ITBO20080779A1 - HIGH-PERFORMANCE PLASMA TORCH. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION entitled:
TORCIA AL PLASMA AD ELEVATE PRESTAZIONI HIGH PERFORMANCE PLASMA TORCH
La presente invenzione à ̈ relativa ad una torcia per il taglio al plasma. The present invention relates to a plasma cutting torch.
Come noto, le torce per il taglio al plasma comprendono: - un corpo torcia avente sviluppo prevalentemente longitudinale ed alloggiante un elettrodo cilindrico montato centralmente sul corpo torcia; l'elettrodo à ̈ collegato, mediante un conduttore, al polo negativo del generatore di corrente (catodo); As known, plasma cutting torches comprise: - a torch body having a prevalently longitudinal development and housing a cylindrical electrode mounted centrally on the torch body; the electrode is connected, by means of a conductor, to the negative pole of the current generator (cathode);
- un ugello montato su un’estremità del corpo torcia e circondante la parte terminale dell'elettrodo; l'ugello à ̈ isolato elettricamente dall'elettrodo ed à ̈ collegabile, mediante un secondo conduttore, al polo positivo del generatore di corrente (anodo); - a nozzle mounted on one end of the torch body and surrounding the terminal part of the electrode; the nozzle is electrically isolated from the electrode and can be connected, by means of a second conductor, to the positive pole of the current generator (anode);
- un porta ugello associato direttamente al corpo torcia e la cui parete interna risulta contraffacciata alla parete esterna dell'ugello per poter definire, unitamente a quest'ultima parete esterna, una camera di refrigerazione in cui passa un fluido di raffreddamento; - un'unità di copertura inferiore dell'ugello e del porta ugello, atta a separare le parti interne della torcia dall'esterno e quindi da possibili contatti, ad esempio, con spruzzi di materiale fuso (in particolare durante la fase di sfondamento del metallo, anche nota con il nome di "piercing"). - a nozzle holder associated directly with the torch body and whose internal wall faces the external wall of the nozzle in order to define, together with this last external wall, a refrigeration chamber in which a cooling fluid passes; - a lower cover unit for the nozzle and nozzle holder, designed to separate the internal parts of the torch from the outside and therefore from possible contacts, for example, with splashes of molten material (in particular during the metal breakthrough phase , also known as "piercing").
L'unità di copertura definisce, insieme con il citato porta ugello, un canale di alimentazione per il flusso di fluido o gas secondario. The cover unit defines, together with the aforementioned nozzle holder, a supply channel for the flow of fluid or secondary gas.
II citato ugello e l'elemento di protezione permettono la fuoriuscita della scarica di plasma attraverso relativi fori coassiali in corrispondenza della loro porzione prossimale. The aforementioned nozzle and the protection element allow the plasma discharge to escape through relative coaxial holes in correspondence with their proximal portion.
La sopra citata unità di copertura à ̈, generalmente, suddivisa in due distinte parti tra loro assemblate in fase di montaggio sulla torcia: The aforementioned cover unit is generally divided into two distinct parts assembled together during assembly on the torch:
- la prima parte à ̈ composta da un corpo di supporto, a prevalente sviluppo cilindrico, avvitabile, in prossimità della sua estremità distale, al corpo torcia ed ivi opportunamente isolato elettricamente; - the first part consists of a support body, with a prevalently cylindrical development, which can be screwed to the torch body near its distal end and is suitably electrically insulated there;
la seconda parte, il vero e proprio elemento di copertura, à ̈ composta da un secondo corpo conformato a coppa ed accoppiabile sull'estremità prossimale del corpo di supporto, in modo da definire una copertura totale della zona prossimale della torcia. the second part, the actual covering element, is composed of a second cup-shaped body which can be coupled to the proximal end of the support body, so as to define a total coverage of the proximal area of the torch.
Questo secondo corpo à ̈ provvisto del citato foro centrale di passaggio dell'arco plasma e di una zona circolare interna sagomata al fine di alloggiare un anello o diffusore di gas secondario interposto tra lo stesso secondo corpo e la superficie esterna del supporto ugello. This second body is provided with the aforementioned central hole for the passage of the plasma arc and with an internal circular area shaped in order to house a secondary gas ring or diffuser interposed between the second body and the external surface of the nozzle support.
Questo anello à ̈ provvisto, inoltre, di una pluralità di aperture, opportunamente realizzate secondo uno schema ampiamente noto, atte a permettere il passaggio del citato gas secondario verso il canale di passaggio del plasma. This ring is also provided with a plurality of openings, suitably made according to a widely known scheme, suitable for allowing the passage of the aforementioned secondary gas towards the plasma passage channel.
Il flusso di questo gas secondario viene utilizzato per evitare l'ingresso di metallo fuso nei fori, per permettere il miglioramento della direzionalità dell'arco plasma generato e per proteggere l'arco stesso dall'atmosfera. The flow of this secondary gas is used to prevent molten metal from entering the holes, to improve the directionality of the generated plasma arc and to protect the arc itself from the atmosphere.
Nelle torce in cui i componenti consumabili raggiungono alti valori di temperatura (ad esempio in quelle operanti a correnti elevate), si à ̈ osservato che l'unità di copertura, ed in particolare il secondo corpo a coppa sono sottoposti ad un'usura molto rapida e a danneggiamenti consistenti, sia per le citate elevate temperature a cui à ̈ sottoposto il secondo corpo, che per la possibile adesione alla superficie del secondo corpo stesso di materiale fuso proveniente dal pezzo in lavorazione, in particolare durante la fase di sfondamento del pezzo stesso. In the torches in which the consumable components reach high temperature values (for example in those operating at high currents), it has been observed that the cover unit, and in particular the second cup body, are subjected to very rapid wear. and to substantial damage, both due to the aforementioned high temperatures to which the second body is subjected, and to the possible adhesion to the surface of the second body of molten material coming from the workpiece, in particular during the piercing phase of the piece itself.
Questi due fattori, quindi, tendono a diminuire decisamente la vita operativa dei citati componenti della torcia, con conseguente necessità di frequenti sostituzioni del secondo corpo, e relativi fermi macchina . These two factors, therefore, tend to significantly reduce the operational life of the aforementioned components of the torch, with the consequent need for frequent replacements of the second body, and relative machine downtime.
Ciò comporta un rallentamento della produttività e la necessità di tenere a magazzino un elevato numero di ricambi, con ripercussione sui costi di produzione e logistici. This entails a slowdown in productivity and the need to keep a large number of spare parts in stock, with repercussions on production and logistics costs.
Per ovviare a tali inconvenienti sono state proposte torce al plasma comprendenti un ugello provvisto in corrispondenza dell'estremità prossimale della torcia e circondante l'elettrodo in modo da formare un condotto per il passaggio del gas di plasma, un porta ugello di supporto dell'ugello ed uno shield di protezione dell'ugello. To overcome these drawbacks, plasma torches have been proposed comprising a nozzle provided at the proximal end of the torch and surrounding the electrode so as to form a duct for the passage of plasma gas, a nozzle holder for supporting the nozzle and a nozzle protection shield.
Lo shield à ̈ fissato all'ugello con interposizione di un anello isolante e costituisce un corpo unico con l'ugello stesso. The shield is fixed to the nozzle with the interposition of an insulating ring and forms a single body with the nozzle itself.
La parte esterna del gruppo ugello-shield à ̈ circondata dal porta ugello sopra menzionato. The outside of the nozzle-shield assembly is surrounded by the aforementioned nozzle holder.
Il porta ugello à ̈ atto a supportare i suddetti componenti in maniera che siano separabili dal corpo della torcia. The nozzle holder is able to support the aforementioned components so that they are separable from the torch body.
Lo shield à ̈ supportato dal porta ugello mediante una flangia che si appoggia su una porzione controsagomata del porta ugello stesso. The shield is supported by the nozzle holder by means of a flange that rests on a counter-shaped portion of the nozzle holder itself.
Tale torcia comprende, inoltre, un passaggio di acqua di raffreddamento definito dalla parete interna del porta ugello e dalla superficie esterna dell'ugello. This torch also comprises a passage of cooling water defined by the internal wall of the nozzle holder and by the external surface of the nozzle.
A tale canale si affaccia la porzione flangiata dello shield: in altre parole tale canale à ̈ delimitato dal porta ugello e dall'ugello e termina in corrispondenza della citata flangia dello shield in appoggio sul porta ugello. The flanged portion of the shield faces this channel: in other words, this channel is delimited by the nozzle holder and the nozzle and ends at the aforementioned shield flange resting on the nozzle holder.
Tale torcia presenta, però, alcuni inconvenienti. However, this torch has some drawbacks.
In particolare, i componenti operativi della torcia (shield, ugello, porta ugello), ossia quelli soggetti a maggior usura durante il funzionamento della torcia, sono raffreddati in maniera efficace solo fino a quando la torcia à ̈ utilizzata per il taglio di materiali aventi spessore limitato e dunque fino a limitate correnti di funzionamento della torcia stessa. In particular, the operating components of the torch (shield, nozzle, nozzle holder), i.e. those subject to greater wear during the operation of the torch, are effectively cooled only until the torch is used for cutting thick materials. limited and therefore up to limited operating currents of the torch itself.
Nel caso di torce per il taglio al plasma aventi elevate correnti di funzionamento (ad esempio maggiori di 200 Ampere) tale torcia non à ̈ in grado di garantire un raffreddamento efficace dei propri componenti con conseguente usura molto rapida degli stessi. In the case of plasma cutting torches with high operating currents (for example greater than 200 Ampere) this torch is not able to guarantee effective cooling of its components with consequent very rapid wear of the same.
Scopo della presente invenzione à ̈, pertanto, quello di realizzare una torcia per il taglio al plasma che permetta di tagliare anche materiali aventi spessori elevati e che garantisca, al contempo, un'efficace protezione dell'unità di copertura ed un alto grado di raffreddamento dei componenti, aumentando in tal modo la vita utile dei componenti stessi e della torcia. The purpose of the present invention is, therefore, to realize a plasma cutting torch that allows to cut even materials with high thicknesses and that guarantees, at the same time, an effective protection of the covering unit and a high degree of cooling. of the components, thus increasing the useful life of the components themselves and of the torch.
Le caratteristiche tecniche della presente invenzione, secondo il suddetto scopo, sono chiaramente deducibili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, in particolare dalla rivendicazione 1 e, preferibilmente, da una qualsiasi rivendicazione dipendente, direttamente o indirettamente, dalla rivendicazione 1. The technical characteristics of the present invention, according to the aforementioned object, are clearly deducible from the content of the claims reported below, in particular from claim 1 and, preferably, from any claim dependent, directly or indirectly, on claim 1.
I vantaggi della presente invenzione risulteranno, inoltre, maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, la quale à ̈ fatta con riferimento ai disegni allegati che rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa della stessa invenzione, in cui: The advantages of the present invention will also become more evident from the detailed description that follows, which is made with reference to the attached drawings which represent a purely exemplary and non-limiting embodiment of the same invention, in which:
la figura 1 illustra, una vista schematica in sezione, con alcune parti asportate per meglio comprenderne altre, di una torcia per il taglio al plasma realizzata in conformità con la presente invenzione; Figure 1 illustrates a schematic sectional view, with some parts removed to better understand others, of a plasma cutting torch made in accordance with the present invention;
la figura 2 illustra un particolare ingrandito di figura 1; Figure 2 illustrates an enlarged detail of Figure 1;
la figura 3 illustra, una vista schematica in sezione della torcia in accordo con la presente invenzione; Figure 3 illustrates a schematic sectional view of the torch in accordance with the present invention;
la figura 4 illustra una vista in sezione secondo la linea IV-IV di figura 3 della torcia realizzata in conformità con la presente invenzione. Figure 4 illustrates a sectional view along the line IV-IV of Figure 3 of the torch made in accordance with the present invention.
Conformemente ai disegni allegati, la torcia per il taglio al plasma in oggetto, indicata globalmente con 1, Ã ̈ utilizzata per il taglio di metalli. In accordance with the attached drawings, the plasma cutting torch in question, globally indicated with 1, is used for metal cutting.
La torcia 1 à ̈ costituita da un corpo torcia 2 a sviluppo prevalentemente longitudinale lungo un asse X, e comprende: un elettrodo 3, un ugello 4, un supporto o porta ugello 5, una prima unità 6 di copertura dell'ugello 4 e del porta ugello 5 ed una seconda unità 7 di parziale copertura della citata prima unità 6. The torch 1 consists of a torch body 2 with a prevalently longitudinal development along an X axis, and comprises: an electrode 3, a nozzle 4, a support or nozzle holder 5, a first unit 6 for covering the nozzle 4 and nozzle holder 5 and a second unit 7 for partial coverage of the aforementioned first unit 6.
Più precisamente, l'elettrodo 3 à ̈ montato centralmente all'interno del corpo torcia 2 ed à ̈ collegabile al polo negativo di un generatore di corrente (non illustrato). Nel seguito della presente descrizione con il termine estremità prossimale si farà riferimento alla porzione di estremità di ciascun componente della torcia 1 più vicina al punto O indicato nelle figure 1 e 2. More precisely, electrode 3 is mounted centrally inside the torch body 2 and can be connected to the negative pole of a current generator (not shown). In the following of the present description, the term proximal end will refer to the end portion of each component of the torch 1 closest to the point 0 indicated in figures 1 and 2.
Con il termine estremità distale si farà riferimento alla porzione di estremità di ciascun componente della torcia 1 più lontana dal punto 0, ossia all'estremità opposta all'estremità prossimale. The term distal end will refer to the end portion of each component of the torch 1 furthest from the 0 point, ie the opposite end to the proximal end.
L'ugello 4 à ̈ montato sull’estremità prossimale del corpo torcia 2. Nozzle 4 is mounted on the proximal end of the torch body 2.
L'ugello 4 Ã ̈ collegabile al polo positivo del generatore per definire un anodo. Nozzle 4 can be connected to the positive pole of the generator to define an anode.
L'ugello 4 circonda, inoltre, la parte terminale dell'elettrodo 3 per definire una camera 8 di generazione di plasma, tramite l'alimentazione di un primo fluido o gas (vedi frecce FI di figura 2) al suo interno. The nozzle 4 also surrounds the terminal part of the electrode 3 to define a plasma generation chamber 8, by feeding a first fluid or gas (see arrows FI in Figure 2) inside it.
L'ugello 4 presenta un primo foro 9 passante centrale di passaggio del plasma. The nozzle 4 has a first central through hole 9 for the passage of the plasma.
Il porta ugello 5 Ã ̈ associato al corpo torcia 2, e la sua superficie 5a tronco-conica interna risulta contraffacciata alla superficie 4a tronco-conica esterna del citato ugello 4, in modo da definire una prima camera 10 di passaggio di un liquido di raffreddamento , atto a raffreddare l'ugello 4 ed il porta ugello 5. The nozzle holder 5 is associated with the torch body 2, and its internal truncated conical surface 5a faces the outer truncated conical surface 4a of the aforementioned nozzle 4, so as to define a first chamber 10 for the passage of a cooling liquid , designed to cool the nozzle 4 and the nozzle holder 5.
Nella presente trattazione faremo riferimento ad acqua come liquido utilizzato per raffreddare la torcia, senza per questo perdere in generalità . In this discussion we will refer to water as a liquid used to cool the torch, without losing generality.
La prima camera 10 Ã ̈ in comunicazione fluida con un condotto 11 di alimentazione dell'acqua di raffreddamento collegata a mezzi di alimentazione dell'acqua, di tipo noto e pertanto non illustrati. The first chamber 10 is in fluid communication with a cooling water supply duct 11 connected to water supply means, of a known type and therefore not illustrated.
La citata prima unità 6 di copertura dell'ugello 4 e del porta ugello 5 comprende: The aforementioned first unit 6 covering the nozzle 4 and the nozzle holder 5 comprises:
- un primo corpo 12 di supporto a prevalente sviluppo cilindrico. - a first support body 12 with a prevalently cylindrical development.
Il primo corpo 12 à ̈ associabile, in prossimità della sua estremità distale, al corpo torcia 2 tramite avvitamento ed à ̈ isolato elettricamente tramite apposito anello isolante 13; " - un secondo corpo 14 conformato a coppa ricopiante, almeno parzialmente, il profilo dell'«ugello 4 e del porta ugello 5. The first body 12 can be associated, near its distal end, to the torch body 2 by screwing and is electrically isolated by means of a special insulating ring 13; "- a second cup-shaped body 14 copying, at least partially, the profile of the nozzle 4 and of the nozzle holder 5.
Il secondo corpo 14 à ̈ associabile, in corrispondenza del proprio bordo anulare 15, all'estremità prossimale (rastremata) del primo corpo 12 di supporto. The second body 14 can be associated, at its annular edge 15, with the proximal (tapered) end of the first support body 12.
Oltre a ciò, il secondo corpo 14 à ̈ provvisto di un secondo foro 16 centrale, coassiale al citato primo foro 9 per permettere il passaggio dell'arco plasma: in tal modo questo secondo corpo 14 definisce il vero e proprio elemento di copertura e protezione della torcia 1. In addition to this, the second body 14 is provided with a second central hole 16, coaxial to the aforementioned first hole 9 to allow the passage of the plasma arc: in this way this second body 14 defines the actual covering and protection element. torch 1.
L'unità 6 di copertura definisce, inoltre, un canale 17 di passaggio di un secondo fluido F2 di raffreddamento (vedi relative frecce F2 di figura 2), tra il porta ugello 5 e l'unità 6 di copertura in modo da raggiungere il secondo foro 16: questo fluido secondario F2 (che può essere aria od altro fluido/gas) permette un ulteriore raffreddamento della zona prossima al porta ugello 5 e all'ugello 4, e sfocia in corrispondenza del secondo foro 16. The covering unit 6 also defines a channel 17 for the passage of a second cooling fluid F2 (see related arrows F2 in figure 2), between the nozzle holder 5 and the covering unit 6 so as to reach the second hole 16: this secondary fluid F2 (which can be air or other fluid / gas) allows further cooling of the area next to the nozzle holder 5 and the nozzle 4, and flows into the second hole 16.
Come visibile nelle figure 1 e 2, all'interno della<'>citata prima unità 6 si sviluppa una seconda camera 18 di passaggio del liquido di raffreddamento. As can be seen in Figures 1 and 2, inside the aforementioned first unit 6 develops a second chamber 18 for the passage of the cooling liquid.
La seconda camera 18 di passaggio del liquido di raffreddamento à ̈ posta in comunicazione fluida con la citata prima camera 10 ed à ̈ disposta in serie alla prima camera 10 stessa, in maniera tale che la portata di liquido che attraversa ciascuna camera sia la stessa. Tra la prima camera 10 ed la seconda camera 18, inoltre, à ̈ interposta una camera 19 di accumulo di acqua di raffreddamento. The second chamber 18 for the passage of the cooling liquid is placed in fluid communication with the aforementioned first chamber 10 and is arranged in series with the first chamber 10 itself, in such a way that the flow rate of liquid that passes through each chamber is the same. Furthermore, between the first chamber 10 and the second chamber 18 there is a chamber 19 for the accumulation of cooling water.
Come visibile in figura 4, tale camera 19 di accumulo à ̈ suddivisa in due porzioni semicircolari, una prima 20 ed una seconda 21 rispettivamente. As can be seen in Figure 4, this accumulation chamber 19 is divided into two semicircular portions, a first 20 and a second 21 respectively.
Più in dettaglio, le due porzioni semicircolari 20, 21 della camera 19 di accumulo sono separate da una coppia di setti 22 disposti all<7>interno della camera 19 di accumulo in posizione diametralmente opposta tra loro. La prima porzione 20 della camera 19 di accumulo à ̈ posta in comunicazione fluida con la prima camera 10 di passaggio dell'acqua attraverso un canale 23. More in detail, the two semicircular portions 20, 21 of the accumulation chamber 19 are separated by a pair of baffles 22 arranged inside the accumulation chamber 19 in a diametrically opposite position. The first portion 20 of the accumulation chamber 19 is placed in fluid communication with the first chamber 10 for the passage of water through a channel 23.
La prima porzione 20 della camera 19 di accumulo à ̈ posta in comunicazione fluida con la seconda camera 18 di passaggio dell'acqua attraverso un canale 24. The first portion 20 of the accumulation chamber 19 is placed in fluid communication with the second chamber 18 for the passage of water through a channel 24.
La seconda porzione 21 semicircolare della camera 19 di accumulo à ̈ posta in comunicazione fluida con la seconda camera 18 mediante un rispettivo canale 25. The second semicircular portion 21 of the storage chamber 19 is placed in fluid communication with the second chamber 18 by means of a respective channel 25.
Inoltre, la seconda porzione 21 della camera semicircolare 19 Ã ̈ posta in comunicazione fluida, mediante un foro 26, con un condotto 27 di uscita dell'acqua di raffreddamento collegato ai citati mezzi di alimentazione. Furthermore, the second portion 21 of the semicircular chamber 19 is placed in fluid communication, by means of a hole 26, with a cooling water outlet duct 27 connected to the aforementioned feeding means.
Come visibile in figura 2, il primo corpo 12 comprende un primo elemento 28 ed un secondo elemento 29 rispettivamente . As can be seen in Figure 2, the first body 12 comprises a first element 28 and a second element 29 respectively.
Più in dettaglio, il primo 28 ed il secondo 29 elemento sono concentrici e presentano ciascuno, una prima porzione cilindrica 28a, 29a, ed una seconda porzione rastremata 28b, 29b, in direzione dell'estremità prossimale della torcia. More in detail, the first 28 and the second 29 elements are concentric and each have a first cylindrical portion 28a, 29a, and a second tapered portion 28b, 29b, in the direction of the proximal end of the torch.
Il primo elemento 28 ed il secondo elemento 29 sono tra loro associati in maniera tale che la superficie esterna 30 del primo elemento 28 risulti contraffacciata alla superficie interna 31 del secondo elemento 29. The first element 28 and the second element 29 are mutually associated in such a way that the external surface 30 of the first element 28 faces the internal surface 31 of the second element 29.
In tal modo, le due citate superfici 30, 31, definiscono e delimitano una prima zona 32 della citata seconda camera 18 di passaggio dell'<'>acqua di raffreddamento. In this way, the two aforementioned surfaces 30, 31 define and delimit a first zone 32 of the aforementioned second chamber 18 for the passage of the cooling water.
In maniera analoga al primo corpo 12 , il secondo corpo 14 comprende un primo elemento 33 ed un secondo elemento 34 rispettivamente. Similarly to the first body 12, the second body 14 comprises a first element 33 and a second element 34 respectively.
Più in dettaglio, il primo elemento 33 ed il secondo elemento 34, sono concentrici e sono rastremati in direzione dell'estremità prossimale della torcia 1. More in detail, the first element 33 and the second element 34 are concentric and are tapered in the direction of the proximal end of the torch 1.
II primo elemento 33 ed il secondo elemento 34 sono tra loro associati in maniera tale che la superficie esterna 35 del primo elemento 33 risulti contraffacciata alla superficie interna 36 del secondo elemento 34. The first element 33 and the second element 34 are mutually associated in such a way that the external surface 35 of the first element 33 faces the internal surface 36 of the second element 34.
In tal modo, le due citate superfici 35, 36 definiscono e delimitano una seconda zona 37 della citata seconda camera 18 di passaggio dell'acqua di raffreddamento. In this way, the two aforementioned surfaces 35, 36 define and delimit a second zone 37 of the aforementioned second chamber 18 for the passage of the cooling water.
Come visibile in figura 3, all'interno della prima zona 32 della seconda camera 18 sono inseriti, in posizione diametralmente opposta tra loro, due setti 38 atti a suddividere la prima zona 32 della seconda camera 18 in due porzioni semicircolari e a permettere, pertanto, il passaggio dell'acqua che fluisce nella prima zona 32, solo attraverso una delle due porzioni semicircolari. Vantaggiosamente, i setti 38 sono complanari ai setti 22, in modo da permettere al liquido di raffreddamento di circolare in maniera ottimale dalla prima porzione 20 semicircolare della camera 19, alla seconda porzione 21, attraverso la seconda camera 18. As can be seen in figure 3, inside the first zone 32 of the second chamber 18 are inserted, in diametrically opposite positions, two partitions 38 able to divide the first zone 32 of the second chamber 18 into two semicircular portions and therefore to allow the passage of water flowing in the first zone 32, only through one of the two semicircular portions. Advantageously, the baffles 38 are coplanar with the baffles 22, so as to allow the coolant to circulate in an optimal manner from the first semicircular portion 20 of the chamber 19, to the second portion 21, through the second chamber 18.
Tale fatto permette al liquido di raggiungere e raffreddare in maniera ideale l'elemento 14. This fact allows the liquid to reach and ideally cool the element 14.
I setti 38 terminano al termine della prima zona 32 della seconda camera 18. The partitions 38 end at the end of the first zone 32 of the second chamber 18.
Come visibile nelle figure 1 e 2, la sopra citata seconda unità 7 di parziale copertura della prima unità 6, può essere associata al corpo torcia 2 oppure al primo corpo 12, e definisce, unitamente alla superficie esterna della prima unità 6 contraffacciata alla seconda unità 7, un secondo canale 39 di passaggio di un terzo fluido F3 (ad esempio aria od altro fluido/gas) sfociante in direzione del secondo foro 16 ed atto a permettere almeno un raffreddamento esterno della prima unità 6 (vedi relative frecce F3). As can be seen in Figures 1 and 2, the aforementioned second unit 7 for partial coverage of the first unit 6, can be associated with the torch body 2 or with the first body 12, and defines, together with the external surface of the first unit 6 facing the second unit 7, a second channel 39 for the passage of a third fluid F3 (for example air or other fluid / gas) flowing in the direction of the second hole 16 and able to allow at least an external cooling of the first unit 6 (see related arrows F3).
Più precisamente, la seconda unità 7 presenta una conformazione cilindrica rastremata verso l'interno in corrispondenza della propria estremità prossimale a ricopiare, sostanzialmente, una parte di detta prima unità 6. More precisely, the second unit 7 has a cylindrical conformation tapered towards the inside at its proximal end to substantially copy a part of said first unit 6.
Sempre osservando la figura 1, la citata seconda unità 7 à ̈ associata, indirettamente, nel caso illustrato ed a titolo di esempio, al corpo torcia 2 in corrispondenza della propria estremità distale. Still observing Figure 1, the aforementioned second unit 7 is indirectly associated, in the case illustrated and by way of example, to the torch body 2 at its distal end.
Più specificatamente, l'estremità distale della seconda unità 7 può essere accoppiata mediante avvitatura (od associata stabilmente) in corrispondenza di una porzione esterna dell'estremità distale del primo corpo 12, ed entrambe possono essere poi vincolate al corpo torcia 2 tramite un elemento 100 di supporto, visibile in figura 1, avvitato al corpo torcia. More specifically, the distal end of the second unit 7 can be coupled by screwing (or stably associated) in correspondence with an external portion of the distal end of the first body 12, and both can then be fixed to the torch body 2 by means of an element 100 support, visible in figure 1, screwed to the torch body.
La seconda unità 7 presenta delle aperture 40 in corrispondenza del secondo corpo 14 della prima unità 6 in maniera da consentire la fuoriuscita del terzo fluido F3 in direzione del secondo corpo 14 stesso, permettendone il raffreddamento esterno. The second unit 7 has openings 40 in correspondence with the second body 14 of the first unit 6 so as to allow the third fluid F3 to escape in the direction of the second body 14 itself, allowing its external cooling.
In uso, i mezzi di alimentazione dell'acqua di raffreddamento vengono attivati contemporaneamente con l'inizio delle operazioni di sfondamento e taglio di un materiale da parte della torcia. In use, the cooling water supply means are activated simultaneously with the start of the piercing and cutting operations of a material by the torch.
L'acqua scorre lungo il condotto 11 fino a raggiungere la prima camera 10. The water flows along the duct 11 until it reaches the first chamber 10.
All'interno della prima camera 10, l'acqua di raffreddamento entra in contatto con tutta la superficie 5a tronco-conica interna del porta ugello 5 e con tutta la superficie 4a tronco-conica esterna dell'ugello. Inside the first chamber 10, the cooling water comes into contact with the entire internal frusto-conical surface 5a of the nozzle holder 5 and with the entire external frusto-conical surface 4a of the nozzle.
Dalla prima camera 10, l'acqua di raffreddamento scorre lungo il canale 23 ed entra nella prima porzione 20 semicircolare della camera 19 di accumulo. From the first chamber 10, the cooling water flows along the channel 23 and enters the first semicircular portion 20 of the storage chamber 19.
Dalla porzione 20 semicircolare, l'acqua prosegue attraverso il canale 24 fino alla prima zona 32 della seconda camera 18. From the semicircular portion 20, the water continues through the channel 24 to the first zone 32 of the second chamber 18.
Come visibile in figura 3, nella prima zona 32 della seconda camera 18 sono inseriti i citati setti 38: in tal modo l'acqua all'interno della prima zona 32 della seconda camera 18 fluisce solo in una metà della seconda camera 18 stessa. As can be seen in Figure 3, the aforementioned baffles 38 are inserted in the first zone 32 of the second chamber 18: in this way the water inside the first zone 32 of the second chamber 18 only flows into one half of the second chamber 18 itself.
Al termine della prima zona 32, non essendo più presenti i setti 38, l'acqua si dispone all'interno di tutta la seconda zona 37 della seconda camera 18, entrando in completo contatto, in tal modo, con tutta la superficie 35 esterna del primo elemento 33 e con tutta la superficie 36 interna del secondo elemento 34, consentendo un elevato grado di scambio termico. At the end of the first zone 32, since the baffles 38 are no longer present, the water is disposed inside the whole second zone 37 of the second chamber 18, thus coming into complete contact with the whole external surface 35 of the first element 33 and with the entire internal surface 36 of the second element 34, allowing a high degree of heat exchange.
L'acqua fuoriesce dalla seconda camera 18 attraverso il canale 25 e si inserisce all'interno della seconda porzione 21 semicircolare della camera 19 di accumulo. Dalla seconda porzione 21 l'acqua scorre lungo il condotto 27 attraverso il foro 26 e viene riciclata dai citati mezzi di alimentazione dell'acqua, noti e pertanto non illustrati. The water exits from the second chamber 18 through the channel 25 and enters the second semicircular portion 21 of the accumulation chamber 19. From the second portion 21 the water flows along the duct 27 through the hole 26 and is recycled by the aforementioned water supply means, known and therefore not illustrated.
Il flusso dell'acqua lungo il percorso sopra descritto si ripete per tutta la durata delle operazioni di sfondamento e taglio della torcia. The flow of water along the path described above is repeated for the entire duration of the piercing and cutting operations of the torch.
L'invenzione così concepita consegue importanti vantaggi. The invention thus conceived achieves important advantages.
In particolare, la presenza di due camere distinte permette un raffreddamento efficace e completo della torcia. In particular, the presence of two distinct chambers allows effective and complete cooling of the torch.
Più in dettaglio la prima camera permette all'acqua di entrare in contatto, e dunque di scambiare calore, con tutta la superficie esterna dell'ugello e tutta la superficie interna del porta ugello. More in detail, the first chamber allows the water to come into contact, and therefore to exchange heat, with the entire external surface of the nozzle and the entire internal surface of the nozzle holder.
La seconda camera à ̈ dedicata, invece, al raffreddamento esclusivo della seconda unità . The second chamber, on the other hand, is dedicated to the exclusive cooling of the second unit.
In particolare l'acqua, grazie alla conformazione della seconda unità stessa, entra in contatto con tutta la superficie interna del secondo elemento del secondo corpo e con tutta la superficie esterna del primo elemento del secondo corpo. In particular, the water, thanks to the conformation of the second unit itself, comes into contact with the entire internal surface of the second element of the second body and with the entire external surface of the first element of the second body.
Grazie alla estesa superficie di scambio termico si ottiene un elevato raffreddamento dei componenti operativi della torcia ed à ̈ dunque possibile far funzionare la torcia stessa anche con correnti molto elevate, permettendo lo sfondamento di materiali aventi spessori considerevoli, senza compromettere la funzionalità e la durata dei componenti della torcia. Thanks to the extensive heat exchange surface, a high cooling of the operating components of the torch is obtained and it is therefore possible to operate the torch itself even with very high currents, allowing the breakthrough of materials with considerable thicknesses, without compromising the functionality and duration of the torch components.
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