一种等离子炬用改进型喷嘴的制作方法

1.本实用新型属于等离子炬水冷阳极结构技术领域，具体涉及一种等离子炬用改进型喷嘴，特别适用于钛合金熔炼。

背景技术：

2.等离子炬是产生高温等离子体的装置，其一般包括阴极组件、阳极组件、水冷系统、气压系统等。由于等离子体的最高温度高达几千摄氏度甚至上万摄氏度，因此等离子炬被广泛的应用于切割、焊接和熔炼等多种场合。
3.其中，作为等离子炬关键部件阳极喷嘴为通电导体，当阴极和阳极通电后在高频高压电电离阴阳极之间的气体，产生等离子体电弧，等离子电弧在持续充入的气体带动下，从喷嘴中心孔中喷射出。喷嘴内部高温等离子体依靠阳极内壁热传导，将热量传递给喷嘴内部水流。现有熔炼金属用的喷嘴，虽然一定程度能够压缩电弧，但在高频引弧时容易在非放电区放电，导致烧蚀，且内部冷却水易产生涡流，热量带走不及时，加剧喷嘴烧损(烧损位置一般位于喷嘴内直径最小处)，现有喷嘴中心孔呈台阶式，造成喷嘴弧焰形状不稳定、使用寿命较短，需要频繁更换；另外现有喷嘴结构设计未充分考虑内部密封圈拆卸的便捷性，致使拆卸密封圈比较困难。
4.有鉴于此，本发明人提出一种等离子炬用改进型喷嘴，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种等离子炬用改进型喷嘴，该喷嘴通过对结构的进行改进，使其具备了压缩电弧的作用，同时水冷效果好，延长了喷嘴的使用寿命，另外将密封圈直接设计在喷嘴上，方便对其进行拆卸和更换。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：
7.一种等离子炬用改进型喷嘴，所述喷嘴本体由横截面呈“u型”结构的前端体和位于所述前端体中部的喷射通道组成，所述喷射通道的轴线与前端体的中心线重合，且所述喷射通道由前端体的垂直面向前端体伸出部分的方向延伸，所述喷射通道内部靠近前端体一侧设置有一圈凸起，所述凸起用于压缩电弧。
8.进一步地，所述喷射通道外壁上、位于凸起对应处设置有一圈凹槽。
9.进一步地，所述凸起和凹槽共同构成的横截面呈对称“v型”结构，且所述对称“v型”结构的内外顶尖处均设置有过渡圆弧倒角；
10.所述喷射通道被对称“v型”结构分割为入口端和出口端，且所述出口端位于靠近前端体一侧。
11.进一步地，所述凸起的前倾角α2范围为60
°
～90
°
，后倾角β1范围为30
°
～80
°
；所述凹槽的前倾角α1范围为60
°
～90
°
，后倾角β2范围为30
°
～80
°
。
12.进一步地，所述喷射通道的出口端内孔呈锥形孔，且所述对称“v型”结构靠近前端体的垂直面一端内径小于对称“v型”结构远离前端体的垂直面一端的内径。
13.进一步地，所述锥形孔的倾角γ范围为5
°
～15
°
。
14.进一步地，所述喷射通道的入口端外壁上开设有用于安装第一密封圈的第一环形密封槽，所述前端体伸出部分的端面上开设有用于安装第二密封圈的第二环形密封槽。
15.进一步地，所述入口端内径φ1范围为25mm～35mm，所述对称“v型”结构最小处内径φ2范围为10mm～20mm，所述前端体内径φ3范围为65mm～80mm。
16.进一步地，所述喷嘴本体的前端体和喷射通道为一体成型结构。
17.进一步地，所述喷嘴本体由无氧铜或者纯铜或者铜基合金制作而成。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
19.本实用新型一种等离子炬用改进型喷嘴，该喷嘴通过对其结构的改进，特别是在喷射通道中部内外对应处设置了相应的凸起和凹槽，所述凸起和凹槽的横截面呈对称“v型”结构，且对称“v型”结构的内外顶尖处均设置有过渡圆弧倒角，并合理设定了对称“v型”结构的角度、内径以及出口端形状及尺寸，克服了非放电区域放电的问题，不再发生由于引弧导致的烧蚀；其中，通过设置凸起，起到了压缩电弧的作用，通过在凸起的相应处设置凹槽，该凹槽有利于水冷将喷嘴内高温等离子体产生的热量及时带走，再加上出口端呈锥形/喇叭，保证了弧焰的直径及其稳定性，延长了该喷嘴的使用寿命；另外在入口端外壁以及前端体伸出部分均开设了用于安装密封圈的环形槽，即将密封圈直接设计在喷嘴上，一方面保证了喷嘴与导水套安装的密封性，另一方面便于将密封圈随同喷嘴一同拆卸，方便对其进行更换。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型改进型喷嘴整体结构示意图；
23.图2为本实用新型改进型喷嘴剖视结构示意图；
24.图3为本实用改进型喷嘴与导水套安装结构示意图。
25.其中：1为前端体；2为喷射通道；11为垂直面；12为伸出部分；21为凸起；22为凹槽；23为入口端；24为出口端；121为第二环形密封槽；231为第一环形密封槽；α2为凸起的前倾角；β1为凸起的后倾角；α1为凹槽的前倾角；β2为凹槽的后倾角；γ为锥形孔的倾角；φ1为入口端内径；φ2为对称“v型”结构最小处内径；φ3为前端体内径。
具体实施方式
26.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。
27.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图及实
施例对本实用新型作进一步详细描述。
28.参见图1～3所示，本实用新型一种等离子炬用改进型喷嘴，所述喷嘴本体由横截面呈“u型”结构的前端体1和位于前端体1中部的喷射通道2组成，喷射通道2的轴线与前端体1的中心线重合，且喷射通道2由前端体1的垂直面11向前端体1伸出部分12的方向延伸，喷射通道2内部靠近前端体1一侧设置有一圈凸起21，凸起21用于压缩电弧，以获得温度更高、能量更集中的热源。
29.具体的，如图2所示，本实用新型实施例在喷射通道2外壁上、位于凸起21对应处设置有一圈凹槽22，有利于水冷将热量及时带走，延长喷嘴的使用寿命。优选的，凸起21和凹槽22共同构成的横截面呈对称的“v型”结构，且对称“v型”结构的内外顶尖处均设置有过渡圆弧倒角，喷射通道2被对称“v型”结构分割为入口端23(图2中左端)和出口端24(图2中右端)，且出口端24位于靠近前端体1一侧。
30.其中，本实用新型实施例凸起21的前倾角α2范围设定为60
°
～90
°
，后倾角β1范围设定为30
°
～80
°
；凹槽22的前倾角α1范围设定为60
°
～90
°
，后倾角β2范围设定为30
°
～80
°
；入口端23内径φ1范围设定为25mm～35mm，对称“v型”结构最小处内径φ2范围设定为10mm～20mm，前端体1内径φ3范围设定为65mm～80mm。
31.本实用新型实施例喷射通道2的出口端24内孔呈锥形孔或者喇叭口，且对称“v型”结构靠近前端体1的垂直面11一端内径小于对称“v型”结构远离前端体1的垂直面11一端的内径。优选的，锥形孔的倾角γ范围为5
°
～15
°
，从而保证了喷出弧焰的直径，有利于对钛合金等金属进行熔炼。
32.另外本实用新型实施例在喷射通道2的入口端23外壁上开设有用于安装第一密封圈的第一环形密封槽231，所述前端体1伸出部分12的端面上开设有用于安装第二密封圈的第二环形密封槽121。这样当外部夹紧件将喷嘴本体与导水套固定时，保证了两者之间的密封效果，更重要的是，当密封圈失效(尤其是喷射通道2上的密封圈)需要更换时，拆除夹紧件，密封圈会随同喷嘴一同拆卸，方便对其进行更换。
33.优选的，本实用新型实施例喷嘴本体的前端体1和喷射通道2为一体成型结构，采用导电性能良好的无氧铜或者纯铜或者铜基合金制作而成。
34.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
35.应当理解的是，本实用新型并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：

1.一种等离子炬用改进型喷嘴，其特征在于，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体由横截面呈“u型”结构的前端体(1)和位于所述前端体(1)中部的喷射通道(2)组成，所述喷射通道(2)的轴线与前端体(1)的中心线重合，且所述喷射通道(2)由前端体(1)的垂直面(11)向前端体(1)伸出部分(12)的方向延伸，所述喷射通道(2)内部靠近前端体(1)一侧设置有一圈凸起(21)，所述凸起(21)用于压缩电弧。2.根据权利要求1所述的一种等离子炬用改进型喷嘴，其特征在于，所述喷射通道(2)外壁上、位于凸起(21)对应处设置有一圈凹槽(22)。3.根据权利要求2所述的一种等离子炬用改进型喷嘴，其特征在于，所述凸起(21)和凹槽(22)共同构成的横截面呈对称“v型”结构，且所述对称“v型”结构的内外顶尖处均设置有过渡圆弧倒角；所述喷射通道(2)被对称“v型”结构分割为入口端(23)和出口端(24)，且所述出口端(24)位于靠近前端体(1)一侧。4.根据权利要求3所述的一种等离子炬用改进型喷嘴，其特征在于，所述凸起(21)的前倾角α2范围为60
°
～90
°
，后倾角β1范围为30
°
～80
°
；所述凹槽(22)的前倾角α1范围为60
°
～90
°
，后倾角β2范围为30
°
～80
°
。5.根据权利要3所述的一种等离子炬用改进型喷嘴，其特征在于，所述喷射通道(2)的出口端(24)内孔呈锥形孔，且所述对称“v型”结构靠近前端体(1)的垂直面(11)一端内径小于对称“v型”结构远离前端体(1)的垂直面(11)一端的内径。6.根据权利要5所述的一种等离子炬用改进型喷嘴，其特征在于，所述锥形孔的倾角γ范围为5
°
～15
°
。7.根据权利要求3所述的一种等离子炬用改进型喷嘴，其特征在于，所述喷射通道(2)的入口端(23)外壁上开设有用于安装第一密封圈的第一环形密封槽(231)，所述前端体(1)伸出部分(12)的端面上开设有用于安装第二密封圈的第二环形密封槽(121)。8.根据权利要求3所述的一种等离子炬用改进型喷嘴，其特征在于，所述入口端(23)内径φ1范围为25mm～35mm，所述对称“v型”结构最小处内径φ2范围为10mm～20mm，所述前端体(1)内径φ3范围为65mm～80mm。9.根据权利要求1所述的一种等离子炬用改进型喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体的前端体(1)和喷射通道(2)为一体成型结构。10.根据权利要求1～9任一项所述的一种等离子炬用改进型喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体由无氧铜或者纯铜或者铜基合金制作而成。

技术总结

本实用新型公开了一种等离子炬用改进型喷嘴，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体由横截面呈“U型”结构的前端体和位于前端体中部的喷射通道组成，两者中心线重合，且喷射通道由前端体的垂直面向前端体伸出部分的方向延伸，喷射通道内部靠近前端体一侧设有一圈凸起，外壁上、位于凸起对应处设有凹槽，凸起用于压缩电弧，凹槽用于水冷散热，并设定了凸起和凹槽共同构成的横截面呈对称“V型”结构的角度及尺寸；在入口端外壁以及前端体伸出部分均开设了环形密封槽。本实用新型喷嘴通过多方面改进，克服了非放电区域放电的问题，提升了喷嘴的冷却效果，延长了使用寿命长，使其喷出的弧焰形状稳定、密封圈拆卸更换方便等优点。密封圈拆卸更换方便等优点。密封圈拆卸更换方便等优点。