CN109773314B - 等离子接触引弧切割枪头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种等离子接触引弧切割枪头，气流沿通气槽流向环形槽，穿过通气孔流至外喷嘴的腔室，进入外喷嘴的腔室的气体再通过涡流环小孔产生涡流进入电极喷嘴与电极的夹缝中，随着气压的不断增大产生的推力，能够使电极和活塞杆底端锥面更好的贴合；由于活塞杆近端有个大气连通孔与外界相通，当电极受到推力作用向活塞杆方向移动时，电极两端会受到不同的气压差，该气压差会更有利于电极和活塞杆底部锥面更好的贴合。该枪头既可不借助工具快速更换电极，避免活塞杆和电极连接处断裂或滑丝又可保证电极与活塞杆高同轴度。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种等离子接触引弧切割枪头。
背景技术
随着工业的不断发展，火焰切割正在被激光切割和等离子切割替代。通常激光切割适合切割薄板，因此等离子切割已在工业切割领域占主导地位。切割面的质量(是否光滑整齐)、生产效率快慢是评价其性能的主要指标。影响切割面质量的因素主要是枪头、电极之间的同轴度，影响生产效率的主要因素是更换易损件的速度及切割能力。现有技术中通常电极与枪头依靠螺纹连接，工人在更换电极时需要采用辅助工具——扳手拆卸，且在多次更换配件后容易损坏枪头螺纹。
发明内容
本发明的目的在于提供一种等离子接触引弧切割枪头，提高枪头易损件的拆卸效率，易损件有外喷嘴、涡流环、电极喷嘴、电极；提高活塞杆、电极之间的同轴度从而提高整体切割枪的切割能力和切割面质量；避免螺纹出现断裂或滑丝。
本发明的技术方案是：等离子接触引弧切割枪头，包括内铜件和活塞杆；
所述内铜件包括上方的大直径筒状结构和下方的小直径筒状结构，所述大直径筒状结构底部和小直径筒状结构顶部连接为一体形成第一台阶面；
所述活塞杆为中空的杆状结构，活塞杆的外直径等于小直径筒状结构的内径，活塞杆自内铜件底部穿入内铜件内部并延伸至内铜件顶部，且能够在内铜件内部沿轴向上下运动；
所述活塞杆底端沿径向向外侧突出有凸台，所述内铜件的底部内侧加工有与凸台配套的第二台阶面，所述凸台与第二台阶面配合能够限制活塞杆沿轴向继续向上运动；
所述内铜件的底部高于第二台阶面的筒内壁处凹陷有环形槽，所述环形槽对应的内铜件筒壁上开设有若干个通气孔；所述活塞杆外壁与内铜件内壁的贴合面上自上而下加工有若干个通气槽，所述通气槽顶端延伸至内铜件的大直径筒状结构内部、底端延伸至环形槽内；
所述内铜件的大直径筒状结构的底端开孔连接气管；
所述内铜件的大直径筒状结构内部放置有活塞环，所述活塞环套在活塞杆上，活塞环底部与活塞杆表面通过台阶面接触配合，活塞环顶部与套在活塞杆上的弹簧底部接触，弹簧顶部通过内铜件的内铜件盖固定；
所述活塞杆穿过内铜件盖中心孔，活塞杆与弹簧接触的筒壁上开设有与外部大气连通的大气连通孔；活塞杆顶部设置螺纹连接孔，连接外部电连接线。
所述活塞杆底部加工有安装电极的安装槽，电极顶部插放于安装槽内；或者所述活塞杆底部沿轴向凸出有中空凸台，所述电极顶部加工有与中空凸台配套的凹槽，所述凹槽套装于中空凸台上；
包括绝缘套，所述绝缘套套装于小直径筒状结构外侧，底部位于通气孔上方；
包括金属套，所述金属套套装于绝缘套外侧，底部高于绝缘套底部；金属套外侧表面焊接电连接线。
包括外喷嘴，所述外喷嘴顶部与金属套连接，底部与电极喷嘴接触；
包括涡流环，所述涡流环安装于内铜件底部和电极喷嘴顶部之间，涡流环上开通有若干个通气小孔，所述通气小孔连通至电极喷嘴内腔室。
进一步的，所述安装槽为自上而下内径逐渐变大的锥形槽，所述电极顶部为与锥形槽配套的锥面结构，两者嵌套安装。这样在拆卸易损件时不用再采用扳手等辅助工具，更便捷。同时也可以避免电极与枪头螺纹式连接处出现故障，影响使用。更能保证两者间的同轴度公差，从而保证产品切割面质量。
上面配合面是锥面配合，使得活塞杆在得到机器发射信号后更好的导向电极的远端，更好的保证割炬的切割能力。活塞杆与电极的同轴度更好且接触面变大后导电性好，产生的热量小，大大增加了易损件电极的使用寿命。
进一步的，电极顶部的锥面与中心轴线的夹角为0度～90度。
进一步的，所述凹槽为自上而下内径逐渐变小的锥形槽，所述活塞杆底部中空凸台为与锥形槽配套的锥面结构，两者嵌套安装。锥形槽的锥面与中心轴线的夹角为0度～90度。
进一步的，所述通气槽加工于活塞杆外壁上，为键槽或螺旋槽结构。
进一步的，所述通气槽加工于内铜件内壁上，为键槽或螺旋槽结构。
进一步的，所述活塞环与内铜件的内壁接触面上嵌置有密封圈。保证密封性，防止漏气。
进一步的，所述内铜件外壁与绝缘套的接触面上嵌置有密封圈。保证密封性，防止漏气。
进一步的，所述绝缘套与金属套的接触面上嵌置有密封圈。保证密封性，防止漏气。
进一步的，所述金属套与外喷嘴的接触面上嵌置有密封圈。保证密封性，防止漏气。
本发明的有益效果是：提供了一种等离子接触引弧切割枪头，既可不借助工具快速更换电极，避免活塞杆和电极连接处出现断裂或滑丝又可保证电极与活塞杆高同轴度。气流通过气管流入内铜件的大直径筒状结构内腔内：一部分气流流向活塞环推动活塞环压缩弹簧，活塞环运动的同时带动活塞杆运动；另一部分沿通气槽流向环形槽，穿过通气孔流至外喷嘴的腔室，进入外喷嘴的腔室的气体再通过涡流环小孔产生涡流进入电极喷嘴与电极的夹缝中，随着气压的不断增大产生的推力，能够使电极和活塞杆底端锥面更好的贴合；由于活塞杆近端有个大气连通孔与外界相通。当电极受到推力作用向活塞环方向移动时，电极两端会受到不同的气压差，该气压差会更有利于电极和活塞杆底部锥面更好的贴合。电极在移动的瞬间，其周围气体在电路导通状态转换为断路时瞬间电离，引燃电弧。
活塞杆为空心结构，可以减小活塞杆的质量。当气体推动电极向枪头近端移动时，此推力所受到的阻力就会减少，更便于电极向枪头近端移动。
设置弹簧，当气流刚刚流入枪头内腔时，会有一部分气流上行，气体在克服弹簧压力后对其活塞杆会产生一个向枪头近端移动的推力。在气路断开时，又可以借助弹簧使向上移动的活塞杆恢复到原有位置。
附图说明
图1为本发明等离子接触引弧切割枪头装配剖视图；
图2为本发明等离子接触引弧切割枪头中的活塞杆采用螺旋式气槽；
图3为本发明等离子接触引弧切割枪头中的活塞杆采用键槽式气槽；
图4为本发明等离子接触引弧切割枪头中内铜件采用螺旋式气槽；
图5为本发明等离子接触引弧切割枪头中内铜件采用键槽式气槽；
图6为本发明等离子接触引弧切割枪头中活塞杆与电极的配合锥面；
图7为本发明等离子接触引弧切割枪头中活塞杆底部凸出与电极顶部凹槽配合安装的结构示意图。
图中：1为弹簧，2为活塞环，3为密封圈，4为内铜件，5为活塞杆，6为外喷嘴，7为涡流环，8为电极喷嘴，9为电极，10为内铜件盖，11为，12为第一台阶面，13为第二台阶面，14为凸台，15为环形槽，16为通气孔，17为通气槽，18为大气连通孔，19为绝缘套，20为金属套，21为安装槽，22为通气小孔，23为中空凸台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1：
如图1所示，等离子接触引弧切割枪头，包括内铜件4和活塞杆5。
所述内铜件4包括上方的大直径筒状结构和下方的小直径筒状结构，所述大直径筒状结构底部和小直径筒状结构顶部连接为一体形成第一台阶面12。
所述活塞杆5为中空的杆状结构，活塞杆5的直径等于小直径筒状结构的内径，活塞杆5自内铜件4底部穿入内铜件4内部并延伸至内铜件4顶部，且能够在内铜件4内部沿轴向上下运动。
所述活塞杆5底端沿径向向外侧突出有凸台14，所述内铜件4的底部内侧加工有与凸台14配套的第二台阶面13，所述凸台14与第二台阶面13配合能够限制活塞杆5沿轴向继续向上运动。
所述内铜件4的底部高于第二台阶面的筒内壁处凹陷有环形槽15，所述环形槽15对应的内铜件4筒壁上开设有若干个通气孔16。所述活塞杆5外壁与内铜件4内壁的贴合面上自上而下加工有若干个通气槽17，所述通气槽17顶端延伸至内铜件4的大直径筒状结构内部、底端延伸至环形槽15内。
所述内铜件4的大直径筒状结构的底端开孔连接气管11。
所述内铜件4的大直径筒状结构内部放置有活塞环2，所述活塞环2套在活塞杆5上，活塞环2底部与活塞杆5表面通过台阶面接触配合，活塞环2顶部与套在活塞杆5上的弹簧1底部接触，弹簧1顶部通过内铜件4的内铜件盖10固定。所述活塞环2与内铜件4的内壁接触面上嵌置有密封圈3。保证密封性，防止漏气。
所述活塞杆5穿过内铜件盖10中心孔，活塞杆5与弹簧1接触的筒壁上开设有与外部大气连通的大气连通孔18。活塞杆顶部设置螺纹连接孔，连接外部电连接线。
所述活塞杆5底部加工有安装电极的安装槽21，电极9顶部插放于安装槽21内。
等离子接触引弧切割枪头还包括绝缘套19，所述绝缘套19套装于小直径筒状结构外侧，底部位于通气孔16上方。包括金属套20，所述金属套20套装于绝缘套19外侧，底部高于绝缘套19底部。金属套外侧表面焊接电连接线。包括外喷嘴6，所述外喷嘴6顶部与金属套20连接，底部与电极喷嘴8接触。包括涡流环7，所述涡流环7安装于内铜件4底部和电极喷嘴8顶部之间，涡流环7上开通有若干个通气小孔22，所述通气小孔22连通至电极喷嘴8内腔室。所述内铜件4外壁与绝缘套19的接触面上嵌置有密封圈。所述绝缘套19与金属套20的接触面上嵌置有密封圈。所述金属套20与外喷嘴6的接触面上嵌置有密封圈。保证密封性，防止漏气。
如图6所示，所述安装槽21为自上而下内径逐渐变大的锥形槽，所述电极9顶部为与锥形槽配套的锥面结构，两者嵌套安装。优选的，电极9顶部的锥面与中心轴线的夹角为7.5度。这样在拆卸易损件时不用再采用扳手等辅助工具，更便捷。同时也可以避免电极与枪头螺纹式连接处出现故障，影响使用。更能保证两者间的同轴度公差，从而保证产品切割面质量。
上面配合面是锥面配合，使得活塞杆在得到机器发射信号后更好的导向电极的远端，更好的保证割炬的切割能力。活塞杆与电极的同轴度更好且接触面变大后导电性好，产生的热量小，大大增加了易损件电极的使用寿命。
优选的，如图2、3所示，所述通气槽17加工于活塞杆5外壁上，为键槽或螺旋槽结构。
优选的，如图4、5所示，所述通气槽17加工于内铜件4内壁上，为键槽或螺旋槽结构。
该一种等离子接触引弧切割枪头，既可不借助工具快速更换电极，避免活塞杆和电极连接处出现断裂或滑丝又可保证电极与活塞杆高同轴度。气流通过气管流入内铜件的大直径筒状结构内腔内：一部分气流流向活塞环推动活塞环压缩弹簧，活塞环运动的同时带动活塞杆运动；另一部分沿通气槽流向环形槽，穿过通气孔流至外喷嘴的腔室，进入外喷嘴的腔室的气体再通过涡流环小孔产生涡流进入电极喷嘴与电极的夹缝中，随着气压的不断增大产生的推力，能够使电极和活塞杆底端锥面更好的贴合；由于活塞杆近端有个大气连通孔与外界相通。当电极受到推力作用向活塞环方向移动时，电极两端会受到不同的气压差，该气压差会更有利于电极和活塞杆底部锥面更好的贴合。电极在移动的瞬间，其周围气体在电路导通状态转换为断路时瞬间电离，引燃电弧。
实施例2：
其他同实施例1，与实施例1不同的是，如图7所示，本实施例中所述活塞杆5底部沿轴向凸出有中空凸台23，所述电极9顶部加工有与中空凸台23配套的凹槽，所述凹槽套装于中空凸台上；所述凹槽为自上而下内径逐渐变小的锥形槽，所述活塞杆5底部中空凸台为与锥形槽配套的锥面结构，两者嵌套安装。优选的，锥形槽的锥面与中心轴线的夹角为7.5度。这样在拆卸易损件时不用再采用扳手等辅助工具，更便捷。同时也可以避免电极与枪头螺纹式连接处出现故障，影响使用。更能保证两者间的同轴度公差，从而保证产品切割面质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.等离子接触引弧切割枪头，其特征在于：包括内铜件(4)和活塞杆(5)；
所述内铜件(4)包括上方的大直径筒状结构和下方的小直径筒状结构，所述大直径筒状结构底部和小直径筒状结构顶部连接为一体形成第一台阶面(12)；
所述活塞杆(5)为中空的杆状结构，活塞杆(5)的外直径等于小直径筒状结构的内径，活塞杆(5)自内铜件(4)底部穿入内铜件(4)内部并延伸至内铜件(4)顶部，且能够在内铜件(4)内部沿轴向上下运动；
所述活塞杆(5)底端沿径向向外侧突出有凸台(14)，所述内铜件(4)的底部内侧加工有与凸台(14)配套的第二台阶面(13)，所述凸台(14)与第二台阶面(13)配合能够限制活塞杆(5)沿轴向继续向上运动；
所述内铜件(4)的底部高于第二台阶面的筒内壁处凹陷有环形槽(15)，所述环形槽(15)对应的内铜件(4)筒壁上开设有若干个通气孔(16)；所述活塞杆(5)外壁与内铜件(4)内壁的贴合面上自上而下加工有若干个通气槽(17)，所述通气槽(17)顶端延伸至内铜件(4)的大直径筒状结构内部、底端延伸至环形槽(15)内；
所述内铜件(4)的大直径筒状结构的底端开孔连接气管(11)；
所述内铜件(4)的大直径筒状结构内部放置有活塞环(2)，所述活塞环(2)套在活塞杆(5)上，活塞环(2)底部与活塞杆(5)表面通过台阶面接触配合，活塞环(2)顶部与套在活塞杆(5)上的弹簧(1)底部接触，弹簧(1)顶部通过内铜件(4)的内铜件盖(10)固定；
所述活塞杆(5)穿过内铜件盖(10)中心孔，活塞杆(5)与弹簧(1)接触的筒壁上开设有与外部大气连通的大气连通孔(18)；
所述活塞杆(5)底部加工有安装电极的安装槽(21)，电极(9)顶部插放于安装槽(21)内；所述安装槽(21)为自上而下内径逐渐变大的锥形槽，所述电极(9)顶部为与锥形槽配套的锥面结构，两者嵌套安装；或者所述活塞杆(5)底部沿轴向凸出有中空凸台(23)，所述电极(9)顶部加工有与中空凸台(23)配套的凹槽，所述凹槽套装于中空凸台上；所述凹槽为自上而下内径逐渐变小的锥形槽，所述活塞杆(5)底部中空凸台为与锥形槽配套的锥面结构，两者嵌套安装；
包括绝缘套(19)，所述绝缘套(19)套装于小直径筒状结构外侧，底部位于通气孔(16)上方；
包括金属套(20)，所述金属套(20)套装于绝缘套(19)外侧，底部高于绝缘套(19)底部；
包括外喷嘴(6)，所述外喷嘴(6)顶部与金属套(20)连接，底部与电极喷嘴(8)接触；
包括涡流环(7)，所述涡流环(7)安装于内铜件(4)底部和电极喷嘴(8)顶部之间，涡流环(7)上开通有若干个通气小孔(22)，所述通气小孔(22)连通至电极喷嘴(8)内腔室；
所述活塞环(2)与内铜件(4)的内壁接触面上嵌置有密封圈(3)；所述内铜件(4)外壁与绝缘套(19)的接触面上嵌置有密封圈，所述绝缘套(19)与金属套(20)的接触面上嵌置有密封圈，所述金属套(20)与外喷嘴(6)的接触面上嵌置有密封圈。
2.根据权利要求1所述的等离子接触引弧切割枪头，其特征在于：电极(9)顶部的锥面与中心轴线的夹角为0度～90度。
3.根据权利要求1所述的等离子接触引弧切割枪头，其特征在于：锥形槽的锥面与中心轴线的夹角为0度～90度。
4.根据权利要求1所述的等离子接触引弧切割枪头，其特征在于：所述通气槽(17)加工于活塞杆(5)外壁上，为键槽或螺旋槽结构。
5.根据权利要求1所述的等离子接触引弧切割枪头，其特征在于：所述通气槽(17)加工于内铜件(4)内壁上，为键槽或螺旋槽结构。
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