1.一种空气冷却式等离子切割炬,所述炬包括:
具有铪插入物的电极(305),等离子射流源自该铪插入物,用于切割工件;
具有圆柱形部(313b)和位于所述圆柱形部下游的截头圆锥部的喷嘴(313),所述截头圆锥部直接过渡到远端表面并且所述截头圆锥部具有喉部(313d),在切割过程中,所述等离子射流穿过该喉部,其中,所述圆柱形部形成空腔(313i),所述电极的至少一部分定位在该空腔中,并且所述电极与所述圆柱形部之间形成空隙,并且其中,所述截头圆锥部具有成角度外表面,该成角度外表面相对于所述喷嘴的中心线成30度到60度范围内的角,并且其中,所述喉部将所述空腔与所述远端表面联接;以及
具有圆柱形部(315b)和截头圆锥部的防护帽(315),该截头圆锥部具有末端表面(315d),其中,所述防护帽截头圆锥部具有穿过所述末端表面的孔(315e),在切割过程中,所述等离子射流穿过该孔,并且所述截头圆锥部直接过渡到所述末端表面,其中,所述防护帽圆柱形部(315b)形成空腔,所述喷嘴圆柱形部(313b)的至少一部分插入该空腔,并且所述喷嘴与所述防护帽之间形成空隙(G),其中,所述防护帽截头圆锥部具有内部成角度表面,该内部成角度表面相对于所述防护帽的中心线成大于所述喷嘴的所述成角度外表面的所述角的角,使得所述内部成角度表面与所述成角度外表面之间的空隙(G)朝下游方向减小。
2.如权利要求1所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,所述角在40度到50度范围内。
3.如权利要求1或2所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,所述喉部(313d)具有从所述喉部的入口到所述喉部的出口的长度,并且其中,所述长度与所述喉部的直径之比在3到4.5范围内,或优选地在3到4范围内,其中,所述直径是所述喉部的最小直径。
4.如权利要求1至3中任一项所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,沿着所述喉部的长度的最大电压降为20伏,或者优选地在5伏到15伏范围内,或者甚至更优选地小于5伏,而不论所述空气冷却式等离子切割炬的操作电流如何,其中,所述长度是从所述喉部的入口到所述喉部的出口的长度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,所述电流操作范围为40安培到100安培。
6.如权利要求1至5中任一项所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,所述喉部具有第一直径的入口和第二直径的出口,并且所述第一直径与所述第二直径之间的比在1.5到4范围内。
7.如权利要求1至6中任一项所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,所述孔具有的直径在所述喉部的最小直径的1.25倍到4.1倍范围内、或优选地在1.75倍到2.5倍范围内。
8.如权利要求1至7中任一项所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,所述孔具有的直径大于所述喉部在所述喉部的出口处的直径。
9.如权利要求1至8中任一项所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,所述内部成角度表面具有在35度到70度范围内、或优选地在45度到60度范围内的角。
10.如权利要求1至9中任一项所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,所述内部成角度表面与所述外部成角度表面之间的所述空隙的最大距离在0.03英寸到0.05英寸范围内。
11.如权利要求1至10中任一项所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,所述内部成角度表面与所述外部成角度表面之间的所述空隙的宽度从所述空隙的最宽部到所述空隙的最窄部减小30%到60%。
12.如权利要求1至11中任一项所述的空气冷却式等离子切割炬,其中,在所述空气冷却式等离子切割炬在100安培下持续使用过程中,所述喷嘴具有没有延伸到所述喷嘴的所述圆柱形部的热的热区,其中,在该热区内,该喷嘴的平均温度为350度。
13.一种空气冷却式等离子切割炬,所述炬包括:
具有铪插入物的电极(305),等离子射流源自该铪插入物,用于切割工件;
具有圆柱形部(313b)和位于所述圆柱形部下游的截头圆锥部的喷嘴(313),所述截头圆锥部直接过渡到远端表面并且所述截头圆锥部具有喉部(313d),在切割过程中,所述等离子射流穿过该喉部,其中,所述圆柱形部形成空腔(313i),所述电极的至少一部分定位在该空腔中,并且所述电极与所述圆柱形部之间形成空隙,并且其中,所述截头圆锥部具有成角度外表面,该成角度外表面相对于所述喷嘴的中心线成30度到60度范围内的角,并且其中,所述喉部将所述空腔与所述远端表面联接;以及
具有圆柱形部(315b)和截头圆锥部的防护帽(315),该截头圆锥部具有末端表面(315d),其中,所述防护帽截头圆锥部具有穿过所述末端表面的孔(315e),在切割过程中,所述等离子射流穿过该孔,并且所述截头圆锥部直接过渡到所述末端表面,其中,所述防护帽圆柱形部(315b)形成空腔,所述喷嘴圆柱形部(313b)的至少一部分插入该空腔,并且所述喷嘴与所述防护帽之间形成空隙(G),其中,所述防护帽截头圆锥部具有内部成角度表面,该内部成角度表面相对于所述防护帽的中心线成大于所述喷嘴的所述成角度外表面的所述角的角,使得所述内部成角度表面与所述成角度外表面之间的空隙(G)朝下游方向减小,
其中,所述喉部具有从所述喉部的入口到所述喉部的出口的长度,并且其中,所述长度与所述喉部的直径之比在3到4.5范围内,其中,所述直径是所述喉部的最小直径,
其中,所述孔具有的直径在所述喉部的最小直径的1.25倍到4.1倍范围内,
其中,所述内部成角度表面具有在35度到70度范围内的角,并且
其中,所述内部成角度表面与所述外部成角度表面之间的所述空隙的最大距离在0.03英到0.05英寸范围内。
14.一种空气冷却式等离子切割炬,所述炬包括:
具有铪插入物的电极(305),等离子射流源自该铪插入物,用于切割工件;
具有圆柱形部(313b)和位于所述圆柱形部下游的截头圆锥部的喷嘴(313),所述截头圆锥部直接过渡到远端表面并且所述截头圆锥部具有喉部(313d),在切割过程中,所述等离子射流穿过该喉部,其中,所述圆柱形部形成空腔(313i),所述电极的至少一部分定位在该空腔中,并且所述电极与所述圆柱形部之间形成空隙,并且其中,所述截头圆锥部具有成角度外表面,该成角度外表面相对于所述喷嘴的中心线成30度到60度范围内的角,并且其中,所述喉部将所述空腔与所述远端表面联接;以及
具有圆柱形部(315b)和截头圆锥部的防护帽(315),该截头圆锥部具有末端表面(315d),其中,所述防护帽截头圆锥部具有穿过所述末端表面的孔(315e),在切割过程中,所述等离子射流穿过该孔,并且所述截头圆锥部直接过渡到所述末端表面,其中,所述防护帽圆柱形部(315b)形成空腔,所述喷嘴圆柱形部(313b)的至少一部分插入该空腔,并且所述喷嘴与所述防护帽之间形成空隙(G),其中,所述防护帽截头圆锥部具有内部成角度表面,该内部成角度表面相对于所述防护帽的中心线成大于所述喷嘴的所述成角度外表面的所述角的角,使得所述内部成角度表面与所述成角度外表面之间的空隙(G)朝下游方向减小,
其中,所述喉部具有从所述喉部的入口到所述喉部的出口的长度,并且其中,所述长度与所述喉部的直径之比在3到4.5范围内,其中,所述直径是所述喉部的最小直径,
其中,所述孔具有的直径在所述喉部的最小直径的1.25倍到4.1倍范围内,
其中,所述内部成角度表面具有在35度到70度范围内的角,
其中,所述内部成角度表面与所述外部成角度表面之间的所述空隙的最大距离在0.03英寸到0.05英寸范围内,
其中,所述内部成角度表面与所述外部成角度表面之间的所述空隙的宽度从所述空隙的最宽部到所述空隙的最窄部减小30%到60%,并且
其中,在所述空气冷却式等离子切割炬在100安培下持续使用过程中,所述喷嘴具有没有延伸到所述喷嘴的所述圆柱形部的热的热区,其中,在该热区内,该喷嘴的平均温度为350度。