o tloušťce 0,008 až 0,012 mm.

Napojení trysky 100 do plazmového hořáku 300 zajišťuje adaptér 200, který je vyroben z materiálu CuZn40Pb2 / EN CW617N. Jako adaptér 200 je v tomto příkladu použit typ „f ‘ podle OBR. 9f. Adaptér 200 je na straně 202 opatřen dosedací plochou pro nasunutí trysky 100 a na straně 201 je opatřen tvarováním pro nasunutí do těla hořáku 300 a je dále opatřen těsněním 209 v místě, kde se adaptér 200 upíná do hořáku 300. Spojení mezi tryskou 100 a adaptérem 200 je volně rozebíratelné, přičemž mezi těmito částmi je umístěno těsnění 109 zabraňující průchodu kapaliny a plynu přes spoj mezi tryskou 100 a adaptérem 200. Těsnění 109 je možné umístit na jakékoli styčné ploše mezi tryskou 100 a adaptérem 200.

Příklad 6

Zmenšená tryska 100 podle OBR. 7e a 15 pro zatížení na 30 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém hořáku. U tohoto hořáku je plazmová tryska přímo chlazená kapalinou. Kapalinou je chlazená elektroda a tělo hořáku.

Tryska 100 obsahuje otvor 121. kterým prochází proud plazmy ve směru V. Otvor 121 je válcový. V otvoru 121 dochází pomocí energie elektrického oblouku k ionizaci stlačeného plynu, který disociuje energií elektrického oblouku. Ionizovaný plyn je na vstupu do otvoru 121 zhuštěn / zkoncentrován.

Oblast X má délku 1,6 mm, a oblast Y má délku 1,6 mm. Otvor 121 má na začátku průměr Dl o velikosti 0,65 mm. Poměr délky oblasti Y ku velikosti průměru Dl činí 2,46:1. Délka LI se rovná 4,92 násobku průměru DL

- 12CZ 33900 U1

Tryska 100 je opatřena upevňovací plochou 110 pro nasunutí do adaptéru 200. Součástí trysky 100 je těsnění 109. které brání průchodu kapaliny a plynu přes spoj mezi tryskou 100 a adaptérem 200.

Tryska 100 je na svém povrchu 103 chlazená kapalinou. Vzdálenost L2 mezi chlazeným povrchem 103 a počátkem otvoru 121 činí 5,14 mm a vzdálenost L3 mezi chlazeným povrchem 103 a koncem otvoru 121 činí 6,48 mm.

Napojení trysky 100 do plazmového hořáku 300 zajišťuje adaptér 200 podle OBR. 9a, který je vyroben z materiálu CuZn40Pb2 / EN VW617N. Adaptér 200 je na straně 202 opatřen dosedací plochou pro nasunutí trysky 100 a na straně 201 je opatřen tvarováním pro nasunutí těla hořáku 300 a je dále opatřen těsněním 209 v místě, kde se adaptér 200 upíná do hořáku 300. Spojení mezi tryskou 100 a adaptérem 200 je volně rozebíratelné, přičemž mezi těmito částmi je umístěno těsnění 109 zabraňující průchodu kapaliny a plynu přes jejich spoj. Těsnění 109 je součástí trysky 100. Těsnění je možné umístit na jakékoli styčné ploše mezi tryskou 100 a adaptérem 200.

Příklad 7

Zmenšená tryska 100 podle OBR. 7f a 16 pro zatížení na 130 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku. U tohoto hořáku je plazmová tryska přímo chlazená kapalinou. Kapalinou je chlazená elektroda a tělo hořáku.

Tryska 100 obsahuje otvor 121, kterým prochází proud plazmy ve směru V. Otvor 121 je válcový. Ve válcové části trysky 100 dochází pomocí energie elektrického oblouku k ionizaci stlačeného plynu, který disociuje energií elektrického oblouku. Ionizovaný plyn je na vstupu do otvoru 121 zhuštěn / zkoncentrován.

Oblast X má délku 3,6 mm, a oblast Y má délku 3,6 mm. Otvor 121 má průměr 1,45 mm. Poměr délky oblasti Y, a velikosti průměru otvoru 121 je 2,5:1. Délka LI se rovná 5 násobku průměru otvoru 121.

Tryska 100 je opatřena upevňovací plochou 110 pro nasunutí do adaptéru 200.

Tryska 100 je na povrchu 103 chlazená kapalinou, přičemž vzdálenost L2 mezi chlazeným povrchem 103 a počátkem otvoru 121 činí 4,73 mm a vzdálenost L3 mezi chlazeným povrchem 103 a koncem otvoru 121 činí 7,05 mm. Tryska 100 dále obsahuje 3 otvory 102 pro odvod části plazmového plynu s vyústěním do ochranného plynu.

Napojení trysky 100 do plazmového hořáku 300 zajišťuje adaptér 200 podle OBR. 9c, který je vyroben z materiálu CuZn40Pb2 / EN CW617 N. Adaptér 200 je na straně 202 opatřen dosedací plochou pro nasunutí trysky 100 a na straně 201 je opatřen tvarováním pro nasunutí do těla hořáku 300 a je dále opatřen těsněním 209 v místě, kde se adaptér 200 upíná do hořáku 300. Ve volně rozebíratelném spoji mezi tryskou 100 a adaptérem 200 je těsnění 109 zabraňující průchodu kapaliny a plynu. Těsnění 109 je součástí adaptéru 200. Těsnění 109 je možné umístit na jakékoli styčné ploše mezi tryskou 100 a adaptérem 200.

Příklad 8

Zmenšená tryska 120 podle OBR. 8g a 17 pro zatížení na 30 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku. U tohoto hořáku není plazmová tryska chlazená přímo kapalinou. Kapalinou je chlazená elektroda a tělo hořáku.

Tryska 120 obsahuje otvor 121, kterým prochází proud plazmy ve směru V. Otvor 121 je válcový. Ve válcové části trysky 120 dochází pomocí energie elektrického oblouku k ionizaci

- 13 CZ 33900 U1 stlačeného plynu, který disociuje energií elektrického oblouku. Ionizovaný plyn je na vstupu do otvoru 121 zhuštěn / zkoncentrován.

Oblast X má délku 6,86 mm, a oblast Y má délku 1,4 mm. Otvor 121 má průměr 0,7 mm. Poměr délky oblasti Y, a velikosti průměru otvoru 121 je 2:1. Délka LI se rovná 11,8 násobku průměru otvoru 121.

Tryska 120 je opatřena upevňovací plochou 110 pro nasunutí do adaptéru 200 a dále opatřena plochou 123. kterou tryska 120 dosedá do adaptéru 200. Přes plochu 123 dochází k ochlazování trysky 120, kdy chladnější adaptér 200 přejímá teplo z teplejší trysky 120. Experimentováním bylo zjištěno, že minimální velikost potřebné plochy 123 činí 7,45 mm² na 1 ampér. Součástí trysky 120 je těsnění 109. které brání průchodu a plynu přes spoj mezi tryskou 120 a adaptérem 200. Tryska 120 dále obsahuje 2 otvory 102 pro odvod části plazmového plynu s vyústěním do ochranného plynu.

Napojení trysky 120 do plazmového hořáku 300 zajišťuje adaptér 200 podle obrázku 9b, který byl vyroben z materiálu CuZn40Pb2 / EN CW617N. Adaptér 200 je na straně 202 opatřen dosedací plochou pro nasunutí trysky 100 a na straně 201 je opatřen tvarováním pro nasunutí do těla hořáku 300 a je dále opatřen těsněním 209 v místě, kde se adaptér 200 upíná do hořáku 300. Ve volně rozebíratelném spoji mezi tryskou 120 a adaptérem 200 je těsnění 109 zabraňující průchodu kapaliny a plynu. Těsnění 109 je součástí trysky 120. Těsnění 109 je možné umístit na jakékoli styčné ploše mezi tryskou 120 a adaptérem 200.

Příklad 9

Zmenšená tryska 120 podle OBR. 8h a 18 pro zatížení na 130 A pro použití v kapalinou chlazeném dvouplynovém plazmovém hořáku. U tohoto hořáku není plazmová tryska chlazená přímo kapalinou. Kapalinou je chlazená elektroda a tělo hořáku.

Tryska 120 obsahuje otvor 121, kterým prochází proud plazmy ve směru V. Otvor 121 je válcový. Ve válcové části trysky 120 dochází pomocí energie elektrického oblouku k ionizaci stlačeného plynu, který disociuje energií elektrického oblouku. Ionizovaný plyn je na vstupu do otvoru 121 zhuštěn / zkoncentrován.

Oblast X má délku 5,6 mm, a oblast Y má délku 2,8 mm. Otvor 121 má průměr 1,4 mm. Poměr délky oblasti Y, a velikosti průměru otvoru 121 je 2,0:1. Délka LI se rovná 6,0 násobku průměru Dl.

Tryska 120 je opatřena upevňovací plochou 110 pro nasunutí do adaptéru 200 a dále je opatřena plochou 123, kterou tryska 120 dosedá do adaptéru 200. Přes plochu 123 dochází k ochlazování trysky 120, kdy chladnější adaptér 200 přejímá teplo z teplejší trysky 120. Experimentováním bylo zjištěno, že minimální velikost potřebné plochy 123 činí 1,72 mm² na 1 ampér. Součástí trysky 120 je těsnění 109. které brání průchodu kapaliny a plynu přes spoj mezi tryskou 120 a adaptérem 200.

Napojení trysky 120 do plazmového hořáku 300 zajišťuje adaptér 200 podle obrázků 9b a 18, který je vyroben z materiálu CuZn40Pb2 / EN CW617 N. Adaptér 200 je na straně 202 opatřen dosedací plochou pro nasunutí trysky 120 a na straně 201 je opatřen tvarováním pro nasunutí do těla hořáku 300 a je dále opatřen těsněním 209 v místě, kde se adaptér 200 upíná do hořáku 300. Ve volně rozebíratelném spoji mezi tryskou 120 a adaptérem 200 je těsnění 109 zabraňující průchodu kapaliny a plynu. Těsnění 109 je součástí trysky 120. Těsnění 109 je možné umístit na jakékoli styčné ploše mezi tryskou 120 a adaptérem 200.

- 14CZ 33900 U1

Za účelem porovnání účinků dosažených zmenšenými tryskami podle předloženého řešení s komerčně dostupnými tryskami (stavem techniky), byla provedena řada níže uvedených srovnávacích experimentů.

Srovnávací příklad 1

Pro testování zmenšených trysek 100 pro zatížení na 260 A byla jako zmenšená plazmová tryska 100 použita try ska typu „a“ podle OBR. 5 a 10. Tryska 100 měla na vnějším obvodu průměr D2 o velikosti 15,70 mm, zatímco komerčně dostupná tryska 11 (HPR 400 XD®, společnosti Hypertherm®), jejíž konstrukce odpovídá US 5317126, měla na vnějším obvodu průměr o velikosti 26,85 mm. Tryska 100 byla vyrobena z materiálu Cu-OF CW008 / EN 13601 a při zatížení na 260 A vykazovala prodloužení životnosti v průměru o 42 % oproti komerční trysce 11, vyrobené z materiálu CuTeP CW118C.

Jako adaptér 200 byl v tomto příkladu použit typ „a“ podle OBR. 9a. Po opotřebení trysky 100 v místě 111 nejvíce namáhané části bylo nutné opotřebenou trysku 100 nahradit novou neopotřebovanou tryskou 100. U adaptéru 200 nedocházelo k opotřebení. Adaptér 200 plnil svou funkci i po spotřebování 20 ks trysek 100. Tryska 100 snesla zatížení o koncentraci 82,8 A na 1 mm² průřezu otvoru 101. Po srovnání výrobních nákladů na 20 ks trysek 11 pro zatížení na 260 A vůči výrobním nákladům na 20 ks zmenšených trysek 100 typu „a“ pro zatížení na 260 A plus 1 ks adaptéru 200 typu „a“ bylo zjištěno, že při využití předkládaného řešení, se snížila spotřeba materiálu o 75,5 % a výrobní čas se zkrátil o 5 %.

Srovnávací příklad 2

Pro testování zmenšených trysek 120 pro zatížení na 260 A byla jako zmenšená plazmová tryska 120 použita tryska typu „b“ podle obrázků 6 a 11. Tryska 120 měla na vnějším obvodu průměr D2 o velikosti 22,80 mm, zatímco komerčně dostupná tryska 12 (HP 130-260®, společnosti Ajan®), měla na vnějším obvodu průměr o velikosti 32,80 mm. Tryska 120 byla vyrobena z materiálu Cu-OF CW008 / EN 13601 a při zatížení na 260 A vykazovala prodloužení životnosti v průměru o 36 % oproti komerční trysce 12, vyrobené z materiálu CuTeP CW118C.

Jako adaptér 200 byl v tomto příkladu použit typ „b“ podle OBR. 9b. Po opotřebení trysky 120 v místě 111 nejvíce namáhané části bylo nutné opotřebenou trysku 120 nahradit novou neopotřebovanou tryskou 120. U adaptéru 200 nedocházelo k opotřebení. Adaptér 200 plnil svou funkci i po spotřebování 20 ks trysek 120. Tryska 120 snesla zatížení o koncentraci 82,8 A na 1 mm² průřezu otvoru 101. Po srovnání výrobních nákladů na 20 ks trysek 12 pro zatížení na 260 A vůči výrobním nákladům na 20 ks zmenšených trysek 120 typu „b“ pro zatížení na 260 A plus 1 ks adaptéru 200 typu „b“ bylo zjištěno, že při využití předkládaného řešení, se snížila spotřeba materiálu o 67 % a výrobní čas se zkrátil o 45 %.

Srovnávací příklad 3

Pro testování zmenšených trysek 100 pro zatížení na 260 A byla jako zmenšená plazmová tryska 100 použita tryska typu „c“ podle OBR. 7c a 12. Tryska 100 měla na vnějším obvodu největší průměr D2 o velikosti 16,70 mm, zatímco komerčně dostupná tryska 13 (HPR 400 XD®, společnosti HYPERTHERM®) měla na vnějším obvodu průměr o velikosti 26,85 mm. Tryska 100 byla vyrobena z materiálu Cu-OF CW008A / EN 13601 a při zatížení na 260 A vykazovala prodloužení životnosti v průměru o 38 % oproti komerční trysce 13. vyrobené z materiálu CuTeP CW118C.

Jako adaptér 200 byl v tomto příkladu použit typ „e“ podle OBR. 9e. Po opotřebení trysky 100 v místě 111 nejvíce namáhané části bylo nutné opotřebenou trysku 100 nahradit novou neopotřebovanou tryskou 100. U adaptéru 200 nedocházelo k opotřebení. Adaptér 200 plnil svou funkci i po spotřebování 20 ks trysek 100. Tryska 100 snesla zatížení o koncentraci 82,8 A na

- 15 CZ 33900 U1 mm² průřezu otvoru 101. Po srovnání výrobních nákladů na 20 ks trysek 13 pro zatížení na 260 A vůči výrobním nákladům na 20 ks zmenšených trysek 100 typu „c“ pro zatížení na 260 A plus 1 ks adaptéru 200 typu „e“ bylo zjištěno, že při využití předkládaného řešení, se snížila spotřeba materiálu o 72,8 % a výrobní čas se zkrátil o 20,5 %.

Srovnávací příklad 4

Pro testování zmenšených trysek 100 pro zatížení na 130 A byla jako zmenšená plazmová tryska 100 použita tryska typu „d“ podle OBR. 7d a 13. Tryska 100 měla na vnějším obvodu největší průměr D2 o velikosti 14,10 mm, zatímco komerčně dostupná tryska 14 (HPR 130 ®, společnosti Hypertherm®), měla na vnějším obvodu průměr o velikosti 28,45 mm. Tryska 100 byla vyrobena z materiálu Cu-OF CW008A / EN 13601 a při zatížení na 130 A vykazovala prodloužení životnosti v průměru o 52 % oproti komerční trysce 14, vyrobené z materiálu CuTeP CW118C. Po galvanickém pokovení vrstvou chrómu o tloušťce 0,008 až 0,012 mm vykazovala tryska 100 prodloužení životnosti o dalších 62 %.

Jako adaptér 200 byl v tomto příkladu použit typ „d“ podle OBR. 9d a 13. Po opotřebení trysky 100 v místě 111 nejvíce namáhané části bylo nutné opotřebenou trysku 100 nahradit novou neopotřebovanou tryskou 100. U adaptéru 200 nedocházelo k opotřebení. Adaptér 200 plnil svou fůnkci i po spotřebování 20 ks trysek 100. Tryska 100 snesla zatížení o koncentraci 84,5 A na 1 mm² průřezu otvoru 101. Po srovnání výrobních nákladů na 20 ks trysek 14 pro zatížení na 130 A vůči výrobním nákladům na 20 ks zmenšených trysek 100 typu „d“ pro zatížení na 130 A plus 1 ks adaptéru 200 typu „d“ bylo zjištěno, že při využití předkládaného řešení, se snížila spotřeba materiálu o 85 % a výrobní čas se zkrátil o 54 %.

Srovnávací příklad 5

Pro testování zmenšených trysek 100 pro zatížení na 130 A byla jako zmenšená plazmová tryska 100 použita tryska typu „d“ podle OBR. 7d a 14. Tryska 100 měla na vnějším obvodu největší průměr D2 o velikosti 14,10 mm, zatímco komerčně dostupná tryska 15 (PerCut 450®, společnosti Kjellberg®) měla na vnějším obvodu průměr o velikosti 24,0 mm. Tryska 100 typu „d“ byla vyrobena z materiálu Cu-OF CW008A / EN 13601 a při zatížení na 130 A vykazovala prodloužení životnosti v průměru o 33 % oproti komerční trysce 15, vyrobené z materiálu CuTeP CW118C. Po galvanickém pokovení vrstvou niklu o tloušťce 0,008 až 0,012 mm vykazovala tryska 100 prodloužení životnosti o dalších 52 %.

Jako adaptér 200 byl v tomto příkladu použit typ „f ‘ podle OBR. 9f a 14. Po opotřebení trysky 100 v místě 111 nejvíce namáhané části, bylo nutné opotřebenou trysku 100 nahradit novou neopotřebovanou tryskou 100. U adaptéru 200 nedocházelo k opotřebení. Adaptér 200 plnil svou fůnkci i po spotřebování 20 ks trysek 100. Tryska 100 snesla zatížení o koncentraci 84,5 A na 1 mm² průřezu otvoru 101. Po srovnání výrobních nákladů na 20 ks trysek 15 pro zatížení na 130 A vůči výrobním nákladům na 20 ks zmenšených trysek 100 typu „d“ pro zatížení na 130 A plus 1 ks adaptéru 200 typu „f“ bylo zjištěno, že při využití předkládaného řešení, se snížila spotřeba materiálu o 75 % a výrobní čas se zkrátil o 29 %.

Srovnávací příklad 6

Pro testování zmenšených trysek 100 pro zatížení na 30 A byla jako zmenšená tryska 100 použita tryska typu „e“ podle obrázků 7e a 15. Tryska 100 typu měla na vnějším obvodu průměr D2 o velikosti 15,7 mm, zatímco komerčně dostupná tryska 16 (HPR 130 ®, společnosti Hypertherm®), jejíž konstrukce odpovídá US 5317126, měla na vnějším obvodu průměr o velikosti 28,45 mm. Tryska 100 byla vyrobena z materiálu Cu-OF CW008A / EN 13601 a při zatížení na 30,0 A vykazovala prodloužení životnosti o 12 % oproti komerční trysce 15. vyrobené z materiálu CuTeP CW118C.

- 16CZ 33900 U1

Jako adaptér 200 byl v tomto příkladu použit typ „a“ podle OBR. 9a a 15. Adaptér 200 byl použit pro testování zmenšených trysek pro zatížení na 30 A. Po opotřebení trysky 100 v místě 111 nejvíce namáhané části bylo nutné opotřebenou trysku 100 nahradit novou neopotřebenou tryskou 100. U adaptéru 200 nedocházelo k opotřebení. Adaptér 200 plnil svou funkci i po spotřebování 20 ks trysek 100. Tryska 100 snesla zatížení o koncentraci 30 A na 1 mm² průřezu otvoru 121. Po srovnání výrobních nákladů na 20 ks trysek 15 pro zatížení na 30 A vůči výrobním nákladům na 20 ks zmenšených trysek 100 typu „e“ pro zatížení na 30 A plus 1 ks adaptéru 200 typu „a“ bylo zjištěno, že při využití předkládaného řešení, se snížila spotřeba materiálu o 78 % a výrobní čas se zkrátil o 51 %.

Srovnávací příklad 7

Pro testování zmenšených trysek 100 pro zatížení na 130 A byla jako zmenšená tryska 100 použita tryska typu „f‘ podle OBR. 7f a 16. Tryska 100 podle předkládaného řešení měla na vnějším obvodu průměr D2 o velikosti 14,60 mm, zatímco komerčně dostupná tryska 17 (HPR 400 XD®, Hypertherm®) měla největší vnější průměr o velikosti 26,85 mm. Tryska 100 byla vyrobena z materiálu Cu-OF CW008A / EN 13601 a při zatížení na 130 A vykazovala stejnou životnost jako komerčně dostupná tryska 17. vyrobená z materiálu CuTeP CW118C.

Jako adaptér 200 byl v tomto příkladu použit typ „c“ podle obrázku 9c. Po opotřebení trysky 100 v místě 111 nejvíce namáhané části, bylo nutné opotřebenou trysku 100 nahradit novou neopotřebovanou zmenšenou tryskou 100. U adaptéru 200 nedocházelo k opotřebení. Adaptér 200 plnil svou funkci i po spotřebování 20 ks trysek 100. Tryska 100 snesla zatížení o koncentraci 82,0 A na 1 mm² průřezu otvoru 121. Po srovnání výrobních nákladů na 20 ks trysek 17 pro zatížení na 130 A vůči výrobním nákladům na 20 ks zmenšených trysek 100 typu „f ‘ pro zatížení na 130 A plus 1 ks adaptéru 200 typu „c“ bylo zjištěno, že při využití předkládaného řešení, se snížila spotřeba materiálu o 82,3 %, a výrobní čas se zkrátil o 42,2 %.

Srovnávací příklad 8

Pro testování zmenšených trysek 120 pro zatížení na 30 A byla jako zmenšená tryska 120 použita tryska typu „g“ podle OBR. 8g a 17. Tryska 120 podle předkládaného řešení měla největší vnější průměr D2 o velikosti 22,8 mm, zatímco komerčně dostupná tryska 18 (HP 130-260®, společnosti AJAN®) měla vnější průměr o velikosti 32,8 mm. Tryska 120 byla vyrobena z materiálu Cu-OF CW008A / EN 13601 a vykazovala o 15 % delší životnost než komerčně dostupná tryska 18. vyrobená z materiálu CuTeP CW118C.

Jako adaptér 200 byl v tomto příkladu použit adaptér typu „b“ podle OBR. 9b a 17. Po opotřebení trysky 120 v místě 111 nejvíce namáhané část, bylo nutné opotřebenou trysku 120 nahradit novou neopotřebovanou zmenšenou tryskou. U adaptéru 200 nedocházelo k opotřebení. Adaptér 200 plnil svou funkci i po spotřebování 20 ks trysek 120. Tryska 120 a snesla zatížení o koncentraci 78,0 A na 1 mm² průřezu otvoru 121. Po srovnání výrobních nákladů na 20 ks trysek 18 pro zatížení na 30 A vůči výrobním nákladům na 20 ks zmenšených trysek 120 typu „g“ pro zatížení na 30 A plus 1 ks adaptéru 200 typu „b“ bylo zjištěno, že při využití předkládaného řešení, se snížila spotřeba materiálu o 69,5 %, a výrobní čas se zkrátil o 44,0 %.

Srovnávací příklad 9

Pro testování zmenšených trysek 120 pro zatížení na 130 A byla jako zmenšená tryska 120 použita tryska typu „h“ podle OBR. 8h a 18. Tryska 120 podle předkládaného řešení měla největší vnější průměr D2 o velikosti 22,8 mm, zatímco komerčně dostupná tryska 19 (HP 130260®, společnosti AJAN®) měla vnější průměr o velikosti 32,8 mm. Tryska 120 byla vyrobena z materiálu Cu-OF CW008A / EN 13601 a vykazovala stejnou životnost jako komerčně dostupná tryska 19, vyrobená z materiálu CuTeP CW118C. Po galvanickém pokovení vrstvou niklu o tloušťce 0,008 až 0,012 mm vykazovala tryska 120 prodloužení životnosti v průměru o 26 %.

- 17CZ 33900 U1

Jako adaptér 200 byl v tomto příkladu použit typ „b“ podle OBR. 9b a 18. Po opotřebení trysky 120 v místě 111 nejvíce namáhané části, bylo nutné opotřebenou trysku 120 nahradit novou neopotřebovanou zmenšenou tryskou. U adaptéru 200 nedocházelo k opotřebení. Adaptér 200 plnil svou funkci i po spotřebování 20 ks trysek 120. Tryska 120 snesla zatížení o koncentraci 84,5 A na 1 mm² průřezu otvoru 121. Po srovnání výrobních nákladů na 20 ks trysek 19 pro zatížení na 130 A vůči výrobním nákladům na 20 ks zmenšených trysek 120 typu „h“ pro zatížení na 130 A plus 1 ks adaptéru 200 typu „b“ bylo zjištěno, že při využití předkládaného řešení, se snížila spotřeba materiálu o 69,5 %, a výrobní čas se zkrátil o 45,4 %.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Zmenšená tryska (100, 120) s adaptérem (200) pro kapalinou chlazený dvouplynový plazmový hořák, vyznačující se tím, že tryska (100, 120) je opatřena upevňovací plochou (110) pro zajištění trysky (100, 120) v plazmovém hořáku, přičemž adaptér (200) je na své první straně (202) opatřen dosedací částí pro vložení trysky (100, 120) a na své druhé straně (201) tvarováním pro zasunutí do těla plazmového hořáku, přičemž spojení adaptéru (200) s tryskou (100, 120) je volně rozebíratelné, a přičemž tryska (100, 120) má vnější průměr (D2) mezi 12,3 mm a 25,9 mm.
2. Zmenšená tryska (100) s adaptérem (200) podle nároku 1, vyznačující se tím, že tryska (100) při proudovém zatížení do 130 A obsahuje plochu (103) pro přímé chlazení kapalným chladivém a její největší vnější průměr (D2) je mezi 12,3 mm a 15,9 mm.
3. Zmenšená tryska (100) s adaptérem (200) podle nároku 1, vyznačující se tím, že tryska (100) při proudovém zatížení do 400 A je opatřena chladící plochou (103) pro přímé chlazení kapalným chladivém a její největší vnější průměr (D2) je mezi 13,5 mm a 18,5 mm.
4. Zmenšená tryska (120) s adaptérem (200) podle nároku 1, vyznačující se tím, že tryska (120) při proudovém zatížení do 400 A je opatřena chladící plochou (123) pro nepřímé chlazení a její největší vnější průměr (D2) je mezi 18 mm a 25,9 mm.
5. Zmenšená tryska (100, 120) s adaptérem (200) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že tryska (100, 120) má otvory (102) pro odvod části plazmového plynu z konvergentní oblasti (X) trysky (100, 120) na vnější povrch trysky (120) pro vstup do ochranného plynu.
6. Zmenšená tryska (100, 120) s adaptérem (200) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že otvor (101) trysky má, postupně ve směru (V) proudu plazmy, úsek (105) kuželovitého tvaru, za nímž následuje úsek (106) válcovitého tvaru a končí úsekem (108) majícím zaoblený profil.
7. Zmenšená tryska (100, 120) s adaptérem (200) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že otvor (101) trysky se kuželovité rozšiřuje za svým nejužším bodem (104) ve směru (V) průtoku plazmy v rozmezí úhlu (A) od 0,5° až 3,0°, s výhodou 1,8° až 2,2°.

- 18 CZ 33900 U1
8. Zmenšená tryska (100, 120) s adaptérem (200) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že tryska (100, 120) je vyrobena ze slitiny mědi, výhodně ze slitiny Cu-ETP CW004A nebo Cu-OF CW008A.
9. Zmenšená tryska (100, 120) s adaptérem (200) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že tryska (100, 120) je po celé své ploše galvanicky pokovena vrstvou chrómu nebo niklu o tloušťce 0,008 až 0,012 mm.
10. Zmenšená tryska (100, 120) s adaptérem (200) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že adaptér (200) je na své druhé straně (201) opatřen těsněním (209) pro připojení k plazmovému hořáku, a spojení mezi adaptérem (200) a tryskou (100, 120) je utěsněno těsněním (109) pro zabránění průchodu kapaliny a/nebo plynu ve spojení mezi tryskou (100, 120) a adaptérem (200).
11. Zmenšená tryska (100, 120) s adaptérem (200) podle nároku 10, vyznačující se tím, že těsnění (109) je přímou součástí adaptéru (200).
12. Zmenšená tryska (100, 120) s adaptérem (200) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že adaptér (200) je vyroben z mosazi, výhodně ze slitiny EN CW617N.

18 výkresů