專利名稱：加工用焰炬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加工用焰炬，如等離子焰炬，其中焰炬體可單獨(dú)組裝成焰炬座和焰炬頭。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)焰炬座和焰炬頭間的連接部分的固定裝置包括(1)螺帽型螺紋連接結(jié)構(gòu)，如公開(kāi)在經(jīng)審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)成平3-27309號(hào)，和經(jīng)審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)成平5-5589號(hào)中的即為典型的這類結(jié)構(gòu)。
另一方面，作為另一類固定裝置包括，(2)在焰炬頭和焰炬座中的一個(gè)上設(shè)有一齒形突出部分，而在它們中的另一個(gè)上設(shè)有傾斜的突起，以便通過(guò)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)在焰炬頭和焰炬體間形成螺紋型嚙合，這類結(jié)構(gòu)公開(kāi)在經(jīng)審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)昭和63-13793號(hào)，和未經(jīng)審查的日本實(shí)用新型公開(kāi)文獻(xiàn)成平3-14076號(hào)中。
另一方面，還包括(3)快接裝置中的固定裝置，其中鋼球與凹陷部分嚙合，這類結(jié)構(gòu)在經(jīng)審查的日本實(shí)用新型公開(kāi)文獻(xiàn)昭和5-19186號(hào)，和未經(jīng)審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)成平6-198450號(hào)中得到采用。
另一方面，加工用焰炬中還包括消耗件，如電極，噴嘴等。為減輕換件勞作和縮短換件時(shí)間，應(yīng)考慮可分離裝配型加工用焰炬。當(dāng)焰炬頭從焰炬座上卸下時(shí)，水通道會(huì)在連接部分?jǐn)嚅_(kāi)，引起漏水，使結(jié)合面變濕。
一旦焰炬頭和焰炬座分開(kāi)，水泵便停止工作。連接部分可以無(wú)水流動(dòng)，因而可以設(shè)想或許不會(huì)引起水的泄漏。然而，水是保存在從泵至焰炬的通道中的，一旦分開(kāi)，殘留的水仍可從連接部分流出，造成漏水。于是當(dāng)引弧時(shí)，可能產(chǎn)生漏電或絕緣故障。
因此，為防止漏水，有必要設(shè)置一旦焰炬分開(kāi)時(shí)可以阻水的機(jī)構(gòu)。未經(jīng)審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)成平6-198450號(hào)，和未經(jīng)審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)昭和62-275580號(hào)公開(kāi)的便是其中一種，盡管存在不同的水通道和氣通道，一旦分開(kāi)便可關(guān)閉通道，而一旦組裝，通道便被凸塊打開(kāi)。
在上述已有的技術(shù)中，盡管文獻(xiàn)(1)中的結(jié)構(gòu)作為一種緊固裝置是可靠的，但其中的螺帽在連接和分開(kāi)時(shí)，必須轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)圈，需要長(zhǎng)的連接和分離周期。為減小螺紋連接的轉(zhuǎn)角，可以采取通過(guò)將螺帽的螺距加工得較大等的手段。但是螺距越大，施加同樣螺紋連接力所需的扭轉(zhuǎn)力矩也越大。因此，由于更換焰炬頭時(shí)相當(dāng)費(fèi)力，螺距又不宜太大。另一方面，采用螺帽的情況下，螺紋還容易研傷。這樣，考慮用機(jī)器自動(dòng)更換時(shí)，必須采取特殊的措施，以避免研傷螺紋。
另一方面，文獻(xiàn)(2)的結(jié)構(gòu)中是用借助斜角使爪形突出部分與傾斜突起形成鉤連接，以產(chǎn)生軸向力，而未用螺紋。在這一裝置中，不能實(shí)現(xiàn)連接的充分緊密，或者突出部分的軸向相對(duì)位置出現(xiàn)誤差時(shí)，嚙合易產(chǎn)生松動(dòng)。因此，為可靠地固定，兩突出部分都需調(diào)整。此外，由于多個(gè)焰炬頭更換時(shí)連接在同一焰炬座上，因而必須調(diào)整每個(gè)焰炬頭突出部的相對(duì)位置，這樣更換作業(yè)就需很長(zhǎng)時(shí)間。
此外，上述文獻(xiàn)(2)所述結(jié)構(gòu)的另一問(wèn)題是，兩突出部分間彼此需形成滑動(dòng)接觸，如果接觸表面磨損，則兩突出部分的相對(duì)位置發(fā)生偏離，使產(chǎn)生的軸向偏壓力較小，需要重新調(diào)整兩突出部分之間的相對(duì)位置。另一方面，螺旋狀突起的斜度又取決于由所要求的軸向移動(dòng)量和可轉(zhuǎn)動(dòng)的角度確定的某一角度。軸向移動(dòng)量離插入部分處的鄰接O-形圈需要2至5mm。當(dāng)各突出部分的嚙合部分形成在圓周上兩部分時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為180°，從而斜度可以被確定。但是，這樣確定的斜度較大，需要相當(dāng)大的轉(zhuǎn)矩才能獲得足夠大的軸向力，難以用人工實(shí)現(xiàn)連接和拆卸。
此外文獻(xiàn)(3)一般地說(shuō)是經(jīng)常用于馬具之類(horse or the like)連接的一種方法。由于這種連接通過(guò)將焰炬頭沿軸向插入焰炬座便可完成，因此其優(yōu)點(diǎn)是連接和拆卸非常方便。但是連接部分沿軸向用小的推力就會(huì)使其后退，從而產(chǎn)生軸向間隙。因而需要一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生足夠的軸向壓力，使得連接部分尺寸較大。公開(kāi)在經(jīng)審查的日本實(shí)用新型公開(kāi)文獻(xiàn)成平5-19186號(hào)中的結(jié)構(gòu)，借助彈簧產(chǎn)生軸向壓下力。但是，因?yàn)樵搲合铝π枰诓迦牒蟛拍苄纬?，因而?dāng)彈簧力設(shè)定為允許手動(dòng)加載時(shí)，不能獲得足夠的軸向壓下力。
連接部分需要足夠的軸向壓下力的理由是，焰炬頭由于震動(dòng)或運(yùn)動(dòng)等原因，可能偏離焰炬座，引起焰炬頂部偏移，對(duì)切割作用產(chǎn)生不利影響。此外，當(dāng)O-形圈設(shè)置在連接表面時(shí)，需要更大的壓下力使密封作用有效。在連接結(jié)構(gòu)需要使充分的等離子流流動(dòng)的表面壓力的情況下，還需要更大的軸向壓下力。
加工用焰炬中的焰炬座和焰炬頭的插入部分具有水通道和氣通道，其密封面一般是直的。關(guān)于在這一部分設(shè)置的O-形圈，從插入開(kāi)始就需要軸向力，這便得連接和拆卸都不容易。插入部分的密封面成形為錐形的結(jié)構(gòu)，其公開(kāi)在經(jīng)審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)成平3-27309號(hào)中。O-形圈對(duì)密封實(shí)際是需要的，這時(shí)為形成共軸通道，O-形圈的內(nèi)徑變大，使O-形圈的總接觸面積也增大，相應(yīng)地，為壓扁O-形圈建立密封，需要更大的軸向力。
另一方面，關(guān)于水通道的連接部分離開(kāi)時(shí)水的泄漏問(wèn)題，可以采用公開(kāi)在未審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)成平6-198450號(hào)，和未審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)昭和62-275580號(hào)中的開(kāi)啟和關(guān)閉閥門(mén)來(lái)阻止。在這樣的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)泵的運(yùn)行過(guò)程中連接部分被拆開(kāi)，關(guān)閉閥門(mén)會(huì)在泵和閥門(mén)間的管路(連接部分)中建立高壓，因而導(dǎo)致不安全。此外，沖擊負(fù)荷會(huì)作用在泵上，成為引起故障的原因。另一方面，在未審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)成平-6-198450號(hào)中的可分離型焰炬的情況下，當(dāng)在連接部分處于連接狀態(tài)的情況下更換頂端的噴嘴、電極等時(shí)，由于閥保持開(kāi)啟，可能引起水的泄漏。
針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的第一目的是提供一種加工用焰炬，它可以手工方式方便地將一可分體組裝式焰炬主體拆開(kāi)和連接，能可靠地密封焰炬主體中的水通道或氣通道的連接部分，即使在更換消耗件或拆開(kāi)時(shí)，也能防止水泄漏。
另一方面，傳統(tǒng)的可分型焰炬中，當(dāng)焰炬頭相對(duì)焰炬座分開(kāi)時(shí)，連接部分的水通道也被分開(kāi)，因此，水通道的連接部分設(shè)有阻水閥，它能響應(yīng)焰炬頭的分離，自動(dòng)關(guān)閉水通道，防止水泄漏。
未審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)昭和60-9586號(hào)中公開(kāi)了具體的結(jié)構(gòu)，由流入側(cè)和流出側(cè)構(gòu)成的水通道的阻水閥，布置在沿焰炬座軸線垂直方向一定距離的位置，通過(guò)焰炬頭的連接和拆卸，相應(yīng)的阻水閥被打開(kāi)和關(guān)閉。
另一方面，這種可分式焰炬中，流向焰炬頭電極的電流，從焰炬座通過(guò)焰炬頭流至電極，這時(shí)，即使是設(shè)置在水通道中的阻水部分，當(dāng)這些結(jié)構(gòu)件是導(dǎo)電體時(shí)，上述電流也會(huì)從中流過(guò)。
然而，在未審查的日本專利公開(kāi)文獻(xiàn)昭和60-9586公開(kāi)的水通道阻水結(jié)構(gòu)中，需要單獨(dú)設(shè)置兩個(gè)阻水閥，它們各自的結(jié)構(gòu)相同。這有礙連接部分的結(jié)構(gòu)緊湊，并要求大量的加工工序，以至難以降低成本。
另一方面，通過(guò)相應(yīng)的阻水閥相互連通的流入側(cè)和流出側(cè)通道，分別設(shè)置在焰炬頭的底端側(cè)，使這部分的加工較麻煩。
另外，當(dāng)電極電流流過(guò)水通道中的阻水閥，特別是當(dāng)該電流流過(guò)沿關(guān)閉方向?qū)ψ杷y的閥體在閉合方向施偏壓的阻水彈簧時(shí)，由于該電流是大電流，而形成阻水彈簧的彈簧絲直徑又小時(shí)，阻水彈簧可能被熔化，損害阻水功能。
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的第二目的是提供一種加工用焰炬，它可使水的流入和流出通道的各連接部分處，用以阻止水泄漏的阻水閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，使連接部分緊湊，明顯降低加工成本，能防止電極電流流過(guò)各阻水閥的阻水彈簧，并能防止阻水彈簧熔化。
發(fā)明描述為實(shí)現(xiàn)上述第一目的，按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種加工用焰炬，其中焰炬體是用焰炬座和焰炬頭單獨(dú)組裝成的，其特征在于一個(gè)環(huán)形件可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在焰炬座和焰炬頭之一的外周，另一個(gè)環(huán)形件固定在焰炬座和焰炬頭中的另一件上，一嚙合突起設(shè)置在兩環(huán)形件之一上，而一傾斜軌道設(shè)置在另一環(huán)形件上，使該嚙合突起與該傾斜軌道嚙合，一施偏壓的彈性件用以提高傾斜軌道和嚙合突起間的嚙合力，其中焰炬座和焰炬頭間的連接和拆卸，通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述環(huán)形件完成。
上述結(jié)構(gòu)由于可用卡口式連接結(jié)構(gòu)，完成加工用焰炬的焰炬座和焰炬頭的裝拆，兩者皆可方便地用手工連接和拆卸。此外，連接后由于彈簧施加的偏壓力恒定作用在連接部分上，該連接部分總是保持緊密連接狀態(tài)，即使受到震動(dòng)和沖擊，也不會(huì)松開(kāi)。
另一方面，環(huán)形件等連接件用彈簧件支撐，如果嚙合槽和嚙合突起間存在微小尺寸誤差，它也可以由彈簧件的彎曲補(bǔ)償，使焰炬座和焰炬頭進(jìn)行連接。
另一方面，上述結(jié)構(gòu)中，可優(yōu)選的方案是傾斜軌道的斜度靠近進(jìn)口部分較陡，其余部分較緩。這樣，連接的初始階段，很快地產(chǎn)生一個(gè)大跨度的軸向運(yùn)動(dòng)，然后形成小跨度的軸向運(yùn)動(dòng)，因此用小的力便可產(chǎn)生大的連接力。結(jié)果連接可完成得既迅速又容易。
另一方面，上述結(jié)構(gòu)中，最好是在傾斜軌道上設(shè)置止退裝置，使嚙合突起不會(huì)退回。
此外，上述結(jié)構(gòu)中，最好是兩環(huán)形件在傾斜軌道和嚙合突起的嚙合部分的外側(cè)部分也相互嚙合，且嚙合部分具有密封結(jié)構(gòu)。
此外，上述結(jié)構(gòu)中，具有介質(zhì)通道的焰炬座側(cè)和焰炬頭側(cè)的連接件成形為錐體形狀，以使彼此緊密?chē)Ш?，而密封件則設(shè)置在連接件的配合面之間。從而焰炬座和焰炬頭間連接部分處的介質(zhì)通道形成得沒(méi)有任何泄漏。
上述結(jié)構(gòu)中，最好是在介質(zhì)通道的焰炬座側(cè)上的通道內(nèi)設(shè)置一止回閥，這樣只要介質(zhì)的供給中斷，介質(zhì)回路中的介質(zhì)便被封閉在焰炬座側(cè)。結(jié)果，一旦連接部分分開(kāi)，或在連接狀態(tài)更換消耗件時(shí)，可以避免介質(zhì)泄漏。
上述結(jié)構(gòu)中，最好將止回閥設(shè)置在連接部分附近。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，按照本發(fā)明的第二方面，提供了一種加工用焰炬，其中焰炬體是用焰炬座和焰炬頭單獨(dú)組裝成的，其特征在于多個(gè)介質(zhì)通道設(shè)置在焰炬座和焰炬頭之間的一個(gè)連接部分內(nèi)。
上述結(jié)構(gòu)中，介質(zhì)的流入和流出通道，例如設(shè)置在焰炬座和焰炬頭中的通道，可以用集成方式設(shè)置在一個(gè)部分，以使連接部分更細(xì)和更緊湊。
上述結(jié)構(gòu)中，最好是在多個(gè)介質(zhì)通道的每一通道內(nèi)設(shè)置介質(zhì)截止閥，并設(shè)有在焰炬座和焰炬頭一旦組裝或分開(kāi)時(shí)，便幾乎同時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉該介質(zhì)截止閥的開(kāi)閉元件。
上述結(jié)構(gòu)中，多個(gè)介質(zhì)通道最好是共軸地或平行地設(shè)置。
此外，上述結(jié)構(gòu)中，至少形成介質(zhì)截止閥和打開(kāi)或關(guān)閉該介質(zhì)截止閥的開(kāi)閉元件的一件是絕緣體。這樣，產(chǎn)生等離子體的大電流，將不會(huì)流過(guò)介質(zhì)截止閥中采用的彈簧，防止可能由于大電流將彈簧熔化。
另一方面，按照本發(fā)明的第三方面，提供了一種加工用焰炬，其中焰炬體是用焰炬座和焰炬頭單獨(dú)組裝成的，其特征在于焰炬座和焰炬頭間的連接部分可互換。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明從下述結(jié)合對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例附圖的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明將會(huì)得到更充分的理解。然而這些實(shí)施例并非是對(duì)本發(fā)明的限制，而僅是為說(shuō)明和理解本發(fā)明。
附圖中

圖1是本發(fā)明的加工用焰炬第一種實(shí)施例的分解透視圖；圖2是解釋性圖示出在嚙合突起與嚙合槽以卡口方式連接時(shí)，第一種實(shí)施例中的嚙合槽形狀和產(chǎn)生的軸向力與轉(zhuǎn)角間的關(guān)系；圖3A，3B和3C分別為上述嚙合槽變型的一般性說(shuō)明；圖4A和4B為斷開(kāi)的視圖，示出卡口式連接的傾斜軌道的另一實(shí)施例，以及所示該傾斜軌道例子與嚙合突起的嚙合狀態(tài)；圖5A和5B為斷開(kāi)的視圖，示出卡口式連接的傾斜軌道的又一實(shí)施例，以及所示該傾斜軌道實(shí)施例與嚙合突起的嚙合狀態(tài)；圖6A為焰炬座側(cè)環(huán)形件的另一實(shí)施例的剖視圖，具有供卡口連接用的傾斜軌道；圖6B為焰炬座側(cè)環(huán)形件的又一實(shí)施例的剖視圖，具有供卡口連接用的傾斜軌道；圖6C為嚙合突起的再一種實(shí)施例透視圖；圖6D為傾斜軌道的再一種實(shí)施例透視圖；圖7為位于焰炬座側(cè)和焰炬頭側(cè)兩環(huán)形件嚙合部分的一種實(shí)施例剖視圖；圖8為一剖視圖，示出本發(fā)明的加工用焰炬第二種實(shí)施例的焰炬座和焰炬頭的裝配狀態(tài)；圖9為一剖視圖，示出第二種實(shí)施例旋轉(zhuǎn)90°后的狀態(tài)；圖10為一剖視圖，示出第二種實(shí)施例的焰炬座和焰炬頭分開(kāi)后的主要部分；圖11為一剖視圖，示出阻水閥部分的另一實(shí)施例；圖12為具有流入和流出通道的管件的另一種實(shí)施例剖視圖。實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下結(jié)合各附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的加工用焰炬的優(yōu)選實(shí)施例。
現(xiàn)結(jié)合附圖1和2說(shuō)明本發(fā)明的加工用焰炬的第一種實(shí)施例。
圖1中，1表示一加工用焰炬，其中焰炬座2和焰炬頭3可以單獨(dú)完成裝配。焰炬頭3頂端設(shè)置的電極4、噴嘴5、罩蓋6等與通常的加工用焰炬頂端結(jié)構(gòu)類似。電極4內(nèi)部和噴嘴5外部設(shè)有冷卻水通道4a和5a。應(yīng)注意的是，噴嘴5外部各零件是用絕緣套筒7電絕緣的。
此外，焰炬頭3底端部分突出一流入閥側(cè)突起部分8和一回流閥側(cè)突起部分9，它們分別與冷卻水通道4a和5a相通。這兩個(gè)突起部分8和9成形為錐形外廓，外周固定有O形圈8a和9a，另一方面，焰炬頭3心部底端設(shè)有一頭部側(cè)結(jié)合面11，它與焰炬座2側(cè)電連接。
應(yīng)注意的是，盡管圖中未示出，分別向電極5頂端部分注入工作介質(zhì)氣體，和向噴嘴5和噴嘴蓋6間注入輔助氣體的各供氣通道，從頂端延伸至底端。通過(guò)將焰炬頭3連接在焰炬座2上，這些通道便與焰炬座2上的相應(yīng)通道連通。這些氣體通道連接部分的結(jié)構(gòu)與上述冷卻水通道連接部分的結(jié)構(gòu)相同。
焰炬頭3底端，通過(guò)一絕緣件12a固定一圓筒件12。通過(guò)將焰炬座2內(nèi)的內(nèi)圓筒部分13插入該圓筒件12，焰炬頭3和焰炬座2便實(shí)現(xiàn)連接。在焰炬座2的內(nèi)圓筒部分13底面，分別設(shè)有一流入閥側(cè)凹陷部分14a，和一回流閥側(cè)凹陷部分15a，它們成形為倒錐形，以便與焰炬頭3的流入側(cè)突起部分8和回流側(cè)突起部分9緊密配合。流入通道14和回流通道15分別與凹陷部分14a和15a相連。此外，該內(nèi)圓筒部分13的底面上設(shè)有座側(cè)結(jié)合面16，它與焰炬頭3的頭側(cè)結(jié)合面11接觸。
焰炬頭3的圓筒件12的外周表面，和焰炬座2的內(nèi)圓筒部分13的內(nèi)周表面中的一個(gè)表面上設(shè)有一定位槽17，而它們中的另一表面上設(shè)有與該定位槽嚙合的定位銷(xiāo)18。通過(guò)定位銷(xiāo)與定位槽的接合，實(shí)現(xiàn)圓筒件12與內(nèi)圓筒部分13的接合，這樣完成的連接，便不會(huì)產(chǎn)生冷卻水通道和未示的氣體通道的相位差。
焰炬座2的回流側(cè)凹陷部分15a的底部上設(shè)有一止回閥21，它由球19、彈簧20和閥座21a組成。另一方面，焰炬座2的流入通道14內(nèi)設(shè)有一止回閥24，它由球22、彈簧23和閥座24a組成。應(yīng)注意的是，該止回閥21和24分別設(shè)置在凹陷部分14a和15a附近。
在焰炬座2的端部，借助螺栓2b固定一環(huán)形件2a。該環(huán)形件2a的外周成形有多個(gè)嚙合槽25，成為供卡口連接用的傾斜軌道，從而形成一部分螺旋。例如，在兩嚙合槽的情況下，可設(shè)置成沿圓周方向相差180°角。
另一方面，在焰炬頭3的端部外側(cè)，借助具有彈性的片簧27沿平行軸線方向連接一環(huán)形件26。該環(huán)形件內(nèi)表面設(shè)有與相應(yīng)嚙合槽25接合的嚙合突起28。應(yīng)注意的是，該嚙合突起28是通過(guò)軸承29以可沿圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在環(huán)形件26上的。
嚙合槽25的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為，具有一進(jìn)口部分25a，上述嚙合突起28沿軸向與該進(jìn)口部分嚙合；具有一傾斜部分25b，上述嚙合突起28在該傾斜部分上滑動(dòng)接合，在沿形成一部分螺旋的方向運(yùn)動(dòng)；還具有一位于終端的水平部分25c。而傾斜部分靠近進(jìn)口部分25a的那一部分具有較徒的斜度，靠近終端的那一部分具有較緩的斜度。傾斜度部分25b的斜度在兩段范圍內(nèi)變化。
另一方面，將環(huán)形件26安裝在焰炬頭3上的片簧27，沿圓周方向分成多件，分成的每一件片簧27可繞焰炬頭3轉(zhuǎn)動(dòng)，并可沿軸向運(yùn)動(dòng)，并與成形在圓筒件12外周上的突緣部分12b結(jié)合，使它們至少不會(huì)從焰炬頭3上松脫，環(huán)形件26就固定在這些片簧27上。
另一方面，焰炬座2的突緣部分30，和焰炬頭3側(cè)的環(huán)形件26上，分別以凹槽形式成形出定位標(biāo)記31a和31b，它們分別與嚙合槽25的進(jìn)口部分25a和嚙合突起28相對(duì)應(yīng)，以便可從外面觀察。
此外，環(huán)形件26的端面部分上配有一與焰炬座2上的突緣部分30接觸的O形圈32。
環(huán)形件26上突出的嚙合突起28與焰炬座側(cè)的嚙合槽25的接合關(guān)系是在嚙合突起28與嚙合槽25的水平部分25c嚙合階段，焰炬座2和焰炬頭3的結(jié)合面相互貼合，使片簧27向焰炬座2彎曲，借助彈力使嚙合突起28偏壓向嚙合槽25的水平部分25c，與其嚙合在一起。在這一狀態(tài)，焰炬座2和焰炬頭3緊密地結(jié)合在一起。
上述第一種實(shí)施例，焰炬頭3連接在焰炬座2上和從其上卸下的步驟將在下面說(shuō)明。
隨著定位銷(xiāo)18與定位槽17相接合，焰炬頭3的圓柱部分12便與焰炬座2的內(nèi)圓筒部分13接合。與此同時(shí)，環(huán)形件26的嚙合突起與焰炬座2側(cè)的嚙合槽25的進(jìn)口部分25a開(kāi)始接合。在這一狀態(tài)，焰炬頭3側(cè)的流入閥側(cè)突起部分8和回流閥側(cè)突起部分9，分別嵌入流入閥側(cè)凹陷部分14a和回流閥側(cè)凹陷部分15a。它們之間的O形圈8a和9a處于與凹陷部分14a和15a輕微接觸的狀態(tài)。這樣，用小的力便可進(jìn)行嵌入作業(yè)。并且這時(shí)通過(guò)使用定位標(biāo)記31a和31b使環(huán)形件26也定位。
然后，旋轉(zhuǎn)環(huán)形件26(在所示實(shí)施例中角位移為右旋90°)，這樣經(jīng)過(guò)軸向運(yùn)動(dòng)的嚙合突起28又繼續(xù)沿嚙合槽25軸向運(yùn)動(dòng)，以建立二者之間的卡口連接。
這時(shí)，由于傾斜部分25b靠近嚙合槽25進(jìn)口部分25a的那一部分具有較陡的斜度，通過(guò)環(huán)形件26的初始旋轉(zhuǎn)，嚙合突起28連同焰矩頭3一起沿軸向移動(dòng)大的距離。這時(shí)，因?yàn)閮H要求一個(gè)使O形圈8a和9a產(chǎn)生彈性變形的軸向力，盡管斜度較陡，也不需要使用大的旋轉(zhuǎn)力。之后，嚙合突起28與傾斜部分25b中有較緩斜度的部分接合，用小的旋轉(zhuǎn)力便能施加大的軸向力，這樣，焰炬頭3可沿軸向被牢固地壓在焰炬座2上。然后，嚙合突起28與嚙合槽25終端的水平部分25c接合，以完成連接作業(yè)。環(huán)形件26隨后與焰炬頭3側(cè)接合并固定在一起。
環(huán)形件26的旋轉(zhuǎn)角度與所產(chǎn)生的軸向力之間的關(guān)系表示在圖2中。在這一實(shí)施例中，環(huán)形件26的轉(zhuǎn)角設(shè)定為90°。
這時(shí)，由于環(huán)形件26彈性地支撐在片簧27上，焰炬3被片簧27彎曲產(chǎn)生的偏壓力沿連接方向施以恒定的偏壓。此外，在這一連接狀態(tài)，環(huán)形件26的端面部分在壓力下與焰炬座2的突緣部分30接觸，以建立密封。因此，連接部分可以防止粉末灰塵侵入。此外，可用一防塵密封件取代該O形圈，以防止粉末灰塵。
焰炬座2和焰炬頭3連接時(shí)，通過(guò)流入閥側(cè)嚙合突起部分8和流入閥側(cè)凹陷部分14a之間的接合，冷卻水通道的流入側(cè)便被連通，同時(shí)通過(guò)回流閥側(cè)嚙合突起部分9和回流閥側(cè)凹陷部分15a的接合，回流側(cè)也被連通。
然后，隨著在壓力作用下流入通道中的止回閥24打開(kāi)，冷卻水開(kāi)始流動(dòng)，回流側(cè)的水在壓力作用下，又將回流通道中的止回閥21打開(kāi)，以使水流出。
焰炬頭3從焰炬座2上卸下的步驟，與上述步驟相反。
一旦卸開(kāi)，由于冷卻水的供給中斷，冷卻水流入通道內(nèi)的水便被止回閥24密封，同時(shí)回流通道中的水也被止回閥21密封。這樣，冷卻水再也不會(huì)泄漏。這時(shí)，兩止回閥21和24至閥側(cè)凹陷部分14a和15a間殘留的水可能流出，但由于兩止回閥21和24的位置靠近閥側(cè)凹陷部分14a和15a，該水量可以很小，不會(huì)引起嚴(yán)重的問(wèn)題。
在第一種實(shí)施例中，作為卡口連接傾斜軌道的嚙合槽25的斜度是以分段方式變化的。然而如圖3A所示，也可將嚙合槽25成形為以分段圓弧方式傾斜。另一方面，如圖3b所示，嚙合槽25的終端部分設(shè)置成倒斜度。這時(shí)該倒斜度的數(shù)值非常小，倒斜度引起的連接松動(dòng)可由片簧27的彈性變形抵消。另一方面，如圖3c所示，為防止連接松動(dòng)，還可能在嚙合槽25中設(shè)置多個(gè)凹槽部分，使嚙合突起28與凹槽部分接合。
盡管上述第一種實(shí)施例中的卡口連接部分的傾斜軌道采用的是傾斜嚙合槽25，但也可以采用圖4a所示的突出軌道33，而在環(huán)形件26a上設(shè)置的球形(或柱形)嚙合件34，與該突出軌道33的上表面滾動(dòng)接觸，這已在圖4b中示出。
另一方面，如圖5A所示，提供了一種具有V形斷面的嚙合槽25e，使球形嚙合件25與該嚙合槽接合實(shí)現(xiàn)連接，這已在圖5B中示出。
另一方面，上述第一種實(shí)施例中采用的結(jié)構(gòu)是焰炬座2側(cè)的環(huán)形件2a用螺栓2b固定在焰炬座2上，而在焰炬頭3側(cè)，支承連接其上的嚙合突起28的環(huán)形件26，是用沿軸向具有彈性的片簧27支撐的。與此相反，如圖6A所示，焰炬座2側(cè)上的環(huán)形件2a可用片簧36彈性地支撐，而焰炬頭3上的焰炬頭3側(cè)上的環(huán)形件26則采用固定方式。
還可以將對(duì)應(yīng)焰炬座2和焰炬頭3上的兩環(huán)形件2a和26均固定，而將一個(gè)支撐嚙合突起28的軸承座37。用彈簧38、橡膠等之類的彈性件沿軸向兩個(gè)方向?qū)ζ涫┢珘?，以沿軸向可滑動(dòng)的方式固定在焰炬頭3側(cè)的環(huán)形件26上，這已示出在圖6B中。另一方面，如圖6C所示，還可以在嚙合突起28的外周粘結(jié)橡膠之類的彈性件39，借助其彈力沿軸向?qū)谶B接部分施加偏壓力。
另一方面，如圖6D所示，還可在與嚙合突起28接觸的傾斜軌道40的上表面粘結(jié)彈性件41，借助其彈力沿軸向?qū)谶B接部分施偏壓力。另一方面，如圖1所示，通過(guò)將上述彈性件41固定在與嚙合突起28接觸的嚙合槽25內(nèi)表面上，也可獲得類似效果。
此外，關(guān)于焰炬座2和焰炬頭3之間連接部分的密封，如圖7所示，可使焰矩頭3側(cè)的環(huán)形件26的頂部，與焰炬座2側(cè)的環(huán)形件2a的凹槽以液封形式接合，以形成一種不用O形圈的連接部分的密封結(jié)構(gòu)。
另一方面，在第一種實(shí)施例中，焰炬座2和焰炬頭3的各外側(cè)結(jié)構(gòu)件與各內(nèi)側(cè)導(dǎo)體元件，是通過(guò)將它們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成帶一個(gè)絕緣件之類的零件實(shí)現(xiàn)絕緣的，或其替換方案是，在兩側(cè)構(gòu)件間插入一個(gè)絕緣件實(shí)現(xiàn)絕緣。
按照上述第一種實(shí)施例，加工用焰炬1的焰炬座2和焰炬頭3的分體組裝是通過(guò)卡口連接實(shí)現(xiàn)的，這樣兩部分都可方便地以手工方式連接或拆卸。連接時(shí)，彈簧產(chǎn)生的軸向偏壓力便恒定作用在連接部分，因而連接部分可恒定地保持緊密連接狀態(tài)，不會(huì)因受震動(dòng)或沖擊而松動(dòng)。
另一方面，如環(huán)形件26等的連接件，是用彈性件支承的，即使嚙合槽和嚙合突起造成的嚙合部分出現(xiàn)微小尺寸誤差，也可由連接焰炬座2和焰炬頭3的彈性件的彎曲補(bǔ)償。
另一方面，通過(guò)將卡口連接的傾斜軌道，設(shè)置在靠近進(jìn)口部分的那一部分具有較陡的斜度，其余部分具有較緩的斜度，把傾斜軌道的斜度變?yōu)閮杉?jí)或多級(jí)，因而連接的初始階段可產(chǎn)生大跨度的軸向進(jìn)給，引起快速軸向運(yùn)動(dòng)，隨后又產(chǎn)生小跨度的軸向進(jìn)給，從而用小的力便可形成具有大連接力的連接。結(jié)果，使連接完成得既迅速又容易。
此外，由于焰炬座2和焰炬頭3之間，從焰炬座2到焰炬頭3的流入通道、回流通道以及其他未示出的氣體通道的各連接部分的諸元件成形為錐形，以使彼此緊密接合，并在各元件的配合面間設(shè)置O形圈，冷卻水通道和氣體通道在焰炬座2和焰炬頭3之間的連接部分，都不會(huì)出現(xiàn)泄漏。
另一方面，由于焰炬座2中的冷卻水流入和回流通道都設(shè)有止回閥，當(dāng)冷卻水的供給中斷。冷卻水回路中的水被封閉在焰炬座2側(cè)，結(jié)果，進(jìn)行連接部分的拆離或在連接狀態(tài)下焰炬頭側(cè)上更換消耗件作業(yè)時(shí)，可避免水泄漏。
以下結(jié)合圖8至10說(shuō)明本發(fā)明的加工用焰炬的第二種實(shí)施例。
圖8中，101表示一加工用焰炬，其結(jié)構(gòu)適于分體組裝焰炬座102和焰炬頭103。通過(guò)一具有類似第一種實(shí)施例卡口結(jié)構(gòu)的連接裝置104，可將焰炬座102和焰炬頭103連接或拆卸。
也就是說(shuō)，從通過(guò)一片簧127支承在焰炬頭103上的一卡口型環(huán)形件120的內(nèi)表面外伸出兩個(gè)銷(xiāo)子126。在固定在焰炬座102上的環(huán)形件136的外周面上，設(shè)有形成一部分螺旋的傾斜槽125，125。當(dāng)銷(xiāo)子126，126與這些槽125，125接合，且焰炬頭103相對(duì)焰炬座102旋轉(zhuǎn)時(shí)，借助銷(xiāo)子126對(duì)槽125的自持力和片簧127的彎曲，將兩件連接在一起。通過(guò)相反的操作，又可將兩件分開(kāi)。
焰炬頭103的頂端部分，與常規(guī)加工用焰炬的頂端部分結(jié)構(gòu)類似，設(shè)有電極105，噴嘴106，罩蓋107等構(gòu)件。電極105的內(nèi)側(cè)和噴嘴106的外側(cè)分別設(shè)有冷卻水通道108a和108b，使電極105、噴嘴106等構(gòu)件用流過(guò)的冷卻水冷卻。應(yīng)注意的是噴嘴106外側(cè)的各構(gòu)件是用絕緣筒105a與電極105保持電絕緣的。
由連接裝置104將焰炬座102和焰炬頭103進(jìn)行連接的狀態(tài)，是焰炬座102側(cè)的座體109的端面和焰炬頭103側(cè)的頭體110的端面相互接觸的狀態(tài)。
從該焰炬頭體110外伸出一個(gè)水通道連接套筒111，該水通道連接套筒111的軸心部分設(shè)有一頂端敞開(kāi)的流入管112。另一方面，流入管112的外側(cè)，與流入管112共軸地設(shè)有一環(huán)形流出通道114，它與向水通道連接套筒111的外周表面開(kāi)口的通孔113連通。
流入管112的下端與電極105中的環(huán)形冷卻水通道108a開(kāi)通。冷卻水通道108a共軸地設(shè)置在流入管112的外側(cè)，通過(guò)位于噴嘴106外側(cè)的冷卻水通道108b，與焰炬頭體110的流出通道114連通。
水通道連接套筒111的頂端部分外周表面上的通孔113頂端側(cè)，設(shè)有一向上的臺(tái)階部分111a。另一方面，水通道連接套筒111的頂端設(shè)有一沿徑向延伸的流水槽115。
焰炬座102的座體109上設(shè)有一個(gè)孔116，水通道連接套筒111與該孔相接合?？?16的敞開(kāi)部分內(nèi)，裝有一與水通道連接套通111緊密接合的襯套117。此外，在襯套117底側(cè)壁表面上，開(kāi)有一流出孔118。在襯套117的底側(cè)裝有一流出閥119，它能從使其下端與襯套117的端部接觸，以便關(guān)閉流出孔118的某一位置，垂直滑動(dòng)至打開(kāi)流出孔118的另一位置。流出閥119借助彈簧120，沿關(guān)閉流出孔118的方向施以偏壓。上述流出閥119、彈簧120和襯套117形成了流出通道側(cè)上的阻水閥A。
流出閥119的內(nèi)徑小于襯套117的內(nèi)徑，使水通道連接套筒111的臺(tái)階部分111a能與其下端接觸，以便抵靠著彈簧120沿打開(kāi)流出孔118的方向推動(dòng)流出閥119。
流出閥119的內(nèi)側(cè)設(shè)有一向上的錐形閥座面119a，它與可滑動(dòng)地接合在座體109的孔116的最后端的，并借助彈簧122沿關(guān)閉方向施偏壓的流入閥121接觸。上述流入閥121、彈簧122和閥座面119a形成了流入側(cè)阻水閥B。應(yīng)注意的是，流入閥121成形有一個(gè)槽121a，以改善水的流動(dòng)效率。而在座體109內(nèi)連接有一個(gè)與孔116的最后端相通的流入管123。
從臺(tái)階部分111a至水通道連接套筒111頂端的長(zhǎng)度設(shè)定為，在流出閥119被臺(tái)階部分111a推動(dòng)的情況下，該頂端將流入閥121推至高于流出閥119的位置，因而焰炬頭103被連接在焰炬座上時(shí)，兩閥119和121皆被水通道連接套筒111打開(kāi)。
流出閥119和流入閥121用樹(shù)脂、陶瓷等非導(dǎo)體材料制成。彈簧120和122，以及水通道連接套筒111用非導(dǎo)體材料成形是適當(dāng)?shù)?。其替換方案是，也可用導(dǎo)體材料制成各元件，并涂敷一層非導(dǎo)體材料。
焰炬頭103中的電極105內(nèi)的冷卻通道108a和噴嘴106外側(cè)的冷卻通道108b，由焰炬頭103內(nèi)的通道連接。而從電極105內(nèi)的冷卻通通108a開(kāi)始的一條回流通道，和從噴嘴106外側(cè)的冷卻通道108b至阻水閥A的回流通道，則借助阻水環(huán)128，將與流入管112共軸并在其外側(cè)形成的流出通道114隔開(kāi)來(lái)形成。
圖9為圖8所示實(shí)施例位置旋轉(zhuǎn)90°后的剖視圖，其中129表示一加工介質(zhì)氣體通道，130表示一輔助氣體通道。借助連接件129a和130a，兩氣體通道可在座體109側(cè)和頭體110側(cè)分別連接和脫開(kāi)。
下面討論第二實(shí)施例的操作。
圖10示出焰炬頭103從焰炬座102上分離后的情況。這時(shí)，流出通道側(cè)上的阻水閥A的流出閥119在彈簧120施加的偏壓作用下向下運(yùn)動(dòng)，與襯套117接觸，因此，設(shè)置在座體109中的流出孔118被關(guān)閉，將流出通道置于關(guān)閉位置。
另一方面，流入通道側(cè)阻水閥B的流入閥121受彈簧122的偏壓作用，使流入通道側(cè)上的阻水閥A的流入閥119與閥座面119a接觸，這樣，流入通道也處于關(guān)閉位置。
通過(guò)連接焰炬座102和焰炬頭103，形成了圖8和9所示的狀態(tài)。即當(dāng)設(shè)置在焰炬頭103側(cè)上的水通道連接套筒111插入焰炬座102的孔109中時(shí)，流出通道側(cè)上的阻水閥A的流出閥119，由水通道連接套筒111的臺(tái)階部分111a抵靠著彈簧120向上移動(dòng)，打開(kāi)流出孔118，從而將流出通道打開(kāi)。
另一方面，幾乎在同一時(shí)刻，水通道連接套筒111的頂端，與流入通道側(cè)上的流入閥121接觸，抵靠著彈簧122將后者向上推，以打開(kāi)流入通道。
在這一狀態(tài)，焰炬座102和焰炬頭103已由連接裝置104牢固連接。
然后，加工用焰炬座101開(kāi)始工作時(shí)，冷卻水便從焰炬座102通過(guò)兩阻水閥A和B流至焰炬頭103，以冷卻電極5、噴嘴6等溫度升高部分。
另一方面，同時(shí)通過(guò)連接在焰炬座102座體109上端部分的連接子131輸入的驅(qū)動(dòng)電流，從座體109至頭體110流至電極105。
然而，由于設(shè)置在座體109中的阻水閥A和B的流出閥119和流入閥121，皆用非導(dǎo)體材料制成，電流不會(huì)從中流過(guò)。
因此，電流決不會(huì)流過(guò)各個(gè)彈簧120和122，它們分別與閥119和121的相應(yīng)端接觸，以沿關(guān)閉方向?qū)λ鼈兪┢珘骸?br> 因而，決不會(huì)發(fā)生由于引入大電流而使兩彈簧120和122熔化的情況。
在第二實(shí)施例中，所公開(kāi)的流出側(cè)阻水閥A的流出閥119實(shí)施例成形為圓筒形。然而，僅要求流出閥119起到根據(jù)水通道連接套筒111插入和抽出孔116，而能相應(yīng)地打開(kāi)和關(guān)閉設(shè)置在座體109中的流出孔118的作用。因此取代所示的結(jié)構(gòu)可以改用圖11所示的結(jié)構(gòu)，在流出孔118的相對(duì)位置，設(shè)置一個(gè)閘板119′，以打開(kāi)和關(guān)閉流出孔118，而利用水通道連接套筒111的臺(tái)階部分111a，抵靠著設(shè)置在閘板119′內(nèi)側(cè)的一個(gè)突起132和流入閥側(cè)閥座件133間的彈簧134，向上推起該突起132的方式打開(kāi)閘板119′。應(yīng)注意的是，在這種情況下，具有與流入閥121接觸的閥座面119a的閥座件133，被保持固定在座體109上的狀態(tài)。
另一方面，在第二實(shí)施例中，形成冷卻水流入通道的流入管112和設(shè)置在頭體110中的流出通道成形為雙管結(jié)構(gòu)。然而對(duì)于流入通道和流出通道來(lái)說(shuō)，也可采用圖12所示的兩通道a和b平行布置在一條管35中的結(jié)構(gòu)。另一方面，盡管第二實(shí)施例采用冷卻水通道作例子，本發(fā)明也可應(yīng)用于如氣體等流體通道。
如上所述，通過(guò)第二實(shí)施例可以看出，加工用焰炬中，焰炬體由焰炬座102和焰炬頭103構(gòu)成，兩件利用連接裝置進(jìn)行連接和拆卸，用于阻止兩件中流入和流出水流通道連接部分水泄漏的阻水閥，共軸地設(shè)置在一個(gè)部分。因而該實(shí)施例能使連接部分更細(xì)和更緊湊，并顯著減少加工成本。
另一方面，上述加工用焰炬中，大的等離子驅(qū)動(dòng)電流再也不會(huì)流過(guò)阻水閥中采用的彈簧，從而可以防止由于大電流流過(guò)致使彈簧熔化。
盡管本發(fā)明已用所舉實(shí)施例的方式作了說(shuō)明和描述，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和保護(hù)范圍條件下，可作出上述的和各種其它的變化、刪減和附加。因此本發(fā)明不應(yīng)理解為僅限于上述具體實(shí)施例，而是包括由權(quán)利要求所述技術(shù)特征及其等同物限定的范圍內(nèi)可以實(shí)施的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種加工用焰炬，其中焰炬體是用焰炬座和焰炬頭單獨(dú)組裝成的，其特征在于一個(gè)環(huán)形件可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在焰炬座和焰炬頭中之一的外周，另一個(gè)環(huán)形件固定在焰炬座和焰炬頭中的另一件上，一嚙合突起設(shè)置在兩環(huán)形件之一上，而一傾斜軌道設(shè)置在另一環(huán)形件上，使所述嚙合突起與所述傾斜軌道接合，一施偏壓的彈性件用以提高所述傾斜軌道和所述嚙合突起間的接合力，其中焰炬座和焰炬頭間的連接和拆卸，通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述環(huán)形件完成。
2.如權(quán)利要求1所述的加工用焰炬，其中傾斜軌道的斜度靠近進(jìn)口部分較陡，其余部分較緩。
3.如權(quán)利要求1所述的加工用焰炬，其中所述傾斜軌道設(shè)有防止所述嚙合突起回移的回移防止裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的加工用焰炬，其中所述兩環(huán)在傾斜軌道和嚙合突起的接合部分外側(cè)相互接合，且所述接合部分具有密封結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的加工用焰炬，其中介質(zhì)通道的焰炬座側(cè)和焰炬頭側(cè)的連接件成形為錐形構(gòu)形，以便相互緊密接合，并在所述各連接件的配合面間設(shè)有一密封件。
6.如權(quán)利要求1所述的加工用焰炬，其中介質(zhì)通道的焰炬座側(cè)上的通道內(nèi)設(shè)有一止回閥。
7.如權(quán)利要求1所述的加工用焰炬，其中靠近連接部分設(shè)有一止回閥。
8.一種加工用焰炬，其中焰炬體是用焰炬座和焰炬頭單獨(dú)組裝成的，其特征在于多個(gè)介質(zhì)通道設(shè)置在焰炬座和焰炬頭間的一個(gè)連接部分內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的加工用焰炬，其中多個(gè)介質(zhì)通道的各通道內(nèi)設(shè)有一介質(zhì)截止閥，并設(shè)有與拆開(kāi)和組裝所述焰炬座和所述焰炬頭基本上同時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉所述介質(zhì)截止閥的打開(kāi)和關(guān)閉元件。
10.如權(quán)利要求8所述的加工用焰炬，其中所述多個(gè)介質(zhì)通道是共軸設(shè)置的。
11.如權(quán)利要求8所述的加工用焰炬，其中所述多個(gè)介質(zhì)通道是平行設(shè)置的。
12.如權(quán)利要求9所述的加工用焰炬，其中形成所述介質(zhì)截止閥和打開(kāi)和關(guān)閉所述介質(zhì)截止閥的所述打開(kāi)和關(guān)閉元件中的至少一件是非導(dǎo)體。
13.一種加工用焰炬，其中焰炬體是用焰炬座和焰炬頭單獨(dú)組裝成的，其特征在于所述焰炬座和所述焰炬頭間的連接部分可以互換。
全文摘要
一種焰炬,其焰炬體分為焰炬座和焰炬頭。繞焰炬座或焰炬頭中之一的外周可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)有一個(gè)環(huán),另一個(gè)的外周固定有另一個(gè)環(huán)。接合突起設(shè)備在兩環(huán)中的任意一個(gè)上,傾斜軌道設(shè)置在另一個(gè)環(huán)上,并與接合突起嚙合。彈性件用以增大傾斜軌道與接合突起的接合力,通過(guò)旋轉(zhuǎn)可轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán),可將焰炬頭連接在焰炬座上,或從焰炬座上卸下焰炬頭。
文檔編號(hào)H05H1/34GK1175917SQ9619201
公開(kāi)日1998年3月11日 申請(qǐng)日期1996年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月31日
發(fā)明者飯?zhí)锷? 吉光利男, 佐藤等, 山下敏雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小松制作所, 小松產(chǎn)機(jī)株式會(huì)社