加工用焰炬的製作方法
2023-05-30 10:21:26
專利名稱：加工用焰炬的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種加工用焰炬，如等離子焰炬，其中焰炬體可單獨組裝成焰炬座和焰炬頭。
背景技術：
傳統焰炬座和焰炬頭間的連接部分的固定裝置包括(1)螺帽型螺紋連接結構，如公開在經審查的日本專利公開文獻成平3-27309號，和經審查的日本專利公開文獻成平5-5589號中的即為典型的這類結構。
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上設有一齒形突出部分，而在它們中的另一個上設有傾斜的突起，以便通過相對轉動在焰炬頭和焰炬體間形成螺紋型嚙合，這類結構公開在經審查的日本專利公開文獻昭和63-13793號，和未經審查的日本實用新型公開文獻成平3-14076號中。
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，這類結構在經審查的日本實用新型公開文獻昭和5-19186號，和未經審查的日本專利公開文獻成平6-198450號中得到採用。
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間，應考慮可分離裝配型加工用焰炬。當焰炬頭從焰炬座上卸下時，水通道會在連接部分斷開，引起漏水，使結合面變溼。
一旦焰炬頭和焰炬座分開，水泵便停止工作。連接部分可以無水流動，因而可以設想或許不會引起水的洩漏。然而，水是保存在從泵至焰炬的通道中的，一旦分開，殘留的水仍可從連接部分流出，造成漏水。於是當引弧時，可能產生漏電或絕緣故障。
因此，為防止漏水，有必要設置一旦焰炬分開時可以阻水的機構。未經審查的日本專利公開文獻成平6-198450號，和未經審查的日本專利公開文獻昭和62-275580號公開的便是其中一種，儘管存在不同的水通道和氣通道，一旦分開便可關閉通道，而一旦組裝，通道便被凸塊打開。
在上述已有的技術中，儘管文獻(1)中的結構作為一種緊固裝置是可靠的，但其中的螺帽在連接和分開時，必須轉動數圈，需要長的連接和分離周期。為減小螺紋連接的轉角，可以採取通過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力矩也越大。因此，由於更換焰炬頭時相當費力，螺距又不宜太大。另一方面，採用螺帽的情況下，螺紋還容易研傷。這樣，考慮用機器自動更換時，必須採取特殊的措施，以避免研傷螺紋。
另一方面，文獻(2)的結構中是用藉助斜角使爪形突出部分與傾斜突起形成鉤連接，以產生軸向力，而未用螺紋。在這一裝置中，不能實現連接的充分緊密，或者突出部分的軸向相對位置出現誤差時，嚙合易產生鬆動。因此，為可靠地固定，兩突出部分都需調整。此外，由於多個焰炬頭更換時連接在同一焰炬座上，因而必須調整每個焰炬頭突出部的相對位置，這樣更換作業就需很長時間。
此外，上述文獻(2)所述結構的另一問題是，兩突出部分間彼此需形成滑動接觸，如果接觸表面磨損，則兩突出部分的相對位置發生偏離，使產生的軸向偏壓力較小，需要重新調整兩突出部分之間的相對位置。另一方面，螺旋狀突起的斜度又取決於由所要求的軸向移動量和可轉動的角度確定的某一角度。軸向移動量離插入部分處的鄰接O-形圈需要2至5mm。當各突出部分的嚙合部分形成在圓周上兩部分時，轉動角度為180°，從而斜度可以被確定。但是，這樣確定的斜度較大，需要相當大的轉矩才能獲得足夠大的軸向力，難以用人工實現連接和拆卸。
此外文獻(3)一般地說是經常用於馬具之類(horse or the like)連接的一種方法。由於這種連接通過將焰炬頭沿軸向插入焰炬座便可完成，因此其優點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使其後退，從而產生軸向間隙。因而需要一種複雜的結構產生足夠的軸向壓力，使得連接部分尺寸較大。公開在經審查的日本實用新型公開文獻成平5-19186號中的結構，藉助彈簧產生軸向壓下力。但是，因為該壓下力需要在插入後才能形成，因而當彈簧力設定為允許手動加載時，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，焰炬頭由于震動或運動等原因，可能偏離焰炬座，引起焰炬頂部偏移，對切割作用產生不利影響。此外，當O-形圈設置在連接表面時，需要更大的壓下力使密封作用有效。在連接結構需要使充分的等離子流流動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。關於在這一部分設置的O-形圈，從插入開始就需要軸向力，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構，其公開在經審查的日本專利公開文獻成平3-27309號中。O-形圈對密封實際是需要的，這時為形成共軸通道，O-形圈的內徑變大，使O-形圈的總接觸面積也增大，相應地，為壓扁O-形圈建立密封，需要更大的軸向力。
另一方面，關於水通道的連接部分離開時水的洩漏問題，可以採用公開在未審查的日本專利公開文獻成平6-198450號，和未審查的日本專利公開文獻昭和62-275580號中的開啟和關閉閥門來阻止。在這樣的結構中，當泵的運行過程中連接部分被拆開，關閉閥門會在泵和閥門間的管路(連接部分)中建立高壓，因而導致不安全。此外，衝擊負荷會作用在泵上，成為引起故障的原因。另一方面，在未審查的日本專利公開文獻成平-6-198450號中的可分離型焰炬的情況下，當在連接部分處於連接狀態的情況下更換頂端的噴嘴、電極等時，由於閥保持開啟，可能引起水的洩漏。
針對上述技術問題，本發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時，也能防止水洩漏。
另一方面，傳統的可分型焰炬中，當焰炬頭相對焰炬座分開時，連接部分的水通道也被分開，因此，水通道的連接部分設有阻水閥，它能響應焰炬頭的分離，自動關閉水通道，防止水洩漏。
未審查的日本專利公開文獻昭和60-9586號中公開了具體的結構，由流入側和流出側構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，通過焰炬頭的連接和拆卸，相應的阻水閥被打開和關閉。
另一方面，這種可分式焰炬中，流向焰炬頭電極的電流，從焰炬座通過焰炬頭流至電極，這時，即使是設置在水通道中的阻水部分，當這些結構件是導電體時，上述電流也會從中流過。
然而，在未審查的日本專利公開文獻昭和60-9586公開的水通道阻水結構中，需要單獨設置兩個阻水閥，它們各自的結構相同。這有礙連接部分的結構緊湊，並要求大量的加工工序，以至難以降低成本。
另一方面，通過相應的阻水閥相互連通的流入側和流出側通道，分別設置在焰炬頭的底端側，使這部分的加工較麻煩。
另外，當電極電流流過水通道中的阻水閥，特別是當該電流流過沿關閉方向對阻水閥的閥體在閉合方向施偏壓的阻水彈簧時，由於該電流是大電流，而形成阻水彈簧的彈簧絲直徑又小時，阻水彈簧可能被熔化，損害阻水功能。
針對上述問題，本發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，用以阻止水洩漏的阻水閥結構簡化，使連接部分緊湊，明顯降低加工成本，能防止電極電流流過各阻水閥的阻水彈簧，並能防止阻水彈簧熔化。
發明描述為實現上述第一目的，按照本發明的第一方面，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組裝成的，其特徵在於一個環形件可轉動地設置在焰炬座和焰炬頭之一的外周，另一個環形件固定在焰炬座和焰炬頭中的另一件上，一嚙合突起設置在兩環形件之一上，而一傾斜軌道設置在另一環形件上，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，通過旋轉所述環形件完成。
上述結構由於可用卡口式連接結構，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，連接後由於彈簧施加的偏壓力恆定作用在連接部分上，該連接部分總是保持緊密連接狀態，即使受到震動和衝擊，也不會鬆開。
另一方面，環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償，使焰炬座和焰炬頭進行連接。
另一方面，上述結構中，可優選的方案是傾斜軌道的斜度靠近進口部分較陡，其餘部分較緩。這樣，連接的初始階段，很快地產生一個大跨度的軸向運動，然後形成小跨度的軸向運動，因此用小的力便可產生大的連接力。結果連接可完成得既迅速又容易。
另一方面，上述結構中，最好是在傾斜軌道上設置止退裝置，使嚙合突起不會退回。
此外，上述結構中，最好是兩環形件在傾斜軌道和嚙合突起的嚙合部分的外側部分也相互嚙合，且嚙合部分具有密封結構。
此外，上述結構中，具有介質通道的焰炬座側和焰炬頭側的連接件成形為錐體形狀，以使彼此緊密嚙合，而密封件則設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通道形成得沒有任何洩漏。
上述結構中，最好是在介質通道的焰炬座側上的通道內設置一止回閥，這樣只要介質的供給中斷，介質迴路中的介質便被封閉在焰炬座側。結果，一旦連接部分分開，或在連接狀態更換消耗件時，可以避免介質洩漏。
上述結構中，最好將止回閥設置在連接部分附近。
為實現本發明的第二目的，按照本發明的第二方面，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組裝成的，其特徵在於多個介質通道設置在焰炬座和焰炬頭之間的一個連接部分內。
上述結構中，介質的流入和流出通道，例如設置在焰炬座和焰炬頭中的通道，可以用集成方式設置在一個部分，以使連接部分更細和更緊湊。
上述結構中，最好是在多個介質通道的每一通道內設置介質截止閥，並設有在焰炬座和焰炬頭一旦組裝或分開時，便幾乎同時打開或關閉該介質截止閥的開閉元件。
上述結構中，多個介質通道最好是共軸地或平行地設置。
此外，上述結構中，至少形成介質截止閥和打開或關閉該介質截止閥的開閉元件的一件是絕緣體。這樣，產生等離子體的大電流，將不會流過介質截止閥中採用的彈簧，防止可能由於大電流將彈簧熔化。
另一方面，按照本發明的第三方面，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組裝成的，其特徵在於焰炬座和焰炬頭間的連接部分可互換。
附圖的簡要說明從下述結合對本發明的優選實施例附圖的詳細說明，本發明將會得到更充分的理解。然而這些實施例並非是對本發明的限制，而僅是為說明和理解本發明。
附圖中
圖1是本發明的加工用焰炬第一種實施例的分解透視圖；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，第一種實施例中的嚙合槽形狀和產生的軸向力與轉角間的關係；圖3A，3B和3C分別為上述嚙合槽變型的一般性說明；圖4A和4B為斷開的視圖，示出卡口式連接的傾斜軌道的另一實施例，以及所示該傾斜軌道例子與嚙合突起的嚙合狀態；圖5A和5B為斷開的視圖，示出卡口式連接的傾斜軌道的又一實施例，以及所示該傾斜軌道實施例與嚙合突起的嚙合狀態；圖6A為焰炬座側環形件的另一實施例的剖視圖，具有供卡口連接用的傾斜軌道；圖6B為焰炬座側環形件的又一實施例的剖視圖，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施例透視圖；圖6D為傾斜軌道的再一種實施例透視圖；圖7為位於焰炬座側和焰炬頭側兩環形件嚙合部分的一種實施例剖視圖；圖8為一剖視圖，示出本發明的加工用焰炬第二種實施例的焰炬座和焰炬頭的裝配狀態；圖9為一剖視圖，示出第二種實施例旋轉90°後的狀態；圖10為一剖視圖，示出第二種實施例的焰炬座和焰炬頭分開後的主要部分；圖11為一剖視圖，示出阻水閥部分的另一實施例；圖12為具有流入和流出通道的管件的另一種實施例剖視圖。實施發明的最佳方式以下結合各附圖詳細說明本發明的加工用焰炬的優選實施例。
現結合附圖1和2說明本發明的加工用焰炬的第一種實施例。
圖1中，1表示一加工用焰炬，其中焰炬座2和焰炬頭3可以單獨完成裝配。焰炬頭3頂端設置的電極4、噴嘴5、罩蓋6等與通常的加工用焰炬頂端結構類似。電極4內部和噴嘴5外部設有冷卻水通道4a和5a。應注意的是，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突起部分8和一回流閥側突起部分9，它們分別與冷卻水通道4a和5a相通。這兩個突起部分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心部底端設有一頭部側結合面11，它與焰炬座2側電連接。
應注意的是，儘管圖中未示出，分別向電極5頂端部分注入工作介質氣體，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上的相應通道連通。這些氣體通道連接部分的結構與上述冷卻水通道連接部分的結構相同。
焰炬頭3底端，通過一絕緣件12a固定一圓筒件12。通過將焰炬座2內的內圓筒部分13插入該圓筒件12，焰炬頭3和焰炬座2便實現連接。在焰炬座2的內圓筒部分13底面，分別設有一流入閥側凹陷部分14a，和一回流閥側凹陷部分15a，它們成形為倒錐形，以便與焰炬頭3的流入側突起部分8和回流側突起部分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，該內圓筒部分13的底面上設有座側結合面16，它與焰炬頭3的頭側結合面11接觸。
焰炬頭3的圓筒件12的外周表面，和焰炬座2的內圓筒部分13的內周表面中的一個表面上設有一定位槽17，而它們中的另一表面上設有與該定位槽嚙合的定位銷18。通過定位銷與定位槽的接合，實現圓筒件12與內圓筒部分13的接合，這樣完成的連接，便不會產生冷卻水通道和未示的氣體通道的相位差。
焰炬座2的回流側凹陷部分15a的底部上設有一止回閥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內設有一止回閥24，它由球22、彈簧23和閥座24a組成。應注意的是，該止回閥21和24分別設置在凹陷部分14a和15a附近。
在焰炬座2的端部，藉助螺栓2b固定一環形件2a。該環形件2a的外周成形有多個嚙合槽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，藉助具有彈性的片簧27沿平行軸線方向連接一環形件26。該環形件內表面設有與相應嚙合槽25接合的嚙合突起28。應注意的是，該嚙合突起28是通過軸承29以可沿圓周方向轉動的方式支承在環形件26上的。
嚙合槽25的結構設計為，具有一進口部分25a，上述嚙合突起28沿軸向與該進口部分嚙合；具有一傾斜部分25b，上述嚙合突起28在該傾斜部分上滑動接合，在沿形成一部分螺旋的方向運動；還具有一位於終端的水平部分25c。而傾斜部分靠近進口部分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的斜度在兩段範圍內變化。
另一方面，將環形件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轉動，並可沿軸向運動，並與成形在圓筒件12外周上的突緣部分12b結合，使它們至少不會從焰炬頭3上鬆脫，環形件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側的環形件26上，分別以凹槽形式成形出定位標記31a和31b，它們分別與嚙合槽25的進口部分25a和嚙合突起28相對應，以便可從外面觀察。
此外，環形件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。
環形件26上突出的嚙合突起28與焰炬座側的嚙合槽25的接合關係是在嚙合突起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的結合面相互貼合，使片簧27向焰炬座2彎曲，藉助彈力使嚙合突起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，焰炬座2和焰炬頭3緊密地結合在一起。
上述第一種實施例，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明。
隨著定位銷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的內圓筒部分13接合。與此同時，環形件26的嚙合突起與焰炬座2側的嚙合槽25的進口部分25a開始接合。在這一狀態，焰炬頭3側的流入閥側突起部分8和回流閥側突起部分9，分別嵌入流入閥側凹陷部分14a和回流閥側凹陷部分15a。它們之間的O形圈8a和9a處於與凹陷部分14a和15a輕微接觸的狀態。這樣，用小的力便可進行嵌入作業。並且這時通過使用定位標記31a和31b使環形件26也定位。
然後，旋轉環形件26(在所示實施例中角位移為右旋90°)，這樣經過軸向運動的嚙合突起28又繼續沿嚙合槽25軸向運動，以建立二者之間的卡口連接。
這時，由於傾斜部分25b靠近嚙合槽25進口部分25a的那一部分具有較陡的斜度，通過環形件26的初始旋轉，嚙合突起28連同焰矩頭3一起沿軸向移動大的距離。這時，因為僅要求一個使O形圈8a和9a產生彈性變形的軸向力，儘管斜度較陡，也不需要使用大的旋轉力。之後，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。然後，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。環形件26隨後與焰炬頭3側接合併固定在一起。
環形件26的旋轉角度與所產生的軸向力之間的關係表示在圖2中。在這一實施例中，環形件26的轉角設定為90°。
這時，由於環形件26彈性地支撐在片簧27上，焰炬3被片簧27彎曲產生的偏壓力沿連接方向施以恆定的偏壓。此外，在這一連接狀態，環形件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，通過流入閥側嚙合突起部分8和流入閥側凹陷部分14a之間的接合，冷卻水通道的流入側便被連通，同時通過回流閥側嚙合突起部分9和回流閥側凹陷部分15a的接合，回流側也被連通。
然後，隨著在壓力作用下流入通道中的止回閥24打開，冷卻水開始流動，回流側的水在壓力作用下，又將回流通道中的止回閥21打開，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，由於冷卻水的供給中斷，冷卻水流入通道內的水便被止回閥24密封，同時回流通道中的水也被止回閥21密封。這樣，冷卻水再也不會洩漏。這時，兩止回閥21和24至閥側凹陷部分14a和15a間殘留的水可能流出，但由於兩止回閥21和24的位置靠近閥側凹陷部分14a和15a，該水量可以很小，不會引起嚴重的問題。
在第一種實施例中，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的終端部分設置成倒斜度。這時該倒斜度的數值非常小，倒斜度引起的連接鬆動可由片簧27的彈性變形抵消。另一方面，如圖3c所示，為防止連接鬆動，還可能在嚙合槽25中設置多個凹槽部分，使嚙合突起28與凹槽部分接合。
儘管上述第一種實施例中的卡口連接部分的傾斜軌道採用的是傾斜嚙合槽25，但也可以採用圖4a所示的突出軌道33，而在環形件26a上設置的球形(或柱形)嚙合件34，與該突出軌道33的上表面滾動接觸，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與該嚙合槽接合實現連接，這已在圖5B中示出。
另一方面，上述第一種實施例中採用的結構是焰炬座2側的環形件2a用螺栓2b固定在焰炬座2上，而在焰炬頭3側，支承連接其上的嚙合突起28的環形件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側上的環形件2a可用片簧36彈性地支撐，而焰炬頭3上的焰炬頭3側上的環形件26則採用固定方式。
還可以將對應焰炬座2和焰炬頭3上的兩環形件2a和26均固定，而將一個支撐嚙合突起28的軸承座37。用彈簧38、橡膠等之類的彈性件沿軸向兩個方向對其施偏壓，以沿軸向可滑動的方式固定在焰炬頭3側的環形件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的外周粘結橡膠之類的彈性件39，藉助其彈力沿軸向對卡口連接部分施加偏壓力。
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的上表面粘結彈性件41，藉助其彈力沿軸向對卡口連接部分施偏壓力。另一方面，如圖1所示，通過將上述彈性件41固定在與嚙合突起28接觸的嚙合槽25內表面上，也可獲得類似效果。
此外，關於焰炬座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側的環形件26的頂部，與焰炬座2側的環形件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構。
另一方面，在第一種實施例中，焰炬座2和焰炬頭3的各外側結構件與各內側導體元件，是通過將它們的結構設計成帶一個絕緣件之類的零件實現絕緣的，或其替換方案是，在兩側構件間插入一個絕緣件實現絕緣。
按照上述第一種實施例，加工用焰炬1的焰炬座2和焰炬頭3的分體組裝是通過卡口連接實現的，這樣兩部分都可方便地以手工方式連接或拆卸。連接時，彈簧產生的軸向偏壓力便恆定作用在連接部分，因而連接部分可恆定地保持緊密連接狀態，不會因受震動或衝擊而鬆動。
另一方面，如環形件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的彈性件的彎曲補償。
另一方面，通過將卡口連接的傾斜軌道，設置在靠近進口部分的那一部分具有較陡的斜度，其餘部分具有較緩的斜度，把傾斜軌道的斜度變為兩級或多級，因而連接的初始階段可產生大跨度的軸向進給，引起快速軸向運動，隨後又產生小跨度的軸向進給，從而用小的力便可形成具有大連接力的連接。結果，使連接完成得既迅速又容易。
此外，由於焰炬座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，並在各元件的配合面間設置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，都不會出現洩漏。
另一方面，由於焰炬座2中的冷卻水流入和回流通道都設有止回閥，當冷卻水的供給中斷。冷卻水迴路中的水被封閉在焰炬座2側，結果，進行連接部分的拆離或在連接狀態下焰炬頭側上更換消耗件作業時，可避免水洩漏。
以下結合圖8至10說明本發明的加工用焰炬的第二種實施例。
圖8中，101表示一加工用焰炬，其結構適於分體組裝焰炬座102和焰炬頭103。通過一具有類似第一種實施例卡口結構的連接裝置104，可將焰炬座102和焰炬頭103連接或拆卸。
也就是說，從通過一片簧127支承在焰炬頭103上的一卡口型環形件120的內表面外伸出兩個銷子126。在固定在焰炬座102上的環形件136的外周面上，設有形成一部分螺旋的傾斜槽125，125。當銷子126，126與這些槽125，125接合，且焰炬頭103相對焰炬座102旋轉時，藉助銷子126對槽125的自持力和片簧127的彎曲，將兩件連接在一起。通過相反的操作，又可將兩件分開。
焰炬頭103的頂端部分，與常規加工用焰炬的頂端部分結構類似，設有電極105，噴嘴106，罩蓋107等構件。電極105的內側和噴嘴106的外側分別設有冷卻水通道108a和108b，使電極105、噴嘴106等構件用流過的冷卻水冷卻。應注意的是噴嘴106外側的各構件是用絕緣筒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進行連接的狀態，是焰炬座102側的座體109的端面和焰炬頭103側的頭體110的端面相互接觸的狀態。
從該焰炬頭體110外伸出一個水通道連接套筒111，該水通道連接套筒111的軸心部分設有一頂端敞開的流入管112。另一方面，流入管112的外側，與流入管112共軸地設有一環形流出通道114，它與向水通道連接套筒111的外周表面開口的通孔113連通。
流入管112的下端與電極105中的環形冷卻水通道108a開通。冷卻水通道108a共軸地設置在流入管112的外側，通過位於噴嘴106外側的冷卻水通道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，設有一向上的臺階部分111a。另一方面，水通道連接套筒111的頂端設有一沿徑向延伸的流水槽115。
焰炬座102的座體109上設有一個孔116，水通道連接套筒111與該孔相接合。孔116的敞開部分內，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底側壁表面上，開有一流出孔118。在襯套117的底側裝有一流出閥119，它能從使其下端與襯套117的端部接觸，以便關閉流出孔118的某一位置，垂直滑動至打開流出孔118的另一位置。流出閥119藉助彈簧120，沿關閉流出孔118的方向施以偏壓。上述流出閥119、彈簧120和襯套117形成了流出通道側上的阻水閥A。
流出閥119的內徑小於襯套117的內徑，使水通道連接套筒111的臺階部分111a能與其下端接觸，以便抵靠著彈簧120沿打開流出孔118的方向推動流出閥119。
流出閥119的內側設有一向上的錐形閥座面119a，它與可滑動地接合在座體109的孔116的最後端的，並藉助彈簧122沿關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形成了流入側阻水閥B。應注意的是，流入閥121成形有一個槽121a，以改善水的流動效率。而在座體109內連接有一個與孔116的最後端相通的流入管123。
從臺階部分111a至水通道連接套筒111頂端的長度設定為，在流出閥119被臺階部分111a推動的情況下，該頂端將流入閥121推至高於流出閥119的位置，因而焰炬頭103被連接在焰炬座上時，兩閥119和121皆被水通道連接套筒111打開。
流出閥119和流入閥121用樹脂、陶瓷等非導體材料製成。彈簧120和122，以及水通道連接套筒111用非導體材料成形是適當的。其替換方案是，也可用導體材料製成各元件，並塗敷一層非導體材料。
焰炬頭103中的電極105內的冷卻通道108a和噴嘴106外側的冷卻通道108b，由焰炬頭103內的通道連接。而從電極105內的冷卻通通108a開始的一條回流通道，和從噴嘴106外側的冷卻通道108b至阻水閥A的回流通道，則藉助阻水環128，將與流入管112共軸並在其外側形成的流出通道114隔開來形成。
圖9為圖8所示實施例位置旋轉90°後的剖視圖，其中129表示一加工介質氣體通道，130表示一輔助氣體通道。藉助連接件129a和130a，兩氣體通道可在座體109側和頭體110側分別連接和脫開。
下面討論第二實施例的操作。
圖10示出焰炬頭103從焰炬座102上分離後的情況。這時，流出通道側上的阻水閥A的流出閥119在彈簧120施加的偏壓作用下向下運動，與襯套117接觸，因此，設置在座體109中的流出孔118被關閉，將流出通道置於關閉位置。
另一方面，流入通道側阻水閥B的流入閥121受彈簧122的偏壓作用，使流入通道側上的阻水閥A的流入閥119與閥座面119a接觸，這樣，流入通道也處於關閉位置。
通過連接焰炬座102和焰炬頭103，形成了圖8和9所示的狀態。即當設置在焰炬頭103側上的水通道連接套筒111插入焰炬座102的孔109中時，流出通道側上的阻水閥A的流出閥119，由水通道連接套筒111的臺階部分111a抵靠著彈簧120向上移動，打開流出孔118，從而將流出通道打開。
另一方面，幾乎在同一時刻，水通道連接套筒111的頂端，與流入通道側上的流入閥121接觸，抵靠著彈簧122將後者向上推，以打開流入通道。
在這一狀態，焰炬座102和焰炬頭103已由連接裝置104牢固連接。
然後，加工用焰炬座101開始工作時，冷卻水便從焰炬座102通過兩阻水閥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，同時通過連接在焰炬座102座體109上端部分的連接子131輸入的驅動電流，從座體109至頭體110流至電極105。
然而，由於設置在座體109中的阻水閥A和B的流出閥119和流入閥121，皆用非導體材料製成，電流不會從中流過。
因此，電流決不會流過各個彈簧120和122，它們分別與閥119和121的相應端接觸，以沿關閉方向對它們施偏壓。
因而，決不會發生由於引入大電流而使兩彈簧120和122熔化的情況。
在第二實施例中，所公開的流出側阻水閥A的流出閥119實施例成形為圓筒形。然而，僅要求流出閥119起到根據水通道連接套筒111插入和抽出孔116，而能相應地打開和關閉設置在座體109中的流出孔118的作用。因此取代所示的結構可以改用圖11所示的結構，在流出孔118的相對位置，設置一個閘板119′，以打開和關閉流出孔118，而利用水通道連接套筒111的臺階部分111a，抵靠著設置在閘板119′內側的一個突起132和流入閥側閥座件133間的彈簧134，向上推起該突起132的方式打開閘板119′。應注意的是，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。
另一方面，在第二實施例中，形成冷卻水流入通道的流入管112和設置在頭體110中的流出通道成形為雙管結構。然而對於流入通道和流出通道來說，也可採用圖12所示的兩通道a和b平行布置在一條管35中的結構。另一方面，儘管第二實施例採用冷卻水通道作例子，本發明也可應用於如氣體等流體通道。
如上所述，通過第二實施例可以看出，加工用焰炬中，焰炬體由焰炬座102和焰炬頭103構成，兩件利用連接裝置進行連接和拆卸，用於阻止兩件中流入和流出水流通道連接部分水洩漏的阻水閥，共軸地設置在一個部分。因而該實施例能使連接部分更細和更緊湊，並顯著減少加工成本。
另一方面，上述加工用焰炬中，大的等離子驅動電流再也不會流過阻水閥中採用的彈簧，從而可以防止由於大電流流過致使彈簧熔化。
儘管本發明已用所舉實施例的方式作了說明和描述，所屬領域的普通技術人員可以理解，在不脫離本發明的構思和保護範圍條件下，可作出上述的和各種其它的變化、刪減和附加。因此本發明不應理解為僅限於上述具體實施例，而是包括由權利要求所述技術特徵及其等同物限定的範圍內可以實施的所有實施例。
權利要求
1.一種加工用焰炬，其中焰炬體是用焰炬座和焰炬頭單獨組裝成的，其特徵在於一個環形件可轉動地設置在焰炬座和焰炬頭中之一的外周，另一個環形件固定在焰炬座和焰炬頭中的另一件上，一嚙合突起設置在兩環形件之一上，而一傾斜軌道設置在另一環形件上，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，通過旋轉所述環形件完成。
2.如權利要求1所述的加工用焰炬，其中傾斜軌道的斜度靠近進口部分較陡，其餘部分較緩。
3.如權利要求1所述的加工用焰炬，其中所述傾斜軌道設有防止所述嚙合突起回移的回移防止裝置。
4.如權利要求1所述的加工用焰炬，其中所述兩環在傾斜軌道和嚙合突起的接合部分外側相互接合，且所述接合部分具有密封結構。
5.如權利要求1所述的加工用焰炬，其中介質通道的焰炬座側和焰炬頭側的連接件成形為錐形構形，以便相互緊密接合，並在所述各連接件的配合面間設有一密封件。
6.如權利要求1所述的加工用焰炬，其中介質通道的焰炬座側上的通道內設有一止回閥。
7.如權利要求1所述的加工用焰炬，其中靠近連接部分設有一止回閥。
8.一種加工用焰炬，其中焰炬體是用焰炬座和焰炬頭單獨組裝成的，其特徵在於多個介質通道設置在焰炬座和焰炬頭間的一個連接部分內。
9.如權利要求8所述的加工用焰炬，其中多個介質通道的各通道內設有一介質截止閥，並設有與拆開和組裝所述焰炬座和所述焰炬頭基本上同時打開和關閉所述介質截止閥的打開和關閉元件。
10.如權利要求8所述的加工用焰炬，其中所述多個介質通道是共軸設置的。
11.如權利要求8所述的加工用焰炬，其中所述多個介質通道是平行設置的。
12.如權利要求9所述的加工用焰炬，其中形成所述介質截止閥和打開和關閉所述介質截止閥的所述打開和關閉元件中的至少一件是非導體。
13.一種加工用焰炬，其中焰炬體是用焰炬座和焰炬頭單獨組裝成的，其特徵在於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動地設有一個環,另一個的外周固定有另一個環。接合突起設備在兩環中的任意一個上,傾斜軌道設置在另一個環上,並與接合突起嚙合。彈性件用以增大傾斜軌道與接合突起的接合力,通過旋轉可轉動的環,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H05H1/34GK1175917SQ9619201
公開日1998年3月11日 申請日期1996年1月29日 優先權日1995年1月31日
發明者飯田升, 吉光利男, 佐藤等, 山下敏雄 申請人:株式會社小松製作所, 小松產機株式會社