ITBO20100224A1 - Torcia per il taglio al plasma. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

TORCIA PER IL TAGLIO AL PLASMA.

La presente invenzione à ̈ relativa ad una torcia per il taglio al plasma, e specificatamente ad una torcia da taglio al plasma ad arco trasferito.

Le torce per il taglio al plasma cui si fa riferimento si sviluppano longitudinalmente attorno ad un asse centrale e comprendono, schematicamente:

- un ugello da cui fuoriesce il plasma attraverso un relativo orifizio;

un elettrodo (catodo), generalmente di rame e provvisto di un inserto di materiale emettitore per effetto termoionico, di polarità opposta rispetto all'ugello, sostanzialmente cilindrico, parzialmente inserito nell'ugello;

un diffusore di gas operativamente attivo fra elettrodo ed ugello.

L'ugello, l'elettrodo ed il diffusore delimitano una camera di generazione del plasma nella quale à ̈ alimentato il gas attraverso il diffusore.

Il gas alimentato nella camera proviene da un relativo sistema di alimentazione di gas.

Le torce note comprendono altresì un corpo principale o corpo torcia; un porta ugello di supporto dell'ugello e montato su un'estremità del corpo torcia e circondante anche l'elettrodo che risulta montato centralmente sul corpo torcia.

L'ugello, l'elettrodo ed il diffusore e quindi la camera sono alimentati mediante rispettivi circuiti di alimentazione elettrica e pneumatica per innescare e sostenere, opportunamente comandati, 1'arco elettrico e la colonna di plasma.

Come accennato, il circuito di alimentazione pneumatica comprende un diffusore attraverso il quale il gas per la generazione del plasma accede alla camera.

In generale, il diffusore presenta una pluralità di fori di immissione del gas nella camera e tali fori fanno si che il gas entri nella camera con un predeterminato vettore velocità.

In particolare, alla velocità del gas viene normalmente impressa una componente rotazionale (velocità di "swirl") attorno all'asse della torcia che, in corrispondenza dell'imbocco dell'orifizio, permette di concentrare l'arco elettrico.

In generale, l'elettrodo, che comprende il citato inserto, Ã ̈ collegato mediante un conduttore al polo negativo di un generatore di corrente (catodo).

L'ugello à ̈ isolato elettricamente dall'elettrodo ed à ̈ collegato, durante la nota fase di arco pilota, mediante un conduttore, al polo positivo del generatore di corrente (anodo).

Un elemento tubolare di isolamento elettrico à ̈ interposto tra i rispettivi circuiti di alimentazione elettrica di elettrodo ed ugello.

Elettrodo, ugello e diffusore costituiscono i componenti consumabili della torcia, nel seguito semplicemente indicati anche come "consumabili", e devono essere periodicamente sostituiti per garantire il corretto funzionamento della torcia stessa.

Come accennato in precedenza, elettrodo, ugello e diffusore definiscono, una volta assemblati nella torcia, la camera di generazione del plasma.

Generalmente, la sostituzione di elettrodo ed ugello à ̈ contemporanea perché, lavorando accoppiati, devono sempre essere entrambi nelle condizioni ottimali.

Un problema molto sentito nell·'utilizzo di tali torce à ̈ la durata di vita dei consumabili, in particolare del catodo, e il mantenimento di una elevata qualità di taglio, dove con qualità di taglio si intende la corretta generazione del profilo tagliato (taglio squadrato), con assenza di bave sulle zone lavorate che dipendono fortemente dall'usura di elettrodo e ugello. Al fine di ovviare ai suddetti inconvenienti, sono stati sviluppati ugelli presentanti una lavorazione interna tale da definire con l'elettrodo una seconda camera, usualmente denominata precamera o camera di stabilizzazione dell'arco, posta tra la citata camera di generazione del plasma e l'orifizio (o canale) di uscita del plasma previsto nell'ugello, come nella soluzione descritta nella domanda di brevetto B02006A000156 a nome della stessa Richiedente.

La precamera determina la presenza di una guaina di gas freddo che contribuisce a stabilizzare e a collimare la scarica grazie ad un più graduale passaggio verso il canale dell'ugello; inoltre, nei casi in cui sia utile ai fini della massimizzazione della capacità di taglio della torcia, permette di aumentare la lunghezza della scarica e quindi la sua potenza, mantenendo però costante la lunghezza dell'orifizio.

Tuttavia, risultati sperimentali hanno dimostrato che, in condizioni di arco trasferito, cioà ̈ durante le operazioni di taglio, per valori di profondità della precamera superiori ad un valore critico la tensione elettrodo/ugello presenta un andamento fortemente oscillante con elevati picchi, indice di una scarica non ben confinata infatti una eccessiva profondità della precamera porta ad un peggiore confinamento della scarica di plasma all'interno della stessa, che comporta un aumento delle dimensioni radiali dell'arco e la riduzione dello spessore della guaina fredda con conseguente globale eccessivo consumo dell'emettitore nonché di una perdita di qualità nel taglio.

Parallelamente, si à ̈ osservato che i diffusori noti non permettono di combinare una buona costrizione dell'arco con una minima usura dei componenti consumabili (elettrodo ed ugello).

In questo contesto, il compito tecnico precipuo della presente invenzione à ̈ proporre una torcia per il taglio al plasma che riduca i suddetti inconvenienti.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ proporre una torcia in cui l'usura dell'ugello, durante l'uso della torcia, sia sensibilmente ridotta rispetto ai consumabili noti.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ proporre una torcia che assicuri maggior durata ai consumabili ed un buon confinamento del plasma.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ proporre una torcia che consenta di massimizzare la velocità rotazionale del gas all'imbocco dell'orifizio dell'ugello.

Un altro scopo ancora à ̈ proporre una torcia che minimizzi, in uso, la velocità rotazionale del gas in prossimità della superficie di emissione del catodo.

Il compito tecnico precisato ed almeno gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una torcia per il taglio al plasma presentante le caratteristiche tecniche esposte nelle rivendicazioni annesse.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una torcia per il taglio al plasma come illustrata negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 illustra una porzione di una torcia per taglio al plasma secondo la presente invenzione, in una vista in sezione longitudinale schematica;

- la figura 2 illustra il diffusore della torcia di figura 1 in una vista laterale schematica;

la figura 3 illustra il diffusore della figura 2 in una vista schematica in pianta dall'alto;

la figura 4 illustra una sezione schematica del diffusore secondo la linea IV-IV di figura 2;

la figura 5 illustra un diagramma relativo all'andamento della tensione elettrodo-ugello nel tempo, con una precamera di altezza ottimizzata secondo la presente invenzione;

- la figura 6 illustra un diagramma relativo all'andamento della tensione elettrodo-ugello nel tempo, con una precamera di altezza non ottimizzata.

la figura 7 illustra i campi di temperatura all'interno della camera del plasma con un ugello di dimensioni non ottimizzate e con un ugello secondo la presente invenzione.

Con riferimento alla figura 1, sono rispettivamente indicati, con 1 , 2 e 200 un elettrodo, un ugello ed un diffusore per torce al plasma.

Un esempio di torcia 100 al plasma a cui sono destinati l'elettrodo 1, l'ugello 2 ed il diffusore 200, parzialmente illustrata nella figura 1, Ã ̈ descritta nella domanda B02009A000496 che qui si richiama integralmente per completezza di descrizione.

La torcia 100, che si sviluppa attorno ad un asse X principale, comprende, in sintesi, l'elettrodo 1, l'ugello 2 ed il diffusore 200 che delimitano una camera 3 di generazione del plasma, un sistema 4 di alimentazione di gas per alimentare il gas nella camera 3 di generazione del plasma, un circuito di alimentazione elettrica dell'elettrodo, che ne consente il collegamento al polo negativo (catodo) di un generatore di corrente, ed un circuito di alimentazione elettrica dell'ugello per collegarlo al polo positivo (anodo) del generatore.

La torcia 100 comprende un corpo 101 di supporto per l'elettrodo 1. L'elettrodo 1 e l'ugello 2 sono montati, coassiali con l'asse X.

Si osservi che per semplicità, con asse X si intenderà di seguito anche l'asse principale dei distinti componenti della torcia.

In particolare, la torcia 100 comprende un porta ugello 103 per il montaggio dell'ugello sul diffusore 200.

Come illustrato nella figura 1, fra elettrodo 1 ed ugello 2 à ̈ interposto il diffusore 200, che sarà meglio descritto in seguito, per alimentare il gas nella camera 3.

Nella camera 3 di generazione del plasma il gas viene ionizzato, ad esempio mediante un impulso in alta tensione e alta frequenza applicato fra elettrodo ed ugello o con altre tecniche note, in modo che possa innescarsi un arco elettrico.

L'arco così innescato viene mantenuto acceso durante il taglio applicando, tra elettrodo e pezzo in lavorazione, una tensione di lavoro tipicamente compresa fra 100 volt e 150 volt.

Con particolare riferimento alla figura 1, si osserva che l'elettrodo 1 comprende un corpo 5 di supporto di una pastiglia 6 di materiale emettitore o emettitore preferibilmente coassiale all'elettrodo 1.

II corpo 5 presenta una porzione 7 superiore, con riferimento alla figura 1, sostanzialmente cilindrica, sviluppantesi attorno all'asse X principale.

La porzione 7 presenta una superficie 8 esterna sostanzialmente cilindrica.

Un dente 9 si protende dalla superficie 8 per l'intera circonferenza del corpo 5 ed à ̈ previsto per l'accoppiamento con il diffusore 200 come sarà di seguito chiarito.

Entrando maggiormente nel dettaglio relativamente all'ugello 2, con particolare riferimento alla figura 1, si osserva che lo stesso presenta una prima porzione 10 sostanzialmente tubolare, preferibilmente cilindrica, di accoppiamento con i restanti componenti della torcia 1. In particolare, secondo quanto illustrato,1'ugello 2 risulta accoppiato al diffusore 200.

L'ugello 2 presenta una seconda porzione 11 a puntale nella quale à ̈ previsto un foro o orifizio 12 di diametro "De" dal quale fuoriesce il plasma.

La porzione 11 a puntale presenta una superficie Ila interna conica che, con l'ugello 2 montato sulla torcia 100, risulta affacciata all'elettrodo 1 a definire, almeno parzialmente, la camera 3 di generazione del plasma.

L'ugello presenta, internamente, fra la superficie Ila ed il foro 12, una lavorazione ad "imbuto" che definisce una seconda camera o precamera 13, in quanto collocata a monte dell'orifizio 12 di passaggio del gas plasma.

La precamera 13 risulta coassiale al foro 12 e all'elettrodo 1 una volta in opera.

Più precisamente, la precamera 13 presenta un ingresso 14 cilindrico, di profondità o altezza Ha ed un tratto 15 conico di raccordo fra l'ingresso 14 ed il foro 12. Si osservi che nel montaggio sulla torcia 100, o in generale nell'accoppiamento elettrodo-ugello, una volta che elettrodo 1 ed ugello 2 sono montati nella torcia, l'ingresso 14 della precamera 13 risulta coassiale ed affacciato alla pastiglia 6 di materiale emettitore.

Secondo la presente invenzione, il dimensionamento ottimale della precamera 13 prevede che il rapporto fra l'altezza Ha dell'ingresso 14 ed il diametro De dell'orifizio dell'ugello 2 sia maggiore di o uguale a 0,15 e minore di o uguale a 0,5, ovvero

0,15 ≤ — < 0,5

De

In una ulteriore forma realizzativa, il rapporto fra l'altezza "Ha" dell'ingresso 14 ed il diametro "De" dell'orifizio 12 Ã ̈ maggiore di o uguale a 0,2 e minore di o uguale a 0,48, ovvero

0,2 < — < 0,48

De

Tale range può essere preferibilmente ulteriormente ristretto ed in una ulteriore forma realizzativa il rapporto fra l'altezza "Ha" dell'ingresso 14 ed il diametro "De" dell'orifizio 12 à ̈ maggiore di o uguale a 0,22 e minore di o uguale a 0,46, ovvero

0,22 ≤ — ≤ 0,46

De

Una prima preferita forma realizzativa dell'ugello 2 presenta le seguenti dimensioni:

Ha= 0,35 mm

De= 1,8 mm

I limiti superiore ed inferiore dei suddetti intervalli sono stati determinati sperimentalmente mediante l'analisi della tensione elettrodo-ugello durante il taglio, in un'ottica di miglioramento della qualità di taglio e della durata dei consumabili.

La tensione elettrodo-ugello à ̈ fortemente influenzata dalla forma della scarica, dalla sua distanza dalle pareti e dalla temperatura elettronica, ed à ̈ quindi un ottimo indicatore della stabilità della scarica.

Nella figura 6 Ã ̈ illustrato un diagramma relativo all'andamento della tensione elettrodo-ugello nel tempo,

con precamera di altezza non ottimizzata, (^^ =1, curva De

A).

Nella figura 5 Ã ̈ illustrato un diagramma relativo all'andamento della tensione elettrodo-ugello nel tempo con precamera di altezza ottimizzata secondo la presente

HQ

invenzione {— =0.2, curva B).

De

Si osservi che la curva A presenta un andamento fortemente oscillante con elevati picchi di tensione, indice di una scarica non ben confinata mentre osservando la curva B si nota che l'andamento della tensione à ̈ continuo e senza oscillazioni.

Con riferimento alla figura 7, si osservi inoltre che un'eccessiva profondità della precamera (precamera non ottimizzata secondo l'invenzione, a destra rispetto all'asse X, a confronto con una precamera di altezza ottimizzata secondo la presente trattazione, a sinistra dell'asse X) comporta un aumento delle dimensioni radiali dell'arco e la riduzione dello spessore della guaina fredda. Si noti come la scarica di destra sia più "bombata", segno di un insufficiente flusso di gas e di componente tangenziale per la sua collimazione.

La preferita altezza o profondità della precamera, espressa in funzione del diametro dell'orifizio dell'ugello e limitata al suddetto range dimensionale consente quindi di ottenere importanti vantaggi.

Il valore minimo proposto consente alla precamera di essere sufficientemente profonda da garantire un effetto sulla fluidodinamica del gas di plasma rispetto ad un ugello presentante una precamera di altezza non ottimizzata in accordo con la presente invenzione in termini di stabilizzazione e collimazione della scarica e isolamento mediante guaina di gas freddo. Lo stesso valore minimo consente inoltre di incrementare, rispetto ad un ugello senza precamera la lunghezza totale della scarica e quindi della caduta di tensione e della potenza ceduta per effetto Joule al plasma, che verrà poi trasferita in parte al materiale da tagliare, a parità di lunghezza dell'orifizio.

Il valore massimo proposto evita di raggiungere una profondità eccessiva che può portare a instabilità di plasma di tipo kink, indicate con il riferimento 130 nella figura 6, legate ad una eccessiva lunghezza della scarica in precamera che il flusso di gas, limitato al valore che può passare attraverso l'orifizio dell'ugello, non riesce a stabilizzare. Tali instabilità possono causare un incremento di erosione dell'elettrodo, un aumento della possibilità di doppio arco e un peggioramento della qualità di taglio.

Il limite superiore del range scongiura altresì un aumento eccessivo della potenza di plasma dovuto ad un aumento della lunghezza dell'arco e quindi del carico termico sulla parete che, in mancanza di una refrigerazione a liquido, può portare ad un surriscaldamento dell'ugello e al deterioramento delle superfici .

Con riferimento alle figure da 2 a 4, Ã ̈ illustrata una preferita forma realizzativa del diffusore 200.

Il diffusore 200 comprende un corpo 201 principale sostanzialmente anulare.

Osservando la figura 4, si osserva che il corpo 201 presenta una gola 202 anulare ricavata su una parete interna del corpo 201 e destinata ad accogliere, una volta che il diffusore 200 Ã ̈ montato nella torcia 100, il citato dente 9 presente sulla superficie 8 esterna dell'elettrodo 1.

II diffusore 200 Ã ̈ mantenuto accoppiato all'elettrodo 1 in modo che il dente 9 risulti impegnato nella gola 202. Da parte opposta alla gola 202, nel corpo 201 Ã ̈ previsto uno smusso 203 anulare per l'accoppiamento con l'ugello 2.

Lo smusso 203 si sviluppa sulla superficie esterna del corpo 201 ed à ̈ definito, in pratica, da una porzione 203 anulare avente diametro inferiore rispetto al corpo 201. Per semplicità descrittiva, con riferimento alle allegate figure, si definiscono, per il diffusore 200, una superficie o parete 204 anulare inferiore, una superficie o parete 205 anulare superiore ed una superficie o parete 206 cilindrica laterale esterna.

Il diffusore 200 presenta una pluralità di canali 207, quattro nell'esempio illustrato, per mettere in comunicazione fluida il sistema 4 di alimentazione del gas con la camera 3 di generazione del plasma.

Nella forma realizzativa illustrata a titolo di esempio, ciascun canale 207 comprende un primo foro 208 radiale di diametro "d" e profondità "P" che si sviluppa a partire dalla superficie 206 laterale esterna.

Nell'esempio illustrato, il diffusore comprende una prima coppia di fori diametralmente opposti ed una seconda coppia di fori diametralmente opposti.

La prima e la seconda coppia di fori giacciono su diametri perpendicolari..

Preferibilmente, i diametri su cui sono disposte le due coppie di fori sono fra loro ortogonali.

Con riferimento alla figura 4 si osserva che gli assi dei fori 208, di cui uno solo illustrato per maggiore chiarezza, sono posizionati ad un'altezza "h" rispetto alla superficie 204 inferiore.

I canali 207 comprendono ciascuno un secondo foro 209 che si sviluppa dalla parete 204 anulare fino al corrispondente foro 208.

Ciascun foro 208 risulta in comunicazione fluida con il corrispondente foro 209 e definiscono nel complesso il rispettivo canale 207 per mettere in comunicazione fluida il sistema 4 di alimentazione del gas con la camera 3 di generazione del plasma.

E' importante osserva che, secondo la presente invenzione, i canali 207 si sviluppano a partire dalla superficie 206 laterale esterna à ̈ sfociano nella superficie 204 anulare inferiore.

In altre parole, ciascun canale 207 presenta un ingresso 207a sulla parete 206 laterale esterna ed un'uscita 207b sulla superficie 204 anulare inferiore.

Secondo quanto illustrato nelle figure 2 e 3, ciascun foro 209 presenta un asse "A" e diametro "di". Gli assi "A" dei fori 209, in corrispondenza di una sezione di uscita dei fori 209 stessi sulla parete 204, intersecano una comune circonferenza avente centro sull'asse X e raggio "R", ciascuno in un rispettivo punto "0".

L'asse "A" di ciascun foro 209 Ã ̈ sghembo rispetto all'asse X principale del diffusore.

In forme di realizzazione alternative non illustrate, i canali 207 sono definiti dal solo foro 209 presentante l'ingresso 207a ed l'uscita 207b e l'asse "A" sghembo rispetto all'asse X principale.

In particolare, come accennato, l'uscita 207b à ̈ prevista in corrispondenza della parete anulare 204 inferiore in modo che il gas di passaggio giunga nella camera 3, mentre l'ingresso 207a à ̈ previsto sulla superficie 206 laterale esterna.

Si consideri a titolo di esempio per un foro 209a dei citati quattro fori 209, un sistema cartesiano di riferimento avente centro in "0", asse "a" parallelo all'asse "X" del diffusore 200, asse "r" diretto radialmente e asse "t" perpendicolare ai primi due e tangente alla citata circonferenza di raggio "R".

La proiezione dell'asse "A" del foro 209a sul piano "ar" definisce, con l'asse "a", un angolo "Î ̃".

La proiezione dell'asse "A" del foro 209a sul piano "at" definisce, con l'asse "a", un angolo "φ".

Il suddetto angolo "cp" à ̈ dimensionato per imprimere al versore della velocità del gas in ingresso nella camera 3 attraverso il canale 209a, una componente assiale "Vass" ed una componente tangenziale "Vtan" {secondo il suddetto asse "t")al fine di imprimere alla velocità del gas in ingresso una componente tangenziale secondo l'asse t ottimale per il contenimento dell'arco.

Preferibilmente, il rapporto fra la componente assiale "Vass" e la componente tangenziale "Vtan", dovuto al diffusore 200 ed in particolare ai fori 209 dello stesso, Ã ̈ compreso fra 0,27 e 0,70 ovvero:

027 < — - < 0,70

V tan

Ancor più preferibilmente, il rapporto fra la componente assiale "Vass" e la componente tangenziale "Vtan", dovuto al diffusore 200, à ̈ compreso fra 0,36 e 0,57 ovvero :

0,36 ≤^ -≤ 0,57

Ftan

Ancor più preferibilmente, il rapporto fra la componente assiale "Vass" e la componente tangenziale "Vtan", dovuto al diffusore 200, à ̈ compreso fra 0,44 e 0,51 ovvero :

Vass

0,44 < < 0,51

V tan

Al fine di imprimere alla velocità del gas di passaggio una componente tangenziale secondo l'asse t ottimale per il contenimento dell'arco, l'angolo "φ" à ̈ preferibilmente compreso fra 55° e 75° sessagesimali ovvero :

55°â‰¤Ï†â‰¤ 15°

Ancor più preferibilmente, l'angolo "<p" à ̈ compreso fra 60° e 70° sessagesimali ovvero:

60°â‰¤<p≤ 70°

Ancor più preferibilmente, l'angolo "<p" à ̈ compreso fra 63° e 67° sessagesimali ovvero:

63°â‰¤Ï†â‰¤ 67°

Preferibilmente, in una prima forma di realizzazione del diffusore 200, l'angolo "φ" à ̈ uguale a 45° sessagesimali .

Si osservi che ancor più preferibilmente, i suddetti valori dell'angolo "φ" sono vantaggiosamente utilizzati in torce 100 nelle quali il citato raggio "R" misura mm 11.

Si osservi che, in generale, la misura in millimetri del diametro "di" Ã ̈ preferibilmente compresa fra 0,4 e 0,6, ovvero:

0,4< dì ≤ 0,6

Ancor più preferibilmente, la misura in millimetri del diametro "di" à ̈ preferibilmente compresa fra 0,45 e 0,55, ovvero:

0,45< di ≤ 0,55

Ancor più preferibilmente, la misura in millimetri del diametro "di" à ̈ preferibilmente compresa fra 0,48 e 0,52, ovvero:

0,48 ≤ dl ≤ 0,52

Con riferimento all'angolo "Î ̃", si osserva che preferibilmente tale angolo à ̈ dimensionato in modo da imprimere al versore velocità una componente "Vrad" radiale, ovvero diretta secondo l'asse "r" dei suddetti sistemi di riferimento, compresa fra 0 e 0,34, ovvero:

0< Vrad ≤0,34

Al fine di ottenere tali valori di "Vrad", preferibilmente, il diffusore 200 presenta il citato angolo "Î ̃" compreso fra 0° e 20° sessagesimali.

Nelle preferite forme di realizzazione suddette, l'angolo "Î ̃" misura 11° sessagesimali.

In ulteriori preferite forme di realizzazione non illustrate, l'angolo "Î ̃" misura 0° sessagesimali ovvero à ̈ nullo.

Con riferimento alla figura 1, si definisce "Al" la distanza, misurata secondo la direzione X, fra la sezione di uscita dei canali 207 e la sezione di ingresso del citato orifizio 12 e con "Bl" la distanza, misurata secondo la direzione X, fra la sezione di estremità dell'elettrodo 1 e la sezione di ingresso dell'orifizio 12.

Per ottimizzare la velocità di "swirl" del gas minimizzando l'usura dei componenti consumabili, il rapporto fra Al e Bl à ̈ preferibilmente compreso fra 3 e 4,5 ovvero:

3< — <4,5 .

51

Preferibilmente, in una prima forma di realizzazione della torcia 1, il rapporto fra Al e Bl à ̈ uguale a 3,74, ovvero :

51

Tale dimensionamento del rapporto Al e Bl trova vantaggiosa applicazione in torce 100 aventi correnti di esercizio di alcune decine di ampere oltre i 100 ampere, ad esempio in torce da 160 ampere.

Preferibilmente, in una seconda forma della torcia 1, il rapporto fra Al e Bl à ̈ uguale a 3,7, ovvero:

Al

3,7 .

51

Tale dimensionamento del rapporto Al e Bl trova vantaggiosa applicazione in torce 100 aventi correnti di esercizio nell'ordine del centinaio di ampere, ad esempio in torce da 100 ampere.

In una terza preferita forma di realizzazione del diffusore 100, il rapporto fra Al e Bl à ̈ uguale a 3,49, ovvero :

Al

= 3,49

B\

Tale dimensionamento del rapporto fra Al e B1 trova vantaggiosa applicazione in torce 100 aventi correnti di esercizio nell'ordine delle decine di ampere, ad esempio in torce da 60 ampere.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Torcia per il taglio al plasma sviluppantesi attorno ad un asse (X) principale e comprendente un elettrodo (1), un ugello (2), presentante un orifizio (12) di uscita del plasma, coassiale a detto elettrodo (1), un diffusore (200) operativamente attivo fra detto elettrodo (1) e detto ugello (2), detti elettrodo (1), ugello (2) e diffusore (200) delimitando una camera (3) di generazione del plasma, detta torcia comprendendo un sistema (4) di alimentazione di gas per alimentare il gas in detta camera (3), detto diffusore (200) comprendendo almeno un canale (207) per mettere in comunicazione fluida detto sistema (4) di alimentazione e detta camera (3), detta torcia essendo caratterizzata dal fatto che, in detta camera (3), definendo con "Al" la distanza, misurata secondo la direzione X, fra una sezione di uscita di detto canale (207) ed una sezione di ingresso di detto orifizio (12) e con "Bl" la distanza, misurata secondo detto asse (X) principale, fra una sezione di estremità di detto elettrodo (1) e detta sezione di ingresso di detto orifizio (12), il rapporto fra "Al" e "Bl" à ̈ maggiore di o uguale a 3 e minore di o uguale a 4,5 ovvero: 3 ≤ — < 4,5 . Bl 2. Torcia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il rapporto fra Al e Bl à ̈ maggiore di o uguale a 3,3 e minore di o uguale a 4 ovvero: 33 < — < 4 Bl 3. Torcia secondo la rivendicazione o 2, caratterizzata dal fatto che il rapporto fra Al e Bl à ̈ uguale a 3,74, ovvero: Al — = 3,74 Bl o à ̈ uguale a 3,7, ovvero: Al = 3,7 Bl o à ̈ uguale a 3,64, ovvero: Al = 3,64 Bl o à ̈ uguale a 3,58, ovvero: — = 3,58 Bl o à ̈ uguale a 3,49, ovvero: — = 3,49 . Bl 4. Torcia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto ugello (2) comprende una precamera (13) coassiale a detto orifizio (12), detta precamera (13) presentando un ingresso (14) cilindrico di profondità "Ha" ed un tratto (15) conico di raccordo fra detto ingresso (14) e detto orifizio (12), il rapporto fra l'altezza "Ha" di detto ingresso (14) ed il diametro "De" di detto orifizio (12) essendo maggiore di o uguale a 0,15 e minore di o uguale a 0,5, ovvero: 0,15 ≤~ ≤ 0,5 . De 5. Torcia secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che il rapporto fra l'altezza "Ha" di detto ingresso (14) ed il diametro "De" di detto orifizio (12) à ̈ maggiore di o uguale a 0,2 e minore di o uguale a 0,48, ovvero 0,2<— <0,48 De o dal fatto che il rapporto fra l'altezza "Ha" di detto ingresso (14) ed il diametro "De" di detto orifizio (12) à ̈ maggiore di o uguale a 0,22 e minore di o uguale a 0,46, ovvero: 0,22<— <0,46. De 6. Torcia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto diffusore (200) comprende un corpo (201) principale sostanzialmente anulare presentante un asse (X) principale, una parete (204) anulare inferiore, una parete (205) anulare superiore ed una parete (206) cilindrica laterale esterna, detto canale (207) presentando un ingresso ed un'uscita disposta in corrispondenza di detta parete (204) anulare inferiore, detto canale (207) presentando un diametro "di" ed un asse (A) di sviluppo sghembo rispetto a detto asse (X) principale, una proiezione di detto asse (A) di detto canale (207) su un piano "ar" definendo, con un asse "a", un angolo "Î ̃" e una proiezione di detto asse (A) di detto canale (207) su un piano "at" definendo, con detto asse "a", un angolo "φ", il sistema cartesiano di riferimento avendo centro in "O", un asse "a" parallelo a detto asse (X) principale, un asse "r" diretto radialmente ed un asse "t" perpendicolare a detti assi "a" ed "r" e tangente alla citata circonferenza di raggio "R", detto angolo "φ" essendo dimensionato per imprimere al versore della velocità di detto gas una componente assiale "Vass" ed una componente tangenziale "Vtan", il rapporto fra detta componente assiale "Vass" e detta componente tangenziale "Vtan" essendo compreso fra 0,27 e 0,70 ovvero: 0,27 <^^ < 0,70 . Ftan 7. Torcia secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il rapporto fra detta componente assiale "Vass" e detta componente tangenziale "Vtan" à ̈ compreso fra 0,36 e 0,57 ovvero: 0,36 <^^ < 0,57 - Ftan 8. Torcia secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il rapporto fra detta componente assiale "Vass" e detta componente tangenziale "Vtan" à ̈ compreso fra 0,44 e 0,51 ovvero: 0,44 ≤^- ≤ 0,51 . Ftan 9. Torcia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzata dal fatto che detto angolo "Î ̃" à ̈ dimensionato per imprimere al versore della velocità di detto gas una componente radiale "Vrad", compresa fra 0 e 0,34, ovvero: 0 < Vrad < 0,34 . 10. Torcia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, caratterizzata dal fatto che detto angolo "<p" à ̈ maggiore di o uguale a 55° sessagesimali ed à ̈ minore di o uguale a 75° sessagesimali ovvero: 55° < φ ≤ 15° o à ̈ maggiore di o uguale a 60° sessagesimali ed à ̈ minore di o uguale a 70° sessagesimali ovvero: 60°<φ≤ 70° o à ̈ maggiore di o uguale a 63° sessagesimali ed à ̈ minore di o uguale a 67° sessagesimali ovvero: 63°<<p≤67°. 11. Torcia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 10, caratterizzata dal fatto che detto angolo "0" à ̈ maggiore di o uguale a 0° sessagesimali e minore di o uguale a 20° sessagesimali ovvero: 0°<0< 20°. 12. Torcia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 11, caratterizzata dal fatto che detto diametro "di" di detti canali (207 ) à ̈ di misura maggiore di o uguale a mm 0,4 e minore di o uguale a min 0,6, ovvero 0,4≤dl≤0,6 oppure à ̈ di misura maggiore di o uguale a mm 0,45 e minore di o uguale a mm 0,55, ovvero 0,45≤dl≤0,55 oppure à ̈ di misura maggiore di o uguale a mm 0,48 e minore di o uguale a mm 0,52, ovvero 0,48<dì≤0,52.