MXPA04010280A

MXPA04010280A - Punta de soplete de plasma de arco.

Info

Publication number: MXPA04010280A
Application number: MXPA04010280A
Authority: MX
Inventors: Gugliotta Mark
Original assignee: Thermal Dynamics Corp
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2005-06-08
Also published as: WO2003089180A1; US7019254B2; CN1662337B; AU2003233487A1; EP1503880A4; EP1503879B1; US6989505B2; WO2003089178A1; CZ20041062A3; CN1662337A; US6946616B2; CN100591455C; CA2482911A1; WO2003089183A1; CA2482911C; KR100658988B1; US6919526B2; CZ301297B6; CN1662338A; EP1503880B1

Abstract

Se proporciona una variedad de electrodos para usarse en sopletes de plasma de arco que mejoran el enfriamiento entre el electrodo (100) y un elemento catodico adyacente tal como un catodo (22). Al menos un pasaje (130) se forma entre el electrodo (100) y el catodo (22) para que fluya de un fluido, por ejemplo, fluido de enfriamiento, en donde el flujo del fluido es cercano, o a traves de una vecindad adyacente del contacto electrico entre el catodo y el electrodo. El pasaje se forma a traves del electrodo, a traves del catodo, entre el electrodo y el catodo, y a traves de un tercer elemento en las diferentes formas de la presente invencion. Ademas, tambien se proporcionan metodos de operacion de un soplete de plasma de arco que utiliza los electrodos de acuerdo con las diferentes formas de la invencion.

Description

PUNTA DE SOPLETE DE PLASMA. DE ARCO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona generalmente a sopletes de plasma de arco y más particularmente para boquillas y métodos de uso para sopletes de plasma de arco de corriente elevada, automatizados. Los sopletes de plasma de arco, también conocidos como sopletes de arco eléctricos son comúnmente utilizados para cortar, elaborar, ranurar y soldar piezas de trabajo de metal dirigiendo una corriente de plasma de alta energía consistentes de partículas de gas ionizado hacia la pieza de trabajo. En un soplete de plasma de arco típico, el gas puede ionizarse suministrado a un extremo distal del soplete y fluye a lo largo de un electrodo antes de que salga a través de un orificio en la boquilla, o boca, y del soplete de plasma de arco. El electrodo tiene una potencia relativamente negativa y opera como un cátodo. Inversamente, la boquilla de soplete constituye un potencial relativamente positivo y opera como un ánodo. Además, el electrodo está en, una relación separada con la boquilla, por lo que crea un espacio, en el extremo distal del soplete. En operación, un arco piloto se crea en el espacio entre el electrodo y la boquilla, que calienta y subsecuentemente ioniza el gas. Además, el gas ionizado se extingue del soplete y aparece como una corriente de plasma que se extiende distalmente fuera de la boquilla. Cuando el extremo distal del soplete se mueve a una posición cerrada de la pieza de trabajo, el arco salta o transfiere de la boquilla del soplete a la pieza de trabajo debido a la impedancia de la pieza del trabajo a tierra que es menor que la impedancia de la boquilla del soplete a tierra. Consecuentemente, la pieza de trabajo sirve como el ánodo, y el soplete de plasma de arco se opera en un modo "de arco transferido". En las aplicaciones de soplete de plasma de arco automatizado, el soplete de plasma de arco opera en niveles de corriente entre aproximadamente 30 amperes y 1000 amperes o más. En los niveles de corriente más elevados, el soplete correspondientemente opera a temperaturas relativamente elevadas. Por consiguiente, los componentes de soplete y los componentes consumibles deben adecuadamente enfriarse para prevenir el daño o mal funcionamiento e incrementar la vida de operación y la exactitud del corte del soplete de plasma de arco. Para proporcionar tal enfriamiento, los sopletes de plasma de arco de corriente elevada son generalmente enfriados por agua, aunque los fluidos de enfriamiento adicionales pueden emplearse, en donde se proporcionan refrigerante y tubos de retorno para el ciclo del flujo de fluido de enfriamiento a través del soplete. Adicionalmente, una variedad de pasadizos de gas y enfriamiento se proporcionan a través de varios componentes de soplete para la operación adecuada del soplete de plasma de arco. Sin embargo, el flujo de los fluidos de enfriamientos en los sopletes de plasma de arco de la técnica conocida ha sido relativamente limitado debido a la posición y configuración de los pasadizos de enfriamiento internos. Con los sopletes de plasma de arco automatizados de la técnica conocida, la concentricidad de los componentes dentro del soplete, tales como el electrodo y la boquilla o boca, es critica para mantener la exactitud cuando corta una pieza de trabajo. Además, el electrodo y la boquilla comúnmente se conocen como componentes consumibles, que deben reemplazarse después de cierto periodo de operación debido al uso y/o daño que ocurre durante la operación. Por consiguiente, la concentricidad de los componentes consumibles debe mantenerse durante el transcurso de muchos reemplazos que ocurren durante la vida de un soplete de plasma de arco. Adicionalmente, cuando los componentes consumibles se reemplazan, algunas veces se requieren herramientas para la remoción debido al tipo de conexión entre los componentes consumibles y una cabeza de soplete. Por ejemplo, los componentes consumibles pueden roscarse en la cabeza de soplete y apretarse con una llave inglesa u otra herramienta. Como un resultado, el reemplazo de los componentes consumibles algunas veces consume tiempo y es incomodo para un operador de soplete de plasma de arco. Además, cada uno de los componentes consumibles típicamente se reemplaza en una base individual, en lugar de todo de una sola vez, por lo que hace a la remoción y la instalación de diferentes componentes distintos en aun más diferentes ocasiones lentos e incómodos. Por consiguiente, permanece una necesidad en la técnica para un soplete de plasma de arco y métodos asociados que mejoran la eficiencia y exactitud del corte. Una necesidad adicional existe para tal soplete de plasma de arco y métodos que se proporcionan para el reemplazo relativamente rápido y eficiente de componentes consumibles (por ejemplo, electrodo, boquillas), dispuestos en el mismo. Generalmente, la presente invención proporciona un soplete de plasma de arco que comprende un juego de componentes consumibles de soplete asegurados a una cabeza de soplete. La cabeza de soplete comprende un cuerpo de ánodo que está en comunicación eléctrica con el lado positivo del suministro de energía y un cátodo que está en comunicación eléctrica con el lado negativo del suministro de energía. El cátodo además se rodea por un aislador central para aislar el cátodo del cuerpo del ánodo, y similarmente, el cuerpo de ánodo se rodea por un aislador exterior para aislar el cuerpo de ánodo de un alojamiento, que encapsula y protege la cabeza de soplete y sus componentes del ambiente que lo rodea durante la operación. La cabeza de soplete además se une con un tubo de suministro de refrigerante, un tubo de gas de plasma, un tubo de retorno de refrigerante, y un tubo de gas secundario, en donde se suministran el gas de plasma y el gas secundario y el fluido de enfriamiento se suministra y regresa para la operación del soplete de plasma de arco. Además, una conexión de conducción negativa se proporciona a través de un tubo de gas de plasma o un tubo liquido en el cátodo y una conexión de señal de piloto se proporciona a través de un cuerpo de ánodo en una tapa de soplete. Los componentes consumibles de soplete comprenden un electrodo, una boquilla, un separador, un miembro de ánodo distal, un miembro de ánodo central, un deflector, una tapa secundaria, una tapa protectora y un separador secundario, que se alojan mediante un cuerpo de cartucho en una forma de la presente invención. La boquilla, el miembro de ánodo central, y el miembro de ánodo distal son elementos anódicos que comprenden una porción del lado positivo del suministro de energía, mientras que el electrodo es un elemento catódico que comprende una porción del lado negativo del suministro de energía. Por consiguiente, el separador se dispone entre el electrodo y la boquilla y proporciona separación eléctrica entre los lados anódico y catódico del suministro de energía, además en ciertas funciones de distribución de gas como se describe en mayor detalle en lo siguiente. El deflector se dispone entre el miembro de ánodo distal y la tapa protectora y se proporciona para la distribución del fluido de enfriamiento durante la operación. La tapa secundaria se dispone distalmente desde la boquilla y se proporciona para la distribución de gas secundaria, y el separador secundario se proporciona separando entre la boquilla y la tapa secundaria. Adicionalmente, la tapa protectora rodea los otros componentes consumibles y se asegura a la cabeza del soplete utilizando un anillo de cerrojo u otro miembro de unión como se describe en mayor detalle en lo siguiente. En otra forma de la presente invención, los componentes consumibles además comprenden un sello de refrigerante y una guia dispuesta entre la boquilla y la tapa secundaria para dirigir y controlar el flujo de fluido de enfriamiento. El electrodo está centralmente dispuesto dentro del cuerpo de cartucho y está en contacto eléctrico con el cátodo a lo largo de una porción interior del electrodo. El electrodo y el cátodo se configuran de manera que un pasadizo se forma entre los mismos por el paso de un fluido de enfriamiento próximo, o a través de una cercanía adyacente de, el contacto eléctrico. El electrodo además define una cavidad central que está en comunicación de fluido con el tubo refrigerante de manera que el cátodo y el electrodo, junto con otros componentes de soplete, se proporcionan durante la operación de enfriamiento. Además, el cuerpo del cartucho generalmente distribuye el fluido de enfriamiento, el gas de plasma, y el gas secundario, mientras proporciona la separación o dieléctrico entre varios componentes de soplete como se describe en la descripción detallada que sigue. Además, el fluido (enfriamiento, plasma, secundario) se distribuye en un flujo coaxial entre varios componentes de soplete, que incrementa la cantidad total de fluido y enfriamiento dentro del soplete de plasma de arco. Como se utiliza en la presente, el término "coaxial" debe interpretarse para dar a entender un flujo que es anular y que fluye en la misma dirección en cualquier ubicación radial dada desde el eje longitudinal central del soplete de plasma de arco. Adicionalmente, el término "anular" debe interpretarse para dar a entender un flujo que se distribuye circunferencialmente alrededor del eje longitudinal central del soplete de plasma de arco (aunque ninguno es continuamente necesario) . Por lo tanto, el flujo coaxial es un flujo que se distribuye circunferencialmente alrededor del eje longitudinal central del soplete y que está fluyendo en la misma dirección en cualquier ubicación radial desde el eje longitudinal central. Por ejemplo, un flujo que cruza sobre el eje longitudinal central del soplete de plasma de arco como se describe en las Patentes Norteamericanas números 5,396,043 y 5,653,896, se incorpora en la presente para referencia) no es un flujo coaxial. El flujo coaxial se muestra y describe en mayor detalle en la descripción detalla que sigue. La boquilla se dispone distalmente del electrodo y se separa desde los mismos por el separador. Similarmente, la tapa secundaria se dispone distalmente desde la boquilla y se separa de la misma por el separador secundario. El miembro de ánodo distal está generalmente dispuesto alrededor de la boquilla y está en contacto eléctrico con la boquilla y el miembro de ánodo central. La boquilla y el miembro de ánodo distal se configuran de manera que un pasadizo se forma entre los mismos por el paso de un fluido de enfriamiento próximo, o a través de una cercanía adyacente de, el contacto eléctrico. Además, el miembro de ánodo central está en contacto eléctrico con el cuerpo de ánodo dentro de la cabeza del soplete para la continuidad eléctrica dentro del lado positivo, o anódico del suministro de energía. Adicionalmente, el deflector se dispone alrededor del miembro de ánodo distal, y la copa protectora se dispone alrededor del deflector. Por consiguiente, los pasadizos se forman entre el cuerpo de cartucho y el miembro de ánodo distal, y entre el miembro de ánodo distal y el deflector para el flujo de fluido de enfriamiento. Similarmente, un pasaje se forma entre el deflector y la copa protectora para el flujo de gas secundario . En otras formas, varias configuraciones de electrodo y boquilla se proporcionan de tal manera que mejore el enfriamiento, que proporcione continuidad eléctrica a través del lado de cátodo y ánodo del suministro de energía, respectivamente, y que proporcione eficiencia unida del electrodo y la boquilla en el soplete de plasma de arco. Adicionalmente, las configuraciones para los cartuchos consumibles se proporcionan, en donde un cartucho sencillo contiene uno o más componentes consumibles que se remueven y reemplazan cuando uno o más componentes consumibles requieren reemplazo, en lugar de reemplazar los componentes consumibles individuales uno a la vez. Además, las configuraciones para asegurar la cabeza de soplete a los componentes adyacentes de manera que un tubo de colocación también se proporciona por otras formas de la presente invención. Además ce las áreas de aplicabilidad de la presente invención será aparente a partir de la descripción detallada proporcionada en la presente. Debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican la modalidad preferida de la invención, se pretenden para propósitos de ilustración únicamente y no se pretenden para limitar el alcance de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención llegará a ser más completamente entendida a partir de la descripción detallada y los dibujos anexos, en donde: la Figura 1 es una vista en perspectiva de un soplete de plasma de arco construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 2 es una vista en perspectiva en despiece de un soplete de plasma de arco construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 3 es una vista en sección transversal longitudinal, tomada a lo largo de la linea A-A de la Figura 1, del soplete de plasma de arco de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 4 es una vista en sección transversal longitudinal en despiece del soplete de plasma de arco de la Figura 3 de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 5 es una vista en sección transversal longitudinal agrandada de una porción distal del soplete de plasma de arco de la Figura 3 de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 6 es una vista en sección transversal longitudinal de los componentes consumibles de soplete construidos de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 7 es una vista en sección transversal de los miembros de ánodo construidos de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 8 es una vista en perspectiva de un cuerpo de cartucho que ilustra las lengüetas flexibles para un miembro de ánodo central construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 9a es una vista en sección transversal longitudinal de un soplete de plasma de arco que ilustra un flujo coaxial de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 9b es una vista en sección transversal lateral de un soplete de plasma de arco que ilustra el flujo coaxial de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 10 es una vista en perspectiva de una tapa de soplete de un soplete de plasma de arco y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 11 es una vista en perspectiva en corte de un soplete de plasma de arco que ilustra los pasadizos de fluido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 12a es una vista en perspectiva en corte de un electrodo construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 12b es una es una vista en despiece en corte en perspectiva de un cátodo dentro de una cabeza de soplete y un electrodo construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 12c es una vista en sección transversal de un electrodo dispuesto alrededor de un cátodo de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 12d es una vista en sección transversal lateral, tomada a lo largo de la linea B-B de la Figura 12c, que ilustra la superficies de perímetro adyacentes entre un electrodo y un cátodo de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 13a es una vista en perspectiva de una segunda modalidad de un electrodo construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 13b es una vista en sección transversal longitudinal del electrodo de la segunda modalidad asegurada dentro del soplete de plasma de arco de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 13c es un vista en sección transversal lateral del electrodo de la segunda modalidad asegurada dentro del soplete de plasma de arco de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 14a es una vista en perspectiva de una tercera modalidad de un electrodo construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 14b es una vista en sección transversal longitudinal de la tercera modalidad de electrodo asegurada dentro de un soplete de plasma de arco de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 15 es una vista en sección transversal longitudinal de una cuarta modalidad de un electrodo asegurado dentro del soplete de plasma de arco y construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 16 es una vista en sección transversal longitudinal de una quinta modalidad de un electrodo asegurado dentro del soplete de plasma de arco y construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 17a es una vista en sección transversal longitudinal de un pasadizo de fluido formado en un contacto eléctrico adyacente al cátodo con un electrodo y construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 17b es una vista en sección transversal lateral, tomada a lo largo de la linea C-C de la Figura 17a, del electrodo y cátodo de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 17c es una vista en sección transversal longitudinal de un pasadizo de fluido formado por un tercer elemento entre un cátodo y un electrodo de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 17d es una vista en sección transversal longitudinal de un pasadizo de fluido formado por un acanalado helicoidal entre un cátodo y un electrodo de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 17e es una vista en sección transversal longitudinal de un pasadizo de fluido formado a través de un cátodo y un electrodo de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 17f es una vista en sección transversal longitudinal de un pasadizo de fluido formado a través de un electrodo de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 18 es una vista en sección transversal longitudinal de un portaelectrodo construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 19 es una vista en perspectiva de una boquilla construida de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 20 es una vista lateral de la boquilla de la Figura 19 de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 21 es una vista en sección transversal longitudinal de la boquilla, tomada a lo largo de la linea D-D de la Figura 20, de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 22 es una vista superior de la boquilla de la Figura 19 de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 23 es una vista en sección transversal de la boquilla dispuesta adyacente a un miembro de ánodo distal de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 24a es una vista en sección transversal de un pasadizo de fluido formado en una boquilla adyacente de contacto eléctrico con el miembro de ánodo distal de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 24b es una vista en sección transversal, tomada a lo largo de la linea E-E de la Figura 24a, de la boquilla y el miembro de ánodo distal de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 24c es una vista en sección transversal de un pasadizo de fluido formado por un tercer miembro dispuesto entre la boquilla y un miembro de ánodo distal de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 24d es una vista en sección transversal de un pasadizo de fluido formado entre un acanalado helicoidal entre una boquilla y un miembro de ánodo distal de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 25a es una vista en perspectiva de una tapa secundaria construida de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 25b es una vista superior de una tapa secundaria construida de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 26a es una vista en sección transversal lateral longitudinal de los pasadizos de purga de gas secundarios construidos de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 26b es una vista superior de la tapa protectora que comprende los pasadizos de purga de gas secundarios y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 26c es una vista en sección transversal lateral longitudinal de una modalidad de soplete alterno para purgar gas secundario y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 27a es una vista en perspectiva de un separador de tapa secundario construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 27b es una vista lateral del separador secundario construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 28a es una vista en perspectiva de un cartucho de consumibles construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 28b es una vista en sección transversal longitudinal del cartucho de consumibles, tomada a lo largo de la linea E-E de la Figura 28a, de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 29 es una vista en sección transversal longitudinal de una segunda modalidad de un cartucho de consumibles construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 30 es una vista en sección transversal longitudinal de un cartucho en etapas unido que ilustra los pasajes de fluido de enfriamiento y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 31 es una vista en sección transversal longitudinal de un cartucho en etapas unido que ilustra los pasadizos de gas y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 32a es una vista en sección transversal longitudinal de un cartucho de sello de cara unido que ilustra pasadizos de fluido de enfriamiento y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 32b es una vista en sección transversal longitudinal de un cartucho de sello de cara unido que ilustra los pasadizos de gas y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 33a es una vista en sección transversal longitudinal de un cartucho recto unido que ilustra los pasadizos de fluido de enfriamiento y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 33b es una vista en sección transversal longitudinal de un cartucho recto unido que ilustra los pasadizos de gas y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 34a es una vista en sección transversal longitudinal agrandada de un mecanismo de bola de trabado conectado y construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 34a es una vista en sección transversal longitudinal agrandada de un mecanismo de bola de trabado desconectado y construido de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 35a es una vista en sección transversal longitudinal de una cabeza de soplete que tiene geometría de alineación y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 35b es una vista superior de una cabeza de soplete que tiene geometría de alineamiento y se construye de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 36 es una vista en sección transversal longitudinal de una segunda modalidad de soplete de plasma de arco construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 37 es una vista en sección transversal longitudinal de una cabeza de soplete de la segunda modalidad de soplete de plasma de arco de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 38 es una vista en sección transversal longitudinal de los componentes consumibles de la segunda modalidad de soplete de plasma de arco de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 39a es una vista en perspectiva de un cuerpo de cartucho construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 39b es una vista en perspectiva próxima de un cuerpo de cartucho construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 39c es una vista superior de un cuerpo de cartucho construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 39c es una vista inferior de un cuerpo de cartucho construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 40 es una vista en perspectiva de un miembro de ánodo central construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 41 es una vista en perspectiva de un miembro de ánodo distal construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 42 es una vista en perspectiva en despiece de una boquilla, una guia de boquilla y un sello de boquilla construidos de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 43 es una vista lateral de un ensamble de boquilla construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 44 es una vista en sección transversal longitudinal de un soplete de plasma de arco que ilustra el flujo de fluido de enfriamiento de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 45 es una vista en sección transversal longitudinal de un soplete de plasma de arco que ilustra el flujo de gas de plasma de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 46 es una vista en sección transversal longitudinal de un soplete de plasma de arco que ilustra el flujo de gas secundario de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 47a es una vista en sección transversal longitudinal de un cartucho de consumibles construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 47b es una vista en sección transversal longitudinal de una segunda modalidad de un cartucho de consumibles construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 47c es una vista en sección transversal longitudinal de una tercera modalidad de un cartucho de consumibles construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 47d es una vista en sección transversal longitudinal de una cuarta modalidad de un cartucho de consumibles construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 47e es una vista en sección transversal longitudinal de una quinta modalidad de un cartucho de consumibles construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 47f es una vista en sección transversal longitudinal de una sexta modalidad de un cartucho de consumibles construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 48a es una vista en sección transversal longitudinal de un ensamble de consumibles construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 48b es una vista en sección transversal longitudinal de una segunda modalidad de un ensamble de consumibles de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 48c es una vista en sección transversal longitudinal de una tercera modalidad de un ensamble de consumibles de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 48d es una vista en sección transversal longitudinal de una cuarta modalidad de un ensamble de consumibles de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 48e es una vista en sección transversal longitudinal de una quinta modalidad de un ensamble de consumibles de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 48f es una vista en sección transversal longitudinal de una sexta modalidad de un ensamble de consumibles de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 48g es una vista en sección transversal longitudinal de una séptima modalidad de un ensamble de consumibles de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 48h es una vista en sección transversal longitudinal de una octava modalidad de un ensamble de consumibles de acuerdo con los principios de la presente invención; la Figura 49 es una vista en sección transversal longitudinal en despiece de las conexiones de cabeza de soplete construidas de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; la Figura 50 es una vista en sección transversal longitudinal de otra modalidad de soplete de plasma de arco construida de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; y la Figura 51 es una vista esquemática que ilustra un soplete de plasma de arco empleado dentro de un sistema de corte de soplete de plasma de arco de acuerdo con varias modalidades de la presente invención. La siguiente descripción de las modalidades preferidas es simplemente ejemplar en naturaleza y de ninguna forma pretende limitar la invención, su aplicación o usos. Con referencia a los dibujos, un soplete de plasma de arco de acuerdo con la presente invención se ilustra e indica por referencia numeral 10 en la Figura 1 a la Figura 6. El soplete 10 de plasma de arco generalmente comprende una cabeza 12 de soplete dispuesta en un extremo 14 próximo del soplete 10 de plasma de arco y una pluralidad de componentes 16 consumibles asegurados a la cabeza 12 de soplete y dispuestos en un extremo 18 distal del soplete 10 de plasma de arco como se muestra. Como se utiliza en la presente, un soplete de plasma de arco debe construirse por aquellos expertos en la técnica para hacer un aparato que genere o utilice plasma para cortar, soldar, pulverizar, ranurar o hacer operaciones, entre otras cosas, ya sea manual o automatizada. Por consiguiente, la referencia especifica en los sopletes de corte de plasma de arco o sopletes de plasma de arco no debe interpretarse como limitante del alcance de la presente invención. Además, la referencia especifica para proporcionar gas en un soplete de plasma de arco no debe interpretarse como que limita el alcance de la presente invención, de manera que otros fluidos, por ejemplo líquidos, pueden proporcionarse en el soplete de plasma de arco de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Adicionalmente, la dirección próxima o próximamente es en la dirección hacia la cabeza 12 de soplete desde los componentes 16 consumibles como se describe por la flecha A' , y la dirección distal o distalmente es la dirección hacia los componentes 16 consumibles a partir de la cabeza 12 de soplete como se describe por la flecha B' . Cabeza de Soplete Con referencia más específicamente a la Figura 5, la cabeza 12 de soplete incluye un cuerpo 20 de ánodo que está en comunicación eléctrica con el lado positivo de un suministro de energía (no mostrado) , y un cátodo 22 que está en comunicación eléctrica con el lado negativo del suministro de energía. El cátodo 22 además se rodea por un aislador 24 central para aislar el cátodo 22 a partir del cuerpo 20 de ánodo, y similarmente, el cuerpo 20 de ánodo se rodea por un aislador 26 exterior para aislar el cuerpo 20 de ánodo a partir del alojamiento 28, el cual encapsula y protege la cabeza 12 de soplete y sus componentes a partir del ambiente que rodea durante la operación. La cabeza 12 de soplete además se une con un tubo 30 de suministro de refrigerante, un tubo 32 de gas de plasma, un tubo 34 de retorno de refrigerante, y un tubo 35 de gas secundario (mostrado en su totalidad en las Figuras 1 y 2) , en donde el gas de plasma y el gas secundario se suministran ap y el fluido de enfriamiento se suministra a, y regresa desde el soplete 10 de plasma de arco durante la operación como se describe en mayor detalle en lo siguiente. El cátodo 22 preferiblemente define un tubo cilindrico que tiene una pared interior 36 central que está en comunicación de fluido con el tubo 30 de suministro de refrigerante en una porción 38 próxima de una cabeza 12 de soplete. El pared interior 36 central también está en comunicación de fluido con una tapa 40 de cátodo y un tubo 42 de refrigerante dispuesto en una porción 44 distal de la cabeza 12 de soplete. Generalmente, el tubo 42 de refrigerante sirve para distribuir el fluido de enfriamiento y la tapa 40 de cátodo protege el extremo distal del cátodo 22 a partir del daño durante el reemplazo de los componentes 16 consumibles u otras reparaciones. Como además se muestra, el cátodo 22 comprende un anillo 46 anular interno que acopla una ranura 48 próxima formada en la tapa 40 de cátodo. Como además se muestra, un collar 49 flexible formado en la tapa 40 de cátodo acopla el anillo 46 anular de manera que la tapa 40 de cátodo se asegura adecuadamente dentro del cátodo 22. Para asegurar el tubo 42 de refrigerante, la tapa 40 de cátodo define una saliente 50 interna contra la cual un anillo 52 anular del tubo 42 de refrigerante empalma. Además, el tubo 42 de refrigerante define una ranura 54 de anillo en o que aloja un anillo 56 en o para sellar y retener la inferíase entre la tapa 40 de cátodo y el tubo 42 de ref igerante. Preferiblemente, el tubo 42 de refrigerante se forma de un material durable tal como acero inoxidable, y la tapa 40 de cátodo se aisla y preferiblemente se forma de un material tal como Torlon® u otro material conocido en la técnica que también es capaz de operar a temperaturas relativamente elevadas (por ejemplo, aproximadamente 250°C a aproximadamente 350 °C) . El aislador 24 central preferiblemente define un tubo cilindrico que tiene una pared interior 60 interno que aloja el cátodo 22 como se muestra. El cátodo 22 define una saliente 62 externa próxima que empalma una saliente 64 interna próxima del aislador 24 central en posición de un cátodo 22 a lo largo del eje X longitudinal central del soplete 10 de plasma de arco. Además, el cátodo 22 comprende una ranura 65 de anillo en o externo que aloja un anillo 66 en o en el sello de la interconexión entre el cátodo 22 y el aislador 24 central. El aislador 24 central además se dispone dentro del cuerpo 20 de ánodo como se muestra a lo largo de una porción 68 central y también acopla una tapa 70 de soplete que acomoda el tubo 30 de suministro de refrigerante, el tubo 32 de gas de plasma y el tubo 34 de retorno de refrigerante . La continuidad eléctrica para las señales eléctricas tal cono un retorno de piloto se proporciona a través de un contacto 72 dispuesto entre la tapa 70 del soplete y el cuerpo 20 de ánodo. El contacto 72 comprende una brida 74 próxima que empalma una saliente 76 de rebajo formada en la tapa 70 de soplete y un extremo 78 distal que acopla el cuerpo 20 de ánodo como se muestra. Preferiblemente, el contacto 72 se rosca en el cuerpo 20 de ánodo, sin embargo, otros métodos de unión de ajuste a presión o soldadura puede también utilizarse mientras permanece dentro del alcance de la presente invención. Adicionalmente, una pared 80 anular distal de la tapa 70 de soplete empalma un anillo 82 en o dispuesto dentro de una ranura 84 de anillo en o dentro del aislador 26 exterior para sellar la interconexión entre la tapa 70 de soplete y el aislador 26 exterior. Similarmente, una pared 86 interna distal del alojamiento 28 empalma un anillo 88 en o dispuesto dentro de una ranura 90 de anillo en o de los componentes 16 consumibles para sellar una interconexión entre el alojamiento 28 y los componentes 16 consumibles. Las ranuras 92 de anillo en o adicionales con los anillos en o correspondientes (no mostrado) se proporcionan entre una pluralidad de interconexiones como se muestra para sellar los pasadizos de fluido (gas de plasma, gas secundario, fluido de enfriamiento) y no se describen en detalle adicional en la presente para propósitos de claridad. Alternativamente, la continuidad eléctrica para la reciprocidad de piloto u otras señales eléctricas puede proporcionarse directamente a través de una interconexión entre la tapa 70 de soplete y el cuerpo 20 de ánodo utilizando retenes que acoplan una saliente como se muestra y describe en la Patente Norteamericana No. 6,163,008, la cual se asigna comúnmente con la presente solicitud y los contenidos de las cuales se incorporan en la presente para referencia. Los retenes pueden incorporarse en la tapa 70 de soplete o el cuerpo 20 de ánodo con una saliente correspondiente y tapa en el cuerpo 20 de ánodo o la tapa 70 de soplete respectivamente. Además, los retenes proporcionan una conexión que es relativamente simple y fácil para acoplar y desacoplar. Similarmente, otros componentes dentro del soplete 10 de plasma de arco pueden también emplear los retenes y la saliente para sus conexiones respectivas mientras permanecen dentro del alcance de la presente invención .

Componentes Consumibles Los componentes 16 consumibles , que se muestran en mayor detalle en la Figura 6, comprenden un electrodo 100, una boquilla 102, y un separador 104 dispuesto entre el electrodo 100 y la boquilla 102 como se muestra. El separador 104 proporciona la separación eléctrica entre el electrodo 100 catódico y la boquilla 102 anódica, y además proporciona ciertas funciones de distribución de gas como se describe en mayor detalle en lo siguiente. Los componentes 16 consumibles además comprimen un cuerpo 106 de cartucho, que generalmente aloja y coloca los otros componentes 16 consumibles. El cuerpo 106 de cartucho también distribuye el gas e plasma, el gas secundario, y el fluido de enfriamiento durante la operación del soplete 10 de plasma de arco, que se describe en mayor detalle en lo siguiente. Adicionalmente, los componentes 16 consumibles comprenden un miembro 108 de ánodo distal y un miembro 109 de ánodo central para formar una porción del lado anódico del suministro de energía proporcionando continuidad eléctrica a la boquilla 102. Un deflector 110 también se dispone entre el miembro 108 de ánodo distal y una tapa 114 protectora, que forma pasadizos de fluido para el flujo de un fluido de enfriamiento como se describe en mayor detalle en lo siguiente. Además, los componentes 16 consumibles comprenden una tapa 112 secundaria para la distribución del gas secundario y un separador 116 secundario que separa la tapa 112 secundaria de la boquilla 102. Un anillo 117 de cerrojo se muestra dispuesto alrededor de la porción extrema próxima de los componentes 16 consumibles, que se utilizan para asegurar los componentes 16 consumibles en la cabeza 12 de soplete (no mostrada) . El electrodo 100 está centralmente dispuesto dentro del cuerpo 106 de cartucho y está en contacto eléctrico con el cátodo 22 (Figura 5) a lo largo de una porción 118 interior del electrodo 100 como se describe en mayor detalle en lo siguiente. El electrodo 100 además define un cavidad 120 distal que está en comunicación de fluido con el tubo 42 de refrigerante (Figura 5) y una saliente 122 externa que empalma el separador 104 para la posición adecuada a lo largo del eje X longitudinal central del soplete 10 de plasma de arco. El cuerpo 106 de cartucho además comprende un anillo 124 anular interno que empalma un extremo 126 próximo del electrodo 100 para colocar adecuadamente el electrodo 100 a lo largo del eje X longitudinal central del soplete 10 de plasma de arco. Adicionalmente, la conexión entre el cuerpo 106 de cartucho y el cátodo 22 puede emplear los retenes y la saliente como se describió previamente mientras permanece dentro del alcance de la presente invención. Además en la colocación de varios componentes 16 consumibles, el cuerpo 106 de cartucho también separa el miembro anódico (por ejemplo, miembro 109 de ánodo central) de los miembros catódicos (por ejemplo, electrodo 100). Por consiguiente, el cuerpo 106 de cartucho es un material aislante tal como PEEK® u otro material similar comúnmente conocido en la técnica que además es capaz de operar a temperaturas relativamente elevadas. Para la distribución del fluido de enfriamiento como se describe en mayor detalle en lo siguiente, el cuerpo 106 de cartucho define una cámara 128 superior y una pluralidad de pasadizos 130 que se extienden a través del cuerpo 106 de cartucho y en una cámara 132 de enfriamiento interna formada entre el cuerpo 106 de cartucho y el miembro 108 de ánodo distal. Preferiblemente, los pasadizos 130 (mostrado entre paréntesis) son angulados rápidamente hacia fuera en la dirección distal de la cámara 128 superior (mostrado entre paréntesis) para reducir cualquier cantidad de infiltración dieléctrica que pueda ocurrir entre el electrodo 100 y el miembro 108 de ánodo distal. Adicionalmente, los pasadizos 133 axiales exteriores se forman en el cuerpo 106 de cartucho que se proporciona para un retorno del fluido de enfriamiento, el cual además se describe en lo siguiente. Para la distribución del gas de plasma, el cuerpo 106 de cartucho define una pluralidad de pasadizos 134 axiales distales que se extienden desde una cara 136 próxima del cuerpo 106 de cartucho a un extremo 138 distal del mismo, los cuales están en comunicación de fluido con el tubo 32 de gas de plasma (no mostrado) y los pasadizos formados en la boquilla 102 como se describe en mayor detalle en lo siguiente. Adicionalmente, una pluralidad de pasadizos 140 axiales próximos se forma a través del cuerpo 106 de cartucho que se extiende desde una cara 142 próxima en rebajo a una cara 144 exterior distal para la distribución de un gas secundario, que también se describe en mayor detalle en lo siguiente. Cerca del extremo distal del cartucho 16 de consumibles, un paso 148 de fluido exterior se forma entre el miembro 108 de ánodo distal y el deflector 110 para el retorno del fluido de enfriamiento como se describe en mayor detalle en lo siguiente. Por consiguiente, el cuerpo 106 de cartucho realiza las funciones de distribución de fluido de enfriamiento en adición al gas de plasma y las funciones de distribución de gas secundario. Como se muestra en las Figuras 5 y 6, el miembro 108 de ánodo distal se dispone entre el cuerpo 106 de cartucho y el deflector 110 y está en contacto eléctrico con la boquilla 102 en una porción distal y con el miembro 109 de ánodo central en una porción próxima. Además, el miembro 109 de ánodo central está en contacto eléctrico con una porción distal del cuerpo 20 de ánodo. Preferiblemente, un muelle en espiral inclinado (no mostrado) se dispone dentro de una ranura 146 para proporcionar contacto eléctrico entre el miembro 109 de ánodo central y el cuerpo 20 de ánodo.

Alternativamente, la continuidad eléctrica para el de retorno de piloto u otras señales eléctricas puede proporcionarse directamente a través de una interconexión entre el miembro 109 de ánodo central y el cuerpo 20 de ánodo utilizando retenes acoplando una saliente como se muestra y describe en la Patente Norteamericana No. 6,163,008, que comúnmente se asigna con la presente solicitud y los contenidos de los cuales se incorporan en la presente para referencias. Los retenes pueden incorporarse en el miembro 109 de ánodo central o el cuerpo 20 de ánodo con una saliente y tapa correspondiente en el cuerpo 20 de ánodo o miembro 109 de ánodo central, respectivamente. Por consiguiente, el cuerpo 20 de ánodo, el miembro 108 de ánodo distal, el miembro 109 de ánodo central, y la boquilla 102 forma el ánodo, o potencial positivo, para el soplete 10 de plasma de arco. Los retenes se ilustran en mayor detalle en las Figuras 7 y 8, en donde el miembro 109 de ánodo central preferiblemente se asegura al cuerpo 106 de cartucho utilizando retenes 260 como se muestra. (Ciertas porciones del soplete 10 de plasma de arco y el cuerpo 106 de cartucho se omiten para propósitos de claridad) . Los retenes 260 se extienden radialmente hacia adentro para acoplar una saliente 262 formada en el extremo próximo del cuerpo 106 de cartucho que se extiende radialmente hacia fuera como se muestra. Alternativamente, los retenes 260 pueden extenderse radialmente hacia fuera mientras las salientes 262 se extienden radialmente hacia adentro en otra forma de la presente invención. Adicionalmente, los retenes 260 se forman en lengüetas 264 flexibles del miembro 109 de ánodo central como se muestra, en donde las lengüetas 264 proporcionan adicionalmente flexibilidad para el ensamble del miembro 109 de ánodo central en el cuerpo 106 de cartucho. Con referencia nuevamente a la Figura 6, la tapa 114 protectora rodea al deflector 110 como se muestra, en donde un pasaje 150 de gas secundario se forma entre los mismos. Generalmente, el gas secundario fluye desde los pasadizos 140 axiales próximos formados en el cuerpo 106 de cartucho en el pasaje 150 de gas secundario y a través de la tapa 112 secundaria, como se describe en mayor detalle en lo siguiente, para estabilizar la corriente de plasma que sale de la tapa 112 secundaria en operación. La tapa 114 protectora además coloca la tapa 112 secundaria, en donde la tapa 112 secundaria define una saliente 152 anular que acopla una superficie 154 interior cónica de la tapa 114 protectora. Alternativamente, la tapa 114 protectora puede definir una esquina redondeada (no mostrada) antes que una superficie cónica para acoplar la saliente 152 anular para un ajuste mejorado. Similarmente, la tapa 112 secundaria puede alternativamente definir una esquina redondeada que acopla la superficie 154 interior cónica de la tapa 114 protectora.

El separador 116 secundario separa y aisla la tapa 112 secundaria de la boquilla 102. Preferiblemente, el separador 116 secundario comprende una cara 156 próxima que empalma una saliente 158 anular de la boquilla 102 y una cara 160 distal y la saliente 162 que empalma una saliente 164 interna de la tapa 112 secundaria. Como se muestra además, una cámara 167 de gas secundaria se forma entre la boquilla 102 y la tapa 112 secundaria, en donde el gas secundario se distribuye para estabilizar la corriente de plasma, como se describe en mayor detalle en lo siguiente. La tapa 112 secundaria además comprende un orificio 168 de salida central a través del cual la corriente de plasma sale y una cara 170 rebajada que contribuye para controlar la corriente de plasma. Adicionalmente, los pasadizos 171 de purga pueden proporcionarse a través de la tapa 112 secundaria, la cual se muestra como orificios axiales a través de otras configuraciones pueden emplearse como se describe en mayor detalle en lo siguiente, para purgar una porción de gas secundario para enfriamiento adicional durante la operación. La boquilla 102 se separa eléctricamente desde el electrodo 100 por el separador 104, lo cual resulta en una cámara 172 de plasma que se forma entre el electrodo 100 y la boquilla 102. La boquilla 102 además comprende un orificio 174 de salida central, a través del cual la corriente de plasma sale durante la operación del soplete 10 de plasma de arco cuando el gas de plasma se ioniza dentro de la cámara 172 de plasma. Por consiguiente, el gas de plasma entra a la boquilla 102 a través de un anillo 176 anular y los orificios 178 de remolino, que se describe en mayor detalle en lo siguiente, formados a través de una pared 180 interior de la boquilla 102 como se muestra. Como además se muestra, el anillo 117 de cerrojo asegura los componentes 16 consumibles en la cabeza 12 de soplete cuando el soplete 10 de plasma de arco se ensambla completamente. El anillo 117 de cerrojo forma una saliente 182 interna que acopla un anillo 184 anular formado en el cuerpo 106 de cartucho y se asegura preferiblemente a la cabeza 12 de soplete a través de una conexión roscada. Alternativamente, la cabeza 12 de soplete puede asegurarse a los componentes 16 consumibles de soplete utilizando un conector de cerrojo de inclinación dual como se muestra y describe en la solicitud copendiente número de serie 10/035,534 presentada el 9 de Noviembre del 2001, que comúnmente se asigna con la presente solicitud y los contenidos de los cuales se incorporan en la presente para referencia . Flujo de Fluido de Enfriamiento Con referencia nuevamente a las Figuras 5 y 6, en operación, los flujos de fluidos refrigerantes distalmente a través del pared interior 36 central del cátodo 22, a través del tubo 42 de refrigerante, y en la cavidad 120 distal del electrodo 100. El fluido de enfriamiento entonces fluye próximamente a través de la cavidad 118 próxima del electrodo 100 para proporcionar enfriamiento al electrodo 100 y el cátodo 22 que se opera a corrientes y temperaturas relativamente elevadas. El fluido de enfriamiento continúa para fluir próximamente a los pasadizos 130 radiales en el cuerpo 106 de cartucho, en donde el fluido de enfriamiento entonces fluye a través de los pasadizos 130 y la cámara 132 enfriamiento interna. El fluido de enfriamiento entonces fluye distalmente hacia la boquilla 102, que también se opera a temperaturas relativamente elevadas, para proporcionar enfriamiento a la boquilla 102. Cuando el fluido de enfriamiento alcanza la porción distal del miembro 108 de ánodo distal, el fluido de enfriamiento regresa a la dirección nuevamente y fluye próximamente a través del pasaje 148 de fluido exterior y luego a través de los pasadizos 133 axiales externos en el cuerpo 106 de cartucho. El fluido de enfriamiento entonces fluye próximamente a través de las paredes 190 de rebajo (mostradas entre paréntesis) y los pasadizos 192 axiales (mostrados entre paréntesis) formados en el cuerpo 20 de ánodo. Una vez que el fluido de enfriamiento alcanza una saliente 193 próxima del cuerpo 20 de ánodo, el fluido fluye a través del tubo 34 de retorno de refrigerante y se recircula para la distribución de regreso a través del tubo 30 de suministro de refrigerante. Como un resultado, el flujo de fluido de enfriamiento es "coaxial", el cual se ilustra en las Figuras 9a y 9b, en donde el flujo del fluido de enfriamiento se muestra por las flechas oscuras gruesas. Como se muestra, el fluido de enfriamiento generalmente fluye en forma distal, luego próximamente, después nuevamente en forma distal y posteriormente en forma próxima para regresar el fluido de enfriamiento para la recirculación. Adicionalmente, el fluido de enfriamiento fluye anularmente, lo cual se muestra mejor en la Figura 9b, en donde el flujo generalmente es anular alrededor del eje X longitudinal central del soplete 10 de plasma de arco. Como además se muestra, el flujo está en la misma dirección (es decir próxima o distal) en cada ubicación K, L, M y N radial. En la ubicación K radial, el fluido de enfriamiento fluye distalmente; en la ubicación L radial, el fluido de enfriamiento está fluyendo próximamente; en la ubicación M radial, el fluido de enfriamiento está fluyendo distalmente, y en la ubicación N radial, el fluido de enfriamiento está fluyendo nuevamente en forma próxima. También se observa que el fluido de enfriamiento no fluye radialmente para cruzar el eje X longitudinal central del soplete 10 de plasma de arco para regresar el fluido. Preferiblemente, el fluido de enfriamiento fluye coaxial y progresivamente hacia fuera para enfriar los componentes del soplete 10 de plasma de arco y regresar para la recirculación. Por lo tanto, como se utiliza en la presente, el término flujo coaxial debe interpretarse para dar a entender un flujo que es anular y que fluye en la misma dirección en cualquier ubicación radial dada del eje X longitudinal central del soplete 10 de plasma de arco. Adicionalmente, el término "anular" debe interpretarse para dar a entender un flujo que se distribuye circunferencialmente alrededor del eje longitudinal central del soplete de plasma de arco. Por lo tanto, el flujo coaxial es un flujo que se distribuye circunferencialmente alrededor del eje longitudinal central del soplete y que está fluyendo en la misma dirección en cualquier ubicación radial del eje longitudinal central. Por consiguiente, un flujo de enfriamiento coaxial se proporciona por la presente invención para eficientemente enfriar los componentes a través del soplete 10 de plasma de arco. Flujo de Gas de Plasma Con referencia a las Figuras 5 y 6, el gas de plasma generalmente fluye en forma distal del tubo 32 de gas de plasma, a través de un pasaje 194 axial (mostrado entre paréntesis) en la tapa 70 de soplete, y en una cavidad 196 central formada en el cuerpo 20 de ánodo. El gas de plasma entonces fluye distalmente a través los pasadizos 198 axiales formados a través de una saliente 200 distal interna del cuerpo 20 de ánodo y los pasadizos 134 axiales distales formados en el cuerpo 106 de cartucho. El gas de plasma entonces entra a la cámara 172 de plasma a través de los pasadizos en la boquilla 102, que se describe en mayor detalle en lo siguiente, para formar una corriente de plasma cuando el gas de plasma se ioniza por el arco piloto. Flujo de Gas Secundario Con referencia a las Figuras 5, 10, y 11, el gas secundario generalmente fluye en forma distal desde el tubo 35 de gas secundario (mostrado en las Figuras 1 y 2) y a través de un pasaje 202 axial formado entre una pared 204 exterior de la tapa 70 de soplete y el alojamiento 28. El gas secundario entonces continúa para fluir distalmente a través de los pasadizos 206 axiales formados a través de una extensión 208 anular del aislador 26 exterior y en los pasadizos 140 axiales próximos del cuerpo 106 de cartucho. El gas secundario entonces entra al pasaje 150 de gas secundario y fluye distalmente entre el deflector 110 y la tapa 114 protectora, a través del pasaje 209 de gas secundario distal. Finalmente, el gas secundario entra al pleno 167 de gas secundario a través de los pasadizos formados en la tapa 112 secundaria, los cuales se describen en mayor detalle en lo siguiente, para estabilizar la corriente de plasma que sale a través del orificio 174 de salida central de la boquilla 102. Operación En operación, el cátodo o potencial negativo se porta por el cátodo 22 y el electrodo 100. El ánodo o potencial positivo se portan por el cuerpo 20 de ánodo el miembro 102 de ánodo distal, el miembro 109 de ánodo central, y la boquilla 102. Por lo tanto, cuando la energía eléctrica se aplica al soplete 10 de plasma de arco, un arco piloto se genera en la abertura formada entre el electrodo 100 y la boquilla 102, dentro de la cámara 172 de plasma. Cuando el gas de plasma entra a la cámara 172 de plasma, el gas de plasma se ioniza por el arco piloto, que provoca que una corriente de plasma se forme dentro de la cámara 172 de plasma y fluye distalmente a través del orificio 174 de salida central de la boquilla 102. Adicionalmente, el gas secundario fluye en el pleno 167 de gas secundario y estabiliza la corriente de plasma en la salida del orificio 174 de salida central de la boquilla 102. Como un resultado, una corriente de plasma estable y uniformemente elevada, sale del orificio 168 de salida central de la tapa 112 secundaria por la corriente elevada, operaciones de corte de alta tolerancia. Modalidades del Electrodo Con referencia ahora a las Figuras 12a a 18, el electrodo 100 puede comprender una variedad de configuraciones para enfriamiento adecuado, contacto eléctrico con el cátodo 22, y se une al cuerpo 106 de cartucho. En las modalidades mostradas y descritas en la presente, el enfriamiento del electrodo 100 se proporciona próximo o a través de una cercanía adyacente de, el contacto eléctrico entre el electrodo 100 y el cátodo 22, que además se define en la descripción que sigue. En la primera modalidad como se muestra en las Figuras 12a a 12d, el electrodo 100a define acanalados 220 y pestañas 222 elevadas. Los canalados 220 forman un pasadizo de fluido entre el electrodo 100a y el cátodo 22a (mejor mostrado en la Figura 12d) para enfriamiento próximo del contacto eléctrico entre el electrodo 100a y el cátodo 22a. Más específicamente, los acanalados 220 producen un flujo de velocidad relativamente elevada próximo a la interconexión entre el electrodo 100a y el cátodo 22a, en donde el enfriamiento es crítico. Adicionalmente, las pestañas 222 elevadas están en contacto eléctrico con la pared 224 exterior del cátodo 22a, que proporciona continuidad eléctrica entre los miembros catódicos (es decir cátodo, electrodo) del soplete 10 de plasma de arco. Preferiblemente, la pared 224 exterior define una pluralidad de lengüetas 226 axiales como se muestra en la Figura 12b de manera que la tapa 40 de cátodo y el tubo 42 de refrigerante pueden ser más fácilmente ensamblados dentro del cátodo 22a. Con referencia específicamente a la Figura 12d, la cual es una vista que muestra la interconexión lateral entre el electrodo 100 y el cátodo 22a, el electrodo 100a define una superficie 225 de perímetro y el cátodo 22a similarmente define una superficie 227 de perímetro. Las superficies 225 y 227 de perímetro de esta manera se definen tomando un corte de sección a lo largo de un plano lateral a través de la interconexión entre el electrodo 100a y el cátodo 22a u otro elemento catódico. (La superficies se muestran en la Figura 12d con una ligera abertura para propósitos de ilustración únicamente, y la superficie 225 de perímetro del electrodo 100a físicamente contacta a la superficie 227 de perímetro del cátodo 22a durante la operación) . Por consiguiente, la superficie 225 de perímetro del electrodo 100a es adyacente a la superficie 227 de perímetro del cátodo 22a, en donde las superficies 225 y 227 de perímetro adyacente proporcionan el contacto eléctrico y el paso de un fluido de enf iamiento. De este modo, un aspecto novedoso de la presente invención se proporciona tanto por el contacto eléctrico como el paso del fluido de enfriamiento a través de las superficies de perímetro adyacente. Como un resultado, ambos contactos de enfriamiento y eléctrico se proporcionan próximos, o en una cercanía adyacente a, uno con otro, que se proporciona para la operación más eficiente del soplete 10 de plasma de arco. Como se muestra en las Figuras 13a a 13c, una segunda modalidad del electrodo indicado como 100b puede alternativamente definir los pasadizos 230 axiales en lugar de los acanalados 220, en donde los pasadizos 230 axiales producen el flujo de velocidad relativamente elevado del fluido de enfriamiento que fluye próximamente a través de los mismos. Por consiguiente, los flujos de fluido de enfriamiento próximamente a través de los pasajes 230 axiales enfrian la interconexión entre el electrodo 100b y el cátodo 22b. Por contacto eléctrico, una pared 228 interna se forma dentro del electrodo 100b que hace contacto con la pared 224 exterior del cátodo 22b. Con referencia a la Figura 13c, que es una vista lateral a través de la interconexión entre el electrodo 100b y el cátodo 22b, el electrodo 100b define una superficie 229 de perímetro y el cátodo 22b define una superficie 331 de perímetro. Por consiguiente, la superficie 229 de perímetro del electrodo 100b es adyacente a la superficie 331 de perímetro del cátodo 22b. (Las superficies se muestran en la Figura 13c con una ligera abertura para propósitos de ilustración únicamente, y la superficie 229 de perímetro del electrodo 100b físicamente hace contacto con la superficie 331 de perímetro del cátodo 22b durante la operación) . Aunque las superficies 229 y 331 de perímetro adyacente proporcionan únicamente contacto eléctrico en esta forma de la presente invención, el paso de fluido de enfriamiento a través de los pasadizos 230 axiales es próximo, o a través de una cercanía adyacente del contacto eléctrico como se muestra de manera que el enfriamiento efectivo de la interconexión entre el electrodo 100b y el cátodo 22b se logra. Por ejemplo, la distancia P entre los pasadizos 230 axiales y la superficie 331 de perímetro del cátodo 22c está arriba de aproximadamente 0.127 centímetros (0.050 pulgadas) para definir una cercanía adyacente en una forma de la presente invención. Sin embargo, otras distancias pueden emplearse siempre que la interconexión eléctrica entre el electrodo 100c y el cátodo 22c se enfrían adecuadamente por el fluido de enfriamiento que fluye a través de los pasadizos de fluido. Por lo tanto, los términos "próxima" o "cercanía adyacente" como se utiliza en la presente con respecto al enfriamiento de la interconexión entre el electrodo 100 y el cátodo 22b debe interpretarse para dar a entender junto con o dentro de una distancia cercana al contacto eléctrico de manera que el enfriamiento efectivo se logra. Por consiguiente, las superficies de perímetro adyacente durante todas las modalidades de electrodo restantes no deben ilustrase para propósitos de claridad. En una tercera modalidad del electrodo indicado como 100c en las Figuras 14a y 14b, el electrodo 100c define los pasadizos 232 radiales y las ranuras 234 axiales para proporcionar enfriamiento entre el electrodo 100c y el cátodo 22c. El fluido de enfriamiento generalmente fluye próximo a los pasadizos 232 radiales y luego próximos a las ranuras 234 axiales, en donde el fluido de enfriamiento sale de la interconexión entre el electrodo 100c y el cátodo 22c y procede a través de los pasadizos 130 como se describió previamente. Para el contacto eléctrico, una pared 236 interna similarmen e se forma dentro del electrodo 100c que hace contacto con la pared 224 exterior del cátodo 22c. Por consiguiente, una superficie de perímetro del electrodo 100c es adyacente a la superficie de perímetro del cátodo 22c para formar un pasadizo de fluido para enfriar próximo al contacto eléctrico. Con referencia ahora a la Figura 15, una cuarta modalidad del electrodo indicado como lOOd comprende un corte sesgado 240 interno para proporcionar enfriamiento adicional del electrodo lOOd y la interconexión entre el electrodo lOOd y el cátodo 22d. Adicionalmente, el cátodo 22d define los pasadizos 242 radiales que proporcionan una trayectoria de regreso para el fluido de enfriamiento para fluir próximamente entre el tubo 42d de refrigerante y el cátodo 22d como se muestra. Por lo tanto, el fluido de enfriamiento fluye distalmente a través del tubo 42d de refrigerante, próximamente a través del corte sesgado 240 interno, después radialmente hacia dentro a través de los pasadizos 242, y después próximamente entre el tubo 42d de refrigerante y el cátodo 22d para la recirculación. Además, el contacto eléctrico se proporciona entre una pared 244 interna del electrodo 100d y la pared 224 exterior del cátodo 22d. Por consiguiente, un pasaje de fluido se forma de manera que el enfriamiento se proporciona próximo al contacto eléctrico entre el electrodo lOOd y el cátodo 22d. Alternativamente, el electrodo lOOd puede comprender un corte sesgado externo en lugar de un corte sesgado interno como se describe en la presente mientras permanece dentro del alcance de la presente invención . Como se muestra en la Figura 16, una quinta modalidad del electrodo indicado como lOOe preferiblemente se asegura dentro del cátodo 22e utilizando retenes 250 como se muestra y describe en la Patente Norteamericana No. 6,163,008, la cual comúnmente se asigna con la presente solicitud y los contenidos de los cuales se incorporan en la presente para referencia. En la modalidad ilustrada, los retenes 250 acoplan una saliente 252 de una tapa 254 asegurada al extremo distal del cátodo 22e como se muestra. Similar ente, la boquilla 102 como se muestra también se asegura al cuerpo 106 de cartucho utilizando retenes 256, en donde los retenes 256 acoplan una saliente 258 de un elemento 260 aislador asegurado al extremo distal del cuerpo 106 de cartucho (no mostrado) . Como se muestra, los retenes 250 y 256 extendidos radialmente hacia fuera acoplan las salientes 252 y 258 respectivamente. Sin embargo, las salientes 250 y 256 pueden alternativamente extenderse en forma radial hacia adentro para acoplar las salientes (no mostradas) que se extienden radialmente hacia fuera en otra forma de la presente invención. Con referencia ahora a las Figuras 17a a 17f, las modalidades adicionales del electrodo ICO y el cátodo 22 se ilustran, en donde el enfriamiento se proporciona próximo o través de una cercanía adyacente del contacto eléctrico entre el electrodo 100 y el cátodo 22 y el fluido de enfriamiento fluye a través de al menos un pasadizo de fluido formado a través del electrodo 100 y/o el cátodo 10. En cada una de las siguientes modalidades, el pasadizo de fluido puede formarse en ya sea el electrodo 100 o el cátodo 22, dependiendo de sí el cátodo 22 está dispuesto dentro del electrodo 100 o sí el electrodo 100 está dispuesto alrededor del cátodo 22. Por consiguiente, la ilustración y discusión de los pasadizos de fluido a través del electrodo 100 también deben interpretarse para dar a entender los pasadizos de fluido a través del cátodo 22 en formas alternas de la presente invención y viceversa . Las Figuras 17a y 17b ilustran un electrodo lOOf que define una pared 251 interna extendida y un cátodo 22f que define al menos un rebajo 253 de punto. Por consiguiente, el fluido de enfriamiento fluye distalmente a través del cátodo 22f y luego próximo a través del rebajo 253 de punto. Ya que los rebajos 253 de punto no son continuos alrededor del perímetro del cátodo 22f, la pared 251 interna extendida del electrodo lOOf hace contacto con una pared 23f exterior del cátodo 22f como se muestra por el contacto eléctrico. Por lo tanto, el electrodo lOOf y el cátodo 22f definen superficies de perímetro adyacentes que proporcionan enfriamiento y contacto eléctrico como se describió previamente . La Figura 17c ilustra una modalidad de un soplete 10 de plasma de arco en donde el tercer elemento 255 está dispuesto entre el cátodo 22g y el electrodo lOOg para proporcionar contacto eléctrico y un pasadizo de fluido. El tercer elemento 255 es un contacto eléctrico con el electrodo lOOg y el cátodo 22g. Por consiguiente, el tercer elemento 255 es conductivo y permite que el fluido de enfriamiento para fluir próximamente a través de los mismos. Por ejemplo, el tercer elemento 255 puede comprender un muelle en espiral inclinado o un material conductivo, poroso. Con referencia ahora a la Figura 17d, un electrodo lOOh define un acanalado 257 helicoidal para el paso del fluido de enfriamiento. El acanalado 257 helicoidal se forma alrededor y a lo largo de la superficie interior del electrodo lOOh, lo cual resulta en una pluralidad de pestañas 259 que se forman alrededor del electrodo lOOh para proporcionar el contacto eléctrico entre el electrodo lOOh y el cátodo 22h. Similarmente, el acanalado 257 helicoidal puede formarse en el cátodo 22h en lugar del electrodo lOOh como se ilustra en la presente. Por consiguiente, los pasadizos de fluido comprenden el acanalado 257 helicoidal y las superficies de perímetro adyacente del electrodo lOOh y el cátodo 22h proporciona enfriamiento y contacto eléctrico como se describió previamente. Como se muestra en otra modalidad en la Figura 17e, el electrodo lOOi define pasadizos 259 axiales y una cara 261 anular formada en la porción extrema próxima del electrodo lOOi. Adicionalmente, el cátodo 22i define una cara 263 anular próxima y un pasadizo 265 de fluido en comunicación de fluido con los pasadizos 259 axiales. ?or consiguiente, la cara 261 anular empalma la cara 263 anular próxima por el contacto eléctrico y el fluido de enfriamiento fluye a través de los pasadizos 259 axiales en el electrodo lOOi y a través del pasadizo 265 de fluido en el cátodo lOOi para proporcionar enfriamiento próximo al contacto eléctrico como se describió previamente. Con referencia ahora a la Figura 17f, otra modalidad que proporciona enfriamiento próximo al contacto eléctrico se ilustra. Como se muestra, el electrodo 100j define una cámara 267 interna y pasadizos 269 inclinados en comunicación de fluido con la cámara 267 interna. El electrodo lOOj además define cortes sesgados 271 que están en comunicación de fluido con los pasadizos 269 inclinados. En operación, el fluido de enfriamiento fluye distalmente a través del cátodo 22j en la cámara 267 interna, luego próximamente a través de los pasadizos 269 inclinados y los cortes sesgados 271 para la distribución en el cuerpo 106 de cartucho (no mostrado) como se describió previamente. Por consiguiente, el enfriamiento se proporciona próximo al contacto eléctrico entre el cátodo 22j y el electrodo lOOj . Aun otra modalidad de un soplete 10 de plasma de arco que proporciona enfriamiento próximo al contacto eléctrico se ilustra en la Figura 18. Como se muestra, el electrodo 100k se asegura al cátodo 22k a través de un portaelectrodo 273. Generalmente, el portaelectrodo 273 es conductivo y define los pasadizos de fluido y está en contacto eléctrico con el cátodo 22k, mientras el electrodo 100k se asegura al portaelectrodo 273 utilizando métodos comúnmente conocidos en la técnica tal como una conexión roscada. El portaelectrodo 273 se muestra que define pestañas 275 y acanalados 277 como se describió previamente, sin embargo, cualquiera de los pasadizos de fluido como se muestra y describe en la presente pueden incorporarse con el portaelectrodo 273 mientras permanezcan dentro del alcance de la presente invención. Por lo tanto, se proporciona el enfriamiento próximo al contacto eléctrico entre el cátodo 22k y el portaelectrodo 273 en lugar de directamente entre el cátodo 22k y electrodo 10k.

Modalidades de Boquilla La boquilla 102 puede también comprender una variedad de configuraciones para flujo de fluido adecuado, contacto eléctrico, y unión como se muestra en las Figuras 19 a 24f. Similar al electrodo 100 y al cátodo 22 como se describió previamente, el enfriamiento de la boquilla 102 se proporciona próximo al contacto eléctrico entre la boquilla 102 y el miembro 108 de ánodo distal, o un elemento anódico adyacente. Por lo tanto, los términos de superficie de perímetro adyacentes, próximos, y de cercanía adyacente como se utiliza en relación al contacto eléctrico y el enfriamiento de la boquilla 102 en el miembro 108 de ánodo distal, la interconexión debe interpretarse en forma similar como los términos utilizados en lo anterior en conexión con el electrodo 100 y el cátodo 22. Como se muestra en las Figuras 19-23, una forma de la boquilla 102a comprende un rebajo 280 anular próximo que tiene orificios 282 en remolino desplazado desde el centro de la boquilla 102a y formados a través del rebajo 280 anular próximo. Por consiguiente, el gas de plasma fluye a través del rebajo 280 anular y los orificios 282 en remolino para entrar a la cámara 172 de plasma como se describió previamente. Adicionalmente, la boquilla 102a comprende un rebajo 284 anular distal que aloja un anillo en o (no mostrado) , el cual sella una interconexión entre la boquilla 102a y el cuerpo 106 de cartucho (no mostrado) . Como se muestra, la boquilla 102a además comprende una pluralidad de acanalados 288 y rebordes 290 elevados dispuestos entre los acanalados 288 que se proporcionan para el paso de fluido de enfriamiento y el contacto eléctrico con el miembro 108 de ánodo distal, respectivamente. El fluido de enfriamiento que fluye distalmente a lo largo de la boquilla 102a fluye a través de los acanalados 288, que produce una velocidad relativamente elevada que fluye próxima a la interconexión entre la boquilla 102a y el miembro 108 de ánodo distal para mejorar el enf iamiento. Adicionalmente, los rebordes 290 elevados hacen contactos con el miembro 108 de ánodo distal para proporcionar continuidad eléctrica a través de los miembros anódicos (es decir, boquilla 102a, miembro 108 de ánodo distal, miembro 109 de ánodo central) del soplete de plasma de arco. Por consiguiente, la boquilla 102a y el miembro 108 de ánodo distal definen superficies de perímetro adyacentes como se describió previamente, en donde el enfriamiento y contacto eléctrico se proporcionan. Con referencia ahora a las Figuras 24a-24d, las modalidades adicionales de la boquilla 102 y el miembro 108 de ánodo distal se ilustran, en donde el enfriamiento se proporciona próximo o a través de una cercanía adyacente del contacto eléctrico entre la boquilla 102 y el miembro 108 de ánodo distal y el fluido de enfriamiento fluye a través de al menos un pasadizo de fluido formado a través de la boquilla 102 y/o el miembro 108 de ánodo distal. En cada una de las modalidades siguientes, el pasadizo de fluido puede formase en cualquiera de la boquilla 102 y/o el miembro 108 de ánodo distal. Por consiguiente, la ilustración y discusión de los pasadizos de fluido a través de la boquilla 102 también deben interpretarse para dar a entender los pasadizos de fluido a través del miembro 108 de ánodo distal en las formas alternativas de la presente invención y viceversa. Las Figuras 24a y 24b ilustran una boquilla 102a que define al menos un rebajo 275 de punto y un miembro 108a de ánodo distal que define una pared 277 interna extendida. Por consiguiente, el fluido de enfriamiento fluye distalmente a través de los rebajos 275 de punto ya que los rebajos 275 de punto no están alrededor en forma continua del perímetro de la boquilla 102b. Adicionalmente, la pared 277 interna extendida del miembro 108b de ánodo distal contacta la boquilla 102a como se muestra por el contacto eléctrico. Por lo tanto, la boquilla 102a y el miembro 108a de ánodo distal definen las superficies de perímetro adyacentes que proporcionan enfriamiento y contacto eléctrico como se describió previamente. La Figura 24c ilustra una modalidad de un soplete 10 de plasma de arco en donde un tercer elemento 279 se dispone entre la boquilla 102c y el miembro 108c de ánodo distal para proporcionar contacto eléctrico y un pasadizo de fluido. El tercer elemento 279 está en contacto eléctrico con la boquilla 102c y el miembro 108c de ánodo distal. Por consiguiente, el tercer elemento 279 es conductivo y permite al fluido de enfriamiento fluir próximamente a través del mismo. Por ejemplo, el tercer elemento 279 puede comprender un muelle en espiral inclinado o un material conductivo, poroso . Con referencia ahora a la Figura 24d, una boquilla 102c define un acanalado 281 helicoidal para el paso del fluido de enfriamiento. El acanalado 281 helicoidal se forma alrededor y a lo largo de la superficie exterior de la boquilla 102c, lo cual resulta en una pluralidad de pestañas 283 que se forman alrededor de la boquilla 102c para proporcionar el contacto eléctrico. Similarmente, el acanalado 281 helicoidal puede formarse en el miembro 108c de ánodo distal en lugar de la boquilla 102c como se ilustra en la presente. Por consiguiente, los pasadizos de fluido comprenden el acanalado 281 helicoidal y la superficie de perímetro adyacente de la boquilla 102c y el miembro 108c de ánodo distal proporciona enfriamiento próximo al contacto eléctrico como se describió previamente. Adicionalmenter un portador de boquilla puede también emplearse como se describió previamente con el portaelectrodo mientras permanece dentro del alcance de la presente invención, en donde el portador de boquilla incluye pasadizos para el paso de fluido de enfriamiento próximos al contacto eléctrico con el miembro 108 de ánodo distal. Por consiguiente, el portador de boquilla es un elemento anódico adyacente que está en contacto eléctrico con el miembro 108 de ánodo distal. Tapa Secundaria y Separador Con referencia ahora a las Figuras 25a y 25b, el flujo del gas secundario a través de la tapa 112 secundaria en una forma de la presente invención se enrolla a través del uso de los pasadizos 300 en remolino formados en la tapa 112 secundaria. Preferiblemente, los pasadizos 300 en remolino se desplazan desde un centro de la tapa 112 secundaria como se muestra en la Figura 13b y forma un pasaje para el flujo de gas secundario entre la tapa 112 secundaria y la tapa 114 protectora (no mostrada) . Alternativamente, los pasadizos 300 en remolino pueden formarse directamente a través de la tapa 112 secundaria como mejor se muestra en la Figura 25b y similarmente se desplazan a partir del centro de la tapa 112 secundaria. Adicionalmente, los pasadizos 171 de purga secundarios se ilustran como orificios axiales en la modalidad como se muestra. Alternativamente, los pasadizos de purga pueden formarse en la tapa 114 protectora o entre la tapa 114 protectora y la tapa 112 secundaria como se muestra en las Figuras 26a a 26c. Como se muestra en las figuras 26a y 26b, los pasadizos 173 de purga de gas secundario preferiblemente se forman a lo largo de una pared 175 lateral de la tapa 114 protectora y guia una porción del gas secundario desde el pasaje 209 de gas secundario distal a lo largo del exterior de la tapa 112 secundaria. Por consiguiente, los pasadizos 173 de purga de gas secundario proporcionan enfriamiento adicional durante la operación del soplete 10 de plasma de arco. Alternativamente, un pasaje 177 de purga de gas secundario puede proporcionarse entre la tapa 114 protectora y la tapa 112 secundaria como se muestra en la Figura 26c. Similármente, el pasaje 177 de purga de gas secundario guia una porción del gas secundario desde el pasaje 209 de gas secundario a lo largo del exterior de la tapa 112 secundaria para proporcionar enfriamiento adicional. Con referencia ahora a las Figuras 27a y 27b, los pasadizos 302 en remolino pueden alternativamente formarse a través del separador 116 secundario como se muestra en lugar de a través de la tapa 112 secundaria. Los pasadizos 302 en remolino se forman a través de la pared lateral 303 del separador 116 secundario como se muestra. Además, los pasadizos en espiral preferiblemente se desplazan partir del centro del separador 116 secundario como se describió previamente, aunque otras configuraciones tales como pasadizos formados normales a través del separador 116 secundario pueden emplearse para remolinar el gas secundario. Cartucho de Consumibles En aun otra forma de la presente invención, un cartucho 310a de consumibles se proporciona para eficiencia y facilidad de reemplazo durante la operación como se muestra en las Figuras 28a y 28b. en una forma, el cartucho 310a de consumibles comprende un electrodo 312, una boquilla 314, un separador 316 dispuesto entre el electrodo 312 y la boquilla 314, un cuerpo 316 de cartucho, y un miembro 318 de ánodo, el cual se ensambla y proporciona como una unidad única. Con referencia a la Figura 29, una segunda modalidad del cartucho 310b consumible se asegura preferiblemente al soplete 10 de plasma de arco utilizando retenes 320 formados en el electrodo 312 como se describió previamente, los cuales acoplan una saliente 322 formada en una tapa 324 aislante. La tapa 324 aislante se asegura a la porción extrema distal del cátodo 325, y los retenes 320 del electrodo 312 hacen contacto en el electrodo 325 como se muestra para formar una porción del lado catódico o negativo del suministro de energía. Por consiguiente, el cartucho 310b de consumibles fácilmente se instala y remueve del soplete 10 de plasma de arco. Alternativamente, el cartucho 310b de consumibles puede asegurarse al soplete 10 utilizando un muelle en espiral inclinado (no mostrado) como se describió previamente con relación a otras conexiones tales como entre el miembro 109 de ánodo central (no mostrado) y el cuerpo 20 de ánodo (no mostrado) . Conexiones de Cabeza de Soplete Con referencia a las Figuras 30 a 33b, el cartucho 16 de consumibles se asegura a una cabeza 12 de soplete adyacente que utiliza ya sea un diseño de cartucho en etapas (Figuras 30, 31), un diseño de sello de cara (Figuras 32a, b) , o un diseño de cartucho recto (Figuras 33a, b) . Como se muestra en las Figuras 30 (mostrando los pasadizos de fluido de enfriamiento) y 31 (mostrando los pasadizos de gas) , un cartucho 16a de consumibles define una pluralidad de etapas 352 que encara próximas a igualar con el juego correspondientes de etapas 354 que distalmente encara en la cabeza 12a de soplete. Adicionalmente, cuatro (4) anillos en o (no mostrados) sellan la interconexión entre el cartucho 16a de consumibles y la cabeza 12 de soplete. Como un resultado, ningún alineamiento rotacional se requiere entre el cartucho 16a de consumibles y la cabeza 12a de soplete, mientras la facilidad de separación se proporciona con un acoplamiento de anillo en o mínimo. Con referencia a las Figuras 32a (mostrando los pasadizos de fluido de enfriamiento) y 32b (mostrando los pasadizos de gas) , un diseño de sello de cara se emplea alternativamente entre el cartucho 16b de consumibles y la cabeza 12b de soplete, en donde los anillos 340 en o se colocan entre las caras próximas del cartucho 16b de consumibles y las caras distales de la cabeza 12b de soplete como se muestra. Por consiguiente, una cabeza 12b de soplete relativamente compacta puede proporcionarse. En aún otra forma como se muestra en las Figuras 33a (mostrando los pasadizos de fluido de enfriamiento) y 33b (mostrando los pasadizos de gas) , un diseño de cartucho recto se proporciona en donde una serie de anillos en o 342 se disponen anularmente entre la cabeza 12c de soplete y el cartucho 16c de consumibles, en donde los pasadizos 344 de fluido se disponen entre los anillos 342 en o como se muestra. En otra forma, los componentes consumibles se aseguran a una cabeza de soplete utilizando un mecanismo 360 de bloqueo de bola dispuesto dentro de un anillo 17d de bloqueo, el cual se muestra en mayor detalle en las Figuras 34a (conectado) y 34b (desconectado) . El mecanismo 360 de bloqueo de bola comprende una bola 362 dispuesta dentro del rebajo 364 cuando los componentes 16d consumibles se conectan. Para desconectar los componentes 16d consumibles, el anillo 17d de bloqueo se mueve próximo a los componentes 16d consumibles que se mueven distalmente con relación a la cabeza de soplete de manera que la bola 362 se mueve radialmente hacia fuera dentro de un rebajo 366 de anillo de bloqueo, por consiguiente, los componentes 16d consumibles pueden removerse de la cabeza de soplete empleando el mecanismo 160 de bloqueo de bola dentro de un anillo 17d de bloqueo . Como se muestra en las Figuras 35a y 35b, la cabeza 12e de soplete en otra forma define una pared 390 de alineamiento para adecuadamente alinear los componentes 16e consumibles con el suministro de fluido de enfriamiento, gas de plasma, y el gas secundario. La tapa 70e de soplete también define una pared 392 de alineamiento correspondiente que interfiere con la pared 390 de alineamiento de cabeza de soplete para adecuadamente colocarla cabeza 12e de soplete y los componentes 16e consumibles para la operación. Los gases utilizados para el plasma y la variedad secundaria de acuerdo con las propiedades de pieza de trabajo tal como el tipo y grosor del material, y puede incluir, a manera de ejemplo 2 como el gas de plasma y ¾0 como el gas secundario. Alternativamente, una mezcla de Ar, H2 y N2 puede utilizarse para el gas de plasma con N2 como el gas secundario. Adicionalmente, el fluido de enfriamiento preferiblemente es una mezcla de H20-etilenglicol o una mezcla de H20-propilenglicol . Modalidad de Soplete de Plasma de Arco Alternante Otra forma de un soplete de plasma de arco de acuerdo con la presente invención se ilustra e indica mediante número 410 de referencia como se muestra en las Figuras 36 a 38. El soplete 410 de plasma de arco comprende una cabeza 412 de soplete (que se muestra en mayor detalle en la Figura 37) dispuesta en un extremo 414 próximo del soplete 410 de plasma de arco y una pluralidad de componentes 416 consumibles (mostrados en mayor detalle en la Figura 38) asegurado a la cabeza 412 de soplete y dispuesto en un extremo 418 distal del soplete 410 de plasma de arco como se muestra . Cabeza de Soplete Con referencia mas específicamente a la Figura 37, la cabeza 412 de soplete incluye un cuerpo 420 de ánodo que está en comunicación eléctrica con el lado positivo de un suministro de energía (no mostrado) y un cátodo 422 que está en comunicación eléctrica con el lado negativo del suministro de energía. El cátodo 422 además se rodea por un aislador 424 central para aislar al cátodo 422 del cuerpo 420 de ánodo, y similarmente el cuerpo 420 de ánodo se rodea por un aislador 426 exterior para aislar el cuerpo 420 de ánodo desde un alojamiento 428, que encapsula y proyecta la cabeza 412 de soplete y sus componentes desde el ambiente que rodea durante la operación. La cabeza 412 de soplete además se une con un tubo 430 de suministro de refrigerante, un tubo 432 de gas de plasma, un tubo 434 de retorno de refrigerante, y un tubo 435 de gas secundario, como se muestra, en donde el gas de plasma y el gas secundario se suministran a y el fluido de enfriamiento se suministra a y regresa desde el soplete 410 de plasma de arco durante la operación como se describe en mayor detalle en lo siguiente. El cátodo 422 preferiblemente define un tubo cilindrico que tiene un pared interior 436 central que está en comunicación de fluido con el tubo 430 de suministro de refrigerante en una porción 438 próxima de la cabeza 412 de soplete. El pared interior 436 central también está en comunicación de fluido con la tapa 440 de cátodo y un tubo 442 de refrigerante en una porción 444 distal de la cabeza 412 de soplete. Generalmente, el tubo 442 de refrigerante se proporciona para el paso de fluido de enfriamiento, mientras la tapa 440 de cátodo protege el extremo del cátodo 422. La tapa 440 de cátodo además comprende una saliente 448 anular que se acopla con una ranura 446 anular interna dentro del cátodo 422 para asegurar la tapa 440 de cátodo en el cátodo 422. Preferiblemente, el tubo 442 de refrigerante se forma de un material durable tal como acero inoxidable, y la tapa 440 de cátodo se aisla y preferiblemente se forma de un material tal como Torlon® u otro material conocido en la técnica que también es capaz de operar a temperaturas relativamente elevadas como se describió previamente. El aislador 424 central preferiblemente define un tubo cilindrico que tiene un pared interior 460 interna que aloja un cátodo 422 como se muestra. El cátodo 422 define una saliente 462 externa próxima que empalma una saliente 464 interna próxima del aislador 424 central en la posición del cátodo 422 a lo largo del eje X longitudinal central del soplete de plasma de arco. El aislador 424 central además se dispone dentro del cuerpo 420 de ánodo como se muestra a lo largo de una porción 468 central y también se acopla a una tapa 470 de soplete que acomoda el tubo 430 de suministro de refrigerante, el tubo 432 de gas de plasma, y el tubo 434 de retorno de refrigerante. La continuidad eléctrica para las señales eléctricas tal como un piloto de retorno se proporciona a través de un contacto 472 dispuesto entre la tapa 470 de soplete y el cuerpo 420 de ánodo. El contacto 472 comprende una brida 474 próxima que empalma una saliente 476 rebajada formada en la tapa 470 de soplete y un extremo 478 distal que acopla el cuerpo 420 de ánodo como se muestra. Preferiblemente, el contacto 472 se enrosca en el cuerpo 420 de ánodo, sin embargo, otros métodos unidos tal como un ajuste a presión o soldadura pueden utilizarse de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Alternativamente, la continuidad eléctrica del piloto de retorno u otras señales eléctricas pueden proporcionarse directamente a través de una interconexión entre la tapa 470 de soplete y el cuerpo 420 de ánodo utilizando retenes que acoplan una saliente como se muestra y describe en la Patente Norteamericana No. 6,163,008, la cual comúnmente se asigna con la presente solicitud y los contenidos de los cuales se incorporan en la presente para referencia. Los retenes pueden incorporarse en la tapa 470 de soplete o el cuerpo 420 de ánodo con una saliente correspondiente y tapa en el cuerpo 420 de ánodo o tapa 470 de soplete, respectivamente. Además, los retenes proporcionan una conexión que es relativamente simple y fácil de acoplar y desacoplar. Similarmente, otras conexiones entre los componentes dentro del soplete 10 de plasma de arco también pueden emplear los retenes y salientes mientras permanece dentro del alcance la presente invención. Componentes Consumibles Los componentes 416 consumibles, los cuales se muestran en mayor detalle en la Figura 38 y también en la Figura 36, comprenden un electrodo 500, una boquilla 502 y un separador 504 dispuestos entre el electrodo 500 y la boquilla 502 como se muestra. El separador 504 proporciona una separación eléctrica entre el electrodo 500 catódico y la boquilla 502 anódica, y además proporciona ciertas funciones de distribución de gas como se describe en mayor detalle en lo siguiente, üna guia 503 de boquilla y un sello 505 de boquilla están dispuestos en la porción extrema distal de la boquilla 502 como se muestra y proporciona cierta distribución de fluido de enfriamiento y las funciones de sellado, que también se describen en mayor detalle en lo siguiente . Además, los componentes 416 consumibles comprenden un cuerpo 506 de cartucho que generalmente aloja y coloca los otros componentes 416 consumibles y es parte de un cartucho de consumibles, que se describe en mayor detalle en lo siguiente. El cuerpo 506 de cartucho también distribuye gas de plasma, gas secundario, y fluido de enfriamiento durante la operación del soplete 410 de plasma de arco, como se describe en mayor detalle en lo siguiente. Adicionalrnente, los componentes 416 consumibles comprenden un miembro 508 de ánodo distal y un miembro 509 de ánodo central para forma una porción del lado anódico del suministro de energía proporcionando continuidad eléctrica a la boquilla 502. Un deflector 510 también se muestra dispuesto entre el miembro 508 de ánodo distal y la tapa 514 protectora, la cual forma pasajes de fluido para el flujo de un fluido de enfriamiento como se describe en mayor detalle en lo siguiente. Además, los componentes 416 consumibles comprenden una tapa 512 secundaria para la distribución del gas secundario y un separador 510 secundario que separa la tapa 512 secundaria a partir de la boquilla 502 y dirige el flujo de gas secundario. El anillo 517 de trabado se muestra dispuesto alrededor de la porción extrema próxima de los componentes 416 consumibles, que se utilizan para asegurar lo componentes 416 consumibles en la cabeza 412 de soplete.

El electrodo 500 se dispone centralmente dentro del cuerpo 506 de cartucho y está en contacto eléctrico con el cátodo 422 a lo largo de una porción 518 interior del electrodo 500 como se describe en mayor detalle en lo siguiente. El electrodo 500 además define una cavidad 520 distal que está en comunicación de fluido con el tubo 442 de refrigerante y una saliente 522 externa que empalma el separador 504 para colocar en forma adecuada a lo largo del eje X longitudinal central del soplete 410 de plasma de arco. El electrodo 500 además comprende al menos un pasadizo para el paso de fluido de enfriamiento próximo al contacto eléctrico con el cátodo 422. Más específicamente, el electrodo 500 preferiblemente comprende una pluralidad de pestañas 521 y una pluralidad de acanalados 523 correspondientes dispuestos entre las pestañas 521, en donde las pestañas 521 proporcionan contacto eléctrico con el cátodo 422 y los acanalados 523 se proporcionan para el paso de un fluido de enfriamiento como se describió previamente en relación a la primera modalidad de soplete 10 de plasma de arco. Por consiguiente, el electrodo 500 y el cátodo 422 definen una superficie de perímetro adyacente como se describió previamente de manera que el enfriamiento del electrodo 500 se proporciona próximo, o a través de una cercanía adyacente de, el contacto eléctrico entre el electrodo 500 y el cátodo 422. Alternativamente, el electrodo 500 y el cátodo 422 pueden comprender otras modalidades como se describió previamente, en donde al menos un pasadizo de fluido se forma próximo al contacto eléctrico para enfriar adecuadamente . El cuerpo 506 de cartucho además comprende un anillo 524 anular interno que empalma un extremo 526 próximo del electrodo 500 para colocación adecuada del electrodo 500 a lo largo del eje X longitudinal central del soplete 410 de plasma de arco. Adicionalmente, la conexión entre el cuerpo 506 de cartucho y el cátodo 422 puede emplear los retenes y la saliente como se describió previamente mientras permanece dentro del alcance de la presente invención. Además, la colocación de varios componentes 416 de consumibles, el cuerpo 506 de cartucho también separa los miembro anódicos (por ejemplo, miembro 509 de ánodo central) de los miembros catódicos (por ejemplo, electrodo 500). Por consiguiente, el cuerpo 506 de cartucho es un material aislante tal como PEEK® u otro material similar comúnmente conocido en la técnica que además es capaz de operar a temperaturas relativamente elevadas. Con referencia a las Figuras 38 y 39a a 39d, el cuerpo 506 de cariucho se proporciona para la distribución del fluido de enfriamiento, gas de plasma, y gas secundario, además la colocación de otros componentes 416 consumibles. Para la distribución del fluido de enfriamiento, que se describe en mayor detalle en lo siguiente, el cuerpo 506 de cartucho define una cámara 528 central y una pluralidad de pasadizos 530 que se extienden a través del cuerpo 506 de cartucho y en una cámara 532 de enfriamiento interna formada entre el cuerpo 506 de cartucho y el miembro 508 de ánodo distal. Preferiblemente, los pasadizos 530 están en forma de ángulo radialmente hacia fuera en la dirección distal desde la cámara 528 superior para disminuir cualquier infiltración dieléctrica que pueda ocurrir entre e.l electrodo 500 y el miembro 508 de ánodo distal. Adicionalmente, los pasadizos 533 axiales exteriores (mostrado en paréntesis) se forman en el cuerpo 506 de cartucho que se proporciona para un regreso del fluido de enfriamiento. Los pasadizos 533 axiales exteriores también se colocan a lo largo del miembro 508 de ánodo distal y el miembro 509 de ánodo central y próximo a la interconexión eléctrica entre los mismos. Por consiguiente, la posición de los pasadizos 533 axiales exteriores proporcionan refrigerante mejorado del miembro 508 de ánodo distal y el miembro 509 de ánodo central. Cerca del extremo distal del cartucho 416 de consumibles, un pasaje 548 de fluido exterior se forma entre el miembro 508 de ánodo distal y el deflector 510, por consiguiente, el pasaje 548 de fluido exterior está en comunicación con los pasadizos 533 axiales exteriores para el regreso del fluido de enfriamiento que se describe en mayor detalle en lo siguiente.

Para la distribución del gas de plasma, el cuerpo 506 de cartucho define una pluralidad de pasadizos 534 axiales distales (mostrados en paréntesis en la Figura 38) que se extiende desde una cara 536 próxima del cuerpo 506 de cartucho a un extremo 538 distal del mismo, los cuales están en comunicación de fluido con el tubo 532 de gas de plasma (no mostrado) y los pasadizos formados en el separador 504 como se describe en mayor detalle en lo siguiente. Adicionalmente, una pluralidad de pasadizos 540 axiales próximos (mostrados en paréntesis en la Figura 38) se forma a través del cuerpo 506 de cartucho que se extiende desde una cara 542 próxima rebajada, en una cara 544 exterior distal para la distribución de un gas secundario, que también se describe en mayor detalle en lo siguiente. Además, el cuerpo 506 de cartucho define una periferia 507 próxima ranurada que se proporciona para facilidad de ajuste del cuerpo 506 de cartucho dentro de la cabeza 412 de soplete. Como se muestra en las Figuras 36 y 38, el miembro 508 de ánodo distal está dispuesto entre el cuerpo 506 de cartucho y el deflector 510 y está en contacto eléctrico con la boquilla 502 en una porción distal y con el miembro 509 de ánodo central en una porción próxima. Además, el miembro 509 de ánodo central está en contacto eléctrico con una porción 546 de extremo distal del cuerpo 420 de ánodo. Preferiblemente, el miembro 509 de ánodo central comprende una pluralidad de puntas 547 (mejor mostrada en la Figura 40) que definen retenes 549 en un extremo próximo del mismo para proporcionar contacto eléctrico seguro entre el miembro 509 de ánodo central y el cuerpo 420 de ánodo. Como se muestra, los retenes 549 extendidos sobre una saliente 551 formada en un manguito 553 distal dispuestos sobre la porción 546 extrema distal del cuerpo 420 de ánodo. El manguito 553 distal preferiblemente se forma de un material aislante tal como ULTEM® y se ajusta a presión sobre la porción 546 extrema distal del cuerpo 420 de ánodo. Los retenes 549 son similares a aquellos descritos en la Patente Norteamericana No. 6,163,008, la cual comúnmente se asigna con la presente solicitud y los contenidos de las cuales se incorporan en la presente para referencia. Los retenes 549 pueden incorporarse en el miembro 509 de ánodo central o el cuerpo 420 de ánodo con una saliente correspondiente y una tapa en el cuerpo 420 de ánodo o miembro 509 de ánodo central, respectivamente. Por consiguiente, el cuerpo 420 de ánodo, el miembro 508 de ánodo distal, el miembro 509 de ánodo central, y la boquilla 502 forman el ánodo, o positivo, potencial para el soplete 410 de plasma de arco. Con referencia a las Figuras 36, 38, y 41, las lengüetas 566 axiales se forman en el miembro 508 de ánodo distal, en donde las lengüetas 566 axiales similarmente definen los retenes 567 y se desvian hacia adentro como se muestra para proporcionar continuidad eléctrica entre el miembro 508 de ánodo distal y el miembro 509 de ánodo central. La porción extrema próxima del miembro 508 de ánodo distal define una pared 569 superior extendida que se extiende hacia fuera como se muestra en la posición de las lengüetas 566 axiales alrededor del miembro 509 de ánodo central. Como se muestra además, un anillo 571 de retención se dispone alrededor de una porción central del cuerpo 506 de cartucho para retener y colocar el miembro 509 de ánodo central a lo largo del eje X longitudinal central del soplete 410 de plasma de arco. Por consiguiente, las lengüetas 566 axiales y la pared 569 superior extendida se extienden sobre el anillo 571 de retención para hacer contacto eléctrico con el miembro 509 de ánodo central. Con referencia a las Figuras 36 y 38, la tapa 514 protectora que rodea al deflector 510 como se muestra, en donde un pasaje 550 de gas secundario se forma entre los mismo. Generalmente, el gas secundario fluye desde los pasadizos 540 axiales próximos formados en el cuerpo 506 de cartucho en el pasaje 550 de gas secundario y a través de la tapa 512 secundaria, como se describe en mayor detalle en lo siguiente, para estabilizar la corriente de plasma que sale de la tapa 512 secundaria en operación. La tapa 514 protectora además coloca la tapa 512 secundaria, en donde la tapa 512 secundaria define una saliente 552 anular que acopla una saliente 554 interna de la tapa 514 protectora. El separador 516 secundario separa y aisla la tapa 512 secundaria de la boquilla 502 y también distribuye el gas secundario para estabilizar la corriente de plasma durante la operación. Preferiblemente, el separador 516 secundario comprende un cara 556 próxima que empalma una saliente 558 anular del sello 505 de boquilla y un cara 560 distal y saliente 562 que empalma una saliente 564 interna y la cara 573 próxima, respectivamente, de la tapa 512 secundaria. Como se muestra además, el separador 516 secundario forma una cámara 578 de gas secundaria entre el sello 505 de boquilla y la tapa 512 secundaria, en donde el gas secundario se distribuye para estabilizar la corriente de plasma, como se describe en mayor detalle en lo siguiente. Por consiguiente, el separador 516 secundario define pasadizos 513 de gas secundario como se describió previamente que dirige y preferiblemente arremolina el flujo de gas secundario en la cámara 578 de gas secundario. La tapa 512 secundaria además comprende un orificio 568 de salida central a través del cual la corriente de plasma sale y un cara 570 de rebajo contribuye a controlar la corriente de plasma. Como se muestra en las Figuras 38 y 42, la guia 503 de boquilla y el sello 505 de boquilla se disponen en la porción extrema distal de la boquilla 502. La boquilla 502 comprende una porción 577 de extremo cónico que define una pluralidad de acanalados 579 y rebordes 581 elevados, como se describió previamente en otras modalidades de boquilla en donde los rebordes 581 elevados hacen contacto con la porción extrema distal del miembro 508 de ánodo distal para el contacto eléctrico y los acanalados 579 proporcionan pasadizos de fluido para el paso de fluido de enfriamiento durante la operación como se describe en mayor detalle en lo siguiente. Por consiguiente, un pasadizo 580 de fluido distal se forma entre la boquilla 502 y la guia 503 de boquilla y también entre la guia 503 de boquilla y el sello 503 de boquilla, en donde la guia 503 de boquilla guia el fluido de enfriamiento que distalmente pasa a lo largo de la boquilla 502 y luego próximamente para la recirculación del fluido de enfriamiento que se describe en mayor detalle en lo siguiente. Como se muestra mejor en la Figura 42, la guia 503 de boquilla define las lengüetas 583 radiales que se colocan dentro de los acanalados 579 para guiar adecuadamente el fluido de enfriamiento durante la operación. La guia 503 de boquilla también comprende una pared 585 de extremo cónica que se forma para conformar con la porción 577 de extremo cónica de la boquilla 502. Como además se muestra, el sello 505 de boquilla también define una porción 587 de extremo cónica para conformar con la guia 503 de boquilla, la cual resulta en la formación del pasadizo 580 de fluido distal.

Preferiblemente, la guia 503 de boquilla es un material de latón y, el sello 505 de boquilla y el sello 502 son de un material de cobre de telurio. Con referencia ahora a la Figura 38 y Figura 43, la boquilla 502 además comprende pies 589 y pies 591 de desplazamiento, en donde los pies 589 se extienden distalmente más allá de los pies 591 de desplazamiento como se muestra. Cuando se ensamblan al sello 505 de boquilla, los pies 589 acoplan un cara 601 anular superior del sello 505 de boquilla y una cavidad 603 se produce entre los pies 591 de desplazamiento y la cara 601 anular superior del sello 505 de boquilla. Por consiguiente, la cavidad 603 proporciona espacio adicional para el flujo del fluido de enfriamiento que se regresa para la recirculación. Como se muestra además, la boquilla define un cara 605 distal que acopla una saliente 605 anular interna del sello 505 de boquilla para además colocar la boquilla 502 con relación al sello 505 de boquilla . Como se muestra en la Figura 38, la boquilla 502 se separa eléctricamente del electrodo 500 por el separador 504, que resulta en una cámara 572 de plasma que se forma entre el electrodo 500 y la boquilla 502. El separador 504 define pasadizos 607 en remolino (mostrado en paréntesis) que forma remolino el gas de plasma que fluye desde los pasadizos 534 axiales distales en la cámara 572 de plasma. La boquilla 102 además comprende un orificio 574 de salida central, a través del cual una corriente de plasma sale durante la operación del soplete 410 de plasma de arco cuando el gas de plasma se ioniza dentro de la cámara 572 de plasma, el cual se describe en mayor detalle en lo siguiente. Como además se muestra, el anillo 517 de trabado asegura los componentes 416 consumibles a la cabeza 412 de soplete cuando el soplete 410 de plasma de arco se ensambla por completo. El anillo 517 de trabado preferiblemente se asegura a la cabeza 412 de soplete a través de una conexión roscada, en donde el anillo 517 de trabado comprende un inserto 519 de roscado. Preferiblemente, el inserto 519 de roscado es latón y el anillo 517 de trabado es un material termoestable que se sobremoldea en el inserto 519 roscado. Alternativamente, los componentes 416 consumibles pueden asegurarse a la cabeza 412 de soplete utilizando un conector de trabado de inclinación dual como se muestra y describe en la solicitud copendiente número de serie 10/035,534 presentada el 9 de Noviembre del 2001, que comúnmente se asigna con la solicitud presente y los contenidos de los cuales se incorporan en la presente para referencia. Flujo de Fluido de Enfriamiento Con referencia a la Figura 44, en operación, los flujos de fluido de enfriamiento del tubo 430 de suministro de refrigerante, distalmente a través del pared interior 436 central del cátodo 422, a través del tubo 442 de refrigerante, y en la cavidad 520 distal del electrodo 500. El fluido de enfriamiento entonces fluye próximamente a través de la cavidad 518 próxima formada entre los acanalados 523 del electrodo 500 y el cátodo 422 para proporcionar enfriamiento al electrodo 500 y el cátodo 422 que se operan a corrientes y temperaturas relativamente elevadas. El fluido de enfriamiento continúa fluyendo próximamente a los pasadizos 530 en el cuerpo 506 de cartucho, en donde el fluido de enfriamiento entonces fluye a través de los pasadizos 530 y en la cámara 532 de enfriamiento internas. El fluido de enfriamiento entonces fluye a lo largo de la boquilla 502, que también opera a temperaturas relativamente elevadas, para proporcionar enfriamiento a la boquilla 502. Más específicamente, el fluido de enfriamiento fluye a través del pasadizo 580 de fluido distal formado por la guía 503 de boquilla entre la boquilla 502 y el sello 505 de boquilla. El fluido de enfriamiento primero fluye distal ente a través de los acanalados 579 de la boquilla 502 y luego en dirección inversa alrededor del extremo distal de la guía 503 de boquilla para luego fluir próximamente a través del pasadizo 580 de fluido distal entre la guía 503 de boquilla y el sello 505 de boquilla. El fluido de enfriamiento fluye entonces próximamente a través del pasaje 548 de fluido exterior formado entre le miembro 508 de ánodo distal y el deflector 510 y a través de los pasadizos 533 axiales exteriores (mostrados en paréntesis) en el cuerpo 506 de cartucho. El fluido de enfriamiento entonces fluye próximamente a través de las paredes 590 de rebajo y los pasadizos 592 axiales formados en el cuerpo 420 de ánodo. Una vez que el fluido de enfriamiento alcanza una saliente 593 próxima del cuerpo 420 de ánodo, el fluido fluye a través del tubo 434 de retorno de refrigerante y se recircula para la distribución de regreso a través del tubo 430 de suministro de refrigerante. Como un resultado, el flujo de fluido de enfriamiento es "coaxial" como se. describe previamente por el enfriamiento y operación mejorados del soplete 410 de plasma de arco. Por lo tanto, el flujo de fluido de enfriamiento se distribuye circunferencialmente alrededor del eje X longitudinal central del soplete 410 de plasma de arco y está fluyendo en la misma dirección en cualquier ubicación radial desde el eje X longitudinal central para producir el flujo coaxial . Flujo de Gas de Plasma Con referencia a la Figura 45, el gas de plasma generalmente fluye distalmente desde tubo 432 de gas de plasma, a través de la tapa 470 de soplete, y en una cavidad 596 central formada en el cuerpo 420 de ánodo. El gas de plasma entonces fluye distalmente a través de las paredes 425 anulares de rebajo (mostrada en paréntesis) del aislador 424 central en los pasadizos 534 axiales distales (mostrado en paréntesis) formados en el cuerpo 506 de cartucho. El gas de plasma entonces fluye a través de los pasadizos 607 en remolino (mostrado en paréntesis) formados en el separador 504 entre el electrodo 500 y la boquilla 502. El gas de plasma entonces entra a la cámara 572 de plasma para formar una corriente de plasma cuando el gas de plasma se ioniza por el arco piloto, y la corriente de plasma sale del orificio 574 de salida central de la boquilla 502 y el orificio 568 de salida central de la tapa 512 secundaria. Adicionalmente, el flujo de gas de plasma es coaxial, como se describió previamente, en donde el gas de plasma se distribuye circunferencialmente alrededor del eje longitudinal central del soplete y está fluyendo en la misma dirección en cualquier ubicación radial desde el eje longitudinal central. Flujo de Gas Secundario Con referencia a las Figuras 36 a 38, el gas secundario generalmente fluye en forma distal desde el tubo 435 de gas secundario (mostrado en paréntesis) y a través de un pasaje 602 axial (mostrado en paréntesis) formados a través de la tapa 470 de soplete. El gas secundario entonces fluye radialmente hacia fuera a través de una cámara 595 anular (mostrado en paréntesis) entre la tapa 470 de soplete y el cuerpo 420 de ánodo y continúa para fluir distalmente en una cámara 610 exterior formada entre la tapa 470 de soplete y el alojamiento 428. El gas secundario entonces fluye a través de los pasadizos 606 axiales formados a través de una extensión 608 anular del aislador 426 exterior y en los pasadizos 540 axiales próximos (mostrado en paréntesis) del cuerpo 506 de cartucho. El gas secundario entonces entra al pasaje 550 de gas secundario y fluye distalmente entre el deflector 510 y la tapa 514 protectora, a través del pasaje 609 de gas secundario distal, y a través de los pasadizos 513 de gas secundario formados en el separador 516 secundario. El gas secundario entonces entra a la cámara 578 de gas secundario entre el sello 505 de boquilla y la tapa 512 secundaria para estabilizar la corriente de plasma que sale desde el orificio 574 de salida central de la boquilla 502. Adicionalmente, el flujo de gas secundario es coaxial, como se describió previamente, en donde el gas secundario se distribuye circunferencialmente alrededor del eje longitudinal central del soplete y está fluyendo en la misma dirección en cualquier ubicación radial del eje longitudinal central . Operación En operación, con referencia a la Figuras 36 y Figuras 44-46, el cátodo o potencial negativo se lleva a cabo por el cátodo 422 y el electrodo 500, y el ánodo o potencial positivo se lleva a cabo por el cuerpo 420 de ánodo, el miembro 509 de ánodo central, el miembro 508 de ánodo distal, y la boquilla 502, de manera que cuando la energía eléctrica se aplica al soplete 410 de plasma de arco, un arco piloto se genera en la abertura formada entre el electrodo 500 y la boquilla 502, dentro de la cámara 572 de plasma. Cuando el gas de plasma entra a la cámara 572 de plasma, el gas de plasma se ioniza por el arco piloto, que provoca que una corriente de plasma se forme dentro de la cámara 572 de plasma y fluya distalmente a través del orificio 574 de salida central de la boquilla 502. Adicionalmente, el gas secundario fluye en la cámara 578 de gas secundario y estabiliza la corriente de plasma en la salida del orificio 574 de salida central de la boquilla 502. Como un resultado, una corriente de plasma altamente uniforme y estable sale del orificio 568 de salida central de la tapa 512 secundaria por las operaciones de corte de alta tolerancia, corriente elevada . El soplere 410 de plasma de arco también comprende una pluralidad de anillos en o y ranuras de anillo en o correspondientes como se muestra en las Figuras 36 a 38, que no se numeran en la presente para propósitos de claridad. Los anillos en o generalmente sellan los pasadizos de fluido, principalmente, los pasadizos para el fluido de enfriamiento, gas de plasma, y gas secundario durante la operación del soplete de plasma de arco, que debe entenderse por alguien que tiene experiencia ordinaria en la técnica.

Cartuchos Consumibles Con referencia a las Figuras 47a a 47f, la presente invención proporciona un cartucho 650 de consumibles que generalmente -comprende el cuerpo 506 de cartucho y al menos otro componente de consumible. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 47a, el cartucho 650a de consumibles comprende el miembro 509 de ánodo central, el electrodo 500, la boquilla 502, el separador 504, el miembro 508 de ánodo distal, la copa 514 protectora, el deflector 510, la guia 503 de boquilla, el sello 505 de boquilla, la tapa 512 secundaria, el separador 516 secundario, y el anillo 517 de trabado, junto con las series de anillos en o como se muestra. Con el uso del cartucho 650 de consumibles, el cartucho 650 completo se reemplaza cuando uno o más de los componentes consumibles requieren el reemplazo para proporcionar un reemplazo rápido y eficiente de los componentes de consumibles en lugar de reemplazar componentes de consumibles individuales uno a uno. Como se muestra en la Figura 47b, el cartucho 650b de consumibles comprende el miembro 509 de ánodo central, el electrodo 500, la boquilla 502, el separador 504, el miembro 508 de ánodo distal, la copa 514 protectora, el deflector 510, la guia 503 de boquilla, el sello 505 de boquilla, la tapa 512 secundaria, y el separador 516 secundario. El cartucho 650c de consumibles en la Figura 47c comprende el miembro 508 de ánodo central y el anillo 517 de trabado. El cartucho 650d de consumibles ilustrado en la Figura 47d comprende el electrodo 500, la boquilla 502, el separador 504, la guia 503 de boquilla, el sello 505 de boquilla, la tapa 512 secundaria, y el separador 516 secundario. Con referencia a la Figura 47e, el cartucho 650e de consumibles comprende el electrodo 500, la boquilla 502, el separador 504, la tapa 512 secundaria, y el separador 516 secundario. Alternativamente, el cartucho 650f de consumibles en la Figura 47f comprende el miembro 509 de ánodo central, el electrodo 500, la boquilla 502, el separador 504, el miembro 508 de ánodo distal, la copa 514 protectora, el deflector 510, la tapa 512 secundaria, y el separador 516 secundario. Otras combinaciones de componentes consumibles también puede emplearse de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención y las modalidades especificas ilustradas en la presente no deben interpretarse como que limitan el alcance de la presente invención. Además, los anillos en o pueden incluirse como se muestra en algunos de los cartuchos 650 consumibles para el sellado durante la operación del soplete de plasma de arco. Ensambles Con referencia a las Figuras 48a a 48h, los ensambles específicos de los componentes consumibles preferiblemente se proporcionan por la presente invención para facilidad de ensamble y soporte del soplete 410 de plasma de arco. Por ejemplo, un ensamble de la copa 514 protectora, el deflector 510, y el protector 508 de ánodo distal se muestra en la Figura 48a como un ensamble 660 de copa protectora. Preferiblemente, el ensamble 660 de copa protectora se proporciona para un usuario final como un ensamble completo, en donde la copa 514 protectora, el deflector 510, y el protector 508 de ánodo distal preferiblemente se aseguran a otro a través de un ajuste de interferencia. Adicionalmente, la Figura 48b ilustra un ensamble 662 de boquilla, que comprende la boquilla 502 y la guia 503 de boquilla. Otro ensamble 664 de boquilla se muestra en la Figura 48c, que comprende la boquilla 502, la guia 503 de boquilla, y el sello 505 de boquilla. Con referencia a la Figura 48d, se ilustra un ensamble 666 separador secundario que incluye la guia 505 de boquilla, el separador 506 secundario, y la tapa 512 secundaria. Un ensamble 668 de electrodo se muestra en la Figura 48e y comprende el electrodo 500 y el separador 504. Además, un ensamble 670 de cartucho se muestra en la Figura 48f y comprende el cuerpo 506 de cartucho, el miembro 509 de ánodo central, y el anillo 517 de trabado. Otro ensamble 672 de cartucho se muestra en la Figura 48g y comprende el cuerpo 506 de cartucho y el miembro 509 de ánodo central. Otras combinaciones de ensambles también pueden emplearse de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención y las modalidades especificas ilustradas en la presente no deben interpretarse como que limitan el alcance de la presente invención. Además, los anillos en o pueden incluirse como se muestra en algunos de los ensambles para sellar durante la operación del soplete de plasma de arco. Como se utiliza en la presente, los cartuchos consumibles y ensambles no deben interpretarse para incluir todas las combinaciones posibles de las modalidades de los componentes consumibles descritos en la presente. Por consiguiente, los cartuchos de consumibles y los ensambles descritos en la presente no deben interpretarse como que se limitan a los componentes consumibles descritos como una parte del soplete 410 de plasma de arco especifico. Conexiones de Cabeza de Soplete Con referencia ahora a la Figura 49, los componentes 416 de consumibles se aseguran a la cabeza 412 de soplete utilizando un anillo 517 de trabado y una conexión roscada como se describió previamente. Cuando se ensambla por completo, un cara 608 distal del aislador 426 exterior se dispone adyacente a la cara 542 próxima de rebajo del cuerpo 506 de cartucho, por consiguiente, una cámara 682 anular se forma entre la cara 680 distal del aislador 426 exterior y la cara 542 próxima de rebajo del cuerpo de cartucho. Por lo tanto, el gas secundario que fluye a través de los pasadizos 606 axiales del aislador 426 exterior se distribuye alrededor de la cámara 682 anular para pasar a través de los pasadizos 540 axiales próximos (mostrado en paréntesis) del cuerpo 506 de cartucho. Como un resultado, los flujos de gas secundario entre la cabeza 412 de soplete y los componentes 416 de consumibles independientes del alineamiento rotacional de los componentes 416 consumibles con respecto a la cabeza 412 de soplete . Similarmente, las paredes 425 anulares de rebajo del aislador 424 central se disponen adyacentes al cara 536 próxima del cuerpo 506 de cartucho. Por consiguiente, una cámara 692 anular se forma entre las paredes 425 anulares de rebajo del aislador 424 central y la cara 536 próxima del cuerpo 506 de cartucho. Por lo tanto, el gas de plasma que fluye a través de las paredes 425 anulares de rebajo del aislador 424 central se distribuye alrededor de la cámara 692 anular para pasar a través de los pasadizos 534 axiales distales (mostrado en paréntesis) formados en el cuerpo 506 de cartucho. Como un resultado, el gas secundario fluye entre la cabeza 412 de soplete y los componentes 416 de consumibles independientes del alineamiento rotacional de los componentes 416 de consumibles con respecto a la cabeza 412 de soplete. Similar a los flujos de gas secundario y de gas de plasma, la conexión de cabeza de soplete independiente del alineamiento rotacional también se proporciona con el regreso de flujo de fluido de enfriamiento. Como se muestra, un cara 700 distal exterior del cuerpo 420 de ánodo se dispone adyacente a un cara 702 próxima exterior del cuerpo 506 de cartucho. Por consiguiente, una cámara 704 anular se forma entre la cara 700 distal exterior del cuerpo 420 de ánodo y la cara 702 próxima exterior del cuerpo 506 de cartucho. Por lo tanto, el fluido de enfriamiento que fluye a través de los pasadizos 533 axiales exteriores (mostrado en paréntesis) en el cuerpo 506 de cartucho se distribuyen alrededor de la cámara 704 anular para pasar a través de las paredes 590 de rebajo (mostrada en paréntesis) y los pasadizos 592 axiales (mostrado en paréntesis) formados en el cuerpo 420 de ánodo. Como un resultado, el fluido de enfriamiento fluye entre los componentes 416 de consumibles y la cabeza 412 de soplete independientemente del alineamiento rotacional de los componentes 416 de consumibles con respecto a la cabeza 412 de soplete. Por consiguiente, un elemento próximo (por ejemplo, cuerpo 420 de ánodo, aislador 426 exterior) y un elemento distal (por ejemplo, cuerpo 506 de cartucho) se configura para definir al menos una cámara cuando los elementos próximo y distal se acoplan. La cámara está en comunicación de fluido con al menos un pasaje de fluido a través del elemento próximo y al menos un paso de fluido en el elemento distal para hacer una conexión de fluido entre los pasos de fluido independientes del alineamiento rotacional de los elementos distal y próximo. Adicionalmente, un regreso 800 de piloto se dispone en una porción extrema próxima del soplete 410 de plasma de arco y está en contacto de cara con el cuerpo 420 de ánodo de manera que una conexión eléctrica también se hace independiente del alineamiento rotacional de los componentes 416 consumibles. Además, la conexión eléctrica entre el miembro 509 de ánodo central y el cuerpo 420 de ánodo también se hace independiente del alineamiento rotacional con el uso de los retenes 549 en el miembro 509 de ánodo central. Por consiguiente, las conexiones eléctricas y las conexiones de fluido que se proporcionan por la presente invención son independientes del alineamiento rotacional. Debe entenderse que la conexión de cabeza de soplete descrita en la presente también puede emplearse con otras modalidades de soplete de plasma de arco descritas en la presente. Adicionalmente, las conexiones de cabeza de soplete como se describió previamente tal como el diseño de cartucho en etapas (Figuras 30, 31) , el diseño de sello de cara (Figuras 32a, b) , el diseño de cartucho recto (Figuras 33a, b), o el mecanismo de bola de trabado (Figuras 34a,b) también pueden emplearse con varias modalidades de soplete de plasma de arco descritas en la presente mientras permanece dentro del alcance de la presente invención. Por consiguiente, las conexiones de cabeza de soplete no deben interpretarse como que se limitan en cualquier modalidad de soplete de plasma de arco especifica tal como el soplete 410 de plasma de arco. Adicionalmente, cada una de las modalidades de componente consumible descritas en la presente (por ejemplo, electrodo 100a a 100k, boquilla 102a a 102c, entre otros) no deben limitarse en la aplicación de la modalidad de soplete de plasma de arco especifica en la cual se describen. Por ejemplo, cualquiera de las modalidades de electrodo puede emplearse en el soplete 410 de plasma de arco alternante mientras permanece dentro del alcance de la presente invención. Por consiguiente, cada una de las modalidades de la presente invención puede emplearse en cualquier soplete de plasma de arco descrito en la presente mientras permanece dentro del alcance de la presente invención. Modalidad de Soplete de Plasma de Arco Alternante Aun otra forma de un soplete de plasma de arco de acuerdo con la presente invención se ilustra e indica por el número 810 referencial como se muestra en la Figura 50. (Solamente ciertos componentes consumibles del soplete 810 de plasma de arco se ilustran para propósito de claridad) . La operación del soplete 810 de plasma de arco sustancialmente es similar a aquella descrita previamente con el flujo coaxial, distribución de plasma y gases secundarios, varias modalidades de componentes consumibles, y el uso de un cartucho de consumibles, ensambles, y conexiones de cabeza de soplete. Sin embargo, el soplete 810 de plasma de arco también comprende un separador 812 dieléctrico entre el electrodo 814 y la boquilla 816 como se muestra. El separador 812 dieléctrico está dispuesto dentro del separador 818 que separa y aisla el electrodo 814 de la boquilla 816 como se describió previamente. Por consiguiente, el separador 812 dieléctrico incrementa el dieléctrico entre el electrodo 814 catódico y la boquilla 816 anódica de manera que el arco piloto no se genera cerca del extremo próximo de la boquilla 816 entre el electrodo 814 y la boquilla 816 cuando se indica por el número 820. Más bien, el arco piloto se forma cerca de la porción extrema distal del electrodo 814 como se indica por el número 822. Preferiblemente, el separador 812 dieléctrico se forma de un material Fluorosint®. La descripción de la invención es simplemente ejemplar en naturaleza y, de este modo, las variaciones que no se aparten de la sustancia de la invención se pretenden para estar dentro del alcance de la invención. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 51, varias modalidades de la invención como se describe en la presente pueden emplearse en un soplete 910 de plasma de arco dentro de un sistema 912 de corte de soplete de plasma de arco que incluye un sistema 914 de control de fluido, un sistema 916 de control de movimiento, un electrodo de encendido 918 de arco, y/o un sistema 920 de control central mientras permanece dentro del alcance de la presente invención. Tales variaciones no se consideran como una desviación del espíritu y alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una boquilla configurada para contacto eléctrico y pasaje de un fluido entre la boquilla y un elemento anódico adyacente de un soplete de plasma de arco, la boquilla está caracterizada porque comprende una superficie de perímetro adyacente a una superficie de perímetro del elemento anódico, en donde las superficies de perímetro adyacente proporcionan el contacto eléctrico y el paso de fluido.
2. La boquilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la boquilla además comprende al menos un pasadizo.
3. La boquilla de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el pasadizo comprende al menos un rebajo de punto formado en la boquilla.
4. La boquilla de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el pasadizo comprende acanalados helicoidales formados en la boquilla.
5. La boquilla de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el pasadizo comprende un pasadizo axial formado en la boquilla.
6. La boquilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la boquilla además comprende al menos un acanalado para pasaje del fluido y al menos un reborde elevado por contacto eléctrico.
7. La boquilla de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque los acanalados y los rebordes elevados se disponen a lo largo de una porción exterior de la boquilla .
8. La boquilla de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque los acanalados y los rebordes elevados se separan uniformemente alrededor de una porción extrema distal de la boquilla.
9. La boquilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la boquilla además comprende un rebajo que define los pasadizos que dirigen a un gas de plasma .
10. La boquilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la boquilla además comprende un reten para la conexión en un componente adyacente del soplete de plasma de arco.
11. Una boquilla para el uso en un soplete de plasma de arco, caracterizada porque la boquilla se configura para el flujo de fluido coaxial en donde el flujo de fluido distal y próximamente y desde la boquilla, sin un componente radial.
12. La boquilla de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque la boquilla además se configura por contacto eléctrico con un elemento anódico adyacente y el fluido fluye próximo al contacto eléctrico.
13. La boquilla de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque la boquilla además comprende al menos un pasadizo para el pasaje del fluido.
14. Una boquilla configurada para contacto eléctrico con el elemento anódico de un soplete de plasma de arco, la boquilla está caracterizada porque comprende al menos un pasadizo y una superficie de perímetro adyacente a una superficie de perímetro del elemento anódico, en donde un fluido de enfriamiento pasa a través del pasadizo para enfriar próximo al contacto eléctrico y a las superficies de perímetro adyacente que proporcionan el contacto eléctrico.
15. Una boquilla refrigerante líquida configurada para contacto eléctrico con un elemento anódico de un soplete de plasma de arco, la boquilla está caracterizada porque comprende al menos un pasadizo para pasaje de líquido.
16. Una boquilla configurada para contacto eléctrico con un elemento anódico de un soplete de plasma de arco y pasaje de un fluido de enfriamiento próximo al contacto eléctrico, la boquilla está caracterizada porque comprende: al menos un acanalado; y al menos un reborde elevado dispuesto adyacente al acanalado, en donde el reborde elevado hace contacto con el elemento anódico por el contacto eléctrico y el fluido de enfriamiento pasa a través del acanalado para el enfriamiento próximo al contacto eléctrico.
17. Una boquilla configurada para contacto eléctrico con un elemento anódico de un soplete de plasma de arco y pasaje de un fluido de enfriamiento próximo al contacto eléctrico, la boquilla está caracterizada porque comprende : una pluralidad de acanalados; y una pluralidad de rebordes elevados dispuestos entre los acanalados, en donde los rebordes elevados hacen contacto con el elemento anódico por el contacto eléctrico y el fluido de enfriamiento pasa a través de los acanalados para el enfriamiento próximo al contacto eléctrico.
18. Una boquilla refrigerante de liquido configurada para contacto eléctrico con un elemento anódico de un soplete de plasma de arco y pasaje de un fluido de enfriamiento para enfriamiento próximo al contacto eléctrico, la boquilla está caracterizada porque comprende: una pluralidad de rebordes elevados externos; y una pluralidad de acanalados externos dispuestos entre los rebordes elevados, en donde los rebordes elevados proporcionan el contacto eléctrico con el elemento anódico y proporcionan al menos una porción del flujo de fluido refrigerante, y la pluralidad de acanalados proporciona al menos una porción del flujo del fluido refrigerante.
19. La boquilla de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la boquilla además comprende una pluralidad de pies y pies de desplazamiento dispuestos en una boquilla de porción extrema distal, en donde los pies de desplazamiento proporcionan enfriamiento mejorado de la boquilla.
20. Una boquilla para el uso en un soplete de plasma de arco, caracterizada porque comprende: un medio para conducir la energía eléctrica entre la boquilla y un elemento anódico adyacente; y un medio para conducir el fluido entre la boquilla y el elemento anódico adyacente próximo a la energía eléctrica de conducción.
21. Un soplete de plasma de arco caracterizado porque comprende : un elemento anódico que define una superficie de perímetro; y una boquilla configurada por contacto eléctrico con el elemento anódico y el pasaje de un fluido entre la boquilla y el elemento anódico, la boquilla define una superficie de perímetro adyacente a la superficie de perímetro del elemento anódico, en donde las superficies de perímetro adyacente proporcionan el contacto eléctrico y el pasaje del fluido.
22. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el soplete de plasma de arco además comprende al menos un pasadizo.
23. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el pasadizo comprende acanalados formándose en el elemento anódico.
24. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el pasadizo comprende acanalados formados en el elemento anódico y la boquilla .
25. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el pasadizo comprende al menos un rebajo de punto formado en la boquilla.
26. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el pasadizo comprende un tercer elemento dispuesto entre la boquilla y el elemento anódico.
27. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el tercer elemento es un material poroso y conductivo.
28. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el tercer elemento es un muelle en espiral inclinado.
29. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el pasadizo comprende acanalados helicoidales formados en la boquilla.
30. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el pasadizo comprende un pasadizo axial formado en la boquilla.
31. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el pasadizo comprende un pasadizo axial formado en el elemento anódico.
32. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la boquilla además comprende al menos un acanalado y al menos un reborde elevado .
33. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque los acanalados y los rebordes elevados se disponen a lo largo de una porción exterior de la boquilla.
34. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque los acanalados y los rebordes elevados se separan uniformemente alrededor de una porción extrema distal de la boquilla.
35. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque los acanalados proporcionan enfriamiento en el orificio.
36. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la boquilla además comprende un rebajo que define pasadizos que dirigen un gas de plasma.
37. El soplete de plasma de arco de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la boquilla además comprende un reten para la conexión a un componente adyacente de un soplete de plasma de arco.
38. Un soplete de plasma de arco caracterizado porque comprende : un elemento anódico; y una boquilla dispuesta adyacente al elemento anódico y configurada para el flujo de fluido coaxial, en donde el flujo de fluido distal y próximamente a y desde la boquilla axialmente, sin un componente radial.
39. Un soplete de plasma de arco caracterizado porque comprende : un elemento anódico que define una superficie de perímetro, y una boquilla configurada por contacto eléctrico con el elemento anódico, la boquilla comprende al menos un pasadizo y una superficie de perímetro adyacente a la superficie de perímetro del elemento anódico, en donde un fluido de enfriamiento pasa a través del pasadizo para enfriar próximo al contacto eléctrico y a las superficies de perímetro adyacentes que proporcionan el contacto eléctrico.
40. Un soplete de plasma de arco caracterizado porque comprende: un elemento anódico; y una boquilla refrigerante de liquido configurada para hacer contacto eléctrico con el elemento anódico, la boquilla comprende al menos un pasadizo para pasaje de liquido.
41. Un soplete de plasma de arco caracterizado porque comprende : un elemento anódico; y una boquilla configurada por contacto eléctrico con el elemento anódico y el pasaje de un fluido refrigerante próximo al contacto eléctrico, la boquilla comprende : al menos un acanalado; y al menos un reborde elevado dispuesto adyacente al acanalado, en donde el reborde elevado hace contacto con el elemento anódico por el contacto eléctrico y el fluido de enfriamiento pasa a través del acanalado por enfriamiento próximo al contacto eléctrico.
42. Un soplete de plasma de arco caracterizado porque comprende : un elemento anódico; un portador de boquilla dispuesto en una porción extrema distal del elemento anódico, el portador de boquilla en contacto eléctrico con el elemento anódico; y una boquilla configurada por contacto eléctrico con el portador de boquilla,. en donde un fluido de enfriamiento pasa a través del portador de boquilla y a lo largo de una cercanía adyacente del contacto eléctrico entre el portador de boquilla y la boquilla.
43. Un método para operar un soplete de plasma de arco, el método está caracterizado porque comprende las etapas de: conducir un fluido de enfriamiento y energía eléctrica entre las superficies de perímetro adyacente de una boquilla y un elemento anódico adyacente, en donde las superficies de perímetro adyacente proporcionan el contacto eléctrico y el pasaje de fluido.
44. Un método para operar un soplete de plasma de arco, el método está caracterizado porque comprende las etapas de: conducir el fluido coaxialmente entre una boquilla y un elemento anódico adyacente, en donde el fluido fluye distal y próximamente a y desde la boquilla axialmente, sin un componente radial.
45. Un método para operar un soplete de plasma de arco, el método está caracterizado porque comprende las etapas de: conducir un fluido de enfriamiento a través de al menos un pasadizo que define a lo largo una boquilla; y conducir energía eléctrica a lo largo de la superficie de perímetro adyacente de la boquilla y un elemento anódico adyacente, en donde el fluido de enfriamiento pasa a través del pasadizo para enfriar próximo el contacto eléctrico y las superficies de perímetro adyacentes que proporciona el contacto eléctrico.
46. Un método para operar un soplete de plasma de arco refrigerante de líquido, el método está caracterizado porque comprende las etapas de: conducir energía eléctrica entre una boquilla y un elemento anódico adyacente; y conducir un líquido a través de al menos un pasadizo formado en la boquilla.
47. Un método para operar un soplete de plasma de arco, el método está caracterizado porque comprende las etapas de: conducir un fluido de enfriamiento a través de una pluralidad de acanalados definidos a lo largo de una boquilla próxima a una conexión eléctrica entre la boquilla y el elemento anódico adyacente; y conducir energía eléctrica a través de una pluralidad de pestañas dispuestas entre la pluralidad de acanalados en donde las pestañas están en contacto eléctrico con el elemento anódico.