ES2102624T5 - Soplete de plasma para corte. - Google Patents
Soplete de plasma para corte.Info
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- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
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Abstract
LA ANTORCHA COMPRENDE UN CONJUNTO UNITARIO DE CUERPO DE ANTORCHA (B) QUE INCLUYE UNA TOBERA (36), UN CONJUNTO MOVIL DE ELECTRODO (280) Y UNA CARA DE APOYO (21), UN SOPORTE DE ANTORCHA (A) QUE INCLUYE LOS CIRCUITOS DE TRAIDA DE FLUIDOS (47, 54) Y UNA CARA DE APOYO DE REFERENCIA (9), Y UNOS MEDIOS (D) DE ENCERROJADO RAPIDO DEL CUERPO DE ANTORCHA (B) SOBRE EL SOPORTE DE ANTORCHA (A).
Description
Soplete de plasma para corte.
La presente invención se refiere a los sopletes
de plasma para corte, del tipo que comprende un cuerpo de soplete
que comprende un electrodo y una tobera, y medios de montaje y de
empalme del cuerpo del soplete.
Los sopletes de plasma para corte comprenden,
clásicamente, un cuerpo de soplete monobloque con empalmes, en la
parte trasera, a canalizaciones de alimentación de fluido y de
energía eléctrica, y medios de fijación sobre un bastidor o una
máquina de trabajo y, en la parte delantera, medios de montaje del
electrodo y de la tobera. El desmontaje de estos sopletes, para
operaciones de entretenimiento o de sustitución de las piezas
gastadas o defectuosas, precisa delicadas y largas operaciones de
desmontaje y de nuevo montaje, las cuales inmovilizan la máquina de
producción durante un tiempo importante y obligan casi siempre a
proceder a nuevas regulaciones de posicionamiento del soplete antes
de volver a lanzar la producción.
El documento
GB-A-2091594 describe un soplete
modular que comprende un subconjunto de cátodo recibido en un
subconjunto de tobera, estando dispuestos estos dos subconjuntos
prisioneros dentro de un subconjunto de caja en varias partes.
Adicionalmente, existen otros documentos de la
técnica anterior, que se podrán consultar, que describen sopletes
de plasma compuestos por varias partes que vienen a fijarse unas
contra otras, a saber, particularmente los documentos
JP-U-60-5989,
EP-A-0079019 y
JP-A-01-118374.
Además, el documento
US-A-4.756.686 enseña un soplete
manual de cobresoldadura o similar que comprende un mecanismo de
jaula portabolas destinado a permitir un empalme de la tubería
sobre el cuerpo del soplete.
De forma análoga, el documento
EP-A-326445 describe un soplete de
arco de plasma sobre el que se viene a enchufar un cartucho formado
por un electrodo y una tobera. El cartucho se fija en el cuerpo del
soplete a través de un mecanismo de tipo de jaula portabolas.
La presente invención tiene por objeto proponer
una nueva arquitectura de soplete, de concepción modular, que
permita una sustitución rápida y fácil del cuerpo del soplete y/o
de sus elementos constitutivos, y que suprima los problemas de
nueva regulación de posicionamiento después de un nuevo
montaje.
Para hacer esto, según la invención, el soplete
comprende un soporte de soplete que comprende una primera serie de
pasos de fluidos conectables a respectivos circuitos de suministro
de los citados fluidos y una primera cara de apoyo, un conjunto
unitario de cuerpo de soplete que comprende un electrodo y una
tobera y que comprende una segunda serie de pasos de fluidos y una
segunda cara de apoyo, y medios de montaje para montar rápidamente
el conjunto unitario del cuerpo del soplete y del soporte del
soplete, con las caras primera y segunda de apoyo en apoyo axial la
una contra la otra y con los pasos de la primera serie comunicando
con los pasos respectivos de la segunda serie como se define en las
reivindicaciones 1, 2 ó 3.
Según otras características de la invención:
- -
- al menos uno de los pasos de fluido de la segunda serie comprende una parte terminal que sobresale con relación a la segunda cara de apoyo y destinada a ser recibida en un alojamiento del soporte que define una parte de un paso de la primera serie;
- -
- la primera y la segunda serie de pasos comprenden cada una:
- +
- un paso de gas plasmágeno,
- +
- al menos un paso de fluido de enfriamiento,
- -
- el conjunto del cuerpo del soplete comprende al menos un émbolo de desplazamiento relativo del electrodo con relación a la tobera, comprendiendo cada una de las series primera y segunda de pasos al menos un paso de gas de accionamiento del émbolo,
- -
- el conjunto del cuerpo del soplete comprende un primer medio de accionamiento por fluido de mantenimiento del electrodo y, ventajosamente, un segundo medio de accionamiento por fluido de mantenimiento de la tobera.
Otras características y ventajas de la presente
invención se deducirán a partir de la siguiente descripción de
modos de realización, dada a título ilustrativo pero en modo alguno
limitativo, hecha en relación con los dibujos anejos, en los
cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática, en
alzado, de un soplete según la invención;
- las figuras 2 y 3 son, respectivamente, vistas
en corte longitudinal, del soporte del soplete y del cuerpo del
soplete, del soplete de la figura 1; y
- la figura 4 es una vista en corte longitudinal
de un modo de realización de un soplete según la invención.
En la descripción que va a seguir y en los
dibujos, los elementos idénticos o análogos llevan las mismas cifras
de referencia, afectadas, eventualmente, de un índice.
Un soplete de plasma para corte según la
invención, comprende, de manera general, un soporte de soplete A,
destinado a ser montado sobre un bastidor de máquina y en uno de
cuyos extremos está montado un conjunto unitario de cuerpo de
soplete B, comprendiendo el soporte del soplete A, en su extremo
opuesto, una serie C de elementos de empalme a canalizaciones de
fluido y a líneas eléctricas.
En la realización representada en las figuras 1
a 3, el soporte del soplete A comprende un bloque metálico 1,
típicamente de latón, que comprende una sucesión de ánimas
escalonadas de diámetros diferentes 2, 3, 4, 5 y rodeado de una
envuelta aislante 6. En el ánima de mayor diámetro 2 desembocan un
paso de alimentación de gas de enfriamiento 7 y un paso de
alimentación de gas de accionamiento 8. El empalme entre las ánimas
2 y 3 forma una cara anular transversal 9 en la cual desemboca un
paso de alimentación de un segundo gas de accionamiento 10. En el
ánima 3 desemboca un paso 11 de alimentación de un tercer gas de
accionamiento. En el fondo del ánima 4 está montado un casquillo de
contacto eléctrico 5, comunicando el ánima 4 con una tubuladura T
de alimentación de gas plasmágeno. El soporte A comprende, en su
extremo delantero, un casquillo metálico 12 aislado del bloque 1 y
que comprende un fileteado externo 13.
Como se ve en la figura 3, el cuerpo del soplete
B comprende un conjunto tubular metálico 14 que comprende una parte
trasera que forma un émbolo 15 deslizante dentro de un ánima
interna 16 de una camisa tubular metálica 17 provista de juntas
periféricas y destinada a ser recibida en el primer ánima 2 del
soporte del soplete A. La camisa 17 está fijada a un conjunto de
faldón inferior 18 cuyo extremo superior forma un collarín 19 que
se extiende radialmente hacia el exterior. En el extremo inferior
del conjunto de faldón 18 está montada una cofia 20. El conjunto
tubular 14 se prolonga hacia la parte trasera por una parte
cilíndrica escalonada destinada a ser recibida a estanqueidad en
las ánimas trasera 3 y 4 del soporte del soplete A. El extremo
trasero de la camisa 17 forma una superficie de apoyo anular 21 que
se apoya contra la cara anular 9 del soporte del soplete A. Dentro
del conjunto tubular 14 está montado de manera estanca un elemento
tubular 22 que encierra un resorte 23 que solicita hacia abajo un
émbolo 24 deslizante de manera estanca dentro del elemento tubular
22 y solidario de un vástago hueco 25 que se extiende a
deslizamiento estanco dentro de un elemento tubular 22 y dentro de
una prolongación tubular 33 del conjunto 14 y que lleva en su
extremo inferior una estructura de pinza con lengüetas
longitudinales flexibles 26 que forman un medio de bloqueo y de
mantenimiento de una cola de electrodo hueco 27 que lleva en su
extremo inferior un electrodo hueco 28. La estructura de pinza 26
coopera con un pestillo de pinza tubular exterior 29 montado a
deslizamiento sobre el vástago 25 y solicitado elásticamente hacia
abajo por un resorte 30. El pestillo 29 comprende al menos un
saliente transversal 31 que atraviesa una luz oblonga 32 formada
dentro de la prolongación tubular 33 del conjunto 14 y que lleva en
su extremo inferior una estructura de pinza 34 con lengüetas
longitudinales flexibles que cooperan con un anillo elástico
periférico 35 y que forman un medio de mantenimiento y de bloqueo
de una tobera 36 dentro de la cual se extiende el electrodo 28 y
provista centralmente de un canal de eyección de chorro de plasma
37.
En posición ensamblada del cuerpo del soplete B
dentro del soporte A, el gas plasmágeno introducido en el ánima 4
atraviesa centralmente el cuerpo del soplete B hasta el electrodo
28, de donde pasa al interior de la tobera 36. El gas de
enfriamiento introducido en el paso 7 penetra, por aberturas
transversales 38, en la camisa 17, para circular hasta en el faldón
20, alrededor de la tobera 36. Un gas de bloqueo, introducido por
el paso 8, penetra por aberturas transversales 39, en el ánima 16,
para empujar el émbolo 15 hacia arriba y mantener las pinzas 26 y
34 en configuración de cooperación con la cola del electrodo 27 y
la tobera 36, respectivamente. La parte superior 40 del conjunto 14
forma, dentro del ánima 3, un émbolo de desbloqueo, el cual, cuando
es introducido gas de desbloqueo en el fondo del ánima 3 por el
paso 11, empuja el conjunto 14 hacia abajo, dejando libre así la
estructura de pinza 34 del anillo 35 y permitiendo la extracción de
la tobera 36. Antes de que el émbolo de desbloqueo 40 llegue al
final del recorrido, los salientes 31 hacen tope sobre un resalto
interno 41 de la camisa 17, liberando así la pinza 26 y permitiendo
la liberación del electrodo 28. El electrodo 28 es mantenido
normalmente fijo contra el fondo de la tobera 36 por el resorte 23.
Para realizar el encendido del arco, al principio de la fase de
funcionamiento, se introduce gas de cebado por el paso 10 y penetra
por pasos transversales 42, entre el conjunto 14 y el conjunto 22,
hasta una cámara anular 43 en la parte delantera del émbolo 24 para
empujar este último en contra del resorte 23 y separar, así, el
electrodo 28 de la tobera 36 para, en un primer tiempo, iniciar el
arco y, por consiguiente, permitir el escape del gas plasmágeno,
desde el interior de la tobera 36 hacia el exterior, por el paso
37.
Como se ve en la figura 1, el cuerpo del soplete
B se mantiene bloqueado sobre el soporte A por una tuerca 70 que
coopera con el collarín 19 y atornillada sobre el fileteado 13 del
soporte A, permitiendo un simple desatornillamiento de la tuerca D
extraer el conjunto del cuerpo del soplete B para una sustitución
rápida de este último.
En el modo de realización de la figura 4, se
encuentra de nuevo la envuelta aislante 6 y el bloque metálico 1 del
soporte del soplete A, el cual presenta aquí una cara inferior
transversal plana 9 que forma apoyo para el fondo 21 de una jaula
portabolas 45 que forma el extremo trasero de un bloque 46 del
cuerpo del soplete B que encierra una estructura de electrodo
hueco 280 que sobresale hacia la parte trasera y en cuyo extremo
inferior o delantero está montada la tobera 36 rodeada, aquí, de
manera estanca, por un faldón 20' que define una parte de un
circuito de enfriamiento con agua, siendo introducida el agua por
un paso longitudinal 47 en el bloque 1, pasando por un paso 48,
alineado con el paso 47, al bloque 46, hasta la cofia 20', para
pasar, vía pasos transversales 49, al interior de la estructura del
electrodo 280 y salir de nuevo hacia la parte superior del bloque 1
por un paso de salida 50. La estructura del electrodo 280 se
extiende hacia la parte superior, más allá de la cara 21, en un
ánima escalonada central 51 del bloque 1 que comprende un casquillo
de contacto eléctrico 52. La estructura del electrodo 280 forma,
además, una estructura intermedia de émbolo 53 deslizante dentro
de un ánima central del bloque 46, recibiendo la cara delantera del
émbolo 53, por pasos alineados 54 en el bloque 1 y 55 en el bloque
46, un gas de cebado para separar el electrodo 280 de la tobera 36,
siendo introducido un gas de descebado por un paso que desemboca
en 56 sobre la cara trasera del émbolo 53, para llevar, al final de
la utilización y al principio de una nueva utilización, el
electrodo 280 en contacto con la tobera 36 a la que llega el gas
plasmágeno por pasos que desembocan radialmente en 57 en la tobera
36.
Como se ve en la figura 4, los pasos de fluidos,
tales como 48 y 55, del cuerpo del soplete B, comprenden
casquillos, tales como 58 y 59, que sobresalen más allá de la cara
21 y recibidos a estanqueidad en los pasos correspondientes, tales
como 54, del soporte del soplete. El casquillo 58 del circuito de
alimentación de agua de enfriamiento coopera con un vástago hueco
60 dispuesto en el paso de alimentación de agua 47 para empujar, en
utilización, una válvula de obturación 61 solicitada elásticamente
en posición de bloqueo. De manera similar, el paso de escape de
agua 50 comprende, a la salida, una válvula 62 solicitada
normalmente elásticamente hacia su posición de bloqueo y abierta,
en configuración ensamblada, por el extremo superior, hueco, de la
estructura del electrodo 280. De esta manera, desconectando el
cuerpo del soplete B, del soporte del soplete A, las válvulas 61 y
62 se cierran, evitando así los derrames de agua desde el soporte
del soplete A.
En el modo de realización representado en la
figura 4, la jaula 45 lleva al menos una bola 63 destinada a
cooperar, en posición de bloqueo, con una garganta anular 64
formada en la periferia del extremo delantero cilíndrico del bloque
1 y con un pestillo cilíndrico deslizante 65, que forma una rampa,
dispuesto dentro de una cámara del extremo delantero de la envuelta
aislante 6 y solicitado en posición de bloqueo por un resorte 66.
El cuerpo del soplete B comprende un empujador deslizante 67 que
permite que el pestillo 65 retroceda en contra del resorte 66,
durante la colocación, por simple enchufado, y la extracción del
cuerpo del soplete B.
Claims (12)
1. Soplete de plasma para corte, que
comprende:
- un soporte de soplete (A) que comprende un
bloque (1) metálico con una primera serie de pasos de fluidos (7,
8, 10, 4, 47, 50, 54) conectables a circuitos respectivos de los
citados fluidos y una primera cara de apoyo (9);
- un conjunto unitario de cuerpo de soplete (B)
que comprende un electrodo (28, 280) y una tobera (36) y que
comprende una segunda serie de pasos de fluidos (25, 27, 38, 39,
42, 48, 49, 55, 56) y una segunda cara de apoyo (21); y
- medios de montaje (D) para montar rápidamente
el conjunto unitario del cuerpo del soplete al soporte del
soplete, con las caras primera y segunda de apoyo en apoyo axial
una contra otra y con los pasos de la primera serie comunicando con
los pasos respectivos de la segunda serie,
caracterizado porque los medios de montaje
(D) son del tipo de bloqueo rápido con jaula portabolas (45, 63, 65)
y la jaula (45) lleva al menos una bola (63) destinada a cooperar,
en posición de bloqueo, con una garganta anular (64) formada en la
periferia del extremo delantero cilíndrico del bloque (1) y con un
pestillo cilíndrico deslizante (65), que forma una rampa, dispuesto
dentro de una cámara del extremo delantero de una envuelta aislante
(6) que rodea el bloque (1) y solicitado en posición de bloqueo por
un resorte (66), comprendiendo el cuerpo del soplete (B) un
empujador deslizante (67) que permite que el pestillo (65)
retroceda, en contra del resorte (66), durante la colocación,
mediante enchufado, y la extracción del cuerpo del soplete (B).
2. Soplete de plasma para corte, que
comprende:
- un soporte de soplete (A) que comprende una
primera serie de pasos de fluidos (7, 8, 10, 4, 47, 50, 54)
conectables a circuitos respectivos de los citados fluidos y una
primera cara de apoyo (9);
- un conjunto unitario de cuerpo de soplete (B)
que comprende un electrodo (28, 280) y una tobera (36) y que
comprende una segunda serie de pasos de fluidos (25, 27, 38, 39,
42, 48, 49, 55, 56) y una segunda cara de apoyo (21); y
- medios de montaje (D) para montar rápidamente
el conjunto unitario del cuerpo del soplete al soporte del
soplete, con las caras primera y segunda de apoyo en apoyo axial
una contra otra y con los pasos de la primera serie comunicando con
los pasos respectivos de la segunda serie,
comprendiendo al menos uno de los pasos de
fluido de la segunda serie una parte terminal (40, 58, 59) que
sobresale con relación a la segunda cara de apoyo (21) y destinada
a ser recibida en un alojamiento (3; 47, 54) del soporte del
soplete (A) que define una parte de un paso de la primera
serie,
comprendiendo cada una de las series primera y
segunda de pasos al menos un paso de fluido de enfriamiento (7, 38;
47, 50, 48, 55),
comprendiendo el paso de enfriamiento (47; 50)
de la primera serie de pasos al menos una válvula (61; 62)
accionable por la parte terminal en saliente (58; 280) de un paso de
la segunda serie de pasos.
3. Soplete de plasma para corte, que
comprende:
- un soporte de soplete (A) que comprende una
primera serie de pasos de fluidos (7, 8, 10, 4, 47, 50, 54)
conectables a circuitos respectivos de los citados fluidos y una
primera cara de apoyo (9);
- un conjunto unitario de cuerpo de soplete (B)
que comprende un electrodo (28, 280) y una tobera (36) y que
comprende una segunda serie de pasos de fluidos (25, 27, 38, 39,
42, 48, 49, 55, 56) y una segunda cara de apoyo (21); y
- medios de montaje (D) para montar rápidamente
el conjunto unitario del cuerpo del soplete al soporte del
soplete, con las caras primera y segunda de apoyo en apoyo axial
una contra otra y con los pasos de la primera serie comunicando con
los pasos respectivos de la segunda serie,
caracterizado porque el conjunto unitario
del cuerpo del soplete (B) comprende al menos un émbolo (24; 53)
de desplazamiento del electrodo (28, 280) con relación a la tobera
(36), comprendiendo cada una de las series primera y segunda de
pasos al menos un paso (10; 42; 54; 55, 56) de gas de accionamiento
del émbolo.
4. Soplete según la reivindicación 1 ó 3,
caracterizado porque al menos uno de los pasos de fluido de
la segunda serie comprende una parte terminal (40, 58, 59) que
sobresale con relación a la segunda cara de apoyo (21) y destinada
a ser recibida en un alojamiento (3; 47, 54) del soporte del
soplete (A) que define una parte de un paso de la primera
serie.
5. Soplete según una de las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado porque cada una de las series primera y
segunda de pasos comprenden un paso de gas plasmágeno (4; 57).
6. Soplete según una de las reivindicaciones 1 ó
3, caracterizado porque cada una de las series primera y
segunda de pasos comprenden al menos un paso de fluido de
enfriamiento (7, 38; 47, 50, 48, 55).
7. Soplete según una de las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizado porque el conjunto unitario del cuerpo del
soplete (B) comprende al menos un émbolo (24; 53) de desplazamiento
del electrodo (28, 280) con relación a la tobera (36),
comprendiendo cada una de las series primera y segunda de pasos al
menos un paso (10; 42; 54; 55, 56) de gas de accionamiento del
émbolo.
8. Soplete según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque el conjunto unitario del
cuerpo del soplete (B) comprende un primer medio de accionamiento
por fluido (26, 15) de mantenimiento desbloqueable del electrodo
(28).
9. Soplete según una de las reivindicaciones 1 a
8, caracterizado porque el conjunto unitario del cuerpo del
soplete (B) comprende un segundo medio de accionamiento por fluido
{34, 15) de mantenimiento desbloqueable de la tobera (36).
10. Soplete según la reivindicación 6,
caracterizado porque el paso de enfriamiento (47; 50) de la
primera serie de pasos comprende al menos una válvula (61; 62)
accionable por la parte terminal en saliente (58; 280) de un paso de
la segunda serie de pasos.
11. Soplete según una de las reivindicaciones 2
ó 3, caracterizado porque los medios de montaje (D)
comprenden una tuerca (70).
12. Soplete según una de las reivindicaciones 2
ó 3, caracterizado porque los medios de montaje (D) son del
tipo de bloqueo rápido con jaula portabolas (45, 63, 65).
Applications Claiming Priority (2)
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