ES2385839T3 - Antorcha de arco de plasma - Google Patents

Abstract

Una antorcha de arco de plasma (10) que comprende: un elemento tubular (20) con extremos opuestos y definiendo un calibre (25) que se extiende de manera axial entre ambos extremos; una boquilla (140) que puede estar ajustada manera operativa a un extremo (40) del elemento tubular; un elemento desplazable (50) con un electrodo (105) ajustado de manera operativa a uno de sus extremos y configurado para encajar en el calibre (25) del elemento tubular de manera axial y desplazable, estando el elemento desplazable (50) inclinado hacia un extremo del elemento tubular (20) de manera que el electrodo (105) contacta con la boquilla (140) cuando la boquilla (140) está ajustada de manera operativa a un extremo del elemento tubular, y dicho electrodo (105) se dirige hacia el extremo del elemento tubular (20) y de manera axial hacia el exterior del calibre (25) cuando la boquilla (140) no se encuentra ajustada de manera operativa al extremo del elemento tubular; un pistón (55) ajustado de manera operativa al elemento desplazable (50), el pistón estando configurado para que, cuando la boquilla (140) está ajustada de manera operativa con un extremo del elemento tubular, el pistón es capaz de mover el electrodo de manera selectiva (105), mediante el elemento desplazable (50), entre la posición inoperativa de la antorcha donde el electrodo (105) está en contacto con la boquilla (140) y la posición operativa de la antorcha en la que el electrodo (105) está separado de la boquilla (140) dentro del calibre (25); una entrada de flujo de fluido (65) ajustada de manera operativa al elemento tubular (20) entre los extremos del mismo y configurada para dirigir el flujo del fluido hacia el calibre (25); y un primer elemento de sellado (57) ajustado de manera operativa al pistón y configurado para sellar de manera desplazable el pistón con respecto al calibre (25) con tal de permitir que el flujo del fluido presione el pistón para desplazar el electrodo (105) a la posición operativa de la antorcha cuando la boquilla (140) se encuentra ajustada de manera operativa con el extremo del elemento tubular.

Description

ntorcha de arco de plasma INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Campo técnico

[0001] La presente invención hace referencia a una antorcha de arco de plasma, y en concreto, a una antorcha de arco de plasma con medidas de seguridad mejoradas.

Técnica precedente

[0002] Las antorchas de plasma del tipo retroceso están normalmente configuradas para que un electrodo y una boquilla puedan entrar en contacto entre ellas para inflamar un arco, tras lo cual el electrodo se separa de la boquilla para retroceder por el arco existente entre ellos. Un fluido, como por ejemplo aire, es suministrado simultáneamente bajo presión a través de la boquilla, donde la circulación del aire interactúa con el arco de retroceso para formar un plasma. La circulación del plasma a través de la boquilla se dirige entonces hacia la pieza sobre la que se desea llevar a cabo la función de corte. [0003] En algunos casos, el fluido utilizado para la formación del plasma también puede utilizarse para separar el electrodo de la boquilla, con tal de provocar que el electrodo cambie de una posición inoperativa de la antorcha (en contacto con la boquilla) a una posición inoperativa (separado de la boquilla para permitir el retroceso por el arco entre ellos). Por lo tanto, la formación del plasma generalmente requiere una cantidad límite de un fluido como, por ejemplo, aire. Así, el resto del fluido puede utilizarse para otros propósitos, como por ejemplo para separar el electrodo de la boquilla y permitir el retroceso por el arco. La utilización del exceso de aire para realizar dicha operación de “retroceso” del electrodo puede proporcionar, por ejemplo, un tamaño relativamente compacto, con respecto a ambos componentes y al ensamblaje completo, y puede también alargar la vida útil de los componentes de la antorcha gracias a, por ejemplo, sistemas de antorchas más sencillos y una menor cantidad de complementos. [0004] Sin embargo, otra consideración a tener en cuenta con estas antorchas es la seguridad, ya que la antorcha debe incorporar una fuente de alimentación con la que proporcionar energía al arco. Por lo tanto, en algunas ocasiones, una antorcha de plasma del tipo retroceso puede incorporar elementos consumibles, vinculados al electrodo, que deben reemplazarse periódicamente o de lo contrario mantenerse, ypuede que el proceso de mantenimiento de dichos elementos consumibles requiera el desensamblado (y posterior reensamblado) de la antorcha, con un posible riesgo de exposición a la fuente de alimentación. Sin embargo, dichos elementos consumibles, pueden estar incorporados a la antorcha de diferentes maneras con el fin de intentar reducir el riesgo de una exposición accidental a la fuente de alimentación. Por ejemplo, una antorcha puede reunir un conjunto de contactos eléctricos en la cabeza de la antorcha, donde la instalación de un elemento consumible final conecta o completa un circuito que permite a una corriente de señales fluir hacia el electrodo. No obstante, este tipo de configuración confía únicamente en los contactos eléctricos dentro del entorno relativamente peligroso de la cabeza de la antorcha de plasma, lo que puede tener un efecto perjudicial en la fiabilidad de tal configuración con respecto al funcionamiento de la antorcha. Además, el circuito eléctrico puede estar activo todavía durante los procedimientos de desensamblado y reensamblado, o si el reensamblado de la antorcha es incompleto o incorrecto, esta configuración, en consecuencia, no puede eliminar de forma efectiva el riesgo de exposición a la fuente de alimentación. [0005] En otro ejemplo, un sensor/interruptor eléctrico puede estar incorporado a la antorcha de tipo retroceso para detectar la posición del componente desplazable en el interior del cuerpo de la antorcha. El correcto ensamblaje de los elementos consumibles, a su vez, mueve el componente desplazable en el interior del cuerpo de la antorcha, y así se activa el sensor/interruptor permitiendo a la corriente fluir hacia el electrodo. Sin embargo, este tipo de configuración típicamente requiere un cableado y/o componentes adicionales en la cabeza de la antorcha, lo que podría aumentar de manera no deseada el tamaño/peso de la antorcha. Además, estos componentes extra también están expuestos al peligroso entorno de la antorcha de plasma, y eso puede ser perjudicial para la fiabilidad de la antorcha. Esta configuración también puede permitir que el circuito eléctrico continúe activo en la antorcha durante los procedimientos de desensamblado y reensamblado, o si el reensamblado de la antorcha es incompleto o incorrecto, puede no eliminarse de forma efectiva el riesgo de exposición a la fuente de alimentación. [0006] US 5.796.067 describe una antorcha de plasma con las características del preámbulo de la reivindicación 1. [0007] Existe la necesidad de una antorcha de plasma, particularmente de una antorcha de plasma de tipo retroceso, con las medidas de seguridad mejoradas, por ejemplo, mediante unos componentes configurados para establecerse dentro del ensamblaje de la antorcha de una manera precisa, simple y consistente. Dicha antorcha también requiere un ensamblaje completo y/o adecuado, desde la instalación inicial siguiendo con el mantenimiento necesario, antes de dar paso a la corriente eléctrica y/o de aire con tal de proporcionar una mayor seguridad, con lo que dichas medidas de seguridad no afectarían negativamente la fiabilidad ni la compactibilidad de la antorcha.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN [0008] La presente invención cumple con las anteriores y otras necesidades que, según uno de los modos de realización, proporciona una antorcha de plasma de arco, comprendiendo un elemento tubular con extremos opuestos y definiendo un calibre que se extiende de manera axial entre ambos extremos. Una boquilla que puede estar ajustada de manera operativa a un extremo del elemento tubular. Un elemento desplazable con un electrodo ajustado de manera operativa configurado para ajustarse de manera axial y desplazable al calibre del elemento tubular. El elemento desplazable se encuentra a su vez inclinado hacia un extremo del elemento tubular para que el electrodo entre en contacto con la boquilla cuando la boquilla está ajustada de manera operativa a un extremo del elemento tubular, y para que el electrodo se dirija hacia un extremo del elemento tubular y de manera axial hacia el exterior del calibre cuando la boquilla no está ajustada de manera operativa al extremo del elemento tubular. Un pistón está ajustado de manera operativa al elemento desplazable, y configurado para que, cuando la boquilla se encuentra ajustada de manera operativa al extremo del elemento tubular, el pistón es capaz de mover de manera selectiva el electrodo, mediante el elemento desplazable, entre la posición inoperativa de la antorcha donde el electrodo está en contacto con la boquilla y la posición operativa de la antorcha donde el electrodo está separado de la boquilla en el interior del orificio. Una entrada de flujo del fluido está ajustada de manera operativa al elemento tubular entre los extremos del mismo y está configurada para dirigir el flujo del fluido por el calibre. [0009] Un primer elemento de sellado está ajustado de manera operativa al pistón y está configurado para sellar de manera desplazable el pistón con respecto al calibre, con tal de permitir que el flujo del fluido presione el pistón para mover el electrodo hacia la posición operativa de la antorcha cuando la boquilla está ajustada de manera operativa a un extremo del elemento tubular. Un segundo elemento de sellado está ajustado de manera operativa al calibre y está configurado para sellar el pistón cuando la boquilla no se encuentra ajustada de manera operativa al extremo del elemento tubular, y el electrodo es dirigido hacia el extremo del elemento tubular y de manera axial hacia el exterior del calibre. El segundo elemento de sellado está ajustado de manera operativa al calibre, de manera que la entrada de flujo del fluido se sitúa entre el primer y el segundo elemento de sellado. Dicha configuración evita de ese modo el funcionamiento de la antorcha cuando la boquilla o el electrodo no están ensambladas de manera correcta, evitando a la vez que el flujo del fluido presione el pistón para mover el electrodo hacia la posición operativa de la antorcha. [0010] Los modos de realización de la presente invención proporcionan así una antorcha de arco de plasma del tipo retroceso con las medidas de seguridad mejoradas, por ejemplo, mediante la incorporación de unos componentes configurados para establecerse dentro del ensamblaje de la antorcha de una manera precisa y consistente, mediante las cuales el ensamblado y reensamblado de la antorcha puede estar fácilmente asegurado y/o puede ser requerido antes de que la antorcha se ponga en funcionamiento. Estas y otras ventajas significativas están facilitadas por los modos de realización de la presente invención como se describe a continuación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0011] Tras haber descrito la invención en términos generales, se hace referencia ahora a los dibujos adjuntos, que no son necesariamente hechos a escala y en los que:

La FIG. 1 es el dibujo esquemático de una antorcha de plasma de arco según un modo de realización de la presente invención ilustrando una antorcha ensamblada, en la que el electrodo puede desplazarse entre una posición inoperativa de la antorcha y una posición operativa mediante el flujo de un fluido que empuja un pistón ajustado de manera operativa al electrodo y

La FIG. 2 es el dibujo esquemático de una antorcha de arco según un modo de realización de la presente invención, como muestra la FIG 1, ilustrando una antorcha desensamblada, en la que un elemento de sellado evita que el flujo del fluido empuje el pistón mientras la antorcha está desensamblada y por lo tanto evita que el electrodo se desplace a la posición operativa de la antorcha.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN [0012] Las presentes invenciones serán detalladas a continuación con referencias a los dibujos adjuntos, en los que se muestran algunos modos de realización, pero no todos. De hecho, estas invenciones pueden realizarse de numerosos modos diferentes y su construcción no debería limitarse a los modos de realización expuestos aquí; al contrario, estos modos de realización se proporcionan para que esta publicación cumpla con los requerimientos legales que se le aplican. Los números similares hacen referencia a elementos similares desde el principio hasta el final de esta descripción.

[0013] La FIG. 1 ilustra una antorcha de plasma según uno de los modos de realización de la presente invención, la antorcha se muestra ensamblada y se hace referencia a ella generalmente con el número 10. Dicha antorcha 10 puede ser, por ejemplo, una antorcha del tipo retroceso o de funcionamiento mediante pulsador que incorpora medidas de seguridad mejoradas. Como se muestra, la antorcha 10 incluye un elemento tubular o carcasa 20 definiendo un calibre que consta de, por ejemplo, un calibre axial del pistón 25 que se extiende a lo largo de un eje 30 hacia un calibre axial del eje de menor tamaño. El calibre del eje 30 termina en un extremo 40 del elemento tubular 20, en el que el extremo 40 se sitúa frente al calibre del eje 30 desde el calibre del pistón 25. El elemento tubular 20 también incluye una entrada de flujo del fluido 65 en comunicación fluida con el calibre. [0014] Un elemento desplazable 50 comprende una parte del pistón 55 con una parte del eje 60 unida al mismo y extendiéndose los mismos manera axial. El elemento desplazable 50 está configurado para encajar dentro del elemento tubular 20 de forma que la parte del pistón 55 es desplazable de manera axial dentro del calibre del pistón 25 y la parte del eje 60 es desplazable dentro del calibre del eje 30. El elemento desplazable 50 se encuentra normalmente inclinado hacia el calibre del eje 30 mediante, por ejemplo, un elemento inclinador 70 que empuja la parte del pistón 55, pese a que alguien con conocimiento de la técnica apreciará que el elemento desplazable 50 puede estar inclinado hacia el extremo 40 del elemento tubular 20 de muchas maneras diferentes. La parte del pistón 55 también incluye, por ejemplo, un primer elemento de sellado 57, como un aro de sellado, extendiéndose alrededor de de la circunferencia del mismo para formar un sello desplazable con la superficie interior de la parte del elemento tubular 20 definiendo el calibre del pistón 25. No obstante, alguien con conocimiento de la técnica apreciará que la parte del pistón 55 puede ser sellada de manera desplazable con respecto al calibre del pistón 25 de muchas maneras diferentes consecuentes con el espíritu y el alcance de la presente invención. Por ejemplo, el primer elemento de sellado puede, en algunos casos, estar integrado en la parte del pistón 55. [0015] El calibre del eje 30 está generalmente configurado para tener una reducida tolerancia respecto a las dimensiones externas de la parte del eje 60 del elemento desplazable 50, pero con espacio suficiente para permitir que la parte del eje 60 se mueva de manera axial a través de él. Un fluido presurizado como, por ejemplo, aire, de una fuente de fluido 15 introducido a través de la entrada de flujo del fluido 65 en el calibre no puede escapar de manera axial a través del primer aro de sellado 57 que rodea la parte del pistón 55 dentro del calibre del pistón 25 y por lo tanto fluirá axialmente entre la parte del eje 60 y el calibre del eje 30, y/o a través de la misma parte del eje 60, hacia el extremo de la superficie 40 del elemento tubular 20. En la configuración mostrada en la FIG. 1, al menos una parte de la parte del eje 60 está configurada para ser presionada, con el aire que entra a la parte del eje 60 a través de una o más aberturas 80 extendiéndose por el elemento desplazable 50 hasta la parte del eje 60, de manera distal con respecto a la parte del pistón 55. Preferentemente, en esta configuración, poca cantidad o nada de aire fluye entre la parte del eje 60 y el calibre del eje 30 así como entre la parte del eje 60 que se encuentra entre las aberturas 80 y el extremo distal 45 de la parte del eje 60. [0016] El extremo distal 45 de la parte del eje 60 está configurado para encajar con el ensamblaje del electrodo 85, comprendiendo un elemento de electrodo 105 y un elemento consumible 115a unido al mismo para estar dispuesto en correspondencia axial con la parte del eje 60, en el que el electrodo 105 está configurado para unir la parte exterior de la parte del eje presionada 60 mediante, por ejemplo, un engranaje de rosca entre ellos. El electrodo 105 define una o más aberturas laterales 110 situadas de manera axial entre la parte del eje 60 y el elemento consumible 115a. Según dicha configuración, el elemento del eje 60 dirige el aire hacia el elemento consumible 115a, en el que, tras haber fluido a través del elemento consumible 115a para enfriarlo, el aire es dirigido a través de las aberturas 110 hacia el exterior del electrodo 105. [0017] Como ya se ha comentado con anterioridad, el electrodo 105 está configurado para encajar un elemento consumible 115a situado en correspondencia axial en la parte del eje 60 y encajar dicho electrodo, por ejemplo, mediante un ajuste de fricción, directamente entre ellos. En otros casos, el elemento consumible 115a puede encajar mediante un elemento sostenedor 115 el cual, a su vez, está encajado en el electrodo

105. En consecuencia, el ensamblaje del electrodo 85 puede estar constituido por “una sola pieza”, encajado mediante un ajuste de fricción o de presión en el elemento consumible 115a o en el ensamblaje de unión del elemento consumible 115a y el elemento sostenedor 115 o, en otros ejemplos, el elemento consumible 115a o la unión del elemento consumible 115a y el elemento sostenedor 115 pueden estar configurados para ser extraídos del electrodo 105 (y por lo tanto reemplazables de manera independiente al electrodo 105). Preferiblemente, el elemento consumible 115a está configurado para facilitar la formación del plasma, en el que dicho elemento consumible 115a puede estar formado de cualquier material adecuado, por ejemplo, hafnio. Además, como se muestra, el elemento consumible 115a o la unión del elemento consumible 115a y el elemento sostenedor pueden también estar configurados de manera que la parte de ellos que se extiende hacia la parte del eje 60 puede estar reducida para, por ejemplo, facilitar el enfriamiento del elemento consumible 115a o de la unión del elemento consumible 115a y el elemento sostenedor 115, y/o dirigir la corriente de aire de manera radial hacia el exterior con respecto al electrodo 105 para facilitar el flujo del aire a través de las aberturas 110 definidas por el electrodo 105. [0018] El extremo 40 del elemento tubular 20 puede, en algunos casos, estar configurado para encajar en un separador axial 135. El separador axial 135, a su vez, está configurado para encajar en la boquilla 140 de manera que el separador axial 135 está situado entre el extremo 40 y la boquilla 140, para proporcionar un espacio adecuado para contener el desplazamiento del ensamblaje del electrodo 85, cuando el ensamblaje del electrodo está presionado 85 dentro de la antorcha 10. En algunos casos, la boquilla 140 y/o el extremo 40 del elemento tubular 20 puede estar configurado para incorporar la estructura del separador axial 135 con tal de que el separador axial 135 no sea necesario. El separador axial 135, o el ensamblaje integral del separador axial 135 y la boquilla 140, pueden estar configurados, por ejemplo, para encajar mediante un engranaje de rosca al extremo 40 del elemento tubular 20, con lo que dicho engranaje de rosca puede permitir a la boquilla 140 ser ajustable para contener el ensamblaje del electrodo 85 teniendo una longitud diferente. En algunos casos, un casquillo protector 150 está configurado para extenderse sobre la boquilla 140 e interactuar con el elemento tubular 20 con el objetivo, por ejemplo, de asegurar la boquilla 140 al extremo 40 del elemento tubular 20 o dirigir cualquier corriente de aire que fluya por la boquilla 140 a través de las aberturas laterales 140a definidas por la boquilla 140, para potenciar el enfriamiento de la boquilla 140. Además, en algunos casos, la boquilla 140 también puede configurarse para extenderse de manera axial por el casquillo protector 150, con la boquilla 140 compuesta de una pestaña retenedora para interactuar con el casquillo protector 150 reteniendo y asegurando la boquilla 140. Alguien con conocimiento de la técnica apreciará, sin embargo, que hay muchas configuraciones diferentes de los componentes que rodean la seguridad de la boquilla 140 con respecto al extremo 40 del elemento tubular 20. Por ejemplo, el casquillo protector 150 y la boquilla 140 pueden formar un ensamblaje integral. Por lo tanto, las configuraciones proporcionadas aquí son simplemente un ejemplo y no pretenden limitar a este respecto. [0019] La boquilla 140 define un calibre axial de boquilla 145 (a través del cual se emite el plasma) y está configurado para envolver de manera general el ensamblaje del electrodo 85. La boquilla 140, el separador axial 135 (si se aplica), y el extremo 40 del elemento tubular 20 por lo tanto cooperan para formar la cámara de plasma 155 en la antorcha 10. El ensamblaje del electrodo 85 es desplazable de manera axial por el interior de la cámara de plasma 155 entre una posición inoperativa (no mostrada) donde el electrodo 105 y/o el elemento consumible 115a (y/o el elemento sostenedor 115, si se aplica) contactan con la superficie interna de la boquilla 140, y una posición operativa (como se muestra en la FIG. 1) donde el ensamblaje del electrodo 85 se retira hacia el elemento tubular 20 mediante el aire presurizado que presiona la parte del pistón 55 contra el impulso del elemento inclinador 70. El ensamblaje del electrodo 85 puede desplazarse lo suficiente de manera axial para que, en posición operativa, el electrodo 105 / elemento consumible 115ª se mantenga separado de la superficie interna de la boquilla 140 a una distancia suficiente para permitir que el arco retroceda. La posición operativa del ensamblaje del electrodo 85 podría estar determinada, por ejemplo, por la presión o corriente del aire, por el desplazamiento del elemento desplazable 50, o por las características del elemento inclinador 70. En un modo de realización, la posición operativa del ensamblaje del electrodo 85 está determinada por la limitación del desplazamiento axial del electrodo 105 hacia el extremo 40 del elemento tubular 20 (por ejemplo, la posición operativa del ensamblaje del electrodo 85 sucede cuando el electrodo 105 contacta con el extremo 40 del elemento tubular 20 y detiene el desplazamiento axial del ensamblaje del electrodo 85). [0020] En general, una antorcha de retroceso del tipo descrito requiere en primer lugar la aplicación de voltaje entre el elemento consumible 115a / electrodo 105 y la boquilla 140, con el ensamblaje del electrodo 85 en posición inoperativa. Posteriormente, el aire presurizado se introduce a través de la entrada de flujo del fluido 65 con la presión suficiente para presionar la superficie lateral 55a de la parte del pistón 55 del elemento desplazable 50 situado a lo largo del calibre del eje 30, contra el impulso del elemento inclinador 70, con tal de empujar el elemento desplazable 50 y, por lo tanto, al ensamblaje del electrodo 85, lejos de la boquilla 140. El aire presurizado que presiona la superficie lateral 55a de la parte del pistón 55 facilita por lo tanto el “retroceso” y desplaza el ensamblaje del electrodo 85 a la posición operativa, en la que la separación entre el elemento consumible 115a / electrodo 105 y la boquilla 140 traza el arco entre ellos. Al mismo tiempo, el aire fluyendo a través de una o más aberturas 110 definidas por el electrodo 105, en el interior de la parte del eje 60 y las aberturas 80 en él, pasa al interior de la boquilla 140, donde una parte del aire es dirigida hacia la cámara de plasma 155 para formar el plasma, que emerge de la cámara de plasma 155 a través del calibre de la boquilla 145 para permitir al usuario cortar una pieza. Otra parte del aire presurizado fluye a través de las aberturas laterales 140a definidas por la boquilla 140 y, una vez fuera de la boquilla 140, puede dirigirse por el casquillo protector 150 para emerger hacia el exterior de la boquilla 140 con tal de facilitar, por ejemplo, el enfriamiento de la boquilla 140.

[0021] En algunos casos, ciertos componentes de la antorcha pueden requerir un mantenimiento periódico o reemplazo. Por ejemplo, el elemento consumible 115a y/o el electrodo 105 pueden desgastarse por el uso durante su funcionamiento y necesitan ser reemplazados, en ese caso se necesitaría desensamblar el casquillo protector 150 y/o la boquilla 140 de la antorcha 10 para tener acceso a aquellos componentes. Por lo tanto, como se muestra en la FIG 2, el casquillo protector 150 y la boquilla 140 se extraen, seguidos por el ensamblaje del electrodo 85 que comprime el elemento consumible 115a / electrodo 105. Ya que el elemento desplazable 50 ya no se encuentra retenido dentro de la antorcha 10 por los componentes extraídos, el elemento inclinador 70 inclina la parte del eje 60 de manera axial hacia el exterior del extremo 40 del elemento tubular 20. Ya que al menos una parte de la potencia eléctrica o la señal de corriente remitida a la cabeza de la antorcha, desde una fuente eléctrica 120 remotamente situada con respecto a la cabeza de la antorcha, es dirigida a través de la parte del eje 60 (para formar una parte del circuito eléctrico entre el ensamblaje del electrodo 85 y la boquilla 140 necesario para el funcionamiento de la antorcha), dejando la parte del eje 60 expuesta, se crea un peligro de descarga. De esta manera, los modos de realización de la presente invención incorporan un segundo elemento de sellado 160, como, por ejemplo, un aro de sellado, ajustado de manera operativa al calibre del elemento tubular 20, para sellar la parte del pistón 55, cuando el elemento consumible 115a y/o el electrodo 105 se extraen de la antorcha 10, para evitar que el aire proporcionado a través de la entrada de flujo del fluido 65 alcance o presione la superficie lateral 55a de la parte del pistón 55. [0022] Por ejemplo, el segundo elemento de sellado 160 puede estar situado al final del calibre del pistón 25, adyacente al calibre del eje 30, y está configurado para extenderse de manera radial al menos parcialmente por el interior del calibre del pistón

25. De este manera, cuando el casquillo protector 150, la boquilla 140, y/o el ensamblaje del electrodo 85 son extraídos, el elemento inclinador 70 inclina el elemento desplazable 50 de manera axial hacia el exterior del extremo 40 del elemento tubular 20. La superficie lateral 55a de la parte del pistón 55 del elemento desplazable 50, inclinada hacia el final del calibre del pistón 25 adyacente al calibre del eje 30, encaja con el segundo elemento de sellado 160, extendiéndose hasta el calibre del pistón 25 para conseguir su sellado. En un modo de realización, el segundo elemento de sellado 160 está configurado para sellar la superficie lateral 55a de la parte del pistón 55, por la circunferencia exterior del mismo, cuando el casquillo protector 150, la boquilla 140, y/o el ensamblaje del electrodo 85 son extraídos. Según dicho modo de realización, la entrada de flujo del fluido 65 está configurada para estar en comunicación fluida con el calibre del pistón 25 opuesto al segundo elemento de sellado 160 desde el calibre del eje 30. Además, la entrada de flujo del fluido 65 también está configurada para situarse de tal manera que se comunique con el calibre entre el segundo elemento de sellado 160 y el primer elemento de sellado 57, cuando la superficie lateral 55a de la parte del pistón 55 esté sellada por el segundo elemento de sellado 160. De esta manera, cuando el casquillo protector 150, la boquilla 140, y/o el ensamblaje del electrodo 85 son extraídos, se evita que la entrada de cualquier fluido (aire) al calibre a través de la entrada de flujo del fluido 65 presione la superficie lateral 55a de la parte del pistón 55 situada hacia el calibre del eje 30. Así, al no haber presión del flujo del fluido sobre la superficie lateral 55a de la parte del pistón 55, el elemento desplazable 50 no puede moverse de manera axial hacia el interior del extremo 40 del elemento tubular 20 por el flujo del fluido. Uno de los objetivos de dicha configuración se explica a continuación. [0023] En otros ejemplos, el segundo elemento de sellado 160 puede estar integrado en el calibre del elemento tubular 20 y/o en el elemento desplazable 50, o unido al elemento desplazable 50 (en lugar de al calibre del elemento tubular 20). Por ejemplo, el calibre del elemento tubular 20, en particular el calibre del pistón 25, en o alrededor de la transición hacia el calibre del eje 30, puede contener un segundo elemento de sellado 160 comprimiendo una pestaña que dentro de un margen restringido se corresponde con toda o una parte de la superficie lateral 55a de la parte del pistón 55, en el que el impulso del elemento inclinador 70 puede ser suficiente para mantener el sellado entre la pestaña y la parte del pistón 55. Como se muestra, el segundo elemento de sellado 160 / sellado entre el segundo elemento de sellado 160 y la parte del pistón 55 está situado de manera axial frente a la entrada de flujo del fluido 65 desde el primer elemento de sellado 57, pese a que también se pueden considerar otras configuraciones consecuentes con el espíritu y alcance de la presente invención. En otros ejemplos, el segundo elemento de sellado 160 / sellado entre el segundo elemento de sellado 160 y la parte del pistón 55 también puede servir para limitar el desplazamiento de la parte del eje 60 de manera axial hacia el exterior del elemento tubular 20. [0024] La antorcha 10 también incluye un controlador del flujo del fluido 170 que comunica con la fuente del fluido 15 y está configurado para controlar el flujo del fluido (aire) desde la fuente del fluido 15 hacia la antorcha 10. El controlador de la fuente de fluido 170 está también configurado para estar comunicado con la fuente eléctrica 120. En consecuencia, cuando el elemento consumible 115a y/o electrodo 105 son extraídos de la antorcha 10, el segundo elemento de sellado 160 forma una sellado con la superficie lateral 55a de la parte del pistón 55, el controlador del flujo del fluido 170 está configurado para detectar que el flujo del fluido desde la fuente del fluido 15 está siendo detenido para que no alcance la superficie lateral 55a del pistón 55, así como la parte del eje 60, y por lo tanto, a su vez, está configurado para evitar que la potencia eléctrica de la fuente de energía 120 alcance la parte del eje 60 a través de, por ejemplo, un interruptor. El cese de la potencia eléctrica desde la fuente de energía 120 hacia la parte del eje 60 mediante el controlador del flujo del fluido 170 (que puede comprender, por ejemplo, un interruptor que controle la corriente u otros dispositivos aplicables), en ausencia de flujo del fluido desde la fuente de fluido 15 hacia la superficie lateral 55a del pistón 55, minimiza o evita por lo tanto el peligro de descarga cuando el elemento consumible 115a y/o el electrodo 105 son extraídos de la antorcha

10. [0025] Tras el reensamblado de la antorcha 10 y la restauración de la corriente de aire hacia la superficie lateral 55a del pistón 55 y la parte del eje 60 (por ejemplo, no existiendo sellado entre el segundo elemento de sellado 160 y la parte del pistón 55), el controlador de flujo del fluido 170 puede estar configurado también para asegurar que una cierta corriente de aire de la fuente del fluido 15 ha sido alcanzada antes de la restitución de la potencia eléctrica de la fuente de energía 120 hacia el ensamblaje del electrodo 85. Por ejemplo, el controlador de flujo del fluido 170 puede estar configurado también para tener un período de retardo tras la restitución de la corriente de aire, o puede estar configurado para requerir que una cierta cantidad de corriente sea alcanzada, antes de la restitución de la potencia eléctrica, añadiendo así una medida de seguridad adicional a la antorcha del tipo retroceso 10 de acuerdo con los modos de realización de la presente invención. Incorporar el controlador de flujo del fluido 170 a la parte externa de la antorcha 10, por ejemplo, en conjunción con la fuente de energía eléctrica 120 y/o la fuente del fluido 15 y remotamente con respecto a la antorcha 10, también es una ventaja para crear una antorcha 10 más compacta, ya que el cableado y/u otros requerimientos del equipamiento para el controlador de flujo del fluido 170 se encontrarían externos a la antorcha 10. Además, debido a que una cantidad menor de componentes están expuestos al peligroso entorno de la cabeza de la antorcha, se obtiene a su vez una mayor fiabilidad de la antorcha. [0026] Muchas de las modificaciones y otros modos de realización de las invenciones enunciadas vendrán a la mente de alguien con conocimiento de la técnica a quien estas invenciones conciernen teniendo el beneficio de las especificaciones presentadas mediante las correspondientes descripciones y los dibujos adjuntos. Por lo tanto, debe entenderse que las invenciones no deben limitarse únicamente a los modos de realización expuestos aquí sino que existen modificaciones y otros modos de realización que pueden ser incluidos dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Pese a que aquí se emplean términos específicos, se utilizan únicamente en su sentido genérico y descriptivo y nunca con el objetivo de limitar.

Claims (13)

1. Reivindicaciones

   1. Una antorcha de arco de plasma (10) que comprende: un elemento tubular (20) con extremos opuestos y definiendo un calibre (25) que se extiende de manera axial entre ambos extremos; una boquilla (140) que puede estar ajustada manera operativa a un extremo (40) del elemento tubular; un elemento desplazable (50) con un electrodo (105) ajustado de manera operativa a uno de sus extremos y configurado para encajar en el calibre (25) del elemento tubular de manera axial y desplazable, estando el elemento desplazable (50) inclinado hacia un extremo del elemento tubular (20) de manera que el electrodo (105) contacta con la boquilla (140) cuando la boquilla (140) está ajustada de manera operativa a un extremo del elemento tubular, y dicho electrodo (105) se dirige hacia el extremo del elemento tubular (20) y de manera axial hacia el exterior del calibre (25) cuando la boquilla (140) no se encuentra ajustada de manera operativa al extremo del elemento tubular; un pistón (55) ajustado de manera operativa al elemento desplazable (50), el pistón estando configurado para que, cuando la boquilla (140) está ajustada de manera operativa con un extremo del elemento tubular, el pistón es capaz de mover el electrodo de manera selectiva (105), mediante el elemento desplazable (50), entre la posición inoperativa de la antorcha donde el electrodo (105) está en contacto con la boquilla (140) y la posición operativa de la antorcha en la que el electrodo (105) está separado de la boquilla (140) dentro del calibre (25); una entrada de flujo de fluido (65) ajustada de manera operativa al elemento tubular

   (20) entre los extremos del mismo y configurada para dirigir el flujo del fluido hacia el calibre (25); y un primer elemento de sellado (57) ajustado de manera operativa al pistón y configurado para sellar de manera desplazable el pistón con respecto al calibre (25) con tal de permitir que el flujo del fluido presione el pistón para desplazar el electrodo

   (105) a la posición operativa de la antorcha cuando la boquilla (140) se encuentra ajustada de manera operativa con el extremo del elemento tubular.

   caracterizado por y compuesto por: un segundo elemento de sellado (160) ajustado de manera operativa al calibre (25) y configurado para sellar el pistón cuando la boquilla (140) no esté ajustada de manera operativa con el extremo del elemento tubular (20) y el electrodo (105) esté dirigido hacia el extremo del elemento tubular (20) y de manera axial hacia el exterior del calibre (25), el segundo elemento de sellado estando ajustado de manera operativa al calibre (25) de manera que la entrada de flujo del fluido esté situada entre el primer y el segundo elemento de sellado, evitando así el funcionamiento de la antorcha cuando la boquilla (140) o el electrodo (105) no estén ensamblados correctamente y evitando que el flujo del fluido presione el pistón para desplazar el electrodo (105) hacia la posición operativa de la antorcha.
2. 2. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el electrodo

   (105) se extiende hacia el exterior desde el extremo del elemento desplazable

   (50) hacia la boquilla (140), y define el calibre (25) configurado para encajar en él el elemento consumible (115a).

3. 3.

   Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, que comprende una fuente de fluido (15) en comunicación con la entrada de flujo del fluido (65) y configurada para facilitar el flujo del fluido por esta.

4. 4.

   Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, que comprende un elemento inclinador (70) ajustado de manera operativa entre el elemento tubular (20) y el elemento desplazable (50), estando configurado dicho elemento inclinador para inclinar normalmente de manera axial el elemento desplazable hacia el extremo del elemento tubular.

5. 5.

   Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el primer elemento de sellado (57) se encuentra ajustado de manera operativa al pistón

   (55) para poder situarse fácilmente frente a la entrada de flujo del fluido (65) desde el extremo del elemento tubular.

6. 6.

   Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el segundo elemento de sellado (160) está configurado para sellar el calibre (25) del elemento tubular (20) fácilmente entre la entrada de flujo del fluido (65) y el extremo (40) del elemento tubular.

7. 7.

   Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el primer elemento de sellado (57) está configurado para estar integrado en el pistón (55).

8. 8.

   Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el segundo elemento de sellado (160) está configurado para estar integrado en el calibre

   (25) del elemento tubular (20).

9. 9.

   Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el primer elemento de sellado (57) también comprende un aro de sellado ajustado de manera operativa al pistón (55).

10. 10.

    Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el segundo elemento de sellado (160) también comprende un aro de sellado ajustado de manera operativa al calibre (25) del elemento tubular (20).

11. 11.

    Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, que también comprende un controlador de flujo del fluido (170) ajustado de manera operativa a la fuente del fluido (15) con tal de estar comunicado con el flujo del fluido, siendo configurado dicho controlador de flujo del fluido para determinar si el flujo del fluido está presionando el pistón (55).

12. 12.

    Una antorcha de arco de plasma, según la Reivindicación 11, que comprende también una fuente de energía eléctrica (120) comunicada con el electrodo

    (105) y configurada para proporcionar corriente eléctrica al mismo, estando configurado además el controlador de flujo del fluido para evitar que la corriente eléctrica alcance el electrodo si el flujo del fluido no está presionando el pistón (55).

13. 13.

    Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 11, en la que el controlador de flujo del fluido (170) también comprende un interruptor controlador del flujo.