ITBO960360A1 - Dispositivo di taglio per torcia al plasma e relativi portaugello ed ugello - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: DISPOSITIVO PI TAGLIO PER TORCIA AL PLASMA E RELATIVI PORT AUGELLO ED UGELLO.

Il presente trovato concerne un dispositivo di taglio per torcia al plasma, ovvero è relativo a quell’insieme di parti o componenti applicabili ad una torcia per l’ utilizzazione della medesima nelle operazioni di taglio o similari. Nel corso della presente descrizione si farà riferimento ad operazioni di taglio poiché queste sono le più diffuse, senza con questo limitare la portata del trovato escludendo altri possibili utilizzazioni.

Nelle torce di questo tipo un arco elettrico, definito da un arco voltaico stabilito tra l’oggetto metallico su cui si opera ed un elettrodo, viene utilizzato in unione a gas mono- o biatomici (ad esempio argo, idrogeno, azoto, ossigeno ed altri) con la funzione di portare il gas stesso allo stato di plasma con temperature elevatissime fin oltre 10.000°C.

E' previsto, generalmente, un elettrodo cilindrico montato sulla torcia e collegato, mediante un conduttore, al polo negativo della tensione di potenza. E' altresì previsto un anodo a forma di cappetta montato sull'elettrodo in modo da ricoprirne la parte terminale. La cappetta è isolata dall'elettrodo e collegabile mediante un secondo conduttore al polo positivo della tensione di potenza. Tra cappetta ed elettrodo si forma una sottile intercapedine nella quale viene convogliato il gas plasmogeno sotto pressione che può fuoriuscire all'esterno attraverso un piccolo orifizio della cappetta, che viene definita, normalmente, ugello.

In particolari condizioni di utilizzo, ad esempio per il taglio di una lamiera in corrispondenza di un angolo retto interno, o di similari rientranze presentate dalla lamiera da tagliare, risulta praticamente impossibile l'esecuzione di tagli mediante elettrodi ed ugelli che abbiano caratteristiche dimensionali tali da renderli rispondenti alle vigenti norme intemazionali in materia di sicurezza elettrica (in pratica elettrodi ed ugelli sufficientemente corti da non permettere il contatto col dito standard di prova utilizzato nelle condizioni previste dalle norme sulla sicurezza elettrica).

Per l'esecuzione di tagli di questo tipo vengono perciò utilizzati ugelli, detti allungati, che si estendono per un valore maggiore dalla torcia rispetto al corrispondente valore caratteristico dei modelli di ugello corto, in modo da permettere di lavorare in ogni condizione.

Nelle operazioni di taglio di questo tipo, a causa della maggiore lunghezza dell'ugello, è possibile che l'operatore possa accidentalmente entrare in contatto con l'ugello stesso sotto tensione, in corrispondenza della sua parte esterna.

E' di rilevante importanza considerare che le condizioni particolarmente severe nelle quali l'ugello si trova o può trovarsi durante l'uso determinano vincoli progettuali e costruttivi molto rigidi.

Tra i fattori che maggiormente contribuiscono alla severità di impiego degli ugelli sono da evidenziare i seguenti.

Un primo fattore è relativo alle elevatissime temperature raggiunte durante le operazioni di taglio.

Un secondo fattore è rappresentato dalla presenza di particelle di metallo fuso proiettate durante il processo in direzioni non sempre predeterminabili.

Inoltre, l'arco di taglio, in condizioni di uso non corretto, ad esempio in corrispondenza di velocità e/o spessori di taglio superiori a quelli prescritti, può lambire la parte esterna dell'ugello.

Il presente trovato è relativo ad un dispositivo per torcia al plasma, del tipo costituito da un ugello e da un portaugello, nel quale il portaugello è provvisto di una protezione amovibilmente fissata al portaugello stesso, in modo da impedire il contatto con l'ugello, anche nelle gravose condizioni di uso precedentemente descritte.

In particolare, è prevista una protezione costituita da un elemento tubolare, atta ad isolare le pareti dell'ugello almeno fino ad una quota che impedisca il contatto con le stesse da parte dell'operatore.

Facendo riferimento al cosiddetto dito di prova convenzionale utilizzato, nell'àmbito delle normative intemazionali di sicurezza, nelle condizioni indicate in EN 60529 (rappresentato schematicamente in alcune delle figure allegate e contrassegnato con D), l'ugello risulterà protetto dalla protezione per un valore tale da non interagire elettricamente con il dito di prova stesso.

Il trovato è relativo ad un dispositivo di taglio ed ai relativi portaugello ed ugello. Tali parti del dispositivo, come sarà spiegato nel prosieguo della descrizione sono realizzabili in modo da impedire usi non idonei del dispositivo.

Al fine di evitare che si possano utilizzare portaugelli senza protezione, gli ugelli previsti dal dispositivo in oggetto presentano un collare più alto rispetto al collare usualmente presentato dagli ugelli di tipo noto. In questo modo, con portaugelli senza protezione di tipo noto (o standard) non sarà possibile utilizzare ugelli con collare più alto (rispetto agli ugelli noti o standard) in quanto sarà impedita la chiusura dei contatti di sicurezza che consentono l’attivazione della torcia.

Inoltre, la protezione può essere costituita da un elemento tubolare presentante un diametro interno minimo inferiore a quello presentato dagli ugelli di tipo noto, in modo da impedire il loro inserimento nel portaugello oggetto del trovato.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

- la figura 1 illustra schematicamente, in una vista laterale con parti in sezione, un possibile esempio di realizzazione del presente trovato;

- la figura 2 illustra schematicamente, in una vista laterale con parti in sezione, un esempio di realizzazione di un portaugello realizzato in accordo con il presente trovato, in combinazione con ugello di tipo noto non supportarle dal medesimo;

- la figura 3 illustra schematicamente, in una vista laterale con parti in sezione, un esempio di realizzazione di un ugello realizzato in accordo con il presente trovato, in combinazione con portaugello di tipo noto non idoneo al supportare l’ugello in oggetto;

- la figura 4 illustra schematicamente, in una vista laterale con parti in sezione, un dispositivo di tipo noto.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, il presente trovato è relativo ad un dispositivo di taglio per torcia al plasma.

In pratica si tratta di un dispositivo del tipo applicabile ad una torcia 8 per eseguire operazioni di taglio o similari su una superfìci e genericamente indicata con S.

Il dispositivo è costituito da un portaugello 2 e da un ugello 3.

Il portaugello 2 risulta utilizzabile per fissare l’ugello 3 ad una estremità di lavoro presentata dalla torcia 8. Il portaugello 2 fissa l’ugello alla torcia 8 su un porzione di associazione 44 ed è calzabile sull'ugello 3 medesimo.

Con un corretto posizionamento del portaugello 2 sull’ ugello 3, viene a chiudersi un circuito di sicurezza che consente l’attivazione della torcia e che comprende almeno un corrispondente elemento di connessione 5 con il quale interagisce la porzione superiore 25 del portaugello 2.

Nelle torce vengono utilizzati generalmente due elementi di connessione 5, diametralmente opposti, ovvero angolati di 180° tra loro. Nei disegni allegati, per comodità di descrizione, è stato rappresentato un solo elemento di connessione 5, disposto spostato di 90° rispetto alla posizione solitamente assunta.

II portaugello 2 oggetto del trovato è provvisto, sulla propria estremità libera o inferiore 21, di una protezione 1 per l’ugello 3.

La protezione è costituita da un elemento tubolare amovibilmente fissato al portaugello 2 ed estendentesi dall’estremità libera 21 per un valore tale da impedire interazioni laterali con le pareti dell’ugello 3.

L’impedimento a tali interazioni è rappresentato tramite un dito di prova D che nell’esempio relativo al trovato, illustrato in figura 1, non può andare a contatto con l’ugello 3, mentre nell’esempio di figura 4, relativo all’arte nota, può toccare l’ugello medesimo, indicato con 6 perché di tipo noto.

Il portaugello 2 può presentare una cavità interna, destinata al contenimento di una porzione prossimale dell’ugello 3, estendentesi longitudinalmente per un valore H2 corrispondente alla somma dei valori dello sviluppo longitudinale H4 di un collare 4 presentato dall’ugello 3 in una sua porzione prossimale 30 e dello sviluppo longitudinale H44 della porzione di collegamento 44 alla torcia 8. In questo modo si consente il collegamento con l’elemento di connessione 5, e la corrispondente attivazione della torcia, in corrispondenza dell’utilizzo dell’ugello 3.

In altre parole l’ugello 3 presenta un collare 4 di estensione longitudinale superiore ai valori standard che può essere realizzato in corpo unico con il resto dell’ugello 3 oppure può essere costituito da un e anulare associabile all’ugello stesso.

A titolo esemplificativo, se il valore standard di tale collare è di 1,3 mm per gli ugelli utilizzabili su torce di tipo piccolo, ovvero di amperaggio prossimo ai 70 Ampere, l’ugello oggetto del trovato presenterà un valore superiore. In questo modo, verranno impedite le utilizzazioni di ugelli non idonei al portaugello in oggetto.

L’ elemento tubolare definente la protezione 1 può presentare un diametro interno minimo DI di valore inferiore al diametro esterno D6 di un ugello standard 6: in questo modo, come illustrato in figura 2, viene impedito l’utilizzo di ugelli di tipo noto (aventi un diametro solitamente di 10,6 mm per le utilizzazioni su torce di tipo piccolo come sopra specificato) i quali, a causa di un collare di tipo basso, anche se in grado di essere calzati dal portaugello, genererebbero malfunzionamenti della torcia.

Nel caso di utilizzazioni su torce di tipo grande, intendendo con questo termine torce di amperaggio intorno ai 150 Ampere, il diametro minimo DI dell’elemento tubolare 1 risulterà inferiore al valore di 15 mm, presentato dal diametro degli ugelli convenzionalmente utilizzati su torce di questo tipo.

Tale elemento tubolare 1 può essere sostanzialmente cilindrico, come negli esempi illustrati, oppure rastremarsi verso la parte inferiore assumendo una conformazione conica o troncoconica, fino a presentare un diametro minimo DI con le caratteristiche sopra dette.

Per torce di tipo piccolo, gli ugelli 3 realizzati secondo il presente trovato presenteranno un diametro D3 inferiore a 10,6 mm ed un collare con altezza superiore a 1,3 mm.

In particolare, si potranno avere, a titolo di esempio non limitativo, dei diametri D3 sostanzialmente compresi tra 9 e 10 mm e dei collari 4 con altezza di valore sostanzialmente pari a 3, 3 mm.

Per torce di tipo grande, gli ugelli 3 realizzati secondo il presente trovato presenteranno un diametro D3 inferiore a 15 mm ed un collare con altezza superiore a 3,9 mm.

In particolare, si potranno avere, a titolo di esempio non limitativo, dei diametri D3 sostanzialmente pari a 13,8 mm e dei collari 4 con altezza di valore sostanzialmente pari a 6,4 mm.

In pratica, con il dispositivo oggetto del trovato, verrà garantita la sicurezza costituita dall’impossibilità di utilizzare ugelli 3 realizzati in accordo con il presente trovato montati con portaugelli di tipo noto 2' (come illustrato in figura 3) perché non viene chiuso il circuito tra i contatti 5 e 25.

Un’altra sicurezza è costituita dall’impossibilità di utilizzare ugelli di tipo noto 6 su portaugelli 2 realizzati in accordo con il trovato perché la protezione 1 presenta un diametro minimo interno DI che impedisce l’inserimento degli ugelli 6 di tipo noto (come illustrato nell’esempio di figura 2).

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di taglio per torcia al plasma, del tipo applicabile ad una torcia per eseguire operazioni di taglio o similari e comprendente un portaugello ed un ugello, detto portaugello essendo utilizzabile per fissare detto ugello ad una estremità di lavoro di una torcia e calzabile sull'ugello medesimo, definendo, con almeno un corrispondente elemento di connessione presentato da detta torcia, un collegamento elettrico necessario al funzionamento della torcia stessa, ovvero idoneo a consentire operazioni di taglio e similari, caratterizzato dal fatto che detto portaugello (2) è provvisto, sulla propria estremità libera o inferiore (21), di una protezione (1) per detto ugello (3) costituita da un elemento tubolare amovibilmente fissato a detto portaugello (2) ed estendentesi da detta estremità libera (21) per un valore tale da impedire interazioni laterali con le pareti di detto ugello (3).
2. 2. Dispositivo di taglio secondo la rivendicazione 1, dove detto portaugello presenta una cavità interna, destinata al contenimento di una porzione prossimale di un ugello, estendentesi longitudinalmente per un valore (H2) corrispondente alla somma dei valori dello sviluppo longitudinale di un collare di altezza standard (HS) presentato da un ugello in una sua porzione prossimale e dello sviluppo longitudinale (H44) di una porzione di collegamento a detta torcia, in modo da consentire il collegamento con detto elemento di connessione, e la corrispondente attivazione della torcia, in corrispondenza dell'utilizzo di detto tipo di ugello caratterizzato dal fatto che l’altezza (H4) del collare (4) di detto ugello (3) è di valore superiore rispetto al valore di detta altezza standard (HS).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento tubolare definente detta protezione (1) presenta un diametro interno minimo (DI) di valore inferiore al diametro esterno (D6) di un ugello standard (6).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in particolare per l’utilizzazione su torce di tipo piccolo, caratterizzato dal fatto che detto diametro esterno di un ugello standard (D6) è di valore sostanzialmente pari a 10,6 mm.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in particolare per l’utilizzazione su torce di tipo grande, caratterizzato dal fatto che detto diametro esterno di un ugello standard (D6) è di valore sostanzialmente pari a 15 mm.
6. 6. Portaugello per torcia al plasma, del tipo atto a fissare un ugello (3) ad una estremità di lavoro di una torcia e calzabile sull’ugello medesimo, caratterizzato dal fatto di essere provvisto, sulla propria estremità libera o inferiore (21), di una protezione (1) per detto ugello (3) costituita da un elemento tubolare amovibilmente fissato a detto portaugello (2) ed estendentesi da detta estremità libera (21) per un valore tale da impedire interazioni laterali con le pareti di detto ugello (3).
7. 7. Ugello per torcia al plasma, utilizzabile in particolare su torce di tipo piccolo, caratterizzato dal fatto di essere costituito da un corpo sostanzialmente cilindrico di diametro (D3) inferiore a 10,6 mm e presentante, in corrispondenza della propria porzione prossimale, destinata al collegamento con detta torcia (8) un collare (4) estendentesi longitudinalmente per un valore (H4) superiore a 1,3 mm.
8. 8. Ugello per torcia al plasma secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di presentare un diametro (D3) sostanzialmente compreso tra 9 e 10 mm.
9. 9. Ugello per torcia al plasma secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto collare (4) si estende per un valore sostanzialmente pari a 3.3 m m .
10. 10. Ugello per torcia al plasma, utilizzabile in particolare su torce di tipo grande, caratterizzato dal fatto di essere costituito da un corpo sostanzialmente cilindrico di diametro (D3) inferiore a 15mm e presentante, in corrispondenza della propria porzione prossimale, destinata al collegamento con detta torcia (8) un collare (4) estendentesi longitudinalmente per un valore (H4) superiore a 3,9 mm.
11. 11. Ugello per torcia al plasma secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di presentare un diametro (D3) sostanzialmente pari a 13,8 mm.
12. 12. Ugello per torcia al plasma secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto collare (4) si estende per un valore sostanzialmente pari a 6.4 mm.
13. 13. Dispositivo di taglio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto collare (4) è in corpo unico con detto ugello (3).
14. 14. Dispositivo di taglio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto collare (4) è costituito da un elemento anulare associabile a detto ugello (3) quando il medesimo viene montato su detta torcia (8).
15. 15. Ugello per torcia al plasma secondo le rivendicazioni 7 o 10, caratterizzato dal fatto che detto collare (4) è in corpo unico con detto ugello (3).
16. 16. Ugello per torcia al plasma secondo le rivendicazioni 7 o 10, caratterizzato dal fatto che detto collare (4) è costituito da un elemento anulare associabile a detto ugello (3) quando il medesimo viene montato su detta torcia (8).
17. 17. Dispositivo di taglio, portaugello ed ugello secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.