ES2239051T3 - Soplete de arco de plasma, catodo y electrodo para soplete de arco de plasma. - Google Patents
Soplete de arco de plasma, catodo y electrodo para soplete de arco de plasma.Info
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Abstract
Un soplete de plasma que comprende: un cátodo (33) y un electrodo (37) que tienen extremos de conexión (55, 105) que están configurados para una conexión telescópica coaxial entre sí sobre un eje longitudinal central (X) del soplete; y retenes (43, 45) intercambiables sobre los extremos de conexión del cátodo (33) y del electrodo (37); caracterizado porque al menos uno de los extremos conectados (55, 105) está diseñado de tal forma que el retén (43, 45) correspondiente de los extremos de conexión (55, 105) es móvil en una dirección generalmente radial con relación al eje longitudinal central (X) del soplete entre un estado no desviado y un estado desviado, dicho al menos un retén (43) es móvil elásticamente desde dicho estado no desviado hasta dicho estado desviado, cuando dicho cátodo (33) y dicho electrodo (37) están insertados telescópicamente uno dentro del otro y es móvil desde dicho estado desviado de retorno hacia dicho estado no desviado cuando el cátodo (33) y el electrodo (37) están insertados, además, telescópicamente uno dentro del otro hasta un punto en el que los retenes (43, 45) sobre el cátodo (33) y el electrodo (37) están alineados, en general, axialmente, por lo que el al menos un retén (43) se puede acoplar con el otro retén (45) para interconectar el cátodo (33) y el electrodo (37) y para inhibir el movimiento axial del electrodo (37) fuera del cátodo (33).
Description
Soplete de arco de plasma, cátodo y electrodo
para soplete de arco de plasma.
La presente invención se refiere, en general, a
un soplete de arco de plasma y, en particular, a diseños de conexión
para interconectar un electrodo en un soplete de arco de plasma en
conexión eléctrica con el cátodo del soplete.
Por lo tanto, la presente invención define un
soplete de plasma, un cátodo de soplete de plasma y un electrodo de
soplete de plasma, respectivamente, de acuerdo con los preámbulos de
las reivindicaciones 1, 9 y 12 (ver, por ejemplo, el documento
US-A-4 914 271).
Los sopletes de plasma, conocidos también como
sopletes de arco eléctrico, se utilizan comúnmente para cortar y
soldar piezas de trabajo de metal dirigiendo un plasma que consta de
partículas de gas ionizadas hacia la pieza de trabajo. En un soplete
de plasma típico, se suministra un gas a ionizar hacia un extremo
inferior del soplete y fluye más allá de un electrodo antes de salir
a través de un orificio en la punta del soplete. El electrodo, que
es una parte consumible, tiene un potencial relativamente reducido y
funciona como un cátodo. La punta del soplete (tobera) rodea el
electrodo en el extremo inferior del soplete en relación espaciada
con el electrodo y constituye un ánodo de potencial relativamente
positivo. Cuando se aplica una tensión suficientemente alta al
electrodo, se provoca que un arco salte el intersticio entre el
electrodo y la punta del soplete, calentado de esta manera el gas y
provocando que se ionice. El gas ionizado en el intersticio es
soplado fuera del soplete y aparece como un arco que se extiende en
el exterior de la punta. A medida que la cabeza o el extremo
inferior de la antorcha se mueve hasta una posición próxima a la
pieza de trabajo, el arco salta o se transfiere desde la punta del
soplete hasta la pieza de trabajo debido a que la impedancia de la
pieza de trabajo con respecto a tierra es menor que la impedancia de
la punta de la antorcha con respecto a tierra. Durante esta
operación de "arco transferido", la pieza de trabajo
propiamente dicha sirve como el ánodo.
En un soplete de plasma convencional, un
electrodo que tiene roscas externas se acopla con un taladro roscado
internamente en un cuerpo de cátodo para asegurar el electrodo a la
cabeza del soplete. No obstante, es costoso fabricar un electrodo y
un cátodo roscados. Además, con frecuencia requiere mucho tiempo
realizar una operación de roscado sobre objetos consumibles, tales
como electrodos, particularmente debido a que debe utilizarse una
herramienta separada, tal como una llave, para instalar el electrodo
en el cátodo y para retirarlo del mismo. En otro diseño de soplete,
el electrodo es retenido en contacto eléctrico con el cátodo
utilizando una tobera y una copa de protección. Cuando la copa de
protección está apretada sobre el cuerpo del soplete, el electrodo y
la tobera son aseguradas en posición fija sobre el soplete, con el
electrodo retenido en contacto eléctrico con el cátodo. El montaje
de este tipo de soplete, tal como cuando el electrodo consumible o
la tobera tienen que ser sustituidos, es con frecuencia laborioso,
debido a que si el soplete no está colocado verticalmente durante el
montaje, el electrodo simplemente se caerá fuera o se puede
desprender fácilmente desde el soplete. Esto es particularmente
problemático cuando el operador del soplete realiza el montaje en un
lugar, tal como una escalera o andamio, desde donde la recuperación
de un electrodo caído es un inconveniente y puede dar lugar a la
pérdida del electrodo.
El documento EP 0896850 describe un soplete de
plasma, que tiene un cátodo y un electrodo con extremos de conexión
configurados para conexión telescópica axial entre sí sobre un eje
central del soplete, estando previstos medios de bola que provocan
el bloqueo del cátodo y del electrodo juntos cuando se conectan
telescópicamente totalmente juntos.
Por lo tanto, existe una necesidad de un soplete
de plasma que tiene un diseño sin rosca para conectar eléctricamente
un electrodo a un cátodo en el soplete para inhibir el movimiento
axial de un electrodo hacia fuera desde el soplete durante el
montaje del soplete.
Entre los varios objetos y características de la
presente invención está la provisión de un soplete de plasma que
tiene un diseño sin roscas para conectar eléctricamente un electrodo
a un cátodo del soplete; la provisión de un soplete de este tipo, en
el que el electrodo está interconectado con el soplete para inhibir
el movimiento axial del electrodo hacia fuera desde el soplete
durante el montaje o desmontaje del soplete; la provisión de un
soplete de este tipo, en el que el electrodo se puede sustituir
fácilmente; la provisión de un soplete de este tipo que incluye un
cátodo y un electrodo consumible de configuración única; la
provisión de un soplete de este tipo, en el que el electrodo y el
cátodo se pueden conectar y desconectar fácilmente para facilitar el
uso; y la provisión de un soporte en el que no se requieren
herramientas para interconectar el electrodo al soplete.
De acuerdo con un aspecto de la presente
invención, se proporciona un soplete de plasma de acuerdo con la
reivindicación 1.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, se proporciona un cátodo de soplete de plasma para un
soplete de plasma de acuerdo con la reivindicación 9.
De acuerdo todavía con otro aspecto de la
presente invención se proporciona un electrodo de soplete de plasma
para un soplete de plasma de acuerdo con la reivindicación 12.
En general, un cátodo de soplete de plasma de la
presente invención tiene un extremo de conexión adaptado para la
conexión eléctrica con un electrodo en el soplete y un retén que se
extiende radialmente desde el extremo de conexión para la
interconexión del electrodo y el cátodo en el soplete. El retén es
móvil en una dirección generalmente radial con relación a un eje
longitudinal central del cátodo entre un estado no desviado y un
estado desviado para permitir el movimiento telescópico relativo del
cátodo y del electrodo para interconectar el cátodo y el electrodo.
El retén impide el movimiento axial del electrodo fuera del soplete
después de la interconexión del cátodo y del electrodo.
Un electrodo de soplete de plasma de la presente
invención tiene generalmente un extremo de conexión adaptado para la
interconexión con el soplete de plasma. El extremo de conexión es
móvil elásticamente con relación a un eje longitudinal central del
electrodo entre un estado normal, no desviado y un estado desviado,
en el que el diámetro del extremo de conexión del electrodo se
cambia substancialmente desde su estado normal desviado. El
movimiento radial permite la inserción y la interconexión con el
soplete.
En otra forma de realización, un electrodo de
soplete de plasma tiene generalmente un extremo de conexión y un
retén sobre el extremo de conexión que se extiende, en general,
radialmente desde allí para la interconexión con un cátodo del
soplete de plasma para inhibir el movimiento axial del electrodo
fuera del soplete.
Otros objetos y características parcialmente
serán evidentes y parcialmente se describirán a continuación.
Para que se entienda bien la invención, se
describirán a continuación algunas formas de realización de la
misma, dadas a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos
que se acompañan, en los que:
La figura 1 es una sección vertical de un soplete
de plasma de la presente invención con un electrodo mostrado
completo.
La figura 2 es una sección vertical despiezada
ordenada de la cabeza de soplete de plasma de la figura 1.
La figura 3 es una vista en perspectiva
despiezada ordenada de la cabeza del soplete de plasma de la figura
1.
La figura 4 es una sección tomada en el plano de
la línea 4-4 de la figura 1.
La figura 5 es una sección vertical expandida de
una porción de la cabeza del soplete de la figura 1, que muestra
extremos de conexión respectivos de electrodo y un cátodo.
La figura 6 es una sección vertical de una cabeza
de soplete de plasma de una segunda forma de realización de la
presente invención.
La figura 7 es una sección vertical despiezada de
la cabeza de soplete de plasma de la figura 6.
La figura 8 es una vista en perspectiva
despiezada ordenada de la cabeza de soplete de plasma de la figura
6; y
La figura 9 es una sección vertical expandida de
una porción de la cabeza de soplete de la figura 6, que muestra
extremos de conexión respectivos del electrodo y un cátodo.
Los caracteres de referencia correspondientes
indican partes correspondientes a través de varias vistas de los
dibujos.
Con referencia a los varios dibujos y, en
particular, a la figura 1, una cabeza de soplete de un soplete de
plasma de la presente invención se indica, en general, con 31. La
cabeza de soplete 31 incluye un cátodo, indicado generalmente con
33, asegurado en un cuerpo de soplete 35 del soplete en un extremo
superior de la cabeza de soplete, y un electrodo, indicado
generalmente con 37, conectado eléctricamente al cátodo. Un aislador
central 39 construido de un material adecuado de aislamiento
eléctrico, tal como un material de poliamida o poliimida, rodea una
porción substancial tanto del cátodo 33 como también del electrodo
37 parta aislar eléctricamente el cátodo y el electrodo con respecto
a un ánodo generalmente tubular que rodea una porción del
aislador.
De acuerdo con la presente invención, el cátodo
33 y el electrodo 37 están configurados para una conexión
telescópica coaxial entre sí sobre un eje longitudinal central X del
soplete. Para establecer esta conexión, el cátodo 33 y el electrodo
37 están formados con retenes opuestos designados generalmente con
43 y 45, respectivamente. Como se describirá a continuación, estos
retenes 43, 45 se pueden interconectar entre sí cuando el electrodo
37 está conectado al cátodo 33 para inhibir el movimiento axial de
la serie de electrodos desde el cátodo.
El cátodo 33, de construcción de acuerdo con la
presente invención, es generalmente tubular y comprende una cabeza
51, un cuerpo 53 y un extremo de conexión inferior 55 adaptado para
interconexión coaxial con el electrodo 37 alrededor del eje
longitudinal X del soplete. Un taladro central 57 se extiende
longitudinalmente a través de substancialmente la longitud del
cátodo 33 para dirigir un gas de trabajo a través del cátodo. Un
orificio 59 en la cabeza del cátodo 51 está en comunicación de
fluido con una fuente de gas de trabajo (no se muestra) para recibir
gas de trabajo en la cabeza del soplete 31. La parte inferior del
cátodo 33 está abierta a los gases de escape que proceden del
cátodo. El cátodo 33 de la forma de realización ilustrada está
construida de latón, donde la cabeza 51, el cuerpo 53 y el extremo
de conexión inferior 55 del cátodo son con preferencia de una
construcción unitaria. No obstante, se entiende que la cabeza 51 se
puede formar separada del cuerpo 53 y posteriormente se fija o se
monta de otra manera sobre el cuerpo del cátodo sin separarse del
alcance de esta inven-
ción.
ción.
Con referencia a las figuras 1 y 3, el extremo de
conexión 55 del cátodo 33 comprende un conjunto de lengüetas 61, que
se extienden longitudinalmente, que están definidas por ranuras
verticales 63 en el cátodo que se extienden hacia arriba desde la
parte inferior del cátodo. Las lengüetas 61 tienen extremos
superiores 65 conectados integralmente al cuerpo 53 del cátodo 33 y
extremos inferiores libres 67, que están desviados radialmente hacia
fuera, de manera que cada lengüeta tiene un saliente radial superior
69 y un saliente radial inferior 71. Las lengüetas 61 son
suficientemente elásticas para permitir un movimiento generalmente
radial de las lengüetas entre un estado normal no desviado (figuras
2 y 5) y un estado desviado (figura 1), en el que las lengüetas son
desviadas hacia fuera una con respecto a la otra y desde el eje
longitudinal central X del soplete para incrementar el diámetro
interior del extremo de conexión del cátodo 55 para permitir que el
electrodo 37 sea insertado en el cátodo, como se describirá. El
movimiento radial hacia fuera de las lengüetas 61 es permitir por un
intersticio anular 73 formado entre el extremo de conexión 61 del
cátodo 33 y el aislador central
39.
39.
En la forma de realización preferida, el retén 43
sobre el cátodo 33 comprende una caperuza 75 de material de
aislamiento eléctrico montada sobre el extremo inferior 67 de cada
lengüeta 61. Por lo tanto, se verá que el retén 43 está sobre el
extremo de conexión 61 del cátodo 33 para combinar el movimiento
radial con las lengüetas entre un estado no desviado y un estado
desviado. Como se ilustra mejor en la figura 5, la caperuza 75 está
configurada generalmente en forma de J en la sección vertical,
comprendiendo una pared exterior 77, una pared interior 79 y una
pared de fondo 81 que definen un receso 83 para recibir el extremo
inferior desviado 67 de la lengüeta 61. La pared exterior 77 de la
caperuza 75 y el extremo inferior 67 de la lengüeta 61 tienen una
conexión de lengüeta y ranura para retener con seguridad la caperuza
sobre la lengüeta. De una manera significativa, el espesor de la
pared interior 79 debajo del saliente radial inferior 71 de la
lengüeta 61 es mayor que la anchura del saliente radial inferior de
la lengüeta, de manera que una porción de la pared interior se
proyecta radialmente hacia dentro más allá del saliente inferior
para definir una superficie de retén 85 generalmente radial del
retén del cátodo 43. Un manguito 87 de material de aislamiento
eléctrico está dispuesto sobre el interior del cátodo 33 en un lugar
espaciado por encima de las superficies de retén radiales 85,
dejando una porción de la pared interior del cátodo de metal
expuesta para funcionar como una superficie de contacto eléctrico 89
para el electrodo 37. Un borde interior 91 de la parte inferior del
cátodo 33, por ejemplo de las caperuzas extremas de aislamiento 75,
está configurado cónicamente hacia fuera para proporcionar una
superficie de leva que se puede acoplar por el electrodo 37 después
de la inserción del electrodo en el cátodo para iniciar e
desplazamiento hacia fuera de las lengüetas 61 hasta su estado
desviado. La cantidad de la fuerza de inserción requerida para
desviar las lengüetas 61 puede variar, pero se ha encontrado que son
adecuadas aproximadamente 5 libras de fuerza dirigida
axialmente.
El diámetro interior D1 (figura 5) del cátodo 37
en la superficie de contacto 89 tiene aproximadamente 5,3 mm (0,208
pulgadas); el diámetro interior D2 del cátodo en las caperuzas del
extremo de aislamiento 75 tiene aproximadamente 4,8 mm (0,188
pulgadas) y cada superficie de retén radia 85 se proyecta con
preferencia radialmente hacia dentro desde la superficie de contacto
aproximadamente 0,25 (0,01 pulgadas). No obstante, se entenderá que
estas dimensiones pueden variar. Además, en la forma de realización
preferida, el extremo de conexión 55 del cátodo 33 comprende cuatro
lengüetas elásticas 61, pero este número puede variar desde una
lengüeta hasta muchas lengüetas sin apartarse del alcance de esta
invención. Además, las superficies de retención radiales 85 pueden
estar formadas de maneras distintas que por caperuzas 75. Por
ejemplo, las caperuzas 75 se pueden eliminar totalmente y las
superficies de retención 85 se pueden formar a través de muescas o
recesos radiales maquinados (no mostrados) en las lengüetas 61 o se
pueden formar de otra manera a través de la formación de superficies
que se proyectan radialmente hacia dentro (no se muestran) sobre las
lengüetas.
Con referencia de nuevo a las figuras 1 a 3, el
electrodo 37 es generalmente cilíndrico y tiene un extremo inferior
sólido 101, un extremo de conexión superior 1055 adaptado para
conexión telescópica coaxial con el extremo de conexión inferior 55
del cátodo 33 alrededor del eje longitudinal X, y un collar de
distribución de gas 103 intermedio entre los extremos superior e
inferior del electrodo. El electrodo 37 de la forma de realización
ilustrada está construida de cobre, con un inserto 107 de material
de emisión (por ejemplo, hafnio) asegurado en un receso 109 en la
parte inferior del electrodo de una manera convencional. El collar
de distribución de gas 103 se extiende radialmente hacia fuera con
respecto a los extremos superior e inferior 105, 101 del electrodo
37, que define un saliente 111 entre el collar de distribución de
gas y el extremo de conexión superior del electrodo. Un taladro
central 113 del electrodo 37 se extiende longitudinalmente con el
extremo de conexión superior 105 generalmente desde la parte
superior del electrodo hacia abajo en alineación radial con el
collar de distribución de gas 103. Se entiende que el collar 103
puede ser distinto a un collar de distribución de gas, tal como un
sólido, por lo que el gas es distribuido de otra manera, sin
apartarse del alcance de esta invención.
El aislador central 39 incluye un asiento anular
115 que se extiende radialmente hacia dentro para definir un
diámetro interior del aislador central que es substancialmente menor
que el diámetro exterior del collar de distribución de gas 103, de
tal manera que el saliente 111 formado por el collar de distribución
de gas se acopla con el asiento anular 115 para limitar la inserción
del electrodo 37 en el cátodo 33 y la posición axial del electrodo
en la cabeza del soplete 31. La parte superior del electrodo 37 está
abierta para proporcionar comunicación de fluido entre el taladro
central del cátodo 57 y el taladro central del electrodo 113 después
de la interconexión coaxial del electrodo y el cátodo 33. Las
aberturas 117 se extienden radialmente dentro del collar de
distribución de gas 103 y se comunican con el taladro central 113 en
el extremo de conexión del electrodo 105 para dejar escapar el gas
de trabajo desde el electrodo 37.
Con referencia a la figura 5, el diámetro
exterior del extremo de conexión del electrodo 105 es de forma
predominante de un diámetro menor que el diámetro interior D2 del
extremo de conexión 55 del cátodo 33 en las caperuzas del extremo de
aislamiento 75 (por ejemplo, en el retén del cátodo 43). No
obstante, el retén 45 sobre el electrodo 37 comprende una proyección
anular 119 que se proyecta, en general, radialmente hacia fuera
desde el extremo de conexión 105 del electrodo, de tal manera que el
diámetro exterior del extremo de conexión del electrodo en el retén
es substancialmente mayor que el diámetro de la superficie interior
del cátodo, que incluye los diámetros interiores de los cátodos D2
en el retén del cátodo 43 y D1 en la superficie de contacto 89 por
encima del retén del cátodo. Por ejemplo, el extremo de conexión del
electrodo 105 de la forma de realización ilustrada tiene
preferentemente un diámetro exterior de aproximadamente 4,6 mm
(0,182 pulgadas) y el diámetro exterior del extremo de conexión del
electrodo en el retén del electrodo 45 tiene con preferencia
aproximadamente 5,8 mm (0,228 pulgadas).
La proyección anular 119, que constituye el retén
del electrodo 45 está redondeada preferentemente para proporcionar
una superficie de leva superior 121 que se puede acoplar con el
borde interior cónico 91 de la parte inferior del cátodo 33 para
facilitar la inserción del extremo de conexión de electrodo 105 en
el extremo de conexión del cátodo 55. La proyección redondeada 119
incluye también una superficie de retén radial inferior 123 que se
puede acoplar con las superficies de retén radiales 85 del retén del
cátodo 43 para inhibir el movimiento axial del extremo de conexión
del electrodo 105 fuera del extremo de conexión del cátodo 55. Se
contempla que el retén del electrodo 45 pueda ser de forma distinta
a anular, tal como segmentada, y pueda ser de forma distinta a
redondeada, tal como cuadrada o con pestañas, y permanecen dentro
del alcance de esta invención con tal que el retén tenga una
superficie de retén radial que se puede acoplar con las superficies
de retén radiales 85 del retén del cátodo 43. Se contempla también
que el retén pueda estar formado separado del electrodo y que se
pueda fijar o conectar de otra manera al electrodo y puede ser,
además, elástico, y permanecen dentro del alcance de esta invención.
La posición axial del retén 45 sobre el extremo de conexión 105 del
electrodo 37 se puede variar también y permanecer dentro del alcance
de esta invención, con tal que la longitud del extremo de conexión
del electrodo 105 sea suficiente para que cuando el saliente 111 del
collar de distribución de gas 103 se acople con el asiento anular
115 del aislador central 39, el retén del electrodo esté dispuesto
en el cátodo 33 por encima del retén del cátodo 43 en acoplamiento
eléctrico con la superficie de contacto 89 del cátodo.
Como se muestra en las figuras 1 a 3, una tira de
metal 131, referida en común también como una tobera, está dispuesta
en el cabezal de soplete 31 que rodea una porción inferior del
electrodo 37 en relación espaciada con ella para definir un
intersticio que forma un paso de gas 133 entre la punta y el
electrodo. El paso de gas 133 se define adicionalmente por un
distribuidor de gas tubular 135 que se extiende longitudinalmente
entre la punta 131 y el collar de distribución de gas 103 del
electrodo 37 alrededor del extremo inferior del electrodo en
relación espaciada radialmente con él. El distribuidor de gas 135
regula el flujo del gas de trabajo a través del paso de gas 133. La
punta 131, el electrodo 37 y el distribuidor de gas 135 están
asegurados en posición fijada axialmente durante el funcionamiento
del soplete por medio de una copa de protección 137 que comprende
una carcasa exterior 139 del material de aislamiento térmico, tal
como fibra de vidrio, y un inserto de protección de metal 141
asegurado a la superficie interior de la carcasa. La carcasa
exterior 139 tiene roscas internas (no se muestran) para un
acoplamiento roscado con roscas externas correspondientes no se
muestran) sobre el cuerpo del soplete 35.
El extremo inferior del aislador central 39 está
espaciado radialmente desde el distribuidor de gas 135 y el collar
de distribución de gas del electrodo 103 para dirigir el gas que
fluye desde las aberturas 117 en el collar hasta la cámara 143
definida por el aislador central, el distribuidor de gas, la punta
131 y el inserto de la copa de protección 141. El distribuidor de
gas 135 tiene al menos una abertura (no mostrado) en comunicación de
fluido tanto con el paso de gas 133 como también con la cámara 143
para permitir que una parte del gas en la cámara fluya al interior
del paso de gas y fuera del soplete a través de un orificio de
salida 145 en la punta para uso en la formación del arco de plasma.
El gas remanente en la cámara fluye a través de una abertura 147 en
el inserto de la copa de protección 141 en un paso secundario 149
formado entre la carcasa exterior 139 de la copa de protección y el
inserto metálico para la salida desde el soplete a través de una
abertura de escape 151 en la caperuza de protección. La copa de
protección 137, la punta 131, el distribuidor de gas 135 y el
electrodo 37 se refieren comúnmente como partes consumibles del
soplete, debido a que la vida útil de estas partes es típicamente
substancialmente menor que la del soplete propiamente dicho y, como
tales, requieren substitución periódica. El funcionamiento del
soplete de arco de plasma de la presente invención para realizar las
operaciones de corte y soldadura es bien conocido y no se describirá
adicionalmente aquí en detalle.
Para montar el soplete de plasma de la presente
invención, tal como cuando el electrodo consumible 37 requiere
substitución, el electrodo de la presente invención es insertado,
después de conectar en primer lugar el extremo de conexión 105, en
la cabeza del soplete 31 a través del aislador central 39. A medida
que el extremo de conexión del electrodo 105 es empujado hacia
arriba más allá del asiento anular 115 del aislador central, la
superficie de leva 121 del retén 45 sobre el electrodo se acopla con
los extremos interiores cónicos 91 de las caperuzas extremas de
aislamiento 75 sobre los extremos inferiores 67 de las lengüetas 61.
La superficie de leva 121 del retén del electrodo 45 empuja las
lengüetas el cátodo 61 hacia fuera para mover el retén del cátodo 43
radialmente hacia fuera hasta su estado desviado contra la
desviación hacia dentro de las lengüetas, incrementando de esta
manera el diámetro interior D2 del extremo de conexión del cátodo 55
en el retén del cátodo para permitir el movimiento telescópico
adicional del extremo de conexión del electrodo 105 dentro del
cátodo hasta una posición en la que la superficie del retén radial
123 del retén del electrodo 45 está por encima de las superficies de
retén radiales 85 del retén del
cátodo 43.
cátodo 43.
Una vez que el retén del electrodo 45 está
empujado hacia arriba más allá del retén del retén del cátodo 43, el
retén del electrodo entre en alineación radial con la superficie de
contacto 89 del extremo de conexión del cátodo 55 por encima de las
superficies de retén 85, donde el diámetro interior D1 del extremo
de conexión del cátodo es mayor que el diámetro interior D2 en el
retén del cátodo. Las lengüetas del cátodo 61, que están en su
estado desviado, crean fuerzas de desviación hacia dentro que
impulsan las lengüetas para que cedan o se encajen elásticamente
hacia dentro para mover el retén del cátodo 43 hacia su estado no
desviado. La superficie de contacto del metal 89 del extremo de
conexión del cátodo 55 es impulsada contra el retén del electrodo 45
para conectar eléctricamente el cátodo 33 y el electrodo 37. El
movimiento hacia dentro del retén del cátodo 43 alinea, en general,
axialmente (por ejemplo, generalmente en relación de solape o en
relación de recubrimiento) la superficie de retén 123 del extremo de
conexión del electrodo 105 con las superficies de retén 85 del
extremo de conexión del cátodo 55. En otras palabras, la superficie
de retén radial del electrodo 123 está alineada con las superficies
de retén radiales del cátodo 85, de manera que en el caso de que el
electrodo 37 comience a deslizarse axialmente hacia fuera desde el
cátodo 33 durante el montaje o desmontaje, la superficie de retén
radial del electrodo 123 se acopla con las superficies de retén
radiales 85 para impedir que el electrodo caiga fuera de la cabeza
del soplete 31. Puesto que el diámetro exterior D2 del extremo de
conexión del electrodo 105 en el retén del electrodo 43 es mayor que
el diámetro interior del extremo de conexión del cátodo 55 en la
superficie de contacto 89, las lengüetas del cátodo 61 permanecen en
un estado desviado después de la interconexión del electrodo 37 y
del cátodo 33 para mantener las fuerzas de desviación impulsando las
lengüetas hacia dentro contra el retén del electrodo 45 para
favorecer un buen contacto eléctrico entre el cátodo y el
electrodo.
Para completar el montaje, se coloca el
distribuidor de gas 135 sobre el electrodo 37, se coloca la punta
131 sobre el electrodo para que se asiente sobre el distribuidor de
gas, y se coloca la copa de protección 137 sobre la punta y el
distribuidor de gas y se aseguran de forma roscada al cuerpo del
soplete 35 para fijar axialmente los componentes consumibles en la
cabeza del soplete 31. Después de asegurar la copa de protección 137
al cuerpo del soplete 35, el saliente 111 del collar de distribución
de gas 103 del electrodo 37 se acopla con el asiento anular 115 del
aislador central 39 para colocar axialmente en la posición correcta
el electrodo en la cabeza del soplete.
Para desmontar el soplete, se retira la copa de
protección 137 fuera del cuerpo del soplete 35 y se deslizan la
punta 131 y el distribuidor de gas 135 fuera del soplete. El
electrodo 37 se desconecta del cátodo 37 tirando axialmente hacia
fuera sobre el extremo inferior 101 del electrodo. La superficie de
retén del electrodo 123 se acopla con las superficies de retén 85
del retén del cátodo 43 y con una fuerza de tracción axial
suficiente, la superficie de retén del electrodo impulsa las
lengüetas del cátodo 61 hacia fuera para mover el retén del cátodo
43 adicionalmente hacia su estado desviado para permitir la retirada
del extremo de conexión del electrodo 105 fuera del extremo de
conexión 55 del cátodo 33. La superficie de retén redondeada 123 de
la proyección anular 119 facilita el movimiento hacia fuera de las
lengüetas 61 después del acoplamiento con las superficies de retén
85 del retén del cátodo 43.
Como se ilustra en las figuras 1 a 5 y se ha
descrito anteriormente, el soplete de plasma de la presente
invención incorpora un cátodo de interconexión 33 y un electrodo 37,
en el que el electrodo está insertado en el cátodo. De una manera
alternativa, en su lugar, el electrodo 37 puede estar dimensionado y
configurado para rodear el cátodo 33, donde el retén del electrodo
45 se extiende radialmente hacia dentro desde el extremo de conexión
del electrodo 105 y el retén del cátodo 43 se proyecta radialmente
hacia fuera desde el extremo de conexión del cátodo 55, de tal
manera que las lengüetas del cátodo 61 son desviadas hacia dentro
después del movimiento telescópico relativo del cátodo y del
electrodo.
Las figuras 6 a 9 ilustran una segunda forma de
realización de un soplete de plasma de la presente invención, en la
que un electrodo 237 (en oposición al cátodo 33 de la primera forma
de realización) tiene un extremo de conexión 306 que comprende
lengüetas 361 elásticas que se extienden longitudinalmente. Como con
la primera forma de realización descrita anteriormente, el soplete
de esta segunda forma de realización incluye un cátodo, indicado
generalmente en 233, el electrodo 237, un aislador central 239, un
distribuidor de gas 335, una punta 331 y una copa de protección 337.
El electrodo 237 está configurado para inserción telescópica coaxial
dentro del cátodo 233 sobre un eje longitudinal X del soplete para
conexión eléctrica con el cátodo.
En esta segunda forma de realización, el aislador
central 239 y el electrodo 237 se forman con retenes opuestos
radialmente, designados en general con 243 y 245, respectivamente.
Estos retenes 243, 245 son intercambiables entre sí cuando el
electrodo 237 está insertado en la cabeza del soplete 231 para
inhibir el movimiento axial del electrodo con relación al aislador
central hacia fuera del soplete.
Como se muestra en la figura 6, el cátodo 233 es
substancialmente similar al cátodo 33 de la primera forma de
realización, que comprende una cabeza 251, un cuerpo 253 y un
extremo de conexión inferior 255. Un taladro central 257 se extiende
en la dirección longitudinal substancialmente sobre toda la longitud
del cátodo 233 para dirigir un gas de trabajo a través del cátodo.
El extremo de conexión 255 del cátodo 233 es generalmente de
construcción rígida y está formado de latón, libre de manguito de
aislamiento eléctrico 87 y tapas extremas 75 descritas anteriormente
en conexión con le primer forma de realización. El diámetro de la
superficie interior del extremo de conexión del cátodo 255 está
desviado hacia fuera para definir un saliente 256 (figura 9) para el
asiento de un tapón 351 en el extremo de conexión. El tapón 351 es
generalmente cilíndrico y tiene una cabeza 353 que está dimensionada
para el asiento en el extremo de conexión 255 del cátodo 233 contra
el saliente 256 en acoplamiento de fricción con la superficie
interior del extremo de conexión del cátodo para asegurar el tapón
en el cátodo. Un cuerpo 355 del tapón 351 se extiende hacia abajo
desde la cabeza y tiene un diámetro substancialmente menor que la
cabeza, de manera que la superficie exterior del cuerpo está
espaciada radialmente hacia dentro desde el extremo de conexión del
cátodo 255. La superficie interior del extremo de conexión 255 se
desvía adicionalmente hacia fuera debajo del saliente 256 y la
cabeza 353 del tapón 351 y define una superficie de contacto 289 del
extremo de conexión del cátodo para el contacto eléctrico con el
electrodo. El espaciamiento radial entre la superficie de contacto
289 y el cuerpo de tapón 351 define un intersticio o receso anular
357 dimensionado para recibir el extremo de conexión del electrodo
305 en el interior en contacto eléctrico con la superficie de
contacto 289 del extremo de conexión del cátodo 255. Un extremo
inferior 359 del cuerpo del tapón 351 se estrecha cónicamente hacia
dentro para definir una superficie de leva para impulsar el extremo
de conexión del electrodo 255 para asiento en el receso 357 en
contacto eléctrico con la superficie de contacto
289.
289.
El electrodo 237 de esta segunda forma de
realización es generalmente cilíndrico y tiene un extremo inferior
sólido 301, un extremo de conexión superior 305 adaptado para
inserción telescópica coaxial en el extremo de conexión del cátodo
255 y en interconexión con el aislador central 239 alrededor del eje
longitudinal X, y un collar 33 intermedio entre los extremos
superior e inferior del electrodo. El electrodo 237 de la forma de
realización ilustrada está construido de cobre, con un inserto (no
se muestra, pero es similar al inserto 107 de la primera forma de
realización) de material de emisión (por ejemplo, hafnio) que está
asegurado en un receso (no se muestra, pero es similar al receso 109
de la primera forma de realización) en la parte inferior del
electrodo de una manera convencional. El collar 303 se extiende
radialmente hacia fuera con relación a los extremos superior e
inferior 305, 301 del electrodo 237, definiendo de esta manera un
saliente 311 entre el collar y el extremo de conexión superior del
electrodo. Un taladro central 313 se extiende longitudinalmente
dentro del extremo de conexión superior 305 del electrodo 237
generalmente desde la parte superior del electrodo hacia abajo en
alineación radial con el collar 303 del electrodo. La parte superior
del electrodo 237 está abierta para proporcionar una comunicación de
fluido entre el taladro central del cátodo 257 y el taladro central
del electrodo 313, después de la inserción del electrodo 237 en el
cátodo 233.
Con referencia ahora a las figuras 6 y 7, el
extremo de conexión superior 305 del electrodo 237 comprende un
conjunto de lengüetas elásticas 361 que se extienden
longitudinalmente que están definidas por ranuras verticales 363 en
el extremo de conexión del electrodo, que se extienden generalmente
a lo largo de la longitud del taladro central 313 del electrodo.
Estas ranuras verticales 363 dejan escapar también gas de trabajo
desde el extremo de conexión del electrodo 305 de una manera
substancialmente similar a las aberturas 117 del collar de
distribución de gas 103 de la primera forma de realización descrita
anteriormente. Las lengüetas 361 tienen extremos inferiores 365, que
están conectados integralmente cl collar 303 del electrodo 237, y
extremos superiores libres 367. Las lengüetas 361 son
suficientemente elásticas para permitir un movimiento generalmente
radial de las lengüetas entre un estado normal, no desviado y un
estado desviado, en el que las lengüetas son desviadas hacia dentro
unas hacia las otras y hacia el eje longitudinal central X del
soplete para reducir el diámetro del extremo de conexión del
electrodo 305 para permitir la inserción del extremo de conexión del
electrodo dentro del extremo de conexión del cátodo 255, como se
describirá.
En la forma de realización preferida, el retén
del electrodo 245 comprende una proyección radial 369 que está
formada integralmente con cada lengüeta 361 y que se extiende
radialmente hacia fuera desde el extremo superior libre 367 de cada
lengüeta. Por lo tanto, se verá que el retén 245 está chocado sobre
el extremo de conexión 305 del electrodo 237 para movimiento radial
conjunto con las lengüetas 361 entre un estado no desviado y un
estado desviado. Cada proyección 369 es substancialmente cuadrada o
rectangular en la sección transversal (figura 9) para definir una
superficie superior 371, una superficie de retén radial inferior 373
y una superficie de contacto exterior 375 para conexión eléctrica
con la superficie de contacto 289 del extremo de conexión del cátodo
255. No obstante, se entiende que la forma del retén 245 puede
variar sin apartarse del alcance de esta invención, con tal que el
retén tenga una superficie de retén radial inferior 373 que se
extiende, en general, radialmente hacia fuera desde el extremo de
conexión 305 del electrodo 237 y el electrodo es capaz de conexión
eléctrica con el cátodo 239. Además, en la forma de realización
preferida, el extremo de conexión 305 del electrodo 237 comprende
cuatro lengüetas elásticas 361, pero este número puede variar desde
una lengüeta hasta muchas lengüetas sin apartarse del alcance de
esta invención.
El aislador central 239 de esta segunda forma de
realización incluye un asiento anular 316 que se extiende
radialmente hacia dentro hasta un diámetro substancialmente menor
que el diámetro exterior del collar del electrodo 303, de tal manera
que el saliente 311 formado por el collar se acopla con el asiento
anular para limitar la inserción del electrodo 237 en el cátodo 233
y para colocar axialmente el electrodo en la cabeza del soplete 231.
El retén 243 sobre el aislador central 239 está formado por una
proyección anular 281, que se extiende radialmente hacia dentro que
está localizada entre la parte inferior del cátodo 239 y el asiento
anular 315 del aislador central. Como se muestra en la forma de
realización ilustrada, el retén 243 está colocado con preferencia
adyacente a la parte inferior del cátodo 233. En el extremo inferior
de la proyección 381, el diámetro interior del aislador central se
estrecha cónicamente hacia dentro para definir una superficie de
leva 383 para inicial la deflexión hacia dentro de las lengüetas del
electrodo 361 hasta su estado desviado después de la inserción del
electrodo a través del aislador central 239. El diámetro interior
del aislador central 239 se estrecha cónicamente de nuevo hacia
fuera en el extremo superior del retén 243 para definir una
superficie de retén radial 385 del aislador central en relación, en
general, radial y axialmente opuesta, con la superficie de retén del
electrodo 373. La superficie de retén 385 estrechada cónicamente del
retén del aislador central 243 proporciona también una superficie de
levas para desviar las lengüetas del electrodo 361 hacia dentro para
facilitar la extracción del electrodo 237 fuera del cátodo 233
después del desmontaje del soplete. La superficie de retén 385 del
aislador central 239 se estrecha cónicamente de una manera preferida
hacia fuera hasta un diámetro igual o ligeramente menor que el
diámetro interior de la superficie de contacto 289 del extremo de
conexión del cátodo 255 para guiar la inserción del extremo de
conexión del electrodo 305 en el extremo de conexión del cátodo
cuando se instala el electrodo 237 en el soplete.
Como se ve mejor en la figura 9, el retén del
electrodo 245 está dimensionado diametralmente mayor que el diámetro
interior de la superficie de contacto 289 del extremo de conexión
del cátodo 255, de manera que después de la inserción del electrodo
237 a través del aislador central 239 y dentro del extremo de
conexión del cátodo, las lengüetas 261 y el retén del electrodo
permanecerán e un estado desviado hacia dentro. Las lengüetas 361
desviadas hacia dentro crean una fuerza de desviación que impulsa
las lengüetas hacia fuera, impulsando de esta manera el retén del
electrodo 245 para moverlo radialmente hacia fuera en acoplamiento
eléctrico con la superficie de contacto 289 del extremo de conexión
del cátodo 255 para conectar eléctricamente el electrodo 237 y el
cátodo 233.
Para montar el soplete de plasma de la segunda
forma de realización, el electrodo 237 es insertado, en primer lugar
el extremo de conexión superior 305, en la cabeza del soplete a
través del aislador central 239. A medida que el extremo de conexión
del electrodo 305 es impulsado más allá del asiento anular 315 del
aislador central 239, las superficies superiores 371 de las
proyecciones radiales 369 sobre las lengüetas 361 del electrodo 237
se acoplan con la superficie de levas inferior 383 estrecha
cónicamente del retén del aislador central 243. La superficie de
levas 383 impulsa las lengüetas del electrodo 361 hacia dentro
contra la desviación hacia fuera de las lengüetas para mover
radialmente el retén del electrodo 245 hacia dentro hasta su
posición desviada, reduciendo de esta manera el diámetro exterior
del extremo de conexión del electrodo 305 en el retén del electrodo
para permitir la inserción adicional del extremo de conexión del
electrodo a través del aislador central 239 y dentro del extremo de
conexión del cátodo 255 hasta una posición, en la que las
superficies de retén radiales 373 del retén del electrodo 245 están
por encima de la superficie de retén radial 385 del retén del
aislador central 243.
Una vez que el retén del electrodo 245 está
impulsado hacia arriba más allá del retén del aislador central 243 y
dentro del extremo de conexión del cátodo 255, el retén del
electrodo 243 entra en alineación radial con la superficie de
contacto 289 del extremo de conexión del cátodo 55, donde el
diámetro interior del extremo de conexión del cátodo es mayor que el
diámetro interior en el retén del aislador central. Las lengüetas el
electrodo 361, que están en su estado desviado, crean fuerzas de
desviación hacia fuera que impulsan las lengüetas hacia fuera para
mover el retén del electrodo 243 hacia su estado no desviado. Las
superficies de contacto externas 375 de las proyecciones de
lengüetas radiales 369 están impulsadas hacia fuera contra la
superficie de contacto 289 del extremo de conexión del cátodo 289
para conectar eléctricamente el cátodo 233 y el electrodo 237. El
movimiento hacia fuera del retén del electrodo 243 alinea, en
general, axialmente (por ejemplo, en relación de solape o en
relación de recubrimiento) la superficie de retén 373 del extremo de
conexión del electrodo 305 con las superficies de retén 385 del
aislador central 289. En otras palabras, las superficies de retén
radial del electrodo 3733 están alineadas con las superficies de
retén del aislador central 385, de manera que en el caso de que el
electrodo 237 comience a deslizarse axialmente hacia fuera desde la
cabeza del soplete 231 durante el montaje o desmontaje, las
superficies de retén radial del electrodo 373 se acoplan con la
superficie de retén radial 385 del aislador central 239 para impedir
que el electrodo caiga fuera de la cabeza del soplete 31.
Puesto que el diámetro exterior del extremo de
conexión del electrodo 305 en el retén 243 es mayor que el diámetro
interior del extremo de conexión del cátodo 255 en la superficie de
contacto 289, las lengüetas del cátodo 361 permanecen en un estado
desviado hacia dentro después de la inserción del electrodo 237 en
el cátodo 233 para mantener las fuerzas de desviación impulsando el
retén del electrodo 245 hacia fuera contra la superficie de contacto
del electrodo para favorecer un buen contacto eléctrico entre el
cátodo 233 y el electrodo. Cuando está presente una deformación
ligera permanente hacia dentro de una lengüeta del electrodo 361, la
desviación hacia fuera de la lengüeta puede no ser suficiente para
impulsar el retén del electrodo 245 en contacto eléctrico con la
superficie de contacto del cátodo 289. en ese caso, la superficie
superior 371 de la proyección radial sobre la lengüeta deformada 361
se acoplará con la superficie inferior cónica 359 del cuerpo del
tapón 355 después de la inserción del extremo de conexión del
electrodo 305 en el extremo de conexión del cátodo 255. El extremo
inferior cónico 359 proporciona una superficie de leva que impulsa
la lengüeta del electrodo 361 hacia fuera, moviendo de esta manera
el retén del electrodo radialmente hacia fuera para asiento en el
receso 357 entre el cuerpo de tapón 355 y la superficie de contacto
289 con las proyecciones de lengüetas 369 en acoplamiento eléctrico
con la superficie de
contacto.
contacto.
Para completar el montaje, se coloca el
distribuidor de gas 235 sobre el electrodo 237, se coloca la punta
231 sobre el electrodo para que se asiente sobre el distribuidor de
gas, y se coloca la copa de protección 237 sobre la punta y el
distribuidor de gas y se aseguran de forma roscada al cuerpo del
soplete 235 para fijar axialmente los componentes consumibles en la
cabeza del soplete 231. Después de asegurar la copa de protección
237 al cuerpo del soplete 235, el saliente 311 del collar 303 del
electrodo 237 se acopla con el asiento anular 315 del aislador
central 239 para colocar axialmente en la posición correcta el
electrodo en la cabeza del soplete.
Para desmontar el soplete, se retira la copa de
protección 237 fuera del cuerpo del soplete 235 y se deslizan la
punta 231 y el distribuidor de gas 235 fuera del soplete. El
electrodo 237 se retira del soplete tirando axialmente hacia fuera
sobre el extremo inferior 301 del electrodo. Las superficies de
retén del electrodo 373 se acoplan con la superficie de retén cómica
385 del retén del aislador central 243 y con una fuerza de tracción
axial suficiente, la superficie de retén cónica impulsa las
lengüetas del electrodo 361 adicionalmente hacia dentro para mover
el retén del electrodo 245 adicionalmente hacia su estado desviado
para permitir la retirada del extremo de conexión del electrodo 305
fuera del aislador central
239.
239.
Como se ilustra en esta segunda forma de
realización, el soplete de plasma de la presente invención incorpora
un electrodo 237 y un aislador central 239 que tiene retenes 245,
243 intercambiable para impedir del movimiento axial del electrodo
hacia fuera del soplete durante el montaje del soplete. No obstante,
se entiende que en lugar del retén 243 que se extiende radialmente
desde el aislador central 239, el retén puede extenderse en su lugar
radialmente desde la superficie interior del extremo de conexión del
cátodo 255 de una manera similar a la descrita anteriormente con
respecto a la primera forma de realización, sin apartarse del
alcance de esta invención. Además, el electrodo 237 puede
dimensionarse y configurarse en su lugar para rodear el cátodo 233,
con el retén de electrodo 245 extendiéndose radialmente hacia dentro
desde el extremo de conexión del electrodo 305 y con un retén
correspondiente que se extiende radialmente hacia fuera desde el
extremo de conexión del cátodo 255, de tal manera que las lengüetas
del electrodo 361 se desvían hacia fuera después del movimiento
telescópico relativo del cátodo y del elec-
trodo.
trodo.
Se observará a partir de lo que precede que el
soplete de plasma de la presente invención, que tiene un cátodo y un
electrodo conectados eléctricamente, en el que el cátodo 33 y el
electrodo 37 están interconectados mecánicamente, o en el que el
electrodo 237 y otra porción del soplete, tal como el aislador
central 239 en la segunda forma de realización, están
interconectados, representa una mejora sobre los diseños
convencionales de los sopletes de plasma. Los retenes 43, 45
opuestos de los extremos de conexión 55, 105 del cátodo y del
electrodo o los retenes 243, 245 del aislador central 239 y el
extremo de conexión del electrodo 305 de la segunda forma de
realización, son intercambiables para inhibir positivamente que el
electrodo se pueda caer inadvertidamente o se puede aflojar del
soplete durante el montaje del soplete. Por consiguiente, se reduce
el riesgo de caída y/o de aflojamiento del electrodo 37, 237.
Además, proporcionando las lengüetas elásticas 61, 361, se permite
una conexión y desconexión rápidas telescópicas del electrodo 37,
237 desde el cátodo 33 o el aislador central 239, haciendo que el
montaje del soplete sea menos complicado y requiera menos tiempo.
Con respecto a la primera forma de realización de las figuras 1 a 5,
que proporcionan las caperuzas extremas 75 de aislamiento eléctrico
sobre las lengüetas 61, de tal manera que las caperuzas extremas
definen el retén del cátodo 43, se previene el uso de un electrodo
que no tiene e extremo de conexión 105 que incorpora el retén de
electrodo 45 de la presente invención. Por ejemplo, si el extremo de
conexión del electrodo 105 no tiene un retén, solamente la caperuza
extrema de aislamiento 75 contacta con el extremo de conexión del
electrodo después de la inserción del electrodo 37 en el cátodo 33,
excluyendo de esta manera el contacto eléctrico necesario entre el
cátodo y el electrodo. Por lo tanto, el retén del electrodo 45 de la
presente invención es necesario para el contacto eléctrico con la
superficie de contacto 89 del cátodo 33 por encima del retén del
cátodo 43.
A la vista de lo anterior, se verá que se
consiguen los diversos objetos de la invención y se alcanzan otros
resultados ventajosos.
Claims (16)
1. Un soplete de plasma que comprende: un cátodo
(33) y un electrodo (37) que tienen extremos de conexión (55, 105)
que están configurados para una conexión telescópica coaxial entre
sí sobre un eje longitudinal central (X) del soplete; y retenes (43,
45) intercambiables sobre los extremos de conexión del cátodo (33) y
del electrodo (37); caracterizado porque al menos uno de los
extremos conectados (55, 105) está diseñado de tal forma que el
retén (43, 45) correspondiente de los extremos de conexión (55, 105)
es móvil en una dirección generalmente radial con relación al eje
longitudinal central (X) del soplete entre un estado no desviado y
un estado desviado, dicho al menos un retén (43) es móvil
elásticamente desde dicho estado no desviado hasta dicho estado
desviado, cuando dicho cátodo (33) y dicho electrodo (37) están
insertados telescópicamente uno dentro del otro y es móvil desde
dicho estado desviado de retorno hacia dicho estado no desviado
cuando el cátodo (33) y el electrodo (37) están insertados, además,
telescópicamente uno dentro del otro hasta un punto en el que los
retenes (43, 45) sobre el cátodo (33) y el electrodo (37) están
alineados, en general, axialmente, por lo que el al menos un retén
(43) se puede acoplar con el otro retén (45) para interconectar el
cátodo (33) y el electrodo (37) y para inhibir el movimiento axial
del electrodo (37) fuera del cátodo (33).
2. Un soplete de plasma de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que: el extremo de conexión (55, 105) de uno
de dichos cátodo (3) y electrodo (37) comprende al menos una
lengüeta elástica (61) definida por al menos una ranura longitudinal
(63) en dicho extremo de conexión (53), estando dicho retén (43)
sobre la lengüeta (61) y comprendiendo una superficie de retén
generalmente radial, que se puede acoplar con una superficie de
retén opuesta generalmente radial del otro retén (45).
3. Un soplete de plasma de acuerdo con la
reivindicación 2, en el que dicho extremo de conexión del cátodo
(55) comprende dicha al menos una lengüeta (61), teniendo dicha al
menos una lengüeta (61) con preferencia un extremo superior (65)
conectado integralmente con el cátodo (33) y un extremo inferior
libre (67), comprendiendo dicho retén (43) una caperuza (75) de
material de aislamiento eléctrico que está montada sobre el extremo
inferior libre (67) de la lengüeta (61), siendo el espesor de la
caperuza suficiente para extenderse radialmente desde el extremo
inferior libre (67) de la lengüeta (61) para definir la superficie
de retén generalmente radial del retén (43) sobre el extremo de
conexión del cátodo (55).
4. Un soplete de plasma de acuerdo con la
reivindicación 3, en el que el cátodo tiene un taladro longitudinal
(57) en su extremo de conexión (55) para recibir dicho extremo de
conexión del electrodo (105) en el mismo, extendiéndose la
superficie de retén del retén (43) sobre el extremo de conexión del
electrodo (55), en general, radialmente hacia dentro desde el
extremo de conexión del cátodo (105) y extendiéndose la superficie
de retén del retén (45) sobre el extremo de conexión del electrodo
(105), en general, radialmente hacia fuera desde el extremo de
conexión (105) del electrodo (37), estando dirigidas dichas
superficies de retén en direcciones axiales opuestas y siendo
acoplables entre sí cuando el electrodo (37) es insertado
telescópicamente en dicho cátodo (33) hasta dicho punto para inhibir
la extracción del electrodo (37) fuera del cátodo (33).
5. Un soplete de plasma de acuerdo con la
reivindicación 4, en el que la al menos una lengüeta (61) está
desviada hacia fuera después de la inserción del extremo de conexión
del electrodo (105) en el extremo de conexión del cátodo (55) para
mover el retén (43) sobre el extremo de conexión del cátodo (55)
hasta su estado desviado, creando la desviación de dicha al menos
una lengüeta (61) una fuerza de desviación que impulsa la al menos
una lengüeta (61) hacia dentro, de tal manera que el extremo de
conexión del cátodo (55) es impulsado en contacto con el retén (45)
sobre el extremo de conexión del electrodo (105) para conectar
eléctricamente el cátodo (33) y el electrodo (37) y/o en el que el
retén sobre el extremo de conexión del cátodo (55) tiene una
superficie de leva (91) para facilitar el movimiento de dicha al
menos una lengüeta elástica (61) para mover el retén (43) hasta su
estado desviado después del acoplamiento de la superficie de leva
(91) por el retén (43) sobre el electrodo (37) durante la inserción
del extremo de conexión del electrodo (105) en el extremo de
conexión del cátodo (55) y/o en el que el retén del electrodo (45)
comprende una proyección anular (119) que tiene una superficie de
retén que se extiende, en general, axialmente hacia fuera desde el
extremo de conexión del electrodo (105).
6. Un soplete de plasma de acuerdo con la
reivindicación 5, en el que la proyección anular (119) está
redondeada para definir al menos una superficie de leva para
impulsar la al menos una lengüeta elástica (61) del cátodo (33)
hacia fuera para mover el retén (43) sobre el extremo de conexión
del cátodo (55) hasta su estado desviado después del acoplamiento de
la superficie de leva con el retén (43)de la al menos una
lengüeta (61) del cátodo (33) para facilitar la inserción o la
retirada del extremo de conexión del electrodo (105) dentro o fuera
del extremo de conexión del cátodo (55).
7. Un soplete de plasma de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el retén sobre el extremo de conexión
(305) del electrodo (237) es móvil en una dirección generalmente
radial con relación al eje longitudinal central (X) del soplete
entre un estado no desviado y un estado desviado para permitir la
inserción del electrodo (237) en el soplete hasta una posición, en
la que el retén (245) sobre el extremo de conexión del electrodo
(305) está alineado axialmente y se puede acoplar con el retén (243)
en el soplete de plasma para inhibir el movimiento axial del
electrodo (237) fuera del soplete.
8. Un soplete de plasma de acuerdo con la
reivindicación 7, que comprende, además, un aislador central tubular
(239) que tiene una porción superior que rodea el cátodo (233) sobre
el eje longitudinal central (X) del soplete y una porción inferior
para recibir el extremo de conexión del electrodo (237) en la misma,
estando dispuesto el retén (243) del soplete sobre la porción
inferior del aislador central.
9. Un cátodo de soplete de plasma (33) para un
soplete de plasma de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, que tiene un extremo de conexión (55) que
está adaptado para conexión eléctrica, en uso, con un electrodo (37)
en un soplete y un retén (43) que se extiende radialmente desde el
extremo de conexión (55) para la interconexión del electrodo (37) y
del cátodo (33) en el soplete, caracterizado porque el
extremo de conexión está diseñado de tal forma que el retén (43) es
móvil elásticamente en una dirección generalmente radial con
relación a un eje longitudinal central (X) del cátodo (33) entre un
estado no desviado y un estado desviado para permitir el movimiento
telescópico relativo, en uso, del cátodo (33) y del electrodo (37)
para interconectar el cátodo (33) y el electrodo (37), en el que
dicho retén (43) es móvil desde dicho estado no desviado hasta dicho
estado desviado cuando dicho cátodo (33) y dicho electrodo (37)
están insertados telescópicamente uno dentro del otro, y es móvil
desde dicho estado desviado de retorno hacia dicho estado no
desviado cuando el cátodo (33) y el electrodo (37) son insertados
todavía más telescópicamente para interconectar de esta manera el
cátodo (33) y el electrodo (37), inhibiendo dicho retén (43) el
movimiento axial del electrodo (37) fuera del soplete después de la
interconexión del cátodo (33) y el electrodo (37).
10. Un cátodo de soplete de plasma de acuerdo con
la reivindicación 9, en el que al menos una lengüeta elástica (61)
definida por al menos una ranura (63) se extiende longitudinalmente
en el extremo de conexión (55) del cátodo (33), y en el que el retén
(43) comprende una superficie de retén que se extiende, en general,
radialmente desde dicha al menos una lengüeta (61).
11. Un cátodo de soplete de plasma de acuerdo con
la reivindicación 10, en el que el retén (43) se extiende, en
general, radialmente hacia dentro desde dicha al menos una lengüeta
(61) y/o en el que dicha al menos una lengüeta (61) tiene un extremo
superior (65) conectado integralmente al cátodo (33) y un extremo
inferior (67) libre, comprendiendo dicho retén (43) una caperuza
(75) de material de aislamiento eléctrico que está montada sobre el
extremo libre inferior (67) de la lengüeta (61), extendiéndose la
caperuza radialmente desde el extremo inferior (67) libre de la
lengüeta (61) para definir la superficie de retén radial.
12. Un electrodo de soplete de plasma (37) para
un soplete de plasma de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1, 7 u 8, que tiene un extremo de conexión (105)
que está adaptado para interconexión, en uso, con un soplete de
plasma, caracterizado porque el extremo de conexión (105)
está diseñado de tal forma que se puede mover elásticamente con
relación a un eje longitudinal central (X) del electrodo (37) entre
un estado normal no desviado y un estado desviado, en el que el
diámetro del extremo de conexión (105) del electrodo (37) se cambia
substancialmente desde su estado normal no desviado, cuando dicho
electrodo (37) está insertado telescópicamente dentro del soplete, y
se puede mover desde dicho estado desviado de nuevo hacia dicho
estado no desviado cuando el electrodo (37) es insertado todavía más
telescópicamente, para interconectar de esta manera el electrodo
(37) y el soplete, permitiendo dicho movimiento radial la inserción
y la interconexión con el soplete e inhibiendo el movimiento axial
del electrodo (37) fuera del soplete.
13. Un electrodo de soplete de plasma de acuerdo
con la reivindicación 12, en el que el extremo de conexión (105)
tiene un retén (45) que se extiende radialmente desde allí para uso
en la interconexión del electrodo (37) con el soplete y para inhibir
el movimiento axial hacia fuera del soplete después de la
interconexión del electrodo (37) y el soplete.
14. Un electrodo de soplete de plasma de acuerdo
con la reivindicación 13, en el que el retén (45) se extiende
radialmente hacia fuera desde el extremo de conexión (105) del
electrodo (37) y/o en el que el retén (45) comprende una proyección
anular (119) y/o en el que el retén (45) está redondeado para
facilitar la inserción y la extracción del electrodo (37) dentro y
fuera del soplete.
15. Un electrodo de soplete de plasma de acuerdo
con la reivindicación 12 ó 13, en el que el extremo de conexión
(305) del electrodo (237) comprende al menos una lengüeta elástica
(361) definida por al menos una ranura (363) que se extiende
longitudinalmente en el extremo de conexión (305) del electrodo
(237).
16. Un electrodo de soplete de plasma de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicación 12 a 15, en el que el
electrodo, en uso, interactúa con un cátodo (33) del soplete.
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