Una antorcha de arco de plasma (10) que comprende: un elemento tubular (20) con extremos opuestos y definiendo un calibre (25) que se extiende de manera axial entre ambos extremos;

una boquilla (140) que puede estar ajustada manera operativa a un extremo (40) del elemento tubular; un elemento desplazable (50) con un electrodo (105) ajustado de manera operativa a uno de sus extremos y configurado para encajar en el calibre (25) del elemento tubular de manera axial y desplazable, estando el elemento desplazable (50) inclinado hacia un extremo del elemento tubular (20) de manera que el electrodo (105) contacta con la boquilla (140) cuando la boquilla (140) está ajustada de manera operativa a un extremo del elemento tubular, y dicho electrodo (105) se dirige hacia el extremo del elemento tubular (20) y de manera axial hacia el exterior del calibre (25) cuando la boquilla (140) no se encuentra ajustada de manera operativa al extremo del elemento tubular; un pistón (55) ajustado de manera operativa al elemento desplazable (50), el pistón estando configurado para que, cuando la boquilla (140) está ajustada de manera operativa con un extremo del elemento tubular, el pistón es capaz de mover el electrodo de manera selectiva (105), mediante el elemento desplazable (50), entre la posición inoperativa de la antorcha donde el electrodo (105) está en contacto con la boquilla (140) y la posición operativa de la antorcha en la que el electrodo (105) está separado de la boquilla (140) dentro del calibre (25); una entrada de flujo de fluido (65) ajustada de manera operativa al elemento tubular (20) entre los extremos del mismo y configurada para dirigir el flujo del fluido hacia el calibre (25); y un primer elemento de sellado (57) ajustado de manera operativa al pistón y configurado para sellar de manera desplazable el pistón con respecto al calibre (25) con tal de permitir que el flujo del fluido presione el pistón para desplazar el electrodo (105) a la posición operativa de la antorcha cuando la boquilla (140) se encuentra ajustada de manera operativa con el extremo del elemento tubular.

ntorcha de arco de plasma INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Campo técnico

La presente invención hace referencia a una antorcha de arco de plasma, y en concreto, a una antorcha de arco de plasma con medidas de seguridad mejoradas.

Técnica precedente [0002] Las antorchas de plasma del tipo retroceso están normalmente configuradas para que un electrodo y una boquilla puedan entrar en contacto entre ellas para inflamar un arco, tras lo cual el electrodo se separa de la boquilla para retroceder por el arco existente entre ellos. Un fluido, como por ejemplo aire, es suministrado simultáneamente bajo presión a través de la boquilla, donde la circulación del aire interactúa con el arco de retroceso para formar un plasma. La circulación del plasma a través de la boquilla se dirige entonces hacia la pieza sobre la que se desea llevar a cabo la función de corte. [0003] En algunos casos, el fluido utilizado para la formación del plasma también puede utilizarse para separar el electrodo de la boquilla, con tal de provocar que el electrodo cambie de una posición inoperativa de la antorcha (en contacto con la boquilla) a una posición inoperativa (separado de la boquilla para permitir el retroceso por el arco entre ellos) . Por lo tanto, la formación del plasma generalmente requiere una cantidad límite de un fluido como, por ejemplo, aire. Así, el resto del fluido puede utilizarse para otros propósitos, como por ejemplo para separar el electrodo de la boquilla y permitir el retroceso por el arco. La utilización del exceso de aire para realizar dicha operación de “retroceso” del electrodo puede proporcionar, por ejemplo, un tamaño relativamente compacto, con respecto a ambos componentes y al ensamblaje completo, y puede también alargar la vida útil de los componentes de la antorcha gracias a, por ejemplo, sistemas de antorchas más sencillos y una menor cantidad de complementos. [0004] Sin embargo, otra consideración a tener en cuenta con estas antorchas es la seguridad, ya que la antorcha debe incorporar una fuente de alimentación con la que proporcionar energía al arco. Por lo tanto, en algunas ocasiones, una antorcha de plasma del tipo retroceso puede incorporar elementos consumibles, vinculados al electrodo, que deben reemplazarse periódicamente o de lo contrario mantenerse, ypuede que el proceso de mantenimiento de dichos elementos consumibles requiera el desensamblado (y posterior reensamblado) de la antorcha, con un posible riesgo de exposición a la fuente de alimentación. Sin embargo, dichos elementos consumibles, pueden estar incorporados a la antorcha de diferentes maneras con el fin de intentar reducir el riesgo de una exposición accidental a la fuente de alimentación. Por ejemplo, una antorcha puede reunir un conjunto de contactos eléctricos en la cabeza de la antorcha, donde la instalación de un elemento consumible final conecta o completa un circuito que permite a una corriente de señales fluir hacia el electrodo. No obstante, este tipo de configuración confía únicamente en los contactos eléctricos dentro del entorno relativamente peligroso de la cabeza de la antorcha de plasma, lo que puede tener un efecto perjudicial en la fiabilidad de tal configuración con respecto al funcionamiento de la antorcha. Además, el circuito eléctrico puede estar activo todavía durante los procedimientos de desensamblado y reensamblado, o si el reensamblado de la antorcha es incompleto o incorrecto, esta configuración, en consecuencia, no puede eliminar de forma efectiva el riesgo de exposición a la fuente de alimentación. [0005] En otro ejemplo, un sensor/interruptor eléctrico puede estar incorporado a la antorcha de tipo retroceso para detectar la posición del componente desplazable en el interior del cuerpo de la antorcha. El correcto ensamblaje de los elementos consumibles, a su vez, mueve el componente desplazable en el interior del cuerpo de la antorcha, y así se activa el sensor/interruptor permitiendo a la corriente fluir hacia el electrodo. Sin embargo, este tipo de configuración típicamente requiere un cableado y/o componentes adicionales en la cabeza de la antorcha, lo que podría aumentar de manera no deseada el tamaño/peso de la antorcha. Además, estos componentes extra también están expuestos al peligroso entorno de la antorcha de plasma, y eso puede ser perjudicial para la fiabilidad de la antorcha. Esta configuración también puede permitir que el circuito eléctrico continúe activo en la antorcha durante los procedimientos de desensamblado y reensamblado, o si el reensamblado de la antorcha es incompleto o incorrecto, puede no eliminarse de forma efectiva el riesgo de exposición a la fuente de alimentación. [0006] US 5.796.067 describe una antorcha de plasma con las características del preámbulo de la reivindicación 1. [0007] Existe la necesidad de una antorcha de plasma, particularmente de una antorcha de plasma de tipo retroceso, con las medidas de seguridad mejoradas, por ejemplo, mediante unos componentes configurados para establecerse dentro del ensamblaje de la antorcha de una manera precisa, simple y consistente. Dicha antorcha también requiere un ensamblaje completo y/o adecuado, desde la instalación inicial siguiendo con el mantenimiento necesario, antes de dar paso a la corriente eléctrica y/o de aire con tal de proporcionar una mayor seguridad, con lo que dichas medidas de seguridad no afectarían negativamente la fiabilidad ni la compactibilidad de la antorcha.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN [0008] La presente invención cumple con las anteriores y otras necesidades que, según uno de los modos de realización, proporciona una antorcha de plasma de arco, comprendiendo un elemento tubular con extremos opuestos y definiendo un calibre que se extiende de manera axial entre ambos extremos. Una boquilla que puede estar ajustada de manera operativa a un extremo del elemento tubular. Un elemento desplazable con un electrodo ajustado de manera operativa configurado para ajustarse de manera axial y desplazable al calibre del elemento tubular. El elemento desplazable se encuentra a su vez inclinado hacia un extremo del elemento tubular para que el electrodo entre en contacto con la boquilla cuando la boquilla está ajustada de manera operativa a un extremo del elemento tubular, y para que el electrodo se dirija hacia un extremo del elemento tubular y de manera axial hacia el exterior del calibre cuando la boquilla no está ajustada de manera operativa al extremo del elemento tubular. Un pistón está ajustado de manera operativa al elemento desplazable, y configurado para que, cuando la boquilla se encuentra ajustada de manera operativa al extremo del elemento tubular, el pistón es capaz de mover de manera selectiva el electrodo, mediante el elemento desplazable, entre la posición inoperativa de la antorcha donde el electrodo está en contacto con la boquilla y la posición operativa de la antorcha donde el electrodo está separado de la boquilla en el interior del orificio. Una entrada de flujo del fluido está ajustada de manera operativa al elemento tubular entre los extremos del mismo y está configurada para dirigir el flujo del fluido por el calibre. [0009] Un primer elemento de sellado está ajustado de manera operativa al pistón y está configurado para sellar de manera desplazable el pistón con respecto al calibre, con tal de permitir que el flujo del fluido presione el pistón para mover el electrodo hacia la posición operativa de la antorcha cuando la boquilla está ajustada de manera operativa a un extremo del elemento tubular. Un segundo elemento de sellado está ajustado de manera operativa al calibre y está configurado para sellar el pistón cuando la boquilla no se encuentra ajustada de manera operativa al extremo del elemento tubular, y el electrodo es dirigido hacia el extremo del elemento tubular y de manera axial hacia el exterior del calibre. El segundo elemento de sellado está ajustado de manera operativa al calibre, de manera que la entrada de flujo del fluido se sitúa entre el primer y el segundo elemento de sellado. Dicha configuración evita de ese modo el funcionamiento de la antorcha cuando la boquilla o el electrodo no están ensambladas de manera correcta, evitando a la vez que el flujo del fluido presione el pistón para mover el electrodo hacia la posición operativa de la antorcha. [0010] Los modos de realización de la presente invención proporcionan así una antorcha de arco de plasma del tipo retroceso con las medidas de seguridad mejoradas, por ejemplo, mediante la incorporación de unos componentes configurados para establecerse dentro del ensamblaje de la antorcha de una manera precisa y consistente, mediante las cuales el ensamblado y reensamblado de la antorcha puede estar fácilmente asegurado y/o puede ser requerido... [Seguir leyendo]

1. Una antorcha de arco de plasma (10) que comprende: un elemento tubular (20) con extremos opuestos y definiendo un calibre (25) que se extiende de manera axial entre ambos extremos; una boquilla (140) que puede estar ajustada manera operativa a un extremo (40) del elemento tubular; un elemento desplazable (50) con un electrodo (105) ajustado de manera operativa a uno de sus extremos y configurado para encajar en el calibre (25) del elemento tubular de manera axial y desplazable, estando el elemento desplazable (50) inclinado hacia un extremo del elemento tubular (20) de manera que el electrodo (105) contacta con la boquilla (140) cuando la boquilla (140) está ajustada de manera operativa a un extremo del elemento tubular, y dicho electrodo (105) se dirige hacia el extremo del elemento tubular (20) y de manera axial hacia el exterior del calibre (25) cuando la boquilla (140) no se encuentra ajustada de manera operativa al extremo del elemento tubular; un pistón (55) ajustado de manera operativa al elemento desplazable (50) , el pistón estando configurado para que, cuando la boquilla (140) está ajustada de manera operativa con un extremo del elemento tubular, el pistón es capaz de mover el electrodo de manera selectiva (105) , mediante el elemento desplazable (50) , entre la posición inoperativa de la antorcha donde el electrodo (105) está en contacto con la boquilla (140) y la posición operativa de la antorcha en la que el electrodo (105) está separado de la boquilla (140) dentro del calibre (25) ; una entrada de flujo de fluido (65) ajustada de manera operativa al elemento tubular (20) entre los extremos del mismo y configurada para dirigir el flujo del fluido hacia el calibre (25) ; y un primer elemento de sellado (57) ajustado de manera operativa al pistón y configurado para sellar de manera desplazable el pistón con respecto al calibre (25) con tal de permitir que el flujo del fluido presione el pistón para desplazar el electrodo (105) a la posición operativa de la antorcha cuando la boquilla (140) se encuentra ajustada de manera operativa con el extremo del elemento tubular.

caracterizado por y compuesto por: un segundo elemento de sellado (160) ajustado de manera operativa al calibre (25) y configurado para sellar el pistón cuando la boquilla (140) no esté ajustada de manera operativa con el extremo del elemento tubular (20) y el electrodo (105) esté dirigido hacia el extremo del elemento tubular (20) y de manera axial hacia el exterior del calibre (25) , el segundo elemento de sellado estando ajustado de manera operativa al calibre (25) de manera que la entrada de flujo del fluido esté situada entre el primer y el segundo elemento de sellado, evitando así el funcionamiento de la antorcha cuando la boquilla (140) o el electrodo (105) no estén ensamblados correctamente y evitando que el flujo del fluido presione el pistón para desplazar el electrodo (105) hacia la posición operativa de la antorcha.

2. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el electrodo (105) se extiende hacia el exterior desde el extremo del elemento desplazable (50) hacia la boquilla (140) , y define el calibre (25) configurado para encajar en él el elemento consumible (115a) .

3. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, que comprende una fuente de fluido (15) en comunicación con la entrada de flujo del fluido (65) y configurada para facilitar el flujo del fluido por esta.

4. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, que comprende un elemento inclinador (70) ajustado de manera operativa entre el elemento tubular (20) y el elemento desplazable (50) , estando configurado dicho elemento inclinador para inclinar normalmente de manera axial el elemento desplazable hacia el extremo del elemento tubular.

5. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el primer elemento de sellado (57) se encuentra ajustado de manera operativa al pistón

(55) para poder situarse fácilmente frente a la entrada de flujo del fluido (65) desde el extremo del elemento tubular.

6. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el segundo elemento de sellado (160) está configurado para sellar el calibre (25) del elemento tubular (20) fácilmente entre la entrada de flujo del fluido (65) y el extremo (40) del elemento tubular.

7. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el primer elemento de sellado (57) está configurado para estar integrado en el pistón (55) .

8. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el segundo elemento de sellado (160) está configurado para estar integrado en el calibre

(25) del elemento tubular (20) .

9. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el primer elemento de sellado (57) también comprende un aro de sellado ajustado de manera operativa al pistón (55) .

10. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, en la que el segundo elemento de sellado (160) también comprende un aro de sellado ajustado de manera operativa al calibre (25) del elemento tubular (20) .

11. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 1, que también comprende un controlador de flujo del fluido (170) ajustado de manera operativa a la fuente del fluido (15) con tal de estar comunicado con el flujo del fluido, siendo configurado dicho controlador de flujo del fluido para determinar si el flujo del fluido está presionando el pistón (55) .

12. Una antorcha de arco de plasma, según la Reivindicación 11, que comprende también una fuente de energía eléctrica (120) comunicada con el electrodo

(105) y configurada para proporcionar corriente eléctrica al mismo, estando configurado además el controlador de flujo del fluido para evitar que la corriente eléctrica alcance el electrodo si el flujo del fluido no está presionando el pistón (55) .

13. Una antorcha de plasma, según la Reivindicación 11, en la que el controlador de flujo del fluido (170) también comprende un interruptor controlador del flujo.