MX2011002912A - Boquilla para un soplete de plasma enfriado por liquido, capsula de boquilla para un soplete de plasma enfriado por liquido y cabeza de soplete de plasma que las comprende. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una boquilla para un soplete de plasma enfriado por líquido que comprende una perforación de boquilla para la salida de un chorro de gas de plasma en la punta de boquilla, una primera sección de la cual la superficie exterior es esencialmente cilíndrica, y una segunda sección que se conecta a esta hacia la punta de boquilla, segunda sección de la cual la superficie exterior se estrecha esencialmente cónica hacia la punta de boquilla. De acuerdo con la invención: la boquilla está provista con a) al menos una ranura de suministro de líquido que se extiende sobre una parte de la primera sección y sobre la segunda sección en la superficie exterior de la boquilla hacia la punta de boquilla, y con precisamente una ranura de retorno de líquido separada de la(s) ranura(s) de suministro de líquido y se extiende sobre la segunda sección; o b) la boquilla está provista con precisamente una ranura de suministro de líquido que se extiende sobre una parte de la primera sección y sobre la segunda sección en la superficie exterior de la boquilla hacia la punta de boquilla, y con al menos una ranura de retorno de líquido separada de la ranura de suministro de líquido, y que se extiende sobre la segunda sección.

Description

BOQUILLA PARA UN SOPLETE DE PLASMA ENFRIADO POR LIQUIDO, CAPSULA DE BOQUILLA PARA UN SOPLETE DE PLASMA ENFRIADO POR LIQUIDO Y CABEZA DE SOPLETE DE PLASMA QUE LAS COMPRENDE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención se refiere a una boquilla para un soplete de plasma enfriado por liquido, a una cápsula de boquilla para un soplete de plasma enfriado por liquido y a una cabeza de soplete de plasma que las comprende.

Plasma se refiere a un gas eléctricamente conductor térmicamente calentado a una elevada temperatura y que consiste de iones positivos y negativos, electrones y átomos y moléculas excitados y neutrales.

Como gas de plasma se utilizan diferentes gases, por ejemplo el argón monoatómico y/o los gases biatómicos hidrógeno, nitrógeno, oxigeno o aire. Estos gases se ionizan y disocian mediante la energía de un arco . El arco constreñido por una boquilla se designa entonces como un chorro de plasma.

En los parámetros del chorro de plasma es posible influir ' enormemente mediante el diseño de la boquilla y el electrodo. Estos parámetros del chorro de plasma son, por ejemplo, el diámetro del chorro, la temperatura, la densidad de energía y la 'velocidad del flujo del gas.

Al cortar con plasma, por ejemplo, el plasma se constriñe mediante una boquilla que puede ser enfriada por Ref.: 218046 gas o enfriada por agua. Mediante esto es posible obtener densidades de energía de hasta 2xl06 W/cm2. En el chorro de plasma se producen temperaturas de hasta 30,000°C que, en asociación con la elevada velocidad del flujo del gas, realizan velocidades de corte muy altas en los materiales.

Los sopletes de plasma se pueden operar de manera directa o indirecta. En el caso de la forma de operación directa, la corriente fluye de la fuente de corriente por vía del electrodo del soplete de plasma, el chorro de plasma producido mediante un arco y constreñido mediante la boquilla directamente de! regreso a la fuente de corriente por vía de la pieza de trabajo. Con la forma de operación directa es posible cortar materiales eléctricamente conductores.

En el caso de la forma de operación indirecta, la corriente fluye de la fuente de corriente por vía del electrodo del soplete de plasma, el chorro de plasma, producido mediante un arco y constreñido mediante la boquilla, y la boquilla de regreso a la fuente de corriente. Mediante esto la boquilla sufre una carga todavía mayor que en el caso del corte con plasma directo, ya que no solamente constriñe el chorro de plasma sino que también realiza el punto de inicio del arco. Con la forma de operación indirecta es posible cortar tanto materiales eléctricamente conductores como también materiales no eléctricamente conductores.

Debido a la elevada carga térmica en la boquilla, ésta por lo general se produce de un material metálico, preferiblemente de cobre debido a su gran conductividad eléctrica y conductividad térmica. Lo mismo es aplicable al porta-electrodo, el cual sin embargo también se puede fabricar de plata. La boquilla se usa entonces en un soplete de plasma cuyos componentes principales son una cabeza de soplete de plasma, una cápsula de boquilla, una parte de guia del gas de plasma, una boquilla, un porta-boquilla, un elemento receptor de electrodo, un porta-electrodo con inserto de electrodo y, en los sopletes de plasma modernos, un soporte de 'capuchón de protección de la boquilla y un capuchón de protección de boquilla. El porta-electrodo fija un inserto de electrodo puntiagudo hecho de tungsteno que es adecuado para el uso de gases no oxidantes como gas de plasma, por ejemplo una mezcla de argón-hidrógeno. Un llamado electrodo plano cuyo inserto de electrodo está hecho, por ejemplo de hafnio, también es adecuado para el uso de gases oxidantes como gas de plasma, por ejemplo aire u oxigeno. Con el fin de obtener una elevada vida útil para la boquilla, esta se enfria en este caso con un liquido, por ejemplo agua. El refrigerante se le suministra a la boquilla por vía de un elemento de suministro de agua y se conduce fuera de la boquilla mediante un elemento de retorno de agua, y con ello fluye a través : de una cámara refrigerante que se delimita mediante la boquilla y la cápsula de boquilla.

En el documento DD 36014 Bl se describe una boquilla. Esta consta de un material que tiene buena conductividad, : por ejemplo cobre, y tiene una forma geométrica que ; se asigna al respectivo tipo de soplete de plasma, por ejemplo una cámara de descarga de forma cónica con una salida de boquilla cilindrica. La forma externa de la boquilla se forma como un cono, mediante lo cual se obtiene un grosor de pared virtualmente igual, mediante lo cual este tiene dimensiones que se garantizan una buena estabilidad de la boquilla y una buena conducción de calor hacia el refrigerante. La boquilla se localiza en un porta-boquilla. El porta-boquilla está constituido de un material resistente a la corrosión, por ejemplo bronce, y tiene internamente un elemento receptor centrador para la boquilla asi como una ranura para una goma de obturación que sella la cámara de descarga contra el refrigerante. En el porta-boquilla se disponen además perforaciones desplazadas por 180° para el suministro y retorno de refrigerante. Sobre el diámetro externo del porta-boquilla se encuentra una ranura para un anillo redondo de goma para obturar la cámara de refrigerante con respecto a la atmósfera y también una rosca y un elemento receptor centrador para una cápsula de boquilla. La cápsula de boquilla, igualmente fabricada de material resistente a la corrosión, por ejemplo bronce, se configura con ángulo agudo y tiene un grosor de pared con dimensiones convenientes para facilitar la derivación del calor de radiación al refrigerante. El diámetro interno menor está provisto con un anillo circular redondo. En el caso más sencillo se usa agua como refrigerante. Esta disposición tiene la intención de facilitar una producción sencilla de las boquillas con un uso moderado de material y un rápido recambio de las boquillas, asi como, mediante la construcción con ángulos agudos, permitirle al soplete de plasma pivotar con respecto a la pieza de trabajo y, por consiguiente, efectuar cortes oblicuos .

En el' documento DE-OS 1 565 638 se describe un soplete de plasma,„ preferiblemente para el corte por fusión con plasma de piezas de trabajo y para la preparación de cantos de soldadura. La forma delgada de la cabeza del soplete se logra mediante el uso de una boquilla de corte que tiene un ángulo particularmente agudo, cuyos ángulos interior y exterior son iguales uno a otro y también iguales al ángulo interior y exterior de la cápsula de boquilla. Entre la cápsula de boquilla y la boquilla de corte se forma una cámara de refrigerante, cámara de refrigerante en la que en la cápsula de boquilla se proporciona un collar que obtura metálicamente con la boquilla de corte, de manera que mediante esto se forma una rendija anular uniforme como una cámara de refrigerante. El' suministro y la remoción del refrigerante, por lo general agua, se efectúan mediante dos rendijas en el porta-boquilla, las cuales se encuentran desplazadas por .180° relativamente una a otra.

En el documento DE 25 25 939 se describe un soplete de arco de plasma, en particular para cortar o soldar, en el cual el porta-electrodo y el cuerpo de boquilla constituyen una unidad de récambio. El suministro de refrigerante externo se forma sustancialmente mediante un casquillo de fijación que encierra el cuerpo de boquilla. El refrigerante fluye por vía de canales a un espacio anular que es formado por el cuerpo de boquilla y el casquillo de fijación.

El documento DE 692 33 071 D2 se refiere a un dispositivo de corte por plasma de arco. En este se describe una modalidad de una boquilla para un soplete de corte por arco de plasm la cual está constituida de un material conductor y comprende una abertura de salida para un chorro de gas de plasma y una sección de cuerpo hueca. Esta sección de cuerpo se forma de manera que tiene una configuración de pared delgada generalmente cónica que se inclina hacia la abertura de salida, y tiene una sección de cabeza agrandada que se configura de manera integral con la sección de cuerpo. Mediante esto la sección de cabeza es sólida con excepción de un canal central que se alinea con la abertura de salida y tiene una superficie externa generalmente cónica que también se inclina hacia la abertura de salida y tiene un diámetro adyacente al de ' la sección de cuerpo adyacente que excede el diámetro de la sección de cuerpo, con el fin de formar un rebajo socavado. El dispositivo de corte por arco de plasma tiene una cápsula de gas secundaria. Además, entre la boquilla y la cápsula de gas secundaria se dispone un cápsula enfriada por agua con el fin de formar una cámara enfriada por agua para la superficie exterior de la boquilla para una refrigeración altamente efectiva. La boquilla se caracteriza por una cabeza grande que rodea una abertura de salida para el chorro de plasma y un socavado anguloso o una escotadura para formar un cuerpo cónico. Esta construcción de boquilla favorece el enfriamiento de la boquilla.

En los sopletes de plasma precedentemente descritos el refrigerante se suministra a la boquilla por un canal de suministro de agua y se conduce fuera de la boquilla por un canal de remoción de agua. Estos canales la mayoría de las veces se encuentran desplazados por 180° relativamente uno a otro y se tiene la intención de que el refrigerante fluya alrededor de la boquilla de la manera más uniforme posible en la trayectoria del canal de suministro al de remoción. No obstante siempre se vuelve a comprobar sobrecalentamiento en la proximidad del canal de la boquilla.

Otra guía de refrigerante para un . soplete, preferiblemente un soplete de plasma, en particular para fines de soldadura por plasma, corte por plasma, fusión por plasma y aspersión por plasma que soporta elevadas cargas térmicas de la boquilla y el cátodo se describe en el documento DD 83890 Bl. En este, para el enfriamiento de la boquilla se proporciona un anillo conductor de refrigerante que se puede insertar fácilmente en la pieza porta-boquilla y extraer fácilmente de esta. Para el propósito de limitar la guia de refrigerante a una delgada capa con grosor máximo de 3 mm, a lo largo de la pared de boquilla exterior este anillo de guia de refrigerante tiene una ranura perfilada circundante en la que desembocan más de uno, preferiblemente dos a cuatro conductos de refrigeración, que con una forma de estrella con relación a ella se disponen radiales y simétricos con respecto al eje de boquilla y aplicados con un ángulo de entrei 0 y 90° en una forma de estrella con respecto a este, de mañera que es adyacente a respectivamente dos salidas de refrigerante, y cada salida de refrigerante es adyacente a dos entradas de refrigerante.

Sin embargo, esta disposición tiene la desventaja de que se requiere un mayor gasto para el enfriamiento debido al uso de un componente adicional, el anillo conductor de refrigerante. Además, debido a esto resulta más grande todo el dispositivo.

Por consiguiente la invención tiene por objeto evitar de una manera sencilla un sobrecalentamiento en la proximidad del canal de la boquilla / taladro de la boquilla.

De conformidad con la invención este problema se resuelve mediante una cabeza de soplete de plasma que comprende : una boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, un porta-boquilla para sujetar la boquilla, y una cápsula de 'boquilla, preferiblemente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, siendo que la cápsula de boquilla y la boquilla forman una cámara de liquido refrigerante que se puede comunicar con un conducto de suministro de liquido refrigerante y un conducto de retorno de liquido refrigerante por vía de dos perforaciones respectivamente desplazadas por 60° a 180°, siendo que el porta-boquilla se configura de manera que el liquido refrigerante llega a la cámara de refrigerante incidiendo en la boquilla dé manera virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza del soplete de plasma, y/o sale de la cámara de liquido refrigerante para llegar al porta-boquilla de manera virtualmente perpendicular al eje longitudinal .

La presente invención proporciona además una boquilla para un soplete de plasma enfriado por liquido que incluye una perforación de boquilla para la salida de un chorro de gas de plasma en una punta de la boquilla, una primera sección de la cual la superficie externa es esencialmente cilindrica, y una segunda sección que se conecta con ella hacia la punta de .la boquilla, segunda sección de la cual la superficie externa se estrecha esencialmente cónica hacia la punta de la boquilla, siendo que a) se proporciona al menos una ranura de suministro de liquido y se extiende sobre una parte de la primera sección y sobre la segunda sección en la superficie externa de la boquilla hacia la punta de la boquilla, y precisamente se proporciona una ranura de retorno de liquido separada de la(s) ranura (s); de suministro de liquido y se extiende sobre la segunda sección, o b) se proporciona precisamente una ranura de suministro dé liquido y se extiende sobre una parte de la primera . sección y sobre la segunda sección en la superficie externa de la boquilla hacia la punta de la boquilla, y se proporciona al menos una ranura de retorno de liquido separada de la ranura de suministro de liquido, y se extiende sobre la segunda sección. Por "esencialmente cilindrica" se quiere decir que la superficie externa, al menos sin tener en cuenta las ranuras, tales como las ranuras de suministro y retorno de liquido es más o menos cilindrica. De manera similar, por "estrechamiento esencialmente cónico" se quiere decir que la superficie externa, al menos sin tener en cuenta las ranuras, tales como las ranuras de suministro y retorno de liquido se estrecha más o menos en forma cónica.

La presente invención proporciona adicionalmente una cápsula de boquilla para un soplete de plasma enfriado por líquido en' que la cápsula de boquilla comprende una superficie interna que se estrecha esencialmente cónica, que se caracteriza porque la superficie interna de la cápsula de boquilla comprende al menos dos rebajos en un plano radial.

De conformidad con una modalidad particular de la cabeza del soplete de plasma, la boquilla comprende una o dos ranura (s) de suministro de líquido refrigerante, y la cápsula de boquilla comprende en su superficie interna al menos dos, en particular precisamente tres rebajos de los cuales las aberturas orientadas hacia la boquilla se extienden respectivamente por una longitud de arco (b2) , siendo que la longitud de arco de las regiones de la boquilla que en la dirección circunferencial son adyacentes a la(s) ranura (s) de suministro de líquido refrigerante y que resaltan hacia fuera con relación á la(s.) ranura (s) de suministro de líquido refrigerante es , espectivamente mayor que la longitud de arco (d4, en) . De es.ta manera se evita de manera particularmente elegante una ; conexión secundaria de suministro del refrigerante al retorno del refrigerante.

En la cabeza del soplete de plasma se puede prever además que las dos perforaciones se extienden cada una esencialmente paralelas al eje longitudinal de la cabeza del soplete de plasma. Por lo tanto es posible que los conductos de líquido refrigerante se conecten de una manera ahorradora de espacio a la cabeza del soplete de plasma.

En particular las perforaciones para el suministro de liquido refrigerante se pueden disponer desplazadas por 180° con relación al retorno del liquido refrigerante.

La dimensión circular de la sección entre los rebajos de la cápsula de boquilla ventajosamente es como máximo de la mitad del tamaño de la dimensión circular mínima de la ranura de retorno de líquido refrigerante o la dimensión circular mínima de la(s) ranura (s) de suministro de líquido refrigerante.

En l boquilla la(s) ranura (s) de retorno de líquido también; se pueden extender favorablemente sobre una parte de la primera sección en la superficie externa de la boquilla .

En una modalidad particular de la boquilla, en el caso a) se proporcionan al menos dos ranuras de suministro de líquido, y en el caso b) se proporcionan al menos dos ranuras de retorno de líquido.

El punto central de la ranura de suministro de líquido y el punto central de la ranura de retorno de líquido se disponen favorablemente desplazados por 180° uno con relación a otro alrededor de la circunferencia de la boquilla. Con totras palabras, la ranura de suministro de líquido y la ranura de retorno de líquido se encuentran opuestas una a otra.

En el caso a) la extensión de la ranura de retorno de liquido y en el caso b) la extensión de la ranura de suministro de liquido se encuentran ventajosamente en la dirección circunferencial en el intervalo de 90° a 270°. Mediante una ranura de retorno/suministro de liquido tan particularmente 1 extensa se obtiene un enfriamiento particularmente bueno de la boquilla.

En el caso a) se dispone útilmente una ranura en la primera sección, ranura esta que está en conexión con la ranura de suministro de liquido, y en el caso b) se dispone ventajosamente una ranura en la primera sección, ranura esta que está en conexión con la ranura de retorno de liquido.

Se puede prever que en el caso a) la ranura se extiende en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla alrededor de toda la circunferencia.

En particular es posible mediante esto prever que en caso a) la ranura ,se extiende en la dirección circunferencial; de la primera sección de la boquilla sobre un i ángulo de 60° a 300°, y en el caso b) la ranura se extiende en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla sobre un ángulo en el intervalo de 60° a 300°.

Mediante esto es posible en particular prever que en el caso a); esta ranura se extiende en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla sobre un ángulo en el intervalo de 90° a 270°, y en caso b) la ranura se extiende en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla sobre un ángulo en el intervalo de 90° a 270°.

En una modalidad adicional de la boquilla, en el caso a) se ¡proporcionan precisamente dos ranuras de suministro de ' liquido y en el caso b) se proporcionan precisamente dos ranuras de retorno de liquido.

En particular es posible que las dos ranuras de suministro de liquido se dispongan en el caso a) alrededor de la circunferencia de la boquilla en forma simétrica a una linea recta qué se extiende desde el punto central de la ranura de retorno de liquido en un ángulo recto a través del eje longitudinal de la boquilla, y en el caso b) las dos ranuras de retorno de liquido se disponen alrededor de la circunferencia de la boquilla de manera simétrica a una linea recta que se extiende desde el punto central de la ranura de suministro de liquido en un ángulo recto a través del eje longitudinal de! la boquilla.

En el caso a) los puntos centrales de las dos ranuras de suministro de liquido y en el caso b) los puntos centrales de ; las dos ranuras de retorno de liquido ventajosamente ¡ se disponen desplazadas por un ángulo con relación una a otra alrededor de la circun erencia de la boquilla, ángulo este que se encuentra entre 30° y 180°.

En el: caso a) la extensión de la ranura de retorno de liquido y en el caso b) la extensión de la ranura de suministro de liquido ventajosamente se encuentran en la dirección circunferencial en el intervalo de 120° a 270°.

También se puede prever que en el caso a) las dos ranuras de suministro de liquido se conecten una con otra en la primera sección de la boquilla y en el caso b) las dos ranuras de retorno de liquido se conecten una con otra en la primera sección<de la boquilla.

Se puede prever adicionalmente que en el caso a) las dos ranuras de suministro de liquido se conecten una con otra en la primera sección de la boquilla mediante una ranura, y en el caso b) las dos ranuras de retorno de liquido se conecten una con otra en la primera sección de la boquilla mediante una ranura.

En el caso a) , la ranura útilmente se extiende más allá de una o ambas de las ranuras de suministro de liquido y en el caso b) la ranura útilmente se extiende más allá de una o ambas ranuras de retorno de liquido.

Se puede prever que en el caso a) la ranura se extienda en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla alrededor de toda la circunferencia.

Mediante esto se puede prever en particular que la ranura se extiende en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla sobre un ángulo en el intervalo de 60;° a 300°.

Mediante esto se puede prever en particular que la ranura se extiende en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla sobre un ángulo en el intervalo de 90? a 270°.

La invención se basa en el descubrimiento sorprendente que mediante el suministro y/o remoción del liquido refrigerante en un ángulo recto al eje longitudinal de la cabeza del soplete de plasma en lugar de en forma paralela al eje longitudinal de la cabeza del soplete de plasma - como en la técnica anterior - se -obtiene un mejor enfriamiento de¡ la boquilla mediante un contacto notablemente más prolongado del liquido refrigerante con la boquilla.

Si se proporciona más de una ranura de suministro de liquido refrigerante es posible por lo tanto obtener una formación de vórtice particularmente buena del liquido refrigerante e la región de la punta de la boquilla mediante la confluencia , de los flujos de liquido, mediante lo cual esto usualmente va de la mano con un mejor enfriamiento de la boquilla.

Otras características y ventajas de la invención se desprenden de las reivindicaciones anexas y la siguiente descripción en ' la cual se explican individualmente varias modalidades con. referencia a los dibujos esquemáticos, en los que muestran: Figura 1 una vista en sección longitudinal a través de una cabeza de soplete de plasma con suministro de plasma y gas secundario, con una boquilla y una cápsula de boquilla de conformidad con una modalidad particular de la presente invención; Figura la una representación en sección a lo largo de la línea A-A de la figura 1; Figura Ib una representación en sección a lo largo de la línea B-B de la figura 1; Figurá 2 representaciones individuales (arriba a la izquierda: vista en planta superior desde el frente; arriba a la derecha: vista en sección longitudinal; abajo a la derecha: vista .en elevación lateral) de la boquilla de la figura 1; Figura 3 una vista en sección longitudinal a través de una cabeza de soplete de plasma con suministro de plasma y gas secundario, con una boquilla y una cápsula de boquilla de conformidad con otra modalidad particular de la presente invención; Figura 3a una representación en sección a lo largo de la línea A-A' de la figura 3; Figura 3b una representación en sección a lo largo de la línea B-B de la figura 3; Figura 4 representaciones individuales (arriba a la izquierda: vista en planta superior desde el frente; arriba a la derecha: vista en sección longitudinal; abajo a la derecha: vista en elevación lateral) de la boquilla de la figura 3; Figura 5 una vista en sección longitudinal a través de una cabeza de soplete de plasma con suministro de plasma y gas secundario, con una boquilla y una cápsula de boquilla de conformidad con otra modalidad particular de la presente invención; Figura 5a una representación en sección a lo largo de la linea A-A ' de la figura 5; Figura 5b una representación en sección á lo largo i de la linea B-B de la figura 5; Figura 6 representaciones individuales (arriba a la izquierda: vista en planta superior desde el frente; arriba a la derecha: vista en sección longitudinal; abajo a la derecha: vista en elevación lateral) de la boquilla de la figura 5; Figura 7 una vista en sección longitudinal a través de una cabeza de soplete de plasma con suministro de plasma y gas secundario, con una boquilla de conformidad con otra modalidad preferida de la presente invención; Figura 7a una representación en sección a lo largo de la linea A-A de la figura 7; Figura 7b una representación en sección a lo largo de la línea B-B de la figura 7; Figura 8 representaciones individuales (arriba a la izquierda: vista en planta superior desde el frente; arriba a la derecha: vista en sección longitudinal; abajo a la derecha: vista ¡en elevación lateral) de la boquilla de la figura 7; Figura 9 una vista en sección longitudinal a través de una cabeza de soplete de plasma con suministro de plasma y gas secundario, con una boquilla de conformidad con otra modalidad particular de la presente invención; Figura 9a una representación en sección a lo largo de la linea A-A de la figura 9; Figura 9b una representación en sección a lo largo de la linea B-B de la figura 9; Figura 10 representaciones individuales (arriba a la izquierda: vista en planta superior desde el frente; arriba a la derecha: vista en sección longitudinal; abajo a la derecha: vista en elevación lateral) de la boquilla de la figura 9; Figura 11 una vista en sección longitudinal a través de una cabeza de soplete de plasma con suministro de plasma y gas secundario, con una boquilla de conformidad con otra modalidad particular de la presente invención; Figura lia una representación en sección a lo largo de la linea A-A de la figura 11; Figura 11b una representación en sección a lo largo de la linea B-B de la figura 11; Figura 12 representaciones individuales (arriba a la izquierda: vista en planta superior desde el frente; arriba a la derecha: vista en sección longitudinal; abajo a la derecha: vista en elevación lateral) de la boquilla de la figura 11; Figura 13 representaciones individuales (arriba a la izquierda: vista en planta superior desde el frente; arriba a la derecha: vista eñ sección longitudinal; abajo a la derecha: vista en elevación lateral) de la boquilla de conformidad con otra modalidad particular de la invención; Figura 14 representaciones individuales (izquierda: vista en sección longitudinal; derecha: vista en planta superior desde el frente) de la cápsula de boquilla de la figura 1, figura 3 y figura 5 así como también figura 11; Figura 15 representaciones individuales (izquierda: vista en sección longitudinal; derecha: vista en planta superior desde el frente) de una cápsula de boquilla de conformidad con una modalidad especial de la presente invención; Figura 16 representaciones individuales (izquierda: vista en sección longitudinal; derecha: vista en planta superior desde : el frente) de una cápsula de boquilla de conformidad con otra modalidad especial de la presente invención.

En la siguiente descripción se muestran modalidades que comprenden ;al menos una ranura de suministro de líquido, que aquí se designa como una ranura de suministro de liquido refrigerante, y precisamente una ranura de retorno de líquido, que aquí se designa como una ranura de retorno de líquido refrigerante. Sin embargo, la invención no se limita a esto. Es igualmente posible cambiar o invertir número de ranuras de suministro de líquido y ranuras de retorno de líquido.

La cabeza 1 de soplete de plasma mostrada en la figura 1 recibe un electrodo 7 con un elemento 6 receptor de electrodo, en el presente caso por vía de una rosca (no mostrada) . El electrodo está formado como un electrodo plano. Como gas de plasma (PG por sus siglas en inglés) para el soplete de plasma es posible usar, por ejemplo, aire u oxigeno. Un porta-boquilla 5 esencialmente cilindrico recibe una boquilla 4. Una cápsula 2 de boquilla que se fija mediante una rosca (no mostrada) , a la cabeza 1 de soplete de plasma fija la boquilla 4 y forma con ella una cámara 10 de líquido refrigerante. La cámara 10 de líquido refrigerante se I sella mediante ' un sello que se realiza con un anillo 4.16 circular redondo que se dispone en una ranura 4.15 de la boquilla 4, entre la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla.

A través de la cámara 10 de líquido refrigerante fluye un líquido refrigerante, por ejemplo agua o agua con anticongelante , desde una perforación del suministro WV de líquido refrigerante a una perforación del retorno (WR) de líquido refrigerante, siendo que las perforaciones se disponen desplazadas por 180° relativamente una a otra.

. En los sopletes de plasma de acuerdo a la técnica anterior siempre se vuelve a presentar un sobrecalentamiento de la boquilla 4 en la región de la perforación 4.10 de boquilla. Sin embargo, el sobrecalentamiento también se puede presentar entre la sección cilindrica de la boquilla 4 y porta-boquilla 5. Esto es aplicable en particular a los sopletes de plasma que se operan con una elevada corriente piloto o de manera indirecta. Esto se ve por la decoloración del cobre después de un corte tiempo de operación. Ya con corrientes de 40A ocurre decoloración después de un corto tiempo (por ejemplo, 5 minutos). Se sobrecarga igualmente el punto de sellado entre la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla, lo cual provoca daño al anillo 4.6 circular redondo y por lo tanto; interferencia con el sellado y la fuga de líquido refrigerante. Estudios han mostrado que este efecto ocurre particularmente en el lado de la boquilla 4 orientado hacia el retorno del líquido refrigerante. Se supone que la región sujeta a la mayor carga térmica, la perforación 4.10 de boquilla de la boquilla 4 es enfriada de manera inadecuada debido a que el líquido refrigerante o bien fluye de manera insuficiente por la parte 10.20 de la cámara 10 de líquido refrigerante que se encuentra más próxima a la perforación de boquilla / o incluso ni siquiera llega a esta parte, en particular en el lado orientado hacia el retorno de liquido refrigerante.

En el presente soplete de plasma de conformidad con la figura 1 el liquido refrigerante se conduce a la cámara 10 de liquido refrigerante de manera que desde el porta-boquilla 5 incide en la boquilla 4 virtualmente perpendicular al eje longitudinal de¡ la cabeza 1 de soplete de plasma. Para este propósito, en un área 10.10 de desvio de la cámara 10 de liquido refrigerante el liquido refrigerante se desvia de la dirección paralela al eje longitudinal en la perforación WV de suministro de liquido refrigerante del soplete de plasma de manera virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza 1 de ; soplete de plasma en dirección a una primera sección 4.1 de boquilla (ver figura 2) . Luego, el liquido refrigerante fluye a través de un área 10.11 formada mediante una ranura 4.20 'de suministro de liquido refrigerante (ver figura la, Ib ' y 2) de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla al interior de la región 10.20 de la cámara 10 de liquido refrigerante que rodea la perforación 4.10 de boquilla, y allí fluye alrededor de la boquilla 4. Luego, el líquido refrigerante fluye de regreso al retorno WR de líquido refrigerante a través de un área 10.15 formada por una ranura 4.22 de retorno de líquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla, siendo que la transición en este caso tiene lugar esencialmente paralela al eje longitudinal de la cabeza de soplete de plasma.

Además, la cabeza 1 de soplete de plasma está equipada con un soporte 8 de capuchón de protección de boquilla y un capuchón 9 de protección de boquilla. El gas SG secundario que rodea el chorro de plasma fluye a través de esta región. El gas SG secundario fluye a través de un elemento 9.1 de , guia de gas secundario y se le puede imprimir rotación mediante este.

La figura la muestra una representación en sección a lo largo de la linea A-A del soplete de plasma de la figura 1. Muestra como el área formada mediante la ranura 4.20 de suministro de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla evita, mediante las secciones 4.41 y 4.42 de las regiones 4.31 y 4.32 resaltantes de la boquilla en combinación con la superficie 2.5 interior de la cápsula 2 de boquilla, una conexión secundaria entre el suministro de liquido refrigerante y el retorno de liquido refrigerante. Con el fin de asegurar que la conexión secundaria del liquido refrigerante se evite en cada posición de la boquilla 4 con relación a la cápsula 2 de boquilla, las dimensiones d4 y e4 circulares de las secciones 4.41 y 4.42 de las regiones 4.31 y 4.32 resaltantes de la boquilla 4 deben ser al menos igual de grandes que la dimensión b2 circular de los rebajos 2.6 de la cápsula 2 de boquilla orientados hacia la boquilla (ver figura 14 a 16) .

Así se obtiene un enfriamiento efectivo de la boquilla 4 en la región de la punta de la boquilla y se evita una sobrecarga térmica. Se asegura que al área 10.20 de la cámara 10 de líquido refrigerante llegue tanto líquido refrigerante como sea posible. Ya no existió decoloración de la boquilla- en la región de la perforación 4.10 de boquilla en las pruebas. Ya tampoco se presentaron faltas de hermeticidad en el sellado entre la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla, y ño se sobrecalentó el anillo circular redondo.

La figura Ib muestra una representación en sección a lo largo de la línea B de la cabeza de soplete de plasma de la figura 1, qué muestra el plano del área 10.10 de desvío.

La figura 2 muestra la boquilla 4 de la cabeza de soplete de plasma de la figura 1. Tiene una perforación 4.10 de boquilla para la salida de un chorro de gas de plasma por una punta 4.11 de boquilla, una primera sección 4.1, cuya superficie 4.4 exterior es esencialmente cilindrica, y una segunda sección 4.2 conectada a ésta hacia la punta 4.11 de boquilla, segunda sección 4.2 de la cual la superficie 4.5 exterior se estrecha esencialmente cónica hacia la punta 4.11 de boquilla. La ranura 4.20 de suministro de líquido refrigerante se extiende sobre una parte de la primera sección 4.1 y sobre la segunda sección 4.2 en la superficie 4.5 exterior de la boquilla 4 hacia la punta 4.11 de boquilla y termina antes de la cara 4.3 exterior cilindrica. La ranura 4.22 de retorno^ de liquido refrigerante se extiende sobre la segunda sección 4.2 de la boquilla 4. El punto central de la ranura 4.20 de suministro de liquido refrigerante y el punto central de la ranura (4.22) de retorno de liquido refrigerante se disponen desplazados relativamente uno a otro alrededor de la circun erencia de la boquilla (4) . La extensión 4 alfa de la ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante en la dirección circunferencial es de aproximadamente 250°. Entre la ranura 4.20 de suministro de liquido refrigerante y la ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante se encuentran las regiones 4.31 y 4.32 que resaltan al exterior con las secciones 4.41 y 4.42 asociadas.

La figura 3 muestra un soplete de plasma similar al de la figura 1, pero de acuerdo a otra modalidad particular. La boquilla 4 tiene dos ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante. También en este caso el liquido refrigerante se conduce al interior de la cámara 10 de liquido refrigerante de manera que desde el porta-boquilla 5 incide en la boquilla 4 virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza 1 de soplete de plasma. Para este propósito, en el área 10.10 de desvio de la cámara 10 de liquido refrigerante el liquido refrigerante se desvia de la dirección paralela al eje longitudinal en la perforación WV de suministro dé liquido refrigerante del soplete de plasma de manera virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza 1 de soplete de plasma en dirección a la primera sección 4.1 de boquilla. Luego el líquido refrigerante fluye por una ranura 5.1 del porta-boquilla 5 al interior de las dos áreas 10. 11 y 10.12 formadas por las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de líquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla a la región 10.20 de la cámara 10 de líquido refrigerante que rodea la perforación 4.10 de boquilla, y allí fluye alrededor de la boquilla 4. Luego el líquido refrigerante fluye a través del área 10.15 formada mediante la ranura 4.22 de retorno de líquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla de regreso al retorno WR de líquido refrigerante, siendo que en este caso la transición .tiene lugar esencialmente paralela al eje longitudinal de> la cabeza de soplete de plasma.

La figura 3a muestra una representación en sección a lo largo de la línea A-A del soplete de plasma de la figura 3. Muestra como las áreas 10.11 y 10.12 formadas por las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de líquido refrigerante de la boquilla 4 y, la cápsula 2 de boquilla evitan, mediante las secciones 4.41 y 4.42 de las regiones 4.31 y 4.32 resaltantes de la boquilla 4 en combinación con la superficie 2.5 interior de la cápsula 2 de boquilla, una conexión secundaria entre el suministro de líquido refrigerante y el retorno de líquido refrigerante. Al mismo tiempo se evita una conexión secundaria entre las áreas 10.11 y 10.12 mediante la sección 4.43 de la región 4.33 resaltante. Con el fin de asegurar que la conexión secundaria del líquido refrigerante se evite en cada posición de la boquilla 4 con relación a la cápsula 2 de boquilla, las dimensiones d4 y e4 circulares de las secciones 4.41 y 4.42 de la boquilla 4 deben ser al menos igual de grandes que la dimensión b2 circular de los rebajos 2.6 de la cápsula 2 de boquilla orientados hacia la boquilla, (ver figura 14 a 16) [.

La figura 3b es una ilustración en sección a lo largo de la línea B-B del soplete de plasma de la figura 3. Muestra el plano del área 10.10 de desvío y la conexión con los dos suministros 4.20 y 4.21 de líquido refrigerante mediante la ranura 5.1 en el porta-boquilla 5.

La figura 4 muestra la boquilla 4 de la cabeza de soplete de plasma de la figura 3. Tiene una perforación 4.10 de boquilla para la salida de un chorro de gas de plasma en una punta 4.11 de boquilla, una primera sección 4.1, cuya superficie 4.4 exterior es esencialmente cilindrica, y una segunda sección 4.2 conectada a esta hacia la punta 4.11 de boquilla, segunda sección 4.2 de la cual la superficie 4.5 exterior se estrecha esencialmente cónica hacia la punta 4.11 de boquilla. Las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de líquido refrigerante se extienden sobre una parte de la primera sección 4.1 y sobre la segunda sección 4.2 en la superficie 4.5 exterior de la boquilla 4 hacia la punta 4.11 de boquilla y terminan antes de la cara 4.3 exterior cilindrica. La ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante se extiende sobre la segunda sección 4.2 de la boquilla 4. La extensión 4 alfa de la ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante en la dirección dircunferencial es de aproximadamente 190°. Entre las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante y la ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante se encuentran las regiones 4.31; 4.32 y 4.33 que resaltan al exterior con las secciones 4.41; 4.42 y 4.43 asociadas. 1 La figura 5 muestra un soplete de plasma similar al de la figura 3, pero de conformidad con otra modalidad particular. La boquilla 4 tiene dos ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de l:iquido refrigerante (ver figura 5a) . También en este caso el liquido refrigerante se conduce al interior de la cámara 10 de liquido refrigerante de manera que desde el porta-boquilla 5 incide en la boquilla 4 virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza 1 de soplete de plasma. Para ' este propósito, en el área 10.10 de desvio de la cámara 10 de. liquido refrigerante el liquido refrigerante se desvia de la dirección paralela al eje longitudinal en la perforación WV de suministro de liquido refrigerante del soplete de plasma de manera virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza 1 de soplete de plasma en dirección a la primera sección 4.1 de boquilla. Luego el liquido refrigerante fluye por una ranura 4.6 de la boquilla 4 al interior de las dos áreas 10. 11 y 10.12 formadas por las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla a la región 10.20 de la cámara 10 de liquido refrigerante que rodea la perforación 4.10 de boquilla, y allí fluye alrededor de la boquilla 4. Luego el liquido refrigerante fluye a través del área 10.15 formada mediante la ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla de regreso al retorno WR de liquido ref igerante, siendo que en este caso la transición tiene lugar esencialmente paralela al eje longitudinal de la cabeza de soplete de plasma.

La -figura 5a muestra una representación en sección a lo largo de la linea A-A del soplete de plasma de la figura 5. Muestra como las áreas 10.11 y 10.12 formadas por las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla evitan, mediante las secciones 4.41 y 4.42 de las regiones 4.31 y 4.32 resaltantes de la boquilla 4 en combinación con la superficie 2.5 interior de la cápsula 2 de boquilla, una conexión secundaria entre el suministro de liquido refrigerante y el retorno de liquido refrigerante. Al mismo tiempo se evita una conexión secundaria entre las áreas 10.11 y 10.12 mediante la sección 4.43 de la región 4.33 resaltante. Con el fin de asegurar que la conexión secundaria del liquido refrigerante se evite en cada posición de la boquilla 4 con relación a la cápsula 2 de boquilla, las dimensiones d4 y e4 circulares de las secciones 4.41 y 4.42 de la boquilla 4 deben ser al menos igual de grandes que la dimensión b2 circular de los rebajos 2.6 de la cápsula 2 de boquilla orientados hacia la boquilla.

La figura 5b es una ilustración en sección a lo largo de la linea B-B del soplete de plasma de la figura 5. Muestra el plano del área 10.10 de desvio y la conexión con los dos suministros de liquido refrigerante mediante la ranura 4.6 en lá boquilla 4.

La figura 6 muestra la boquilla 4 de la cabeza de soplete de plasma de la figura 5. Tiene una perforación 4.10 de boquilla para la salida de un chorro de gas de plasma en una punta 4.11 de boquilla, una primera sección 4.1, cuya superficie 4.4 .exterior es esencialmente cilindrica, y una segunda sección 4.2 conectada a esta hacia la punta 4.11 de boquilla, segunda sección 4.2 de la cual la superficie 4.5 exterior se estrecha esencialmente cónica hacia la punta 4.11 de boquilla. Las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante se extienden sobre una parte de la primera sección 4.1 y sobre la segunda sección 4.2 en la superficie 4.5 exterior de, la boquilla 4 hacia la punta 4.11 de boquilla y terminan antes de la cara 4.3 exterior cilindrica. La ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante se extiende sobre la segunda sección 4.2 de la boquilla 4. Entre las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante y la ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante se encuentran las regiones 4.31; 4.32 y 4.33 que resaltan al exterior con las secciones 4.41; 4.42 y 4.43 asociadas. Las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante se conectan una con otra mediante una ranura 4.6 de la boquilla que se extiende 1 en la dirección circunferencial de la primera sección 4.1 de la boquilla 4 sobre una circunferencia parcial entre las ranuras 4.20 y 4.21, es decir, sobre aproximadamente 300°. Esto es favorable, en particular, para la refrigeración de la transición entre el porta-boquilla 5 y la boquilla 4.

La figura 7 muestra una cabeza de soplete de plasma de conformidad con otra modalidad especial de la invención. También en este: caso el liquido refrigerante se conduce al interior de la .cámara 10 de liquido refrigerante de manera que desde un porta-boquilla 5 incide en la boquilla 4 virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza 1 de soplete de plasma. Para este propósito, en el área 10.10 de desvio de la cámara 10 de liquido refrigerante el liquido refrigerante se desvia de la dirección paralela al eje longitudinal en la perforación WV de suministro de liquido refrigerante del soplete de plasma de manera virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza 1 de soplete de plasma en dirección a la primera sección 4.1 de boquilla.

Luego, el liquido refrigerante fluye a través de un área 10.11 (ver figura 7a) formada mediante una ranura 4.20 de suministro de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla (ver figura 7a) al interior de la región 10.20 de la cámara 10 de liquido refrigerante que rodea la perforación 4.10 de boquilla, y allí fluye alrededor de la boquilla 4. Luego, el liquido refrigerante fluye de regreso al retorno WR de liquido refrigerante a través de un área 10.15 formiada por una ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla, siendo que la transición en este caso tiene lugar esencialmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza de soplete de plasma, mediante un área 10.10 de desvio.

La figura 7a muestra una representación en sección a lo largo de la linea A-A del soplete de plasma de la figura 7. Muestra como el área 10.11 formada por la ranura 4.20 de suministro de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla evita, mediante las secciones 4.41 y 4.42 de las regiones 4.31 y 4.32 resaltantes de la boquilla 4 en combinación con la superficie interior de la cápsula 2 de boquilla, una 'conexión secundaria entre el suministro de liquido refrigerante y el retorno de liquido refrigerante.

La figura 7b muestra una ilustración en sección a lo largo de la linea B-B del soplete de plasma de la figura 7, que muestra l plano de las áreas 10.10 de desvio.

La figura 8 muestra la boquilla 4 de la cabeza de soplete de plasma de la figura 7. Tiene una perforación 4.10 de boquilla para la salida de un chorro de gas de plasma por una punta 4.11 de boquilla, una primera sección 4.1, cuya superficie 4.4 exterior es esencialmente cilindrica, y una segunda sección 4.2 conectada a ésta hacia la punta 4.11 de boquilla, segunda sección 4.2 de la cual la superficie 4.5 exterior se estrecha esencialmente cónica hacia la punta 4.11 de boquilla. La ranura 4.20 de suministro de liquido refrigerante y la ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante se extienden sobre una parte de la primera sección 4.1 y sobre la segunda sección 4.2 en la superficie 4.5 exterior de la boquilla 4 hacia la punta 4.11 de boquilla y terminan antes de la cara 4.3 exterior cilindrica. El punto central de la ranura 4.20 de suministro de liquido refrigerante y el punto central de la ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante se disponen desplazados relativamente uno a otro alrededor de la circunferencia de la boquilla 4 y son de igual tamaño. Entre la ranura 4.20 de suministro de liquido refrigerante y la ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante se encuentran las regiones 4.31 y 4.32 que resaltan al exterior con las secciones 4.41 y 4.42 asociadas.

La figura 9 muestra una cabeza de soplete de plasma de conformidad con otra modalidad particular de la invención. La boquilla 4 tiene dos ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante. También en este caso el liquido refrigerante se conduce al interior de la cámara 10 de liquido refrigerante de manera que desde el porta-boquilla 5 incide en la boquilla 4 virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza 1 de soplete de plasma. Para este propósito, en el área 10.10 de desvio de la cámara 10 de liquido refrigerante el liquido refrigerante se desvia de la dirección paralela al eje longitudinal en la perforación WV de suministro de liquido refrigerante del soplete de plasma de manera virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza 1 de , soplete de plasma en dirección a la primera sección 4.1 de boquilla. Luego el liquido refrigerante fluye por una ranura 5.1 del porta-boquilla 5 al interior de las dos áreas 10. 11 y 10.12 formadas por las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla a la región 10.20 de la cámara 10 de liquido ref igerante que rodea la perforación 4.10 de boquilla, y allí fluye alrededor de la boquilla 4. Luego el liquido refrigerante fluye a través del área 10.15 formada mediante la ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante de la boquilla 4 ¦ y la cápsula 2 de boquilla de regreso al retorno WR de liquido refrigerante, siendo que en este caso la transición ' tiene lugar casi perpendicular al eje longitudinal de la cabeza de soplete de plasma, mediante un área 10.10 de desvio.

La figura 9a es una representación en sección a lo largo de la linea A-A del soplete de plasma de la figura 3. Muestra como las áreas 10.11 y 10.12 formadas por las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla evitan, mediante las secciones 4.41 y 4.42 de las regiones 4.31 y 4.32 resaltantes de la boquilla 4 en combinación con la superficie 2.5 interior de la cápsula 2 de boquilla, una conexión secundaria entre el suministro de liquido refrigerante y el retorno de liquido refrigerante. Al mismo tiempo se evita una conexión secundaria entre las áreas 10.11 y 10.12 mediante la sección 4.43 de la región 4.33 resaltante.

La figura 9b es una ilustración en sección a lo largo de la linea B-B del soplete de plasma de la figura 9. Muestra el plano de las áreas 10.10 de desvio y la conexión con los dos suministros 4.20 y 4.21 de liquido refrigerante mediante la ranura 5.1 en el porta-boquilla 5.

La figura 10 muestra la boquilla 4 de la cabeza de soplete de plasma de la figura 9. Tiene una perforación 4.10 de boquilla para la salida de un chorro de gas de plasma en una punta 4.11 de boquilla, una primera sección 4.1, cuya superficie 4.4 .exterior es esencialmente cilindrica, y una segunda sección! 4.2 conectada a esta hacia la punta 4.11 de boquilla, segunda sección 4.2 de la cual la superficie 4.5 exterior se estrecha esencialmente cónica hacia la punta 4.11 de boquilla. Las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de líquido refrigerante se extienden sobre una parte de la primera sección 4.1 y sobre la segunda sección 4.2 en la superficie 4.5 exterior de la boquilla 4 hacia la punta 4.11 de boquilla y terminan antes de la cara 4.3 exterior cilindrica. La ranura 4.22 de retorno de líquido refrigerante se extiende sobre la segundá sección 4.2 y la primera sección 4.1 en la superficie 4.5 exterior de la boquilla 4. Entre las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de líquido refrigerante y la ranura 4.22 de retorno de líquido refrigerante se encuentran las regiones 4.31; 4.32 y 4.33 que resaltan al exterior con las secciones 4.41; 4.42 y 4.43 asociadas.

La figura 11 muestra una cabeza de soplete de plasma similar á la figura 5, pero de conformidad con otra modalidad particular de la invención. Las perforaciones del suministro WV de líquido refrigerante y del retorno de líquido refrigerante se encuentran dispuestas desplazadas por un ángulo de 90°'. La boquilla 4 tiene dos ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de líquido refrigerante y una ranura 4.6 que en la dirección de . la circunferencia de la primera sección 4.1 se extiende sobre toda la circunferencia y comunica las ranuras de suministro de líquido refrigerante. El líquido refrigerante se conduce al interior de la cámara 10 de líquido refrigerante de manera que desde el porta-boquilla 5 incide en la boquilla 4 virtualmente perpendicular al eje longitudinal de' la cabeza 1 de soplete de plasma. Para este propósito, en el área 10.10 de desvio de la cámara 10 de liquido refrigerante el liquido refrigerante se desvia de la dirección paralela al eje longitudinal en la perforación V de suministro de liquido refrigerante del soplete de plasma de manera virtualmente perpendicular al eje longitudinal de la cabeza 1 de soplete de plasma en dirección a la primera sección 4.1 de boquilla. Luego el liquido refrigerante fluye por una ranura 4.6, que en la dirección circunferencial de la primera sección 4.1 de la boquilla 4 se extiende sobre una circunferencia parcial entre las ranuras 4.20 y 4.21, es decir, sobre 300°, al interior de las dos áreas 10.11 y 10.12 formadas por las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla a la región 10.20 de la cámara 10 de liquido refrigerante que rodea la perforación 4.10 de boquilla, y allí fluye alrededor de la boquilla 4. Luego el líquido refrigerante fluye a través del área 10.15 formada mediante la ranura 4.22 de retorno de líquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla de regreso al retorno WR de líquido refrigerante, siendo que en este caso la transición tiene lugar esencialmente paralela al eje longitudinal de la cabeza de soplete de plasma.

La figura lia muestra una representación en sección a lo largo de la línea A-A del soplete de plasma de la figura 11. Muestra como las áreas 10.11 y 10.12 formadas por las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido refrigerante de la boquilla 4 y la cápsula 2 de boquilla evitan, mediante las secciones 4.41 y 4.42 de las regiones 4.31 y 4.32 resaltantes de la boquilla 4 en combinación con la superficie 2.5 interior de la cápsula 2 de boquilla, una conexión secundaria entre el suministro de liquido refrigerante y el retorno de liquido refrigerante. Al mismo tiempo se evita una conexión secundaria entré las áreas 10.11 y 10.12 mediante la sección 4.43 de la región 4.33 resaltante. Con el fin de asegurar que la conexión secundaria del liquido refrigerante se evite en cada posición de la boquilla 4 con relación a la cápsula 2 de boquilla, las dimensiones d4 y e4 circulares de las secciones 4.41 y 4.42 de, la boquilla 4 deben ser al menos de igual tamaño que la dimensión b2 circµlar de los rebajos 2.6 de la cápsula 2 de boquilla orientados hacia la boquilla.

La figura 11b es una ilustración en sección a lo largo de la linea B-B del soplete de plasma de la figura 11.

Muestra el plano del área 10.10 de desvio y la conexión con los dos suministros de liquido refrigerante mediante la ranura 4.6 que 'se extiende por aproximadamente 300° en la boquilla 4 y las perforaciones dispuestas desplazadas por 90° para el suministro WV de liquido refrigerante y el retorno WR ¡ I de liquido refrigerante.

La figura 12 muestra la boquilla 4 de la cabeza de soplete de plasma de la figura 11. Tiene una perforación 4.10 de boquilla para la salida de un chorro de gas de plasma en una punta 4.11 ¡ de boquilla, una primera sección 4.1, cuya superficie 4.4 ^exterior es esencialmente cilindrica, y una segunda sección1 4.2 conectada a esta hacia la punta 4.11 de boquilla, segunda sección 4.2 de la cual la superficie 4.5 exterior se estrecha esencialmente cónica hacia la punta 4.11 de boquilla. Las ranuras 4.20 y 4.21 de suministro de liquido í refrigerante se extienden sobre una parte de la primera sección 4.1 y sobre la segunda sección 4.2 en la superficie 4.5 exterior de ' la boquilla 4 hacia la punta 4.11 de boquilla I y terminan antes de la cara 4.3 exterior cilindrica. La ranura 4.22 de retorno de liquido refrigerante se extiende sobre la segundé sección 4.2 de la boquilla 4.

La figura 13 muestra una boquilla de conformidad con otra modalidad especial de la invención, la cual se puede insertar en la ( cabeza de soplete de plasma de acuerdo a la figura 8. La: ranura 4.20 de suministro de liquido refrigerante se; conecta a una ranura 4.6 que en la dirección circunferencial se extiende alrededor de toda la circunferencia. Esto tiene la ventaja de que no es necesario que la perforación para el suministro V de liquido refrigerante y !el retorno WR de liquido refrigerante en la I cabeza de soplete de plasma dispongan desplazadas por I exactamente 180°, sino que en cambio pueden estar desplazadas por 90° como se muestra, por ejemplo en la figura 11. Adicionalmente a esto es favorable para la refrigeración de la transición entre el porta-boquilla 5 y la boquilla 4. Naturalmente que la misma disposición también se puede usar para una ranura14.22 de retorno de liquido refrigerante.

La figura 14 muestra una cápsula 2 de boquilla de conformidad con¡ una modalidad particular de la invención. La cápsula 2 de boquilla comprende una superficie 2.22 interior que se estrecha sustancialmente cónica, la cual en este caso comprende rebajos 2.6 en un plano 14 radial. Los rebajos 2.6 se disponen equidistantes alrededor de la circunferencia interna y de manera semicircular en la sección radial.

Las cápsulas de boquilla mostradas en las figuras 15 y 16 de conformidad con otras modalidades particulares de la invención difieren de la modalidad mostrada en la figura 14 en la forma, de los rebajos 2.6. Los rebajos 2.6 en la figura 15 r en la vista que se muestra en ésta son en forma de un cono truncado hacia la punta de boquilla, siendo que en la figura 16 la forma del cono truncado se encuentra un poco redondeada.

Las características reveladas en la presente descripción, en los dibujos y en las reivindicaciones son esenciales para la realización de la invención en sus diferentes modalidades, tanto individualmente como en cualesquiera combinaciones.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (28)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Boquilla para un soplete de plasma enfriado por liquido caracterizada porque comprende una perforación de boquilla para la salida de un chorro de gas de plasma en una punta de boquilla, una primera sección de la cual la superficie exterior es esencialmente cilindrica, y una segunda sección que se conecta a ésta hacia la punta de boquilla, segunda sección de la cual la superficie exterior se estrecha esencialmente cónica hacia la punta de boquilla, siendo que a) se proporciona al menos una ranura de suministro de liquido y se extiende sobre una parte de la primera sección y sobre la segunda sección en la superficie exterior de la boquilla hacia la punta de boquilla, y se proporciona precisamente una ranura de retorno de líquido separada de la(s) ranura (s) de suministro de líquido y se extiende sobre la segunda sección, o b) se proporciona precisamente una ranura de suministro de líquido y se extiende sobre una parte de la primera sección y sobre la segunda sección en la superficie exterior de la boquilla hacia la punta de boquilla, y se proporciona al menos una ranura de retorno de líquido separada de la ranura de suministro de líquido, y se extiende sobre la segunda sección.

2. Boquilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la(s) ranura (s) de retorno de liquido también se extiende (n) sobre una parte de la primera sección en la superficie exterior de la boquilla.

3. Boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque en el caso a) se proporcionan al menos dos ranuras de suministro de liquido y en el caso b) al menos dos ranuras de retorno de liquido.

4. Boquilla de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque el punto central de la ranura de suministro de liquido y el punto central de la ranura de retorno de liquido se disponen desplazados por 180° relativamente uno a otro alrededor de la circunferencia de la boquilla.

5. Boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque en el caso a) la extensión de la ranura de retorno de liquido y en el caso b) la extensión de la ranura de suministro de liquido en la dirección circunferencial se encuentra en el intervalo de 90° a 270°.

6. Boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en el caso a) se dispone en la primera sección de la boquilla una ranura que se conecta a la ranura de suministro de liquido y en el caso b) se dispone en la primera sección de la boquilla una ranura que se conecta a la ranura de retorno de liquido.

7. Boquilla de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque en el caso a) la ranura de conexión se extiende alrededor de toda la circunferencia en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla.

8. Boquilla de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque en el caso a) la ranura de conexión se extiende en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla sobre un ángulo en el intervalo de 60° a 300°, y en el caso b) la ranura de conexión se extiende en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla sobre un ángulo en el intervalo de 60° a 300°.

9. Boquilla de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque en el caso a) la ranura de conexión se extiende en' la dirección circun erencial de la primera sección de la boquilla sobre un ángulo en el intervalo de 90° a 210°, y en el caso b) la ranura de conexión se extiende en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla sobre un ángulo en el intervalo de 90° a 270°.

10. Boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en el caso a) se proporcionan precisamente dos ranuras de suministro de liquido y en el caso b) precisamente dos ranuras de retorno de liquido.

11. Boquilla de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque en el caso a) las dos ranuras de suministro de liquido se disponen alrededor de la circunferencia de la boquilla de manera simétrica a una linea recta que se extiende desde el punto central de la ranura de retorno de liquido en ángulo recto a través del eje longitudinal de1 la boquilla, y en el caso b) las dos ranuras de retorno dé liquido se disponen alrededor de la circunferencia de la boquilla de manera simétrica a una linea recta que se extiende desde el punto central de la ranura de suministro de líquido en ángulo recto a través del eje longitudinal dei la boquilla.

12. Boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizada porque en el caso a) los puntos centrales de las dos ranuras de suministro de líquido y en él caso b) los puntos centrales de las dos ranuras de retorno de líquido se disponen desplazados uno relativamente a otro alrededor de la circunferencia de la boquilla con uri ángulo que se encuentra en el intervalo de 30° a 180°.

13. Boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque en el caso a) la extensión de. la ranura de retorno de líquido y en el caso b) la extensión de la ranura de suministro de líquido en la dirección circunferencial se encuentra en el intervalo de 120° a 270°. i

14. Boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada porque en el caso a) las dos ranuras de suministro de liquido se conectan una con otra en la primera sección de la boquilla, y en el caso b) las dos ranuras de retorno de liquido se conectan una con otra en la primera sección de la boquilla.

15. Boquilla de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque en el caso a) las dos ranuras de suministro de liquido se conectan una con otra en la primera sección de la boquilla mediante una ranura de conexión', y en el caso b) las dos ranuras de retorno de liquido se conectan una con otra en la primera sección de la boquilla mediante una ranura de conexión.

16. Boquilla de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque la ranura de conexión en el caso a) se extiende más- allá de una o ambas ranuras de suministro de liquido y en el caso b) la ranura se extiende más allá de una o ambas ranuras de retorno de liquido.

17. Boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 o 16, caracterizada porque en el caso a) la ranura de conexión se extiende alrededor de toda la circunferencia en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla.

18. Boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 o 16, caracterizada porque la ranura de conexión se extiende sobre un ángulo en el intervalo de 60° a 300° en la dirección circunferencial de la primera sección de la boquilla.

19. Boquilla de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la ranura de conexión se extiende sobre un ángulo en el intervalo de 90° a 270° en la dirección circunferencial ? de la primera sección de la boquilla.

20. Cápsula de boquilla para un soplete de plasma enfriado por liquido, en donde la cápsula de boquilla comprende una superficie interior que se estrecha esencialmente cónica, caracterizada porque la superficie interior de la cápsula de boquilla comprende en un plano radial al menos dos, en particular precisamente tres rebajos.

21. Cápsula de boquilla de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque los rebajos se disponen equidistantes alrededor de la circunferencia interior.

22. Cápsula de boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 o 21, caracterizada porque los rebajos tienen una forma semicircular en la sección radial.

23. Cabeza de soplete de plasma que comprende: -una boquilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, - un porta-boquilla para sujetar la boquilla, y - una cápsula de boquilla, preferiblemente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, caracterizada porque la cápsula de boquilla y la boquilla forman una cámara de liquido refrigerante que se - puede conectar por via de dos perforaciones respectivamente desplazadas por 60° a 180° a un conducto de suministro de liquido refrigerante/conducto de retorno de liquido refrigerante, en donde el porta-boquilla se diseña de manera que el liquido : refrigerante se conduce al interior de la cámara de liquido refrigerante incidiendo en la boquilla de manera virtualmente perpendicular al eje longitudinal del soplete de plasma y/o de la cámara de liquido refrigerante al porta-boquilla de manera virtualmente perpendicular al eje longitudinal .

24. Cabeza de soplete de plasma de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque la boquilla comprende una o dos ranura (s) de suministro de liquido refrigerante y la cápsula de boquilla comprende sobre su superficie interior al menos dos, en particular precisamente tres rebajos de los cuales las aberturas orientadas hacia la boquilla se extienden respectivamente sobre una dimensión circular, siendo que la dimensión circular de las regiones de la boquilla adyacentes en la dirección circunferencial a la(s) ranura (s) de suministro de liquido refrigerante y que resaltan al exterior con relación a la(s) ranura (s) de suministro de liquido es al menos del mismo tamaño que la dimensión circular en la cápsula.

25. Cabeza de soplete de plasma de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 23 o 24, caracterizada porque las dos perforaciones se extienden cada una esencialmente paralelas al eje longitudinal de la cabeza de soplete de plasma.

26. Cabeza de soplete de plasma de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 25, caracterizada porque las perforaciones para el suministro de liquido refrigerante y el retorno de liquido refrigerante se disponen desplazadas por 180°.

27. Cabeza de soplete de plasma de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, caracterizada porque la dimensión circular de la sección entre los rebajos de la cápsula de boquilla tiene como máximo la mitad del tamaño de la dimensión circular mínima de la ranura de retorno de líquido refrigerante o la dimensión circular mínima de la(s) ranura (s) de suministro de líquido refrigerante y/o de la boquilla. RESUMEN DE LA INVENCION La presente invención se refiere a una boquilla para un soplete : de plasma enfriado por liquido que comprende una perforación! de boquilla para la salida de un chorro de gas de plasma en la punta de boquilla, una primera sección de la cual la superficie exterior es esencialmente cilindrica, y una segunda sección que se conecta a esta hacia la punta de boquilla, segunda sección de la cual la superficie exterior se estrecha esencialmente cónica hacia la punta de boquilla. De acuerdo con la invención: la boquilla está provista con a) al menos una ranura de suministro de liquido que se extiende sobre una parté de la primera sección y sobre la segunda sección en la superficie exterior de la boquilla hacia la punta de boquilla, y con precisamente una ranura de retorno de liquido separada de la(s) ranura (s) de suministro de liquido y se extiende sobre la segunda sección; o b) la boquilla está ' provista con precisamente una ranura de suministro de liquido que se extiende sobre una parte de la primera sección y sobre la segunda sección en la superficie exterior de la boquilla hacia la punta de boquilla, y con al menos una ranura de retorno de liquido separada de la' ranura de suministro dé liquido, y que se extiende sobre la segunda sección . 1/28 2/28 3/28 4/28 5/28 Figura 3a A-A 7/28 Figura 4 9/28 10/28 11/28 12/

28. 13/28 Figura 7a A-A 15/28 Figura 8 4.20 17/28 Figura 9a A-A 19/28 20/28 21/28 Figura lia A-A Figura 11b 24/28 25/28 26/28 27/28