【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于气冷的和液冷的等离子燃烧器的电极、由电极和冷却管构成的布置系统、气体导向装置、等离子燃烧器、用于等离子燃烧器中的气体导向的方法以及用于运行等离子燃烧器的方法该专利技术涉及一种用于特别是气冷的等离子燃烧器的电极；一种用于气冷的或者液冷的等离子燃烧器的电极；一种由用于特别是气冷的等离子燃烧器的电极和冷却管构成的布置系统；一种一件式或多件式的管状或环状的气体导向装置；一种等离子燃烧器，特别是等离子切割燃烧器；和一种用于气冷的等离子燃烧器中，特别是等离子切割燃烧器中的气体导向的方法；以及一种用于运行等离子燃烧器，特别是等离子切割燃烧器的方法。液冷的等离子燃烧器可以特别地指的是水冷的等离子燃烧器。在等离子切割过程中，首先在阴极(电极)和阳极(喷嘴)之间点燃电弧(导引电弧)，然后将其直接转移到工件上，以便进行切割。前述电弧形成等离子体，该等离子体是高温加热的导电气体(等离子气体)，其由正离子和负离子、电子以及激发的和中性的原子和分子组成。诸如氩气、氢气、氮气、氧气或者空气等气体被用作等离子气体。这些气体被电弧的能量离子化和离解...
【技术保护点】
1.一种用于特别是气冷的等离子燃烧器(10)的，特别是等离子切割燃烧器的电极(30)，其中所述电极包括：/n-长形的电极主体(30b)，所述电极主体包括共同限定纵向轴线L的开放端(34)和封闭端(33)，和/n-位于所述封闭端(33)中的发射插入件(31)，其中所述电极主体(30b)中的空腔(32；32a、32b)从所述电极主体的开放端(34)开始，朝向所述封闭端(33)的方向延伸，并且所述空腔通过其壁(30a)中的或者所述封闭端33的前部实心部段中的至少一个开口(32c、32d)，与所述电极主体的相关于所述纵向轴线径向的外侧37流体连通。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于特别是气冷的等离子燃烧器(10)的，特别是等离子切割燃烧器的电极(30)，其中所述电极包括：
-长形的电极主体(30b)，所述电极主体包括共同限定纵向轴线L的开放端(34)和封闭端(33)，和
-位于所述封闭端(33)中的发射插入件(31)，其中所述电极主体(30b)中的空腔(32；32a、32b)从所述电极主体的开放端(34)开始，朝向所述封闭端(33)的方向延伸，并且所述空腔通过其壁(30a)中的或者所述封闭端33的前部实心部段中的至少一个开口(32c、32d)，与所述电极主体的相关于所述纵向轴线径向的外侧37流体连通。
2.根据权利要求1所述的电极(30)，其中所述空腔(32；32a、32b)从所述开放端(34)向所述封闭端(33)延伸的距离超过所述电极主体(30b)的长度的一半，更优选地超过其三分之二，进一步更优选地超过其六分之五。
3.根据权利要求2所述的电极(30)，其中从所述封闭端(33)看过去，所述开口或者多个所述开口(32c、32d……)中的至少一个位于至多所述电极主体(30b)的长度的一半的距离处，更优选地位于至多其三分之一的距离处，进一步更优选地位于至多其六分之一的距离处。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电极(30)，其中所述开口或者多个所述开口(32c、32d)中的至少一个完全地或者部分地相对于纵向轴线L径向地延伸，和/或以移位了a；b的状态，相对于纵向轴线L的径向延伸，和/或以45°至90°的范围内的角(α)，相对于纵向轴线L，朝向所述开放端(34)延伸，和/或以45°至90°的范围内的角β，相对于纵向轴线L，朝向所述封闭端(33)延伸，和/或以角ε≠0，相对于纵向轴线L的径向延伸。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电极(30)，其中所述空腔(32；32a；32b)是圆柱形的，或者具有至少一个圆柱形部段(32a；32b)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电极(30)，其中所述空腔包括具有第一直径D32a的第一圆柱形部段(32a)和具有第二直径D32b的第二圆柱形部段(32b)，其中所述第一圆柱形部段(32a)比所述第二圆柱形部段(32b)更靠近所述封闭端(33)，并且所述第一直径D32a小于所述第二直径D32b。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电极，其中所述空腔(32)在相对于纵向轴线(L)的径向方向上的横截面积A32或者所述空腔(32a、32b)在相对于纵向轴线L的径向方向上的最大横截面积A32b比所述开口(32c；32d)的横截面积A32c；A32d或者比多个所述开口(32c、32d)的横截面积A32c、A32d之和大，优选地是其两倍以上，进一步更优选地是其四倍以上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电极(30)，其中所述空腔(32a)在相对于纵向轴线L的径向方向上的最小横截面积A32a比所述开口(32c；32d)的横截面积A32c；A32d或者比多个所述开口(32c、32d)的横截面积A32c、A32d之和大，优选地是其两倍以上，进一步更优选地是其四倍以上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电极(30)，其中所述电极主体(30b)在所述开放端(34)处，在其外表面(37)上具有外螺纹(34a)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电极(30)，其中从所述封闭端(33)开始，所述电极主体(30b)的相对于纵向轴线L径向的外表面(37)包括基本上圆柱形的第一部段(37a)和优选地直接与其相连的第二部段(37b)，其中在沿着所述纵向轴线L的每个长度单元上，所述第二部段(37)的表面都比所述第一部段(37a)的表面更大。
11.根据权利要求10所述的电极(30)，其中所述第二部段(37b)具有螺纹或者至少一个螺旋状的凹槽(37e)。
12.根据权利要求10或11所述的电极(30)，其中所述电极主体(30b)的相对于纵向轴线L径向的外表面(37)包括具有最大直径D37c的第三部段(37c)，在所述第二部段(37b)上朝向所述开放端(34)的方向连接所述第三部段，优选地直接连接至所述第二部段，其中所述最大直径D37c大于所述电极主体(30b)的外表面(37)的第一部段37a和第二部段37b的最大直径。
13.根据权利要求11或12所述的电极(30)，其中所述第三部段(37c)是所述开放端(34)的一部分。
14.根据权利要求5或13所述的电极(30)，其中所述第三部段(37c)具有外螺纹(34a)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的电极(30)，其中在所述最大直径D37c的范围内，所述电极主体(30b)在其外表面(37)上具有环形的凹槽(39g)和位于所述凹槽(39g)中的圆环(39h)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的电极(30)，其中凸起(32e)在所述空腔(32)的底面上在朝向所述开放端(34)的方向上延伸，所述凸起优选地是柱状的，所述凸起优选地居中地在朝向所述开放端(34)的方向上延伸。
17.一种用于气冷的或者液冷的等离子燃烧器(10)的，特别是等离子切割燃烧器的电极(30)，其中所述电极包括：
-长形的电极主体(30b)，所述电极主体包括共同限定纵向轴线L的开放端(34)和封闭端(33)，和
-位于所述封闭端(33)中的发射插入件(31)，其中所述电极主体(30b)中的空腔(32；32a、32b)从所述电极主体(33b)的开放端(34)开始，朝向所述封闭端(33)的方向延伸，并且其中至少一个凹进部分(33a)、隆起部分(33b)和凹进部分(33c)以直接次序位于所述电极主体(20)的纵向延伸部的约前部三分之一中的外表面(37)上。
18.根据前述权利要求中任一项所述的电极，其中至少一个凹进部分(33a)、隆起部分(33b)和凹进部分(33c)的所述直接次序被布置在所述开口(32c和/或32d)与所述封闭端(33)的端面(33d)之间的外表面(37)上。
19.一种布置系统，所述布置系统由根据前述权利要求中任一项所述的用于特别是气冷的等离子燃烧器(10)的，特别是等离子切割燃烧器的电极(30)和冷却管(90)构成，其中所述冷却管包括长形的冷却管主体(94)，所述冷却管主体具有布置在所述电极(30)的开放端(34)中的前端(95)和后端(96)并且具有延伸穿过其中的冷却剂通道(98)，其中所述冷却管(90)的前端(95)越过所述电极主体(30b)中的空腔(30)的壁(30a)中的一个开口(32c、32d)或者说多个开口(32c、32d)，伸入所述电极(30)中。
20.一种布置系统，所述布置系统由根据权利要求6至18中任一项所述的用于特别是气冷的等离子燃烧器(10)的，特别是等离子切割燃烧器的电极(30)和冷却管(90)构成，其中所述冷却管包括长形的冷却管主体(94)，所述冷却管主体具有布置在所述电极(30)的开放端(34)中的前端(95)和后端(96)并且具有延伸穿过其中的冷却剂通道(98)，其中所述冷却管(90)的前端(95)伸入至所述电极(30)中，直至所述空腔(32)的第一圆柱形部段(32a)与第二圆柱形部段(32b)之间的过渡段。
21.根据权利要求19或20所述的布置系统，其中所述冷却剂通道(98)的最大横截面积A91比所述开口32c、32d的横截面积A32c；A32d或者比多个所述开口32c、32d的横截面积A32c、A32d的总和大，优选地是其两倍以上，进一步更优选地是其四倍以上。
22.一种用于气冷的等离子燃烧器(10)的，特别是等离子切割燃烧器的、一件式或多件式的管状或环状的气体导向装置(70、80；88)，其中所述气体导向装置包括：
-具有纵向轴线L1的、一件式或多件式的管状或环状的气体导向装置主体(70b、80f、88a)，其中至少一个以±20°的范围内的角δ，优选地以±15°的范围内的角δ，倾斜于所述纵向轴线L1的开口(84)以及至少一个相对于所述纵向轴线L1径向地延伸的或者在径向平面内，以±45°的范围内的角γ，优选地以±30°的范围内的角γ，倾斜于所述纵向轴线L1的径向的开口(85)位于所述气体导向装置主体(70b、80f、88a)的壁(70c、80g、88b)中。
23.根据权利要求21所述的气体导向装置(70、80；88)，其中所述气体导向装置是电气隔离的。
24.一种等离子燃烧器(10)，特别是等离子切割燃烧器，包括根据权利要求1至18中任一项所述的电极(30)。
25.一种等离子燃烧器(10)，特别是等离子切割燃烧器，包括根据权利要求19至21中任一项所述的布置系统。
26.一种特别地根据权利要求24或25所述的等离子燃烧器(10)，特别是等离子切割燃烧器，包括根据权利要求22或23所述的气体导向装置(70、80、88)。
27.根据权利要求26所述的等离子燃烧器(10)，其中所述气体导向装置是电气隔离的，并且被布置为，使得所述气体导向装置在轴向方向上，将属于所述等离子燃烧器(10)的喷嘴(50)和属于所述等离子燃烧器(10)的电极(30)彼此隔开并且使其彼此电气隔离。
28.根据权利要求26或27所述的等离子燃烧器(10)，其中所述电极(30)被布置在所述气体导向装置(70、80、88)中，使得在所述电极(30)与所述气体导向装置(70、80、88)之间，通过纵向方向上的分区，得到环状间隙(73a)。
29.根据权利要求28所述的等离子燃烧器(10)，其中所述环状间隙(73a)与所述气体导向装置(70、80；88)的外侧和/或所述电极(30)的内侧和/或至少一个所述开口(84)处于流体连通，优选地直接的流体连通，其中所述开口以±20°的范围内的角δ，优选±15°的范围内的角δ倾斜于所述纵向轴线L1。
30.根据权利要求29所述的等离子燃烧器(10)，其中所述环状间隙(73a)也与所述等离子燃烧器主体(20)的外侧流体连通。
31.根据权利要求29或30所述的等离子燃烧器(10)，其中至少一个所述开口(84)通过所述喷嘴(50)的内侧和/或外侧，与喷嘴孔(51)流体连通，其中所述开口以±20°的范围内的角δ，优选±15°的范围内的角δ倾斜于所述纵向轴线L1。
32.根据权利要求24至27中任一项所述的等离子燃烧器(10)，其中所述等离子燃烧器包括用于进气装置的开口(21)。
33.根据权利要求31所述的等离子燃烧器(10)，其中所述等离子燃烧器包括连接在用于进气装置的所述开口(21)下游的气体分配器。
34.根据权利要求24至33中任一项所述的等离子燃烧器(10)，其中所述等离子燃烧器包括喷嘴保护盖(60)。
35.根据权利要求24至34中任一项所述的等离子燃烧器(10)，其中所述等离子燃烧器是气冷的等离子燃烧器。
36.根据权利要求24至34中任一项所述的等离子燃烧器(10)，其中所述等离子燃烧器是液冷的等离子燃烧器。
37.一种用于特别地根据权利要求24至36中任一项所述的气冷的等离子燃烧器(10)中的气体导向的方法，其中所述等离子燃烧器包括等离子燃烧器主体(20)，所述等离子燃烧器主体包括具有开放端(34)和封闭端(33)的电极(30)，其中空腔(32；32a、32b)从所述开放端(34)，朝向所述封闭端(33)的方向延伸，并且在轴向方向上，以一定的间距，借助于喷嘴座(55)保持喷嘴(50)，其中所述喷嘴(50)包括中心开口，所述开口具有所述电极(30)伸入其中的上游输入端和包括喷嘴孔(51)的排放端，并且所述喷嘴由喷嘴盖(100)和/或喷嘴保护盖(60)环绕，其中所述等离子燃烧器主体包括用于进气装置的开口(21)，所述开口与冷却管(90)流体连通，而所述冷却管伸入所述电极(30)的开放端(34)，其中所述方法包括：
-将总气流(200)引导穿过进气装置的所述开口(21)，
-朝向所述电极(30)的封闭端(33)的方向，引导所述总气流(200)，使其穿过所述冷却管(90)，进入所述电极(30)中，
-仅通过经由所述电极(30)的开放端(34)与环状间隙(73a)流体连通的所述等离子燃烧器主体(20)中的气体通道(22)，或者还额外地通过所述电极(30)的壁(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔克·克里克，弗兰克·劳里斯星，拉尔夫彼得·赖因克，
申请(专利权)人：卡尔伯格基金会，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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