專利名稱：具有可逆冷卻劑流的縮回啟動等離子體炬的制作方法
具有可逆冷卻劑流的縮回啟動等離子體炬
背景技術(shù)：
本申請涉及等離子體炬和相關(guān)的方法。等離子體炬通常用于切割和焊接。等離子體炬典型地包括定位于噴嘴中的電極。加壓氣體被提供給炬，并流過噴嘴且接近于電極，在電極和工件之間建立電弧。根據(jù)一種用于啟動等離子體炬的典型方法，首先通過以相對低的電流在電極和噴嘴之間建立電弧來啟動引導(dǎo)模式。在引導(dǎo)模式期間計量系統(tǒng)輸送氣流通過噴嘴。然后通過傳送弧到工件將等離子體炬從引導(dǎo)模式切換至操作模式，使得弧在電極和工件之間延伸。對于操作模式弧的電流增加，氣體的流速或類型也可以被調(diào)整?；‰婋x氣體，所得到的高溫氣體可以被用于切割或其他焊接操作。本公開內(nèi)容涉及改進的等離子體炬和啟動該等離子體炬的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本公開內(nèi)容在一方面描述了一種等離子體炬，其包括主炬體，噴嘴，限定在所述主炬體內(nèi)的活塞腔中的活塞，其中所述活塞被聯(lián)接至電極。第一流體通道和第二流體通道與所述活塞腔連通，所述第一流體通道與所述活塞的第一側(cè)上的所述活塞腔的第一區(qū)域連通，所述第二流體通道與所述活塞的第二側(cè)上的所述活塞腔的第二區(qū)域連通。連接路徑被構(gòu)造成引導(dǎo)所述活塞腔的所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的流體，所述連接路徑可以由所述噴嘴或電極流體通道部分限定。所述活塞被構(gòu)造成使所述電極在起始位置和操作位置之間移動，在所述起始位置所述電極接觸所述噴嘴，在所述操作位置所述電極不接觸所述噴嘴。當(dāng)流體沿第一方向從所述第一流體通道流入所述第一區(qū)域，穿過所述連接路徑流入所述第二區(qū)域，然后穿過所述第二流體通道流出時，所述活塞將所述電極移動至所述起始位置。當(dāng)流體沿相反的第二方向從所述第二流體通道流入所述第二區(qū)域，穿過所述連接路徑流入所述第一區(qū)域，然后穿過所述第一流體通道流出時，所述活塞將所述電極移動至所述操作位置。所述第一流體通道和所述第二流體通道可以被構(gòu)造成接收冷卻劑流，諸如水。在一些實施方式中所述等離子體炬還可以包括能在第一位置和第二位置之間移動的換向閥，該換向閥在第一位置時能操作以使流進入第一流體通路，在第二位置時能操作以使流進入所述第二流體通道。所述換向閥可位于所述等離子體炬和所述流體熱交換器之間，所述換向閥可包括四通閥。代替所述換向閥，所述等離子體炬可以包括可逆泵，所述可逆泵能操作以在第一模式使流進入所述第一流體通道，并且能操作以在第二模式使流進入所述第二流體通道。在另一實施方式中所述電極可包括電極保持器和電極。所述電極保持器可包括凸緣，其中當(dāng)所述電極處于操作位置時所述凸緣與所述主炬體內(nèi)的止擋件(諸如氣體擋板)接觸。所述等離子體炬還可包括波形彈簧，其中所述波形彈簧與所述噴嘴接觸以使該波形彈簧與該噴嘴電連接。所述波形彈簧可起作用以傳導(dǎo)50安培或更高的維弧電流(pilotcurrent)到所述噴嘴。關(guān)于供應(yīng)電流到所述電極，所述等離子體炬還可包括接觸所述活塞的接觸器，從而提供所述活塞和所述電極之間的電連接。所述接觸器可繞所述活塞周向定位于一凹槽中。所述凹槽可位于所述等離子體炬的所述主炬體中，使得當(dāng)所述電極位于所述起始位置時所述接觸器接觸所述活塞的第一部分，當(dāng)所述電極位于所述操作位置時所述接觸器接觸所述活塞的第二部分。所述凹槽替代地可位于所述活塞中，使得所述接觸器隨所述活塞移動。本發(fā)明的實施方式還包括一種啟動等離子體炬的方法，該方法包括使氣體流過所述等離子體炬的噴嘴，并且使流體沿第一方向穿過第一流體通道流過所述等離子體炬并穿過第二流體通道流出從而使活塞前進，由此所述活塞的前進動作移動電極使其與所述噴嘴接觸。所述方法還可包括通過所述電極和所述噴嘴施加維弧(Pilot arc)電流以及使流體的流動反向以使得流體沿相反的第二方向流過所述第二流體通道和穿過所述第一流體通道流出，從而縮回所述活塞，由此所述活塞的縮回動作移動所述電極使其與所述噴嘴脫離接觸，從而在所述噴嘴和所述電極之間啟動維弧。使流動反向的步驟可包括致動換向閥。另選地，使流體流動的步驟可包括使流體泵沿一個方向運行，并且所述使流動反向的步驟可包括使所述流體泵反向運行。


已如此概括地描述了實施方式，現(xiàn)將參考未必按比例繪制的附圖，其中圖1顯示等離子體炬的實施方式的改進的剖面圖；圖2顯示沿第一方向流過圖1的等離子體炬的冷卻劑流；圖3顯示沿相反的第二方向流過圖1的等離子體炬的冷卻劑流；圖4顯示換向閥的立體圖；圖5顯示包括處于第一位置的圖2的換向閥的截面圖的流體回路；圖6顯示包括處于第二位置的圖2的換向閥的截面圖的流體回路；圖7顯示等離子體炬的替換實施方式的剖面圖；圖8顯示波形彈簧的立體圖；圖9顯示圖7的細(xì)節(jié)部分W的放大圖；圖10顯示示出接觸器的圖7的放大部分；圖11顯示在沿著接觸器處的等離子體炬的縱向軸線的橫截面處的圖7的該等離子體炬的剖面圖；以及圖12顯示啟動等離子體炬的方法。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖在下文中更全面地描述用于啟動等離子體炬的裝置和方法，附圖中示出了一些但不是全部實施方式。當(dāng)然，本改進可以很多不同的形式來體現(xiàn)，且不應(yīng)理解為限于本文所闡述的實施方式；相反，這些實施方式被提供以使得本公開內(nèi)容將滿足可適用的法律要求。在全文中相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。已經(jīng)等離子體炬可通過“接觸啟動”法來啟動，該接觸啟動法包括使電極與噴嘴接觸，然后分離噴嘴和電極以便產(chǎn)生維弧。使用該啟動方法的一種等離子體炬是所謂的“反吹”等離子體炬。在反吹等離子體炬中，噴嘴大體上被固定在適當(dāng)位置，電極被構(gòu)造成在沿著炬的軸線的方向上平移或調(diào)整。電極被彈簧偏壓到向前位置，使得電極在正常靜止位置與噴嘴接觸。當(dāng)計量系統(tǒng)向炬提供氣流時，該氣流沿遠(yuǎn)離工件的方向推動電極，從而克服彈簧并且使電極從噴嘴分離，以在電極和噴嘴之間建立維弧。在“前吹”炬中，代替電極噴嘴是可移動的，使得在啟動時噴嘴被通過該噴嘴的氣流沿向前方向移動。在每種情況下，維弧可建立在分離的噴嘴和電極之間，隨后弧可被從噴嘴傳送到工件以用于切割或焊接。同樣慣常通過在電極和噴嘴之間引起高頻高電壓來啟動等離子體炬，從而產(chǎn)生火花放電。由于該方法，用于產(chǎn)生噴嘴和電極的相對運動的機構(gòu)是不必要的。然而，這些等離子體炬和相關(guān)的方法未必是理想的。在高質(zhì)量或高電流應(yīng)用中等離子體炬的成功的操作可能需要與等離子氣體的使用不相容的氣體流速或壓力以啟動炬。例如，不希望的是，如果該炬正被用于水下切割或正在使用鎢電極，則必須關(guān)掉氣流以便啟動炬，因為會損害可消耗壽命。同時，高頻啟動可能導(dǎo)致與附近的電子設(shè)備的問題，并因而可能需要昂貴的屏蔽。因此，申請人已開發(fā)了一種試圖避免上述問題的等離子體炬和相關(guān)的方法。圖1顯示本發(fā)明的等離子體炬10的一個實施方式。等離子體炬10包括主炬體12。等離子體炬10還包括噴嘴14和電極組件16。電極組件16可包括若干部件，其包括位于電極組件的第一端的電極保持器18，和位于電極組件的第二端的電極20。電極保持器18被聯(lián)接至主炬體12內(nèi)的活塞22?；钊?2位于等離子體炬10的主炬體12內(nèi)的活塞腔M中?；钊籑與第一流體通道沈和第二流體通道觀連通。具體地，活塞22可被設(shè)置在活塞腔M中，使得第一流體通道沈與活塞22的第一側(cè)32上的活塞腔M的第一區(qū)域30連通，以及第二流體通道28與活塞的第二側(cè)36上的活塞腔M的第二區(qū)域34連通。連接路徑38在活塞腔M的第一區(qū)域30和第二區(qū)域34之間引導(dǎo)流體。因此，流體可穿過第一流體通道沈和第二流體通道28中的一個通道行進，進入活塞腔M的第一區(qū)域30或第二區(qū)域34中的一個，通過連接路徑38，進入活塞腔的第一區(qū)域或第二區(qū)域中的另一個，并通過第一流體通道和第二流體通道中的另一個流出。第一流體通道沈可連接至第一外管線40 (見圖5和圖6)并且第二流體通道觀可連接至第二外管線42，其中該第一外管線和第二外管線向等離子體炬10供給流體并使流體返回。因此，流體可在閉合回路中行進。在這種實施方式中等離子體炬10還可包括冷卻流體的流體熱交換器44 (見圖5和圖6)。使用熱交換器44冷卻流體可能是有利的，因為流體可以是冷卻劑，諸如水，其冷卻等離子體炬10。水可與乙二醇或丙二醇混合以形成抵抗凍結(jié)的冷卻劑。另外或另選地，水可與構(gòu)造成防止腐蝕，藻類生長和/或細(xì)菌生長的添加劑混合ο等離子體炬10的特別受益于冷卻的兩個部分是電極20和噴嘴14。因此，在一個實施方式中，連接路徑38的至少一部分可由電極保持器18內(nèi)的電極流體通道46限定。通過使流體流動以使得其接觸電極20，流體可冷卻該電極。例如，流體可通過電極保持器18中的一個或多個孔48進入，穿過電極流體通道46行進，該電極流體通道48可由在管狀電極保持器18內(nèi)同軸移位的冷卻劑管19部分限定。在其他的實施方式中，連接路徑38可另外或另選地由噴嘴14至少部分限定。例如，連接路徑38可包括由噴嘴14的外表面52限定在一側(cè)上的周向通道50。因此，通過接觸電極20和/或噴嘴14，流體可在操作期間冷卻等離子體炬10。在上述的閉合回路實施方式中，流體在穿過等離子體炬10行進時被加熱，因而如上所述，流體熱交換器44可用于在流體返回到等離子體炬中之前冷卻流體。在替代的實施方式中，可形成開環(huán)回路，其中流體被引導(dǎo)通過第一通道26或第二通道觀中的一個，并被引導(dǎo)出第一通道或第二通道中的另一個，而不被再循環(huán)。這些實施方式可放棄熱交換器，因為離開等離子體炬10的升溫的流體不再回到等離子體炬中。不管使用閉合回路或開環(huán)回路流體路徑，流體可用于除了僅冷卻等離子體炬10 之外的目的。一個這樣的目的是控制電極組件16的定位以便啟動和操作等離子體炬10。 因此，使用單獨的流體供給可能不是必要的，相比于之前的技術(shù)可因此顯著降低等離子體炬10的復(fù)雜性和成本。在這點上，流體進入或離開第一流體通道沈和第二流體通道觀的行進的相對方向可被用于控制電極組件16的定位。如圖2中的等離子體炬10所示，當(dāng)希望將電極組件16移動到電極20接觸噴嘴14 的起始位置時，流體被引導(dǎo)沿第一方向53流動。沿第一方向53的流體流穿過第一流體通道沈行進進入活塞腔M的第一區(qū)域30，穿過連接路徑38進入活塞腔的第二區(qū)域34，然后穿過第二流體通道觀流出。沿第一方向53的流體流偏壓活塞22以使得電極20接觸噴嘴 14。這種運動由于在活塞腔M的第一區(qū)域30和第二區(qū)域34之間正在形成的壓力差而發(fā)生，其中第一區(qū)域具有比第二區(qū)域更大的流體壓力。壓力差由當(dāng)流體穿過等離子體炬10行進時流體沿其移動的曲折路徑造成的壓力降引起。如圖3中的等離子體炬10所示，當(dāng)希望使電極組件16縮回到電極20不與噴嘴14 接觸的操作位置時，流體被引導(dǎo)沿相反的第二方向53’流動。沿相反的第二方向53’的流體流穿過第二流體通道觀行進進入活塞腔M的第二區(qū)域34，之后穿過連接路徑38進入活塞腔的第一區(qū)域30，然后穿過第一流體通道沈流出。沿相反的第二方向53’的流體流偏壓活塞22以使得電極組件16縮回到電極20不與噴嘴14接觸的位置。如上所述，據(jù)信，偏壓發(fā)生是因為在活塞腔M的第一區(qū)域30和第二區(qū)域34之間形成壓力差，該壓力差是流體流沿曲折路徑穿過等離子體炬10行進的結(jié)果。在沿相反的第二方向53’流動的情況下，第二區(qū)域34具有比第一區(qū)域30更大的流體壓力，因而朝向操作位置偏壓活塞22。如上所述，流體流穿過等離子體炬10的方向決定活塞22向起始位置還是操作位置移動電極組件16。因此，等離子體炬10包括一個或多個能夠切換流體的流動方向的機構(gòu)。因而，等離子體炬10的一些實施方式包括可逆泵(未示出)。在這樣的實施方式中，可逆泵能操作以在第一模式使流進入第一流體通道26，并且能操作以在第二模式中提供流進入第二流體通道觀。因此，可逆泵可通過從偏壓活塞22和電極組件16到起始位置的第一模式切換到偏壓該活塞和電極組件到操作模式的第二模式來使流體的流動反向。一種切換可逆泵的模式的方法可包括切換供給到可逆泵的電流的極性，盡管如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的可以使用各種其他方法。如圖4所示，等離子體炬10的替代實施方式可包括代替可逆泵的換向閥54。換向閥的各種實施方式對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。換向閥M可包括4個端口 56，58，60，62，換向閥的操作可由可移動桿64來控制，該可移動桿64的運動可諸如通過使用空氣汽缸或螺線管(未示出)而自動化。如圖5所示，換向閥M可以是閉合回路流體回路66的一部分，諸如具有泵68和流體熱交換器44的一個流體回路。在這種實施方式中，第一端口 56和第二端口 58可分別通過外管線40連接第一流體通道沈以及通過外管線42連接第二流體通道觀，第三端口 60和第四端口 62可分別通過第三外管線70和第四外管線72連接流體熱交換器44。泵68 可沿第三外管線70或第四外管線72定位，以使得其定位在等離子體炬10和流體熱交換器 44之間。當(dāng)換向閥M如圖5所示位于第一位置時，流體從泵68流過第三外管線70進入換向閥的第三端口 60。然后流體穿過第一端口 56被引導(dǎo)出換向閥M，進入第一外管線40，由此流體沿第一方向53流進等離子體炬10的第一流體通道沈，從而如上所述將活塞22和電極組件16移動到起始位置(見圖幻。在以上述方式穿過等離子體炬10行進之后，經(jīng)升溫的流體在第二流體通道觀處離開等離子體炬，穿過第二外管線42行進，由此流體在第二端口 58處進入換向閥M。在換向閥M內(nèi)，流體被引導(dǎo)朝向第四端口 62，穿過該第四端口 62 流體行進并進入第四外管線72。最后，第四外管線72引導(dǎo)流體穿過熱交換器44，該熱交換器44在流體返回到第三外管線70和泵68之前冷卻該流體。當(dāng)換向閥M被移動到第二位置時，如圖6中的閉合回路流體回路66中所示，流體以如下方式流動首先，流體從泵68通過第三外管線70流入換向閥M的第三端口 60。然后流體穿過第二端口 58被引導(dǎo)離開換向閥M，并進入第二外管線42，由此流體沿相反的第二方向53’流進等離子體炬10的第二流體通道觀，從而如上所述使活塞22和電極組件 16縮回到操作位置(見圖3)。在以如上方式穿過等離子體炬10行進之后，經(jīng)升溫的流體在第一流體通道26處離開等離子體炬，并且穿過第一外管線40行進，由此流體在第一端口 56處進入換向閥M。在換向閥M內(nèi)，流體被引導(dǎo)朝向第四端口 62，穿過該第四端口 62流體行進并進入第四外管線72。最后，第四外管線72引導(dǎo)流體穿過熱交換器44，該熱交換器 44在流體返回到第三外管線70和泵68之前冷卻該流體?；氐綀D1，等離子體炬10可體現(xiàn)各種附加特征。一個這種特征在于活塞22和電極組件16的行進可受限制。關(guān)于起始位置，活塞22的行進是受限的，因為電極20接觸噴嘴14。然而，可提供結(jié)構(gòu)的各種實施方式以防止活塞22和電極組件16不行進超過所期望的操作位置。一個實施方式，如圖1所示，可包括活塞22上的凸緣74，當(dāng)電極組件16位于操作位置時，該凸緣74在等離子體炬10的主炬體12內(nèi)接合對應(yīng)的止擋件76。如圖7中的等離子體炬10’的替代實施方式中所示，等離子體炬可另外或另選地包括電極組件16’的一部分上(諸如電極保持器18’上)的凸緣74’，當(dāng)電極組件位于操作位置時該凸緣74’在等離子體炬的主炬體12’中接觸對應(yīng)的止擋件76’。在該實施方式中止擋件76’可以是氣體擋板的一部分。使用從電極保持器18’延伸的凸緣74’具有這樣的優(yōu)點，即，其顯著地放寬了加工活塞腔M’和活塞22’中必須滿足的公差。然而，該實施方式可能需要在活塞22’ 和主炬體12’之間使用可能不耐用的密封件75’。相反地，使用活塞22上的如圖1所示接合對應(yīng)的止擋件76的凸緣74的實施方式可能不需要這種密封件，因為凸緣和止擋件可充分地密封在一起?？砂诘入x子體炬中的另一個特征是至噴嘴的電連接以提供至該噴嘴的電流。 電連接可通過使用波形彈簧80來建立，如圖8所示。如在圖9中被放大的圖7的細(xì)節(jié)部分 W中可見，波形彈簧80可被置于一位置使得該波形彈簧被噴嘴14’的與尖端相對的端部壓縮以抵靠前主體插入件81’，該插入件81’可具有焊接至其的引弧導(dǎo)線(未示出)。波形彈簧80用于向噴嘴14’提供電流，該電流被用于在啟動期間產(chǎn)生維弧。波形彈簧80克服了諸如退火的問題，傳統(tǒng)的彈簧在運送大約50安培或更大的維弧電流至噴嘴14’中可能具有上述問題。假定波形彈簧80避免至少部分退火，因為波形彈簧具有比類似的螺旋彈簧相對更大的最小橫截面。另外，波形彈簧80形成“波浪”狀(見圖8)，這導(dǎo)致波形彈簧和噴嘴 14’以及前主體插入件81’之間的多個接觸點。多個接觸點可允許和螺旋彈簧形成對比電流沿許多路徑流過波形彈簧，其中螺旋彈簧可能僅提供用于電流流動的單個路徑。波形彈簧內(nèi)的這多個電流流動路徑可進一步導(dǎo)致相比于螺旋彈簧更高的載流能力，因此使等離子體炬的操作成為可能。等離子體炬的實施方式可包括允許傳送電流至電極組件的附加特征。如圖10所示的圖7中細(xì)節(jié)部分中所示，這附加特征由接合活塞22’的接觸器82’來實現(xiàn)。活塞22’ 繼而充當(dāng)電極支架并且向電極組件16’提供電流通道。接觸器82’能夠操作電流供給到電極組件16’，而不管電極組件相對于等離子體炬10’的主炬體12’的運動關(guān)系。接觸器82’ 可位于等離子體炬10’中的各種不同位置。例如，接觸器82’可繞活塞22’周向定位在等離子體炬10’的主炬體12’中的凹槽84’內(nèi)，因此當(dāng)活塞和電極組件16’在起始位置和操作位置之間移動時接觸器可以滑動接觸活塞22’，由此當(dāng)電極組件處于起始位置時接觸器接觸活塞的第一部分86’，當(dāng)電極組件處于操作位置時接觸器接觸活塞的第二部分88’。圖 11示出在接觸器82’的區(qū)域中，等離子體炬10’的一部分沿炬縱向軸線的剖面圖。如可見的，接觸器82’橫跨槽84’延伸以接觸活塞22’和主炬體12’或單獨的電觸點。在替代的實施方式(未示出)中，接觸器可繞活塞周向定位在該活塞中的凹槽內(nèi)，使得接觸器隨活塞移動，但以類似的方式作用。本發(fā)明的實施方式還包括啟動等離子體炬的方法。如圖12所示，一個這種方法包括使氣體流過等離子體炬的噴嘴(步驟1000)，和使流體沿第一方向穿過第一流體通道流過等離子體炬并穿過第二流體通道流出(步驟100 ，從而使活塞前進(步驟1004)，由此活塞的前進動作移動電極使其與噴嘴1006接觸。該方法另外還包括通過電極和噴嘴施加維弧電流(步驟1008)，以及使流體的流動反向(步驟1010)，使得流體沿相反的第二方向流過第二流體通道并穿過第一流體通道流出從而縮回活塞(步驟101 ，由此活塞的縮回動作移動電極使其與噴嘴脫離接觸(步驟1014)，從而在噴嘴和電極之間啟動維弧(步驟1016)。使流動反向(步驟1010)可包括致動換向閥(步驟1018)。另選地，使流體流動 (步驟100 可包括沿一個方向運行流體泵(步驟1020)，并且使流體反向(步驟1010)可包括反向運行流體泵(步驟1022)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到很多改進和其他實施方式，這些實施方式所屬的技術(shù)領(lǐng)域具有存在于前面的說明和附圖中的教導(dǎo)的益處。因此，應(yīng)理解，改進和其他實施例旨在被包含在附隨的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管本文中使用了特殊術(shù)語，但它們僅以一般且描述性的意義使用，而非為了限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種等離子體炬，其包括主炬體；噴嘴；活塞，該活塞位于限定于所述主炬體內(nèi)的活塞腔中，所述活塞聯(lián)接至電極組件；第一流體通道和第二流體通道，該第一流體通道和該第二流體通道與所述活塞腔連通，所述第一流體通道與所述活塞腔的位于所述活塞的第一側(cè)上的第一區(qū)域連通，所述第二流體通道與所述活塞腔的位于所述活塞的第二側(cè)的第二區(qū)域連通；連接路徑，該連接路徑構(gòu)造成在所述活塞腔的所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間引導(dǎo)流體；所述活塞構(gòu)造成使所述電極組件在起始位置和操作位置之間移動，所述電極組件在所述起始位置接觸所述噴嘴，所述電極組件在所述操作位置不接觸所述噴嘴；并且其中當(dāng)流體沿第一方向從所述第一流體通道流進所述第一區(qū)域，之后穿過所述連接路徑流入所述第二區(qū)域，然后穿過所述第二流體通道流出時，所述活塞使所述電極組件移動到所述起始位置，其中當(dāng)流體沿相反的第二方向從所述第二流體通道流進所述第二區(qū)域，之后穿過所述連接路徑流入所述第一區(qū)域，然后穿過所述第一流體通道流出時，所述活塞使所述電極組件移動到所述操作位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體炬，其中，所述第一流體通道和所述第二流體通道被構(gòu)造成接收冷卻劑流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體炬，其中，所述冷卻劑流包括水流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體炬，該等離子體炬還包括能在第一位置和第二位置之間移動的換向閥，所述換向閥能操作以在所述第一位置提供流進入所述第一流體通道，并且能操作以在所述第二位置提供流進入所述第二流體通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體炬，其中，所述換向閥包括四通閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體炬，其中，所述換向閥位于所述等離子體炬和流體熱交換器之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體炬，該等離子體炬還包括可逆泵，所述可逆泵能操作以在第一模式使流進入所述第一流體通道，并且能操作以在第二模式使流進入所述第二流體通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體炬，其中，所述電極組件包括電極保持器和電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體炬，其中，所述電極保持器包括凸緣，其中當(dāng)所述電極組件處于所述操作位置時所述凸緣接觸所述主炬體內(nèi)的止擋件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的等離子體炬，該等離子體炬還包括氣體擋板，其中所述止擋件包括所述氣體擋板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體炬，該等離子體炬還包括波形彈簧，其中所述波形彈簧接觸所述噴嘴以使該波形彈簧與該噴嘴電連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體炬，其中，所述波形彈簧構(gòu)造成將維弧電流傳導(dǎo)到所述噴嘴。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的等離子體炬，其中，所述波形彈簧構(gòu)造成將至少50安培的電流傳導(dǎo)至所述噴嘴。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體炬，該等離子體炬還包括接觸器，其中所述接觸器接觸所述活塞以便提供穿過該活塞至所述電極組件的電通路。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體炬，其中，所述接觸器繞所述活塞周向定位在凹槽中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的等離子體炬，其中，所述凹槽位于所述等離子體炬的所述主炬體中，使得當(dāng)所述電極組件處于所述起始位置時所述接觸器接觸所述活塞的第一部分，并且當(dāng)所述電極組件處于所述操作位置時所述接觸器接觸所述活塞的第二部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的等離子體炬，其中，所述凹槽位于所述活塞中，使得所述接觸器隨所述活塞移動。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體炬，其中，所述連接路徑的至少一部分由所述電極組件內(nèi)的電極流體通道限定。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體炬，其中，所述連接路徑的至少一部分由所述噴嘴限定。
20.一種啟動等離子體炬的方法，該方法包括使氣體流過所述等離子體炬的噴嘴；使流體沿第一方向穿過第一流體通道流過所述等離子體炬，并穿過第二流體通道流出，從而使活塞前進，由此所述活塞的前進動作移動電極組件使其與所述噴嘴接觸；通過所述電極組件和所述噴嘴施加維弧電流；以及使流體的流動反向以使得該流體沿相反的第二方向流過所述第二流體通道并穿過所述第一流體通道流出，從而縮回所述活塞，由此所述活塞的縮回動作移動所述電極組件以使其與所述噴嘴脫離接觸，從而在所述噴嘴和所述電極組件之間啟動維弧。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述使流動反向的步驟包括致動換向閥。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述使流體流動的步驟包括沿一個方向運行流體泵，并且所述使流動反向的步驟包括反向運行所述流體泵。
全文摘要
提供一種改進的等離子體炬和啟動該炬的方法。所述炬包括主炬體，其具有聯(lián)接至其中的活塞的電極組件。所述活塞和所述電極組件在該電極組件接觸噴嘴的起始位置和該電極組件不接觸該噴嘴的操作位置之間移動。所述活塞可通過引導(dǎo)流體沿偏壓該活塞到所述起始位置的第一方向或沿偏壓該活塞從而使所述電極組件縮回到所述操作位置的相反的第二方向移動穿過所述等離子體炬，所述引導(dǎo)流體可包括冷卻劑。換向閥或可逆泵可被用于控制流體的流動方向。因此，冷卻劑供給可被用于冷卻所述炬并且控制該炬的啟動和操作。
文檔編號H05H1/34GK102577630SQ201080035272
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者R·A·切科, W·S·賽弗倫斯 申請人:埃薩布集團公司