CN105230131B - 用于等离子体炬且尤其是等离子体割炬的单件或多件式绝缘构件及具有该绝缘构件的组件和等离子体炬 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于等离子体炬，尤其是等离子体割炬的单件式或多件式绝缘构件，所述绝缘构件用于在等离子体炬的至少两个导电部件之间电绝缘，其特征在于，绝缘构件由不导电但良好导热的材料制成或者所述绝缘构件的至少一部分由不导电但良好导热的材料制成。本发明还涉及具有所述绝缘构件的布置结构和等离子体炬，以及涉及用于加工、等离子体切割和等离子体焊接的方法。

Description

用于等离子体炬且尤其是等离子体割炬的单件或多件式绝缘 构件及具有该绝缘构件的组件和等离子体炬

本发明涉及用于等离子体炬(尤其是等离子体割炬)的单件式或多件式绝缘构件，该绝缘构件用于等离子体炬的至少两个导电部件之间的电绝缘；本发明还涉及具有这种绝缘构件的布置结构和等离子体炬；涉及具有这种布置结构的等离子体炬；以及涉及利用热的等离子体加工工件、等离子体切割和等离子体焊接的方法。

等离子体炬一般用于对导电材料(如钢和非铁金属)进行热加工。在这种情况下，使用等离子体焊接炬进行焊接并使用等离子体割炬对导电材料(如钢和非铁金属)进行切割。等离子体炬通常包括炬体、电极、喷嘴和用于其的保持器。现代的等离子体炬还设有装在喷嘴上的喷嘴保护帽。通常喷嘴借助喷嘴帽固定。

取决于等离子体炬类型，在等离子体炬的运行过程中由于由电弧所造成的高的热负荷而磨损的部件具体是电极、喷嘴、喷嘴帽、喷嘴保护帽、喷嘴保护帽保持器和等离子体气体输送部件和二次气体输送部件。这些部件可以由操作者容易地更换，并因此被称为磨损部件。

等离子体炬通过管线连接到电源和气体供应装置，该气体供应装置对等离子体炬进行供给。此外，等离子体炬能连接到用于冷却剂(例如冷却液体)的冷却装置。

在等离子体割炬中出现特别高的热负荷。这具有其原因：由喷嘴孔导致的等离子体射流的强烈缩窄。这里，与等离子体焊接相比，针对切割电流使用小孔，从而产生喷嘴孔中的50至150A/mm²的高电流密度、约2×10⁶W/cm²的高能量密度和高达30000K的高温。此外，等离子体割炬中使用较高的气体压力，通常高达12巴(bar)。高温和流过喷嘴孔的等离子体气体的高动能的组合导致工件的熔化和熔体的排出。这产生了切割缝并将工件分离。在等离子体切割中，经常也使用氧化气体以切割非合金钢。这也会额外导致对磨损部件和等离子体割炬的高的热负荷。

下面特别探讨等离子体割炬。

等离子体气体在电极和喷嘴之间流动。等离子体气体通过气体输送部件(该气体输送部件可以是多件式部件)引导。由此能够有目的地定向等离子体气体。通常，通过等离子体气体输送部件中的开口的径向和/或轴向的偏移而将等离子体气体设定成围绕电极旋转。等离子体气体输送部件由电绝缘材料制成，因为电极和喷嘴必须彼此电绝缘。这是必要的，因为在等离子体割炬的运行期间电极和喷嘴具有不同的电势。为了运行等离子体割炬，在电极和喷嘴和/或工件之间产生电弧，该电弧使等离子体气体电离。为了点燃电弧，在电极和喷嘴之间可以施加高电压，该高电压确保电极和喷嘴之间的区段的预电离并因此确保电弧的形成。在电极和喷嘴之间燃烧的电弧也称为引导电弧。

引导电弧通过喷嘴孔出来并撞击到工件上并电离工件的区段。由此，可以在电极和工件之间形成电弧。此电弧也被称为主电弧。在主电弧期间引导电弧可以被关掉。但引导电弧也可以继续运行。在等离子体切割过程中，引导电弧经常被关掉，以便不额外加重喷嘴的负荷。

特别是，电极和喷嘴经受高的热负荷并且必须被冷却。同时电极和喷嘴也必须传导形成电弧所需的电流。因此，对此使用良好导热和良好导电的原料，通常是金属，如铜、银、铝、锡、锌、铁或含有这些金属中至少一种的合金。

电极通常包括电极保持器和发射插入物，发射插入物由具有高的熔点(>2000℃)以及比电极保持器低的电子逸出功的材料制成。在使用非氧化性等离子体气体(例如氩气、氢气、氮气、氦气、以及它们的混合物)时，使用钨作为用于发射插入物的材料；而在使用氧化性气体(如氧气、空气和它们的混合物、氮气-氧气混合物和与其他气体的混合物)时，使用铪或锆作为用于发射插入物的原料。高温原料可以装配到电极保持器中，例如，利用形状锁合和/或力锁合而压入，电极保持器由良好导热且良好导电的原料制成。

电极和喷嘴的冷却可以通过沿着所述喷嘴的外侧流动的气体(例如，等离子体气体或二次气体)来完成。然而，利用液体(例如水)冷却更有效。在此电极和/或喷嘴经常直接利用液体冷却，即，所述液体与所述电极和/或喷嘴直接接触。为了围绕喷嘴引导冷却液体，围绕所述喷嘴存在喷嘴帽，喷嘴帽的内表面与喷嘴的外表面形成冷却剂空间，冷却剂在冷却剂空间中流动。

在现代等离子体割炬中除了喷嘴和/或喷嘴帽还额外存在位于外部的喷嘴保护帽。喷嘴保护帽的内表面和喷嘴或喷嘴帽的外表面形成空间，二次气体或保护气体流动通过该空间。二次气体或保护气体离开喷嘴保护帽中的孔并包绕等离子体射流并围绕等离子体射流确保限定的气氛。此外，二次气体保护喷嘴和喷嘴保护帽免受有可能形成在它们与工件之间的电弧的损害。这些被称为双电弧并能够损坏喷嘴。特别是，在刺入(Einstechen)工件中时，喷嘴和喷嘴保护帽都严重受热材料喷射的高负荷。二次气体(该二次气体的体积流量在刺入期间相对于切割期间的数值可以增加)保持材料的高喷射远离喷嘴和喷嘴保护帽，从而保护喷嘴和喷嘴保护帽免受损害。

喷嘴保护帽同样经受高的热负荷且必须被冷却。因此，对此使用良好导热和良好导电的原料，所述原料通常是金属，如铜、银、铝、锡、锌、铁或包含这些金属中至少一种的合金。

然而，电极和喷嘴也可被间接地冷却。在此它们与如下部件通过触碰相接触，所述部件由良好导热和良好导电的原料制成，所述原料通常是金属，如铜、银、铝、锡、锌、铁或包含这些金属中至少一种的合金。该部件又被直接冷却，也就是说，该部件与通常流动的冷却剂直接接触。这些部件可以同时用作用于电极、喷嘴、喷嘴帽或喷嘴保护帽的保持器或容纳部并且散发热量和供给电力。

还存在如下可能性：仅电极或仅喷嘴用液体冷却。正是在这种情况下，在仅气体冷却的部件处经常出现过高的温度，那么部件被快速磨损或甚至被破坏。这也导致在等离子体割炬中的不同部件之间的高温度差异，并由此导致机械应力和附加的负荷。

喷嘴保护帽大多仅由二次气体冷却。还得知这样的布置结构，其中该喷嘴保护帽通过冷却液体直接或间接地被冷却。

气体冷却(等离子体气体冷却和/或二次气体冷却)的缺点在于，该气体冷却在达到可接受的冷却或散热方面并非是有效的，并且为此目的所需的气体体积流量非常高。具有水冷却的等离子体割炬需要例如500l/h至4000l/h的气体体积流量，而没有水冷却的等离子体割炬需要5000l/h至11000l/h的气体体积流量。这些范围是依赖于所使用的切割电流(该切割电流例如可以在20至600A范围内)而得出。同时，等离子体气体和/或二次气体的体积流量应选择为使最好的切割效果得以实现。然而过高的体积流量(其对于冷却是必需的)经常恶化切割结果。

另外，由大的体积流量造成的高的气体消耗是不经济的。当使用不是空气的其他气体，例如氩气、氮气、氢气、氧气、或氦气时更是这样。

相反，针对所有磨损部件使用直接水冷却是非常有效的，但会导致等离子体割炬的尺寸的增大，原因在于例如需要冷却通道来将冷却液体输送给待冷却的磨损部件并再将冷却液体运走。此外，在更换直接液体冷却的磨损部件时需要极其小心，因为要在等离子体割炬的磨损部件之间残留尽可能少的冷却液体，因为当电弧点燃时残留的冷却液体能够导致等离子体炬的损坏。

因此，本发明的目的是提供对等离子体炬的部件(尤其是磨损部件)的更有效的冷却。

根据第一方面，此目的通过用于等离子体炬(尤其是等离子体割炬)的单件式或多件式绝缘构件来实现，所述绝缘构件用于等离子体炬的至少两个导电部件之间的电绝缘，其中，绝缘构件由不导电但良好导热的材料制成或者绝缘构件的至少一部分由不导电但良好导热的材料制成。这里，表述“不导电”还应该是指：等离子体炬绝缘构件的材料的导电程度是微弱的或不明显的。绝缘构件可以是例如等离子体气体输送部件、二次气体输送部件或冷却气体输送部件。

此外，根据第二方面，该目的通过包括用于等离子体炬(特别是等离子体割炬)的电极和/或喷嘴和/或喷嘴帽和/或喷嘴保护帽和/或喷嘴保护帽保持器以及根据权利要求1至12之一所述的绝缘构件的布置结构解决。

根据第三方面，该目的通过包括用于喷嘴保护帽保持器的容纳部和用于等离子体炬(特别是等离子体割炬)的喷嘴保护帽保持器的布置结构来实现，其中，容纳部构成为根据权利要求1至12之一所述的优选与喷嘴保护帽保持器直接接触的绝缘构件。例如，容纳部和喷嘴保护帽保持器可以通过螺纹彼此连接。

根据另一方面，该目的通过包括用于等离子体炬(特别是等离子体割炬)的电极和喷嘴的布置结构来实现，其中，在电极和喷嘴之间布置有根据权利要求1至12之一所述的、形成为等离子体气体输送部件的绝缘构件，所述绝缘构件优选与电极和喷嘴直接接触。

此外，根据另一方面，该目的通过包括用于等离子体炬(特别是等离子体割炬)的喷嘴和喷嘴保护帽的布置结构实现，其中，喷嘴与喷嘴保护帽之间布置有根据权利要求1至12之一所述的、形成为二次气体输送部件的绝缘构件，所述绝缘构件优选与喷嘴和喷嘴保护帽直接接触。

此外，根据另一方面，该目的通过包括用于等离子体炬(特别是等离子体割炬)的喷嘴帽和喷嘴保护帽的布置结构实现，其中，喷嘴帽与喷嘴保护帽之间布置有根据权利要求1至12之一所述的、形成为二次气体输送部件的绝缘构件，所述绝缘构件优选与喷嘴帽和喷嘴保护帽直接接触。

本发明还提供了包括至少一个根据权利要求1至12之一所述的绝缘构件的等离子体炬(特别是等离子体割炬)。

此外，本发明还提供了包括根据权利要求13至18之一所述的布置结构的等离子体炬(特别是等离子体割炬)以及根据权利要求24所述的方法。

对于绝缘构件，它由至少两个部件组成，其中所述部件之一由不导电但良好导热的材料制成，并且另一部件或至少一个其他部件由不导电且不导热的材料制成。

尤其是，可使得由不导电但良好导热的材料制成的部件具有至少一个用作接触面的表面，所述表面与所述部件的由不导电且不导热的材料制成的直接相邻表面对齐或突出超过该直接相邻表面。

根据一个具体实施例，绝缘构件由至少两个部件组成，其中所述部件之一由良好导电且良好导热的材料制成，并且另一部件或至少一个其他部件由不导电但良好导热的材料制成。

在本发明的另一实施例中，绝缘构件由至少三个部件组成，其中所述部件之一由良好导电且良好导热的材料制成，所述部件中的另一部件由不导电但良好导热的材料制成，且所述部件中的再一个部件由不导电且不导热的材料制成。

有利的是，不导电但良好导热的材料具有至少40W/(m*K)的导热率，优选至少60W/(m*K)以及更优选至少90W/(m*K)，更优选至少120W/(m*K)，更优选至少150W/(m*K)和更优选至少180W/(m*K)的导热率。

便利地，不导电但良好导热的材料和/或不导电且不导热的材料具有至少10⁶Ω*cm且优选至少10¹⁰Ω*cm的电阻率，和/或至少7kV/mm且优选至少10kV/mm的介电强度(绝缘强度)。

有利的是，不导电但良好导热的材料是陶瓷或塑料，所述塑料例如塑料膜，所述陶瓷优选地选自如下的组：氮化物陶瓷(特别是氮化铝陶瓷、氮化硼陶瓷和氮化硅陶瓷)、碳化物陶瓷(特别是碳化硅陶瓷)、氧化物陶瓷(特别是氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷和氧化铍陶瓷)以及硅酸盐陶瓷。

也可以使用不导电但良好导热的材料(例如陶瓷)和另一不导电的材料(例如塑料)的组合，即，所谓的复合原料。这样复合原料可以例如由两种材料的粉末通过烧结制成。最终，这种复合原料必须是不导电但良好导热的。

根据本发明的一个具体实施例，不导电且不导热的材料具有最高1(W/m*K)的导热率。

有利的是，部件通过粘合或通过热学方法(例如钎焊或熔焊)以形状锁合地或力锁合的方式彼此连接。

在本发明的一个具体实施例中，所述绝缘构件具有至少一个开口和/或至少一个切口和/或至少一个凹槽。当绝缘构件是气体输送部件(如等离子体气体或二次气体输送部件)时可以是例如这种情况。

具体地，可以使得所述至少一个开口和/或至少一个切口和/或至少一个凹槽位于不导电但良好导热的材料和/或不导电且不导热的材料和/或良好导电且良好导热的材料中。

在本发明的另一具体实施例中，绝缘构件被设计为引导气体，具体为等离子体气体，二次气体或冷却气体。

在根据权利要求13的布置结构中可以使得绝缘构件与电极和/或喷嘴和/或喷嘴帽和/或喷嘴保护帽和/或喷嘴保护帽保持器直接接触。

有利地，绝缘构件与电极和/或喷嘴和/或喷嘴帽和/或喷嘴保护帽和/或喷嘴保护帽保持器通过粘合或通过热学方法(例如钎焊或熔焊)以形状锁合地或力锁合的方式连接。

在根据权利要求19的等离子体炬的一个具体实施例中，所述绝缘构件或绝缘构件的由不导电但良好导热的材料制成的部分具有用作接触面的至少一个表面(优选具有用作接触面的两个表面)，所述表面至少与等离子体炬的良好导电的部件(具体为电极、喷嘴、喷嘴帽、喷嘴保护帽或喷嘴帽保持器)的表面直接接触。

具体地，在此可以使得所述绝缘构件或绝缘构件的由不导电但良好导热的材料制成的部分具有用作接触面的至少两个表面，所述表面至少与等离子体炬的良好导电的部件(具体为电极、喷嘴、喷嘴帽、喷嘴保护帽或喷嘴帽保持器)的表面以及与等离子体炬的另一良好导电的部件的另一表面直接接触。

根据一个具体实施例，绝缘构件是气体输送部件，具体为等离子体气体输送部件、二次气体输送部件或冷却气体输送部件。

有利的是，绝缘构件的至少一个表面在运行中与冷却介质(优选为液体和/或气体和/或液-气混合物)直接接触。

在根据权利要求24所述的方法中可以设想，在等离子体炬中除了等离子体射束外还耦合激光器的激光束。

具体地，激光器可以是光纤激光器、二极管激光器和/或二极管泵浦激光器。

本发明基于令人惊讶的发现，即，通过使用不仅不导电而且还良好导热的材料，使得更有效和更经济有效的冷却是可能的，以及等离子体炬的更小和更简单的构造形式是可能的，并且可获得更低的温度差异并进而更低的机械张力(mechanische Spannungen)。

至少在一个或多个具体实施例中，本发明提供了等离子体炬的部件(特别是磨损部件)的冷却，这是更有效和/或更经济有效的和/或导致更低的机械张力和/或允许更小和/或更简单的等离子体炬构造形式并同时确保等离子体炬的部件之间的电绝缘。

本发明的其他特征和优点在所附的权利要求书和以下的说明给出，在以下的说明中参考示意性附图对多个实施例进行了描述。在此：

图1部分地以纵向截面图示出根据本发明的第一个具体实施例的等离子体炬的侧视图；

图2部分地以纵向截面图示出根据本发明的第二个具体实施例的等离子体炬的侧视图；

图3部分地以纵向截面图示出根据本发明的第三个具体实施例的等离子体炬的侧视图；

图4部分地以纵向截面图示出根据本发明的第四个具体实施例的等离子体炬的侧视图；

图5部分地以纵向截面图示出根据本发明的第五个具体实施例的等离子体炬的侧视图；

图6部分地以纵向截面图示出根据本发明的第六个具体实施例的等离子体炬的侧视图；

图7部分地以纵向截面图示出根据本发明的第七个具体实施例的等离子体炬的侧视图；

图8部分地以纵向截面图示出根据本发明的第八个具体实施例的等离子体炬的侧视图；

图9部分地以纵向截面图示出根据本发明的第九个具体实施例的等离子体炬的侧视图；

图10a和10b示出根据本发明的一个具体实施例的绝缘构件的纵向截面图以及部分剖开的侧视图；

图11a和11b示出根据本发明的另一具体实施例的绝缘构件的纵向截面图以及部分截面的侧视图；

图12a和12b示出根据本发明的另一具体实施例的绝缘构件的纵向截面图以及部分截面的侧视图；

图13a和13b示出根据本发明的另一具体实施例的绝缘构件的纵向截面图以及部分截面的侧视图；

图14a和14b示出根据本发明的另一具体实施例的绝缘构件的纵向截面图以及部分截面的侧视图；

图14c和14d是类似于图14a和14b的视图，然而省略了一部分；

图15a和15b以部分截面分别示出绝缘构件的俯视图以及侧视图，该绝缘构件例如使用在或者可以使用在图6至9的等离子体炬中；

图16a和16b以部分截面分别示出绝缘构件的俯视图以及侧视图，该绝缘构件例如使用在或者可以使用在图6至9的等离子体炬中；

图17a和17b以部分截面分别示出绝缘构件的俯视图以及侧视图，该绝缘构件例如使用在或者可以使用在图6至9的等离子体炬中；

图18a至18d以部分截面示出根据本发明的另一具体实施例的绝缘构件的俯视图以及剖开的侧视图；

图19a至19d示出根据本发明一个具体实施例的包括喷嘴和绝缘构件的布置结构的截面图；

图20a至20d示出根据本发明一个具体实施例的包括喷嘴帽和绝缘构件的布置结构的截面图；

图21a至21d示出根据本发明一个具体实施例的包括喷嘴保护帽和绝缘构件的布置结构的截面图；

图22a和22b示出根据本发明一个具体实施例的包括电极和绝缘构件的布置结构的部分截面图；以及

图23部分地以纵向截面图示出根据本发明一个具体实施例的包括电极和绝缘构件的布置结构的侧视图。

图1示出根据本发明一个特别的实施例的、液体冷却的等离子体割炬1。该等离子体割炬包括：电极2；绝缘构件，该绝缘构件构造成等离子体气体输送部件3，用于引导等离子体气体PG；和喷嘴4。电极2包括电极保持器2.1和发射插入物2.2。电极保持器2.2由良好导电且良好导热的材料制成，在此由金属(例如铜、银、铝或含有这些金属中至少一种的合金)制成。发射插入物2.2由具有高熔点(>2000℃)的材料制成。这里，当使用非氧化性等离子体气体(如氩气、氢气、氮气、氦气以及它们的混合物)时例如钨是合适的；而当使用氧化性气体(例如氧气、空气、它们的混合物、氮气-氧气混合物)时例如铪或锆是合适的。发射插入物2.2被置入到电极保持器2.1中。电极2在这里示出为平面电极，其中所述发射插入物2.2不会突出得超过电极保持器2.1的前端的表面。

电极2突入到喷嘴4的中空内部空间4.2中。喷嘴利用螺纹4.20拧入具有内螺纹6.20的喷嘴保持器6中。在喷嘴4和电极2之间布置有等离子体气体输送部件3。在等离子体气体输送部件3中定位有供等离子体气体PG流动通过的孔、开口、凹槽和/或切口(未示出)。通过适当的布置，例如通过径向偏移和/或通过相对于中心线M径向布置的孔的倾斜，可以使等离子体气体PG旋转。这用于稳定电弧以及等离子体射束。

电弧在发射插入物2.2和工件(未示出)之间燃烧，并且通过喷嘴孔4.1缩窄。电弧本身已经具有较高的温度，而该温度通过其缩窄进一步提高。在此显示了高达30000K的温度。因此，电极2和喷嘴4利用冷却介质冷却。作为冷却介质可以使用：液体，在最简单的情况下是水；气体，在最简单的情况下是空气；或其混合物，在最简单的情况下是空气-水混合物，其被称为气雾剂。液体冷却被认为是最有效的。在电极2的内部空间2.10中定位有冷却管10，冷却剂通过该冷却管从冷却剂供给部WV2通过冷却剂空间10.10朝向电极2到达发射插入物2.2的附近并且通过由冷却管10的外表面在电极2的内表面中形成的空间返回到冷却剂返回部WR2。

在这个实例中，喷嘴4通过喷嘴保持器6被间接冷却，冷却剂通过冷却剂空间6.10运向喷嘴保持器(WV1)并经由冷却剂空间6.11再次运走(WR1)。冷却剂通常以1至10l/min的体积流量流动。喷嘴4和喷嘴保持器6由金属制成。通过借助喷嘴4的外螺纹4.20和喷嘴保持器6的内螺纹6.20形成的机械接触，喷嘴4中产生的热量传导至所述喷嘴保持器6并通过流动的冷却介质消散(WV1、WR1)。

在本实例中，构成为等离子体气体输送部件3的绝缘构件以单件式构成且由不导电但良好导热的材料制成。通过使用这样的绝缘构件而实现了电极2与喷嘴4之间的电绝缘。这对于等离子体割炬1的运行(特别是，高压点火，以及在电极2和喷嘴4之间燃烧的引导电弧的运行)是必要的。同时，在电极2与喷嘴4之间，热量通过良好导热的形成为等离子体气体输送部件3的绝缘构件从较热的部件传导到较冷的部件。也实现经由绝缘构件的辅助热交换。等离子体气体输送部件3与电极2和喷嘴4通过接触面以触碰的方式接触。

在本实施例中，接触面2.3例如是电极2的圆柱形外表面，而接触面3.5是等离子体气体输送部件3的圆柱形内表面。接触面3.6是等离子体气体输送部件3的圆柱形外表面，而接触面4.3是喷嘴4的圆柱形内表面。优选地，在此在圆柱形内表面和外表面之间使用具有小间隙(例如根据DIN EN ISO 286的H7/h6)的间隙配合，以便一方面实现相互插入，另一方面实现良好接触，并因而实现低的热阻以及进而良好的热传导。可以通过将导热膏应用到这些接触面上而提高热传导。(注意：即使使用导热膏时，这也应包括在术语“直接接触”的范围中。)然后，可以使用具有较大间隙(例如H7/g6)的配合。此外，喷嘴4和等离子体气体输送部件3在此分别具有接触面4.5和3.7，它们在此是环形表面并且彼此通过触碰接触。在此涉及到环形表面之间的力锁合连接，这是通过喷嘴4拧入喷嘴保持器6中实现的。

由于良好的导热性，因而可避免喷嘴4和电极2之间高的温度差异并且可减小由此导致的等离子体割炬1中的机械张力。

在这里例如使用陶瓷材料作为不导电但良好导热的材料。特别合适的是氮化铝，根据DIN 60672，氮化铝具有非常好的导热率(约180W/(m*K)和高的电阻率(大约10¹²Ω*cm)。

在图2中示出圆柱形的等离子体割炬1，其中，电极2利用冷却剂直接冷却。图2中所示的喷嘴4未提供经由喷嘴保持器6的间接冷却。通过构成为等离子体气体输送部件3的绝缘构件将热量传导到直接利用冷却剂冷却的电极2而实现喷嘴4的冷却。通过使用这样的绝缘构件而实现电极2和喷嘴4之间的电绝缘。这对于等离子体割炬1的运行(特别是高压点火，以及在电极2和喷嘴4之间燃烧的引导电弧的运行)是必要的。同时，在电极2与喷嘴4之间，通过良好导热的形成为等离子体气体输送部件3的绝缘构件，热量从较热的部件传导到较冷的部件。经由等离子体气体输送部件3也实现了电极2与喷嘴4之间的额外的热交换。等离子体气体输送部件3经由接触面通过触碰而与电极和喷嘴4接触。

在本实施例中，接触面2.3例如是电极2的圆柱形外表面，接触面3.5是等离子体气体输送部件3的圆柱形内表面。接触面3.6是等离子体气体输送部件3的圆柱形外表面，接触面4.3是喷嘴4的圆柱形内表面。优选地，在此在圆柱形内表面和外表面之间使用具有小间隙(例如根据DIN EN ISO 286的H7/h6)的间隙配合，以便一方面实现相互插入，另一方面实现良好接触，并因而实现低的热阻以及进而良好的热传导。可以通过将导热膏应用到这些接触面上而提高热传导。然后，可以使用具有较大间隙(例如，H7/g6)的配合。此外，在此喷嘴4和等离子体气体输送部件3分别具有接触面4.5和3.7，它们在此是环形表面并且彼此通过触碰接触。在此涉及到环形表面之间的力锁合连接，这是通过喷嘴4拧入喷嘴保持器6中实现的。

消除用于喷嘴4的间接冷却导致等离子体割炬1的构造的相当大的简化，因为取消了喷嘴保持器6中的冷却剂空间(该冷却剂空间对于将冷却剂运至作用区域并再次运走必要的)。电极的冷却如在图1中那样实现。

在图3中示出了等离子体割炬1，其中喷嘴4通过喷嘴保持器6间接冷却，冷却剂通过冷却剂空间6.10运向喷嘴保持器(WV1)并经由冷却剂空间6.11再次运走(WR1)。没有提供图1和2中所示的电极2的直接冷却。对于该间接冷却剂冷却的喷嘴4来说，经由构成为等离子体气体输送部件3的绝缘构件实现由电极2向喷嘴4的热传导。在这方面适用图1和2的实施方式。

这导致了等离子体炬1和电极2的构造的相当大的简化，因为省却了图1和2中示出的冷却管10和冷却剂空间2.10和10.10(该冷却管和冷却剂空间对于将冷却液体运至作用区域(WV2)并再次运走(WR2)是必要的)。

图4中示出的等离子体割炬1与图1中所示的等离子体割炬的不同之处在于，喷嘴4利用冷却剂直接冷却。为此喷嘴4通过喷嘴帽5固定。喷嘴帽5的内螺纹5.20与喷嘴保持器6的外螺纹6.21拧紧在一起。喷嘴4的外表面和喷嘴保持器6的一部分以及喷嘴帽5的内表面形成冷却剂通过的冷却剂空间4.10，该冷却剂通过喷嘴保持器6中的冷却剂空间6.10和6.11流至作用区域(WV1)并流回(WR1)。

在喷嘴4和电极2之间布置有构成为等离子体气体输送部件3的绝缘构件。由此实现结合图1所解释的那样相同的优点。在电极2与喷嘴4之间，通过良好导热的形成为等离子体气体输送部件3的绝缘构件，热量从较热的部件传导到较冷的部件。等离子体气体输送部件3与电极2和喷嘴4通过触碰而接触。因此可以减小等离子体割炬1中的由高的温度差异引起的机械张力。

与图1中所示的等离子体割炬相比的优势在于，该直接冷却剂冷却的喷嘴4比间接冷却的喷嘴被更好地冷却。由于在这种布置结构中冷却剂直接流动至喷嘴尖端和喷嘴孔4.1附近(在那里会产生喷嘴的最大加热)，因此冷却效果特别大。通过喷嘴帽5和喷嘴4、喷嘴帽5和喷嘴保持器6以及喷嘴4和喷嘴保持器6之间的O形环实现冷却剂空间的密封。

喷嘴帽5也通过流过冷却剂空间4.10的冷却剂冷却，该冷却剂空间由喷嘴4的外表面和喷嘴帽5的内表面形成。喷嘴帽5主要是通过电弧以及等离子体射流和所加热的工件的辐射而被加热。

然而，等离子体割炬1的构造比较复杂，因为还需要喷嘴帽5。这里优选使用液体(在最简单的情况下是水)作为冷却剂。

图5示出等离子体割炬1，其类似于图1的等离子体割炬，但其中还在喷嘴4的外部布置了喷嘴保护帽8。喷嘴4的孔4.1和喷嘴保护帽8的孔8.1位于中心线M上。喷嘴保护帽8和喷嘴保护帽保持器9的内表面与喷嘴4和喷嘴保持器6的外表面形成二次气体SG从中流动通过的空间8.10和9.10。该二次气体离开喷嘴保护帽的孔8.1并包绕等离子体射流(未示出)并围绕等离子体射流确保限定的气氛。此外，二次气体SG保护喷嘴4和喷嘴保护帽8免受形成在它们与工件之间的电弧损害。这些被称为双电弧并能够损坏喷嘴4。特别是，在刺入工件中时，喷嘴4和喷嘴保护帽8严重受热的熔化材料的高喷射的负担。二次气体SG(该二次气体的体积流量在刺入期间相对于切割期间时的数值可以增加)保持材料的高喷射远离喷嘴4和喷嘴保护帽8，从而保护喷嘴和喷嘴保护帽免受损害。

对于电极2和喷嘴4的冷却适用于根据图1对等离子体割炬1所作的论述。原理上，在具有二次气体的等离子体割炬1中，只对电极2直接冷却(如图2所示)并且只对喷嘴4间接冷却(如图3所示)是可能的。这也适用于对此所作的论述。

在图5中所示的等离子体割炬1中，除了电极2和喷嘴4还必须冷却喷嘴保护帽8。喷嘴保护帽8具体地通过电弧以及等离子体射流及所加热的工件的辐射而被加热。特别是在刺入工件中时，喷嘴保护帽8受炽热材料的高喷射而受到严重热负荷且被加热，并必须被冷却。因此，对此使用良好导电且良好导热的材料，通常是金属，如银、铜、铝、锡、锌、铁、合金钢或金属合金(例如黄铜)，在其中这些金属以单独或全部至少50％的含量被包含。

二次气体SG在通过第一空间9.10之前首先流动通过等离子体割炬1，该第一空间由喷嘴保护帽保持器9和喷嘴保护帽8的内表面以及喷嘴保持器6和喷嘴4的外表面形成。第一空间9.10还通过构成为二次气体输送部件7的绝缘构件限定，该绝缘构件位于喷嘴4和喷嘴保护帽之间。二次气体输送部件7能以多件式的方式构成。

在二次气体输送部件7中存在孔7.1。但它也可以是二次气体SG从中流过的开口、凹槽或切口。通过孔7.1的相应布置，例如具有径向偏移和/或相对于中心线M的倾斜而径向地布置，可以使二次气体旋转。这用于稳定电弧以及等离子体射束。

在二次气体穿过二次气体输送部件7后，流入内部空间8.10(该内部空间通过喷嘴保护帽8的内表面和喷嘴4的外表面形成)，然后从喷嘴保护帽8的孔8.1出来。在电弧以及等离子体射流燃烧时，二次气体碰撞到其上并可以影响它。

喷嘴保护帽8通常仅由二次气体SG冷却。气体冷却的缺点在于，它对于实现可接受的冷却或散热并非是有效的并且所需的气体体积流量非常高。在此经常需要5000至11000l/h的气体流量。同时，二次气体的体积流量必须选择为使最好的切割效果得以实现。然而过高的体积流量(其对于冷却是必需的)经常恶化切割结果。

另外，大的体积流量带来的高气体消耗是不经济的。当使用不是空气的其他气体，例如氩气、氮气、氢气、氧气、或氦气时更是这样的。

通过使用构成为二次气体输送部件7的绝缘构件克服了这些缺点。通过使用这样的绝缘构件实现了喷嘴保护帽8和喷嘴4之间的电绝缘。电绝缘与二次气体SG结合保护喷嘴4和喷嘴保护帽8不受电弧损害，电弧可以在喷嘴和喷嘴保护帽与工件之间形成。这些被称为双电弧并能够损坏喷嘴4或喷嘴保护帽8。

同时，在喷嘴保护帽8与喷嘴4之间，通过良好导热的形成为等离子体气体输送部件7的绝缘构件，热量从较热的部件传导到较冷的部件，在该示例中从喷嘴保护帽8传导到喷嘴4。二次气体输送部件7与喷嘴保护帽8和喷嘴4通过触碰而接触。在本实施例中通过喷嘴保护帽8的环形表面8.2和二次气体输送部件7的环形表面7.4以及二次气体输送部件7的环形表面7.5和喷嘴4的环形表面4.4实现。它涉及力锁合连接，其中喷嘴保护帽8借助于利用内螺纹9.20拧到容纳部11的外螺纹11.20上的喷嘴保护帽保持器9。因此，它被向上压向二次气体输送部件7并将它压向喷嘴4。

以这种方式，热量从喷嘴保护帽8朝着喷嘴4传导并进而冷却。喷嘴4被间接冷却，如在对图1的描述中解释的那样。

图6示出了与图4中的等离子体割炬1类似的构造，其中还在喷嘴帽5的外部布置了喷嘴保护帽8。

喷嘴4的孔4.1和喷嘴保护帽8的孔8.1位于中心线M上。喷嘴保护帽8和喷嘴保护帽保持器9的内表面与喷嘴帽5和喷嘴4的外表面分别形成二次气体SG从中流过的空间8.10和9.10。该二次气体离开喷嘴保护帽8的孔8.1、包绕等离子体射流(未示出)并围绕等离子体射流确保限定的气氛。此外，二次气体SG保护喷嘴4、喷嘴帽5和喷嘴保护帽8免受电弧损害，电弧可在喷嘴、喷嘴帽和喷嘴保护帽与工件(未示出)之间形成。这些被称为双电弧并能够损坏喷嘴4、喷嘴帽5和喷嘴保护帽8。特别是，在刺入工件中时，喷嘴4、喷嘴帽5和喷嘴保护帽8严重受到热材料高喷射的负荷。二次气体SG(该二次气体的体积流量在刺入时相对于在切割时的数值可增加)保持材料喷射远离喷嘴4、喷嘴帽5和喷嘴保护帽8并因而保护免受损害。

对于电极2、喷嘴4和喷嘴帽5的冷却适用于对图4所作的描述中的论述。

特别是通过电弧以及等离子体射流和所加热的工件的辐射使得喷嘴保护帽8被加热。特别是在刺入工件中时，喷嘴保护帽8受到高喷射炽热材料的严重热负荷且被加热，并必须被冷却。因此，对此使用良好导热且良好导电的原料，通常是金属，如铜、铝、锡、锌、铁或含有这些金属中至少一种的合金。

二次气体SG在通过空间9.10之前首先流动通过等离子体炬1，该空间由喷嘴保护帽保持器9和喷嘴保护帽8的内表面以及喷嘴保持器6和喷嘴帽5的外表面形成。该空间9.10还通过构成为用于二次气体SG的二次气体输送部件7的绝缘构件限定，该绝缘构件位于喷嘴帽5和喷嘴保护帽8之间。

在二次气体输送部件7中存在孔7.1。但它也可以是二次气体SG从中流过的开口、凹槽或切口。通过对它适当的布置，例如具有径向偏移和/或具有相对于中心线M倾斜的径向布置的孔7.1可以使二次气体SG旋转。这用于稳定电弧以及等离子体射束。

在二次气体SG穿过二次气体输送部件7之后，流入空间(内部空间)8.10(该空间通过喷嘴保护帽8的内表面和喷嘴帽5和喷嘴4的外表面形成)，然后从喷嘴保护帽8的孔8.1出来。在电弧以及等离子体射流燃烧时，二次气体SG碰撞到其上并可以影响它。

喷嘴保护帽8通常仅由二次气体SG冷却。气体冷却的缺点在于，它对于实现可接受的冷却或散热并非是有效的并且所需的气体体积流量非常高。在此经常需要5000至11000l/h的气体流量。同时，二次气体的体积流量必须选择为使最好的切割效果得以实现。然而过高的体积流量(其对于冷却是必需的)经常恶化切割结果。另外，大的体积流量造成的高气体消耗是不经济的。当使用不是空气的其他气体，例如氩气、氮气、氢气、氧气、或氦气时更是这样的。通过使用构成为二次气体输送部件7的绝缘构件克服这些缺点。通过使用这样的绝缘构件实现喷嘴保护帽8与喷嘴帽5进而也与喷嘴4之间的电绝缘。与二次气体SG结合，电绝缘保护喷嘴4、喷嘴帽5和喷嘴保护帽8不受电弧损害，电弧可以在它们与工件(未示出)之间形成。这些被称为双电弧并能够损坏喷嘴、喷嘴帽和喷嘴保护帽。

同时，在喷嘴保护帽8与喷嘴帽5之间，通过良好导热的形成为二次气体输送部件7的绝缘构件，热量从较热的部件传导到较冷的部件(在该示例中，从喷嘴保护帽8传导到喷嘴帽5)。二次气体输送部件7与喷嘴保护帽8和喷嘴帽5通过触碰而接触。在本实施例中，这通过喷嘴保护帽8的环形表面8.2和二次气体输送部件7的环形表面7.4以及二次气体输送部件7的环形表面7.5和喷嘴帽5的环形表面5.3实现。在这个实例中涉及力锁合连接，其中喷嘴保护帽8借助具有内螺纹9.20的喷嘴保护帽保持器9拧到容纳部11的外螺纹11.20上。因此，它被向上压向用于二次气体SG的二次气体输送部件7并将它压向喷嘴帽5。以这种方式，热量从喷嘴保护帽8朝着喷嘴帽5传导并进而冷却。喷嘴帽5再次被冷却，如在图4的描述的那样。

图7示出等离子体割炬1，对其适用根据图6的实施例所作出的论述。此外，喷嘴保护帽保持器9利用其内螺纹9.20拧到构成为绝缘构件的容纳部11的外螺纹11.20上。容纳部11由不导电但良好导热的材料制成。因此，热量从喷嘴保护帽保持器9(喷嘴保护帽保持器可以例如从喷嘴帽8、从热的工件或从电弧辐射获得该热量)通过内螺纹9.20和外螺纹11.20传递到容纳部11。容纳部11具有用于冷却剂供给管线(WV1)和冷却剂返回管线(WR1)的冷却剂通道11.10和11.11，其在此被实施为孔。冷却剂流过冷却剂通道并因此冷却容纳部11。由此喷嘴保护帽保持器9的冷却被进一步改善。热量从喷嘴保护帽8通过喷嘴保护帽的形成为环形表面的接触面8.3传递到喷嘴保护帽保持器9上的也形成为环形表面的接触面9.1上。接触面8.3和9.1在这个实例中力锁合地彼此接触，其中喷嘴保护帽8借助具有内螺纹9.20的喷嘴保护帽保持器9拧到容纳部11的外螺纹11.20上。因此，它被向上压向二次气体输送部件7并且喷嘴保护帽保持器9压向喷嘴保护帽8。在本实例中，容纳部11由陶瓷制成。特别合适的是氮化铝，其具有非常好的导热率(约180W/(m*K))和高的电阻率(大约10¹²Ω*cm)。

冷却剂通过喷嘴保持器6的冷却剂空间6.10和6.11同时输送至喷嘴4和喷嘴帽5并冷却喷嘴和喷嘴帽。

图8示出与图7类似的等离子体炬1的实施例。由此基本上也适用根据图6和7的实施例所作出的论述。但是，它包含与实施为用于喷嘴保护帽保持器9的容纳部11的绝缘构件的不同实施方式。在本实施例中容纳部11由两部件组成，其中外部部件11.1由不导电但良好导热的材料制成并且内部部件11.2由良好导电且良好导热的材料制成。

喷嘴保护帽保持器9利用其内螺纹9.20拧到容纳部11的部件11.1的外螺纹11.20上。

不导电但良好导热的材料由陶瓷(例如氮化铝)制成，其具有非常好的导热率(约180W/(m*K))和大约为10¹²Ω*cm的高电阻率。在此，良好导电且良好导热的材料是金属，例如铜、铝、锡、锌、合金钢或含有这些金属中至少一种的合金(例如黄铜)。

如果良好导电且良好导热的材料具有至少40W/(m*K)Ω的导热率和最高0.01Ω*cm的电阻率，则通常是有利的。尤其是在此可以设想，良好导电且良好导热的材料具有至少60W/(m*K)，更好是至少90W/(m*K)和优选120W/(m*K)的导热率。更优选地，良好导电且良好导热的材料具有至少150W/(m*K)，更好是至少200W/(m*K)和优选至少300W/(m*K)的导热率。可选择地或者另外可以设想，良好导电且良好导热的材料是金属，例如银、铜、铝、锡、锌、铁、合金钢或包含这些金属的金属合金(例如黄铜)，这些金属单独或总和来计以至少50％包含在其中。

使用两种不同的材料具有如下优点，对于需要不同形状(例如不同的孔、切口、凹槽、开口等)的更复杂的部件可使用能够更容易且更节省成本地被加工的材料。在本实施例中，金属比陶瓷更容易地被加工。两个部件(即，部件11.1和11.2)通过相互压入而力锁合地彼此触碰地连接，由此在两个部件11.1和11.2的圆柱形接触面11.5和11.6之间实现良好的热传递。容纳部11的部件11.2具有用于冷却剂供给管线(WV1)和冷却剂返回管线(WR1)的冷却剂通道11.10和11.11，其在此被实施为孔。冷却剂通过冷却剂通道流动并因此进行冷却。

如参照图8及所属的描述所得到的，本发明还涉及一种用于等离子体炬(特别是等离子体割炬)的绝缘构件，用于在等离子体炬的至少两个导电部件之间进行电绝缘，其中绝缘构件由至少两个部件组成，其中所述部件之一由不导电但良好导热的材料制成，并且另一部件或所述部件的其他部件由良好导电且良好导热的材料制成。

图9示出了根据本发明的等离子体割炬1的另一实施例，其原则上与图8中所示的实施例类似。由此基本上也适用根据图6、7和8的实施例所作出的论述。但是，它包含实施为用于喷嘴保护帽保持器9的容纳部11的绝缘构件的另一实施变动方案。容纳部11由两部件组成，其中在此与图8中示出的实施例相反，外部部件11.1由良好导电且良好导热的材料(例如金属)制成并且内部部件11.2由不导电但良好导热的材料(例如陶瓷)制成。

喷嘴保护帽保持器9利用其内螺纹9.20拧到容纳部11的部件11.1的外螺纹11.20上。

在本实施例中，优点在于，可以将外螺纹引入用于部件11.1的金属材料中，而不是引入更难于加工的陶瓷中。

图10至13示出(另外的)形成为用于等离子体气体PG的等离子体气体输送部件3的绝缘构件的不同实施例，绝缘构件可在如示于图1至9中的等离子体炬1中使用，其中具有字母“a”的相应附图示出纵截面，并且具有字母“b”的相应附图示出部分截面的侧视图。

在附图10a和10b中示出的等离子体气体输送部件3由不导电但良好导热的材料制成，在此例如由陶瓷制成。特别合适的是氮化铝，其具有非常好的导热率(约180W/(m*K))和高的电阻率(大约10¹²Ω*cm)。在前面在图1至4的描述中已经提到和解释过应用在等离子体割炬1中时与此相关的优点，例如更好的冷却、减少的机械张力、更简单的结构。

在等离子体气体输送部件3中存在径向布置的孔3.1，该孔例如可以相对于中心线M径向倾斜和/或径向偏移并且使等离子体气体PG在等离子体割炬中旋转。当等离子体气体输送部件3被安装在等离子体割炬1中时，等离子体气体输送部件的接触面3.6(在此例如是圆柱形的外表面)与喷嘴4的接触面4.3(在此例如是圆柱形的内表面)通过触碰而接触；等离子体气体输送部件的接触面3.5(在此例如是圆柱形的内表面)与电极2的接触面2.3(在此例如是圆柱形的外表面)通过触碰而接触；以及等离子体气体输送部件的接触面3.7(在此例如是环形表面)与喷嘴4的接触面4.5(在此例如是环形表面)通过触碰而接触(图1至9)。在接触面3.6中存在凹槽3.8。凹槽引导等离子体气体PG到孔3.1之后，等离子体气体通过孔导入喷嘴4的内部空间4.2，在内部空间中布置有电极2。

图11a和11b示出了等离子体气体输送部件3，其由两个部件组成。第一部件3.2由不导电但良好导热的材料制成，而第二部件3.3由良好导电且良好导热的材料制成。

在此对于等离子体气体输送部件3的部件3.2使用例如陶瓷，氮化铝再次作为示例，其具有非常好的导热率(约180W/(m*K))和高的电阻率(大约10¹²Ω*cm)。在此对于等离子体气体输送部件3的部件3.3使用金属，如银、铜、铝、锡、锌、铁、钢合金或包含这些金属的金属合金(例如黄铜)，这些金属单独或总和来计以至少50％包含在其中。

例如，如果铜被用于部件3.3，与仅由不导电但良好导热的材料(如氮化铝)制成等离子体气体输送部件的情况相比，等离子体气体输送部件3的导热率更大。取决于铜的纯度，铜的导热率(最高大约390W/(m*K))比氮化铝的导热率(180W/(m*K))更高，氮化铝目前被认为是导热最好但同时不具有良好导电的材料之一。同时，也有具有220W/(m*K)的导热率的氮化铝。

由于更好的导热性，这导致在根据图1至9的等离子体割炬1的喷嘴4和电极2之间的甚至更好的热交换。

在最简单的情况下，部件3.2和3.3通过接触面3.21和3.31的相互滑动叠置而连接。

部件3.2和3.3也可以通过相互挤压的、对置的和触碰的接触面3.20与3.30、3.21与3.31以及3.22与3.32而力锁合地连接。接触面3.20、3.21和3.22是部件3.2的接触面并且接触面3.30、3.31和3.32是部件3.3的接触面。圆柱形构造的接触面3.31(部件3.3的圆柱形外表面)和3.21(部件3.2的圆柱形内表面)通过相互挤压形成力锁合的连接。这里，过盈配合DIN EN ISO 286(例如H7/n6；H7/m6)施加在圆柱形内表面和外表面之间。

也存在如下可能性，两个部件(3.2和3.3)通过形状锁合、通过焊接和/或通过粘合和/或通过热的方法彼此连接。

由于陶瓷原料的机械加工通常比金属的机械加工更困难，因此降低了加工复杂性。这里例如金属部件3.3中引入了六个孔3.1，这些孔具有径向偏移a1并且以角α1等距离地分布在等离子体气体引导部的外周上。也有各种各样的形状，例如凹槽、切口、孔等，当将它们引入到金属中时，比较容易制造。

图12a和12b示出了等离子体气体输送部件3，其由两部件组成，其中第一部件3.2由不导电但良好导热的材料制成，而第二部件3.3由不导电且不导热的材料制成。

在此对于等离子体气体输送部件3的部件3.2使用例如陶瓷，氮化铝再次作为示例，其具有非常好的导热率(约180W/(m*K))和高的电阻率(大约10¹²Ω*cm)。对于等离子体气体输送部件3的部件3.3可以使用例如塑料，例如聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、托朗(Torlon)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酰亚胺(PI)，其具有高的热稳定性(至少200℃)和高的电阻率(至少10⁶，更好为至少10¹⁰Ω*cm)。

在最简单的情况下，部件3.2和3.3通过接触面3.21和3.31的相互滑动叠置而连接。它们也可以通过相互挤压的、对置的和触碰的接触面3.20与3.30、3.21与3.31以及3.22与3.32来力锁合地连接。这样圆柱形构造的接触面3.31(部件3.3的圆柱形外表面)和3.21(部件3.2的圆柱形内表面)通过相互挤压形成力锁合的连接。这里，过盈配合DIN EN ISO286(例如H7/n6；H7/m6)施加在圆柱形内表面和外表面之间。另外也可以通过形状锁合和/或通过粘合将两个部件(3.2和3.3)相互连接。

由于陶瓷原料的机械加工通常比塑料的的机械加工更困难，所以降低了加工复杂性。这里例如塑料部件3.3中引入六个孔3.1，这些孔具有径向偏移a1并且以角α1等距离地分布在气体引导部的外周上。也有各种各样的形状，例如凹槽、切口、孔等，当将它们引入到塑料中时，比较容易制造。

图13a和13b示出了等离子体气体输送部件3，除了另一个由具有与部件3.3相同特性的材料制成的部件3.4属于该等离子体气体输送部件3之外，与图12中所示的相同。

部件3.2和3.4像部件3.2和3.3那样相互连接，其中接触面3.23与3.43、3.24与3.44以及3.25与3.45连接。

由于陶瓷原料的机械加工通常比塑料的机械加工更困难，所以降低了加工复杂性，并且当将各种各样的形状(例如切口、孔等)引入到塑料中时，它们比较容易制造。

图14a至图14b示出等离子体气体输送部件3的另一实施例。图14c和14d示出了等离子体气体输送部件3的部件3.3。在此图14a和14c示出纵向截面并且图14b和14d示出部分剖面的侧视图。

部件3.2由不导电但良好导热的材料制成，而部件3.3由不导电且不导热的材料制成。

在等离子体气体输送部件3的部件3.3中存在径向布置的开口，在此是孔3.1，所述孔可以相对于中心线M径向倾斜和/或径向偏移，并且当等离子体气体输送部件3装入到等离子体割炬1中时，等离子体气体PG流过所述孔(参见图1至9)。

部件3.3具有其他的径向布置的孔3.9，它们比孔3.1大。六个部件3.2(这里例如示出为圆销)置入这些孔中。这六个部件都是以角度α3＝60°等距离地分布在圆周上，该角度在中心线M3.9之间得出。

当等离子体气体输送部件3安装到根据图1至9的等离子体割炬1中时，部件3.2(圆销)的接触面3.61(外表面)与喷嘴4的接触面4.3(在此为圆柱形内表面)通过触碰接触，部件3.2(圆销)的接触面3.51(内表面)与电极2的接触面2.3(在此为圆柱形外表面)通过触碰接触。

部件3.2具有直径d3和长度l3，该长度至少与部件3.3的直径d10和d20的差的一半一样大。如果长度l3稍大甚至更好，以便获得圆销3.2和喷嘴4以及电极2的接触面之间的可靠的接触。此外如果接触面3.61和3.51的表面不平坦，而是适配于电极2的圆柱形外表面(接触面2.3)以及喷嘴4的圆柱形内表面(接触面4.3)以便产生形状锁合，则也是有利的。

在接触面3.6中存在凹槽3.8。它引导等离子体气体PG到孔3.1之后，等离子体气体通过这些孔导入喷嘴4的内部空间4.2，内部空间中布置有电极2。

由于陶瓷原料的机械加工通常比塑料的机械加工更困难，降低了加工复杂性，并且当将各种各样的形状(例如凹槽、切口、孔等)引入到塑料中时，它们比较容易制造。如此，尽管使用相同的圆销，也可以以低成本来制造各种各样气体引导部。

此外，通过改变圆销3.2的数目或直径可实现等离子体气体输送部件3的不同的热阻或者导热性。

如果圆销的直径和/或数目减少，则热阻增加而导热性降低。

取决于施加在等离子体炬或等离子体割炬中的500W至200kW的功率，在喷嘴4和电极2处产生非常不同的热负荷，适配热阻是有利的。因此，例如当需引入更少的孔且需使用更少的圆销时，降低制造成本。

图15至17示出(另外的)形成为用于二次气体SG的二次气体输送部件7的绝缘构件的不同的实施例，绝缘构件可用在如示于图6至9中的等离子体割炬1中，其中具有字母“a”的相应附图示出部分截面的俯视图，并且具有字母“b”的相应附图示出剖开的侧视图。

图15a和15b示出了用于二次气体SG的二次气体输送部件7，其可以使用在根据图6到9的等离子体割炬中。

在图15a和15b中示出的二次气体输送部件7由不导电但良好导热的材料制成，在此例如由陶瓷制成。在此又特别合适的是氮化铝，其具有非常好的导热率(约180W/(m*K))和高的电阻率(大约10¹²Ω*cm)。通过低的热阻和高的导热性可以避免高的温差并且减小由此造成的等离子体割炬中的机械张力。

在二次气体输送部件7中存在径向布置的孔7.1，其也可以径向或相对于中心线M径向倾斜和/或径向偏移，并且当二次气体输送部件7安装在等离子体割炬1中时，二次气体SG能够流动通过该孔或流动通过该孔。在这个实例中，12个孔以距离a11径向偏移并且等距离地分布在圆周上，其中由所述孔的中心线围出的角度以α11标识。但也可以具有开口、凹槽或切口，当二次气体输送部件7安装在等离子体割炬1中时，二次气体SG可以流动通过它。二次气体输送部件7具有两个圆环形的接触面7.4和7.5。

通过使用该二次气体输送部件7，实现图6至9中所示的等离子体割炬1的喷嘴保护帽8与喷嘴帽5进而也与喷嘴4之间的电绝缘。电绝缘与二次气体SG结合保护喷嘴4、喷嘴帽5和喷嘴保护帽8不受电弧损害，电弧可以在它们与工件(未示出)之间形成。这些被称为双电弧并能够损坏喷嘴4、喷嘴帽5和喷嘴保护帽8。

同时，在喷嘴保护帽8与喷嘴帽5之间，通过良好导热的形成为二次气体输送部件7的绝缘构件，热量从较热的部件传导到较冷的部件(在这种情况下从喷嘴保护帽8传导到喷嘴帽5)。二次气体输送部件7与喷嘴保护帽8和喷嘴帽5通过触碰而接触。这在本实施例中通过喷嘴保护帽8的环形表面8.2和二次气体输送部件7的环形表面7.4的相互触碰以及二次气体输送部件7的环形表面7.5和喷嘴帽5的环形表面5.3的相互触碰实现，如图6至9中所示。

图16a和16b同样示出用于二次气体SG的二次气体输送部件7，它由两个部件组成。第一部件7.2由不导电但良好导热的材料制成，而第二部件7.3由良好导电且良好导热的材料制成。

在此对于二次气体输送部件7的部件7.2使用例如陶瓷，氮化铝再次作为示例，其具有非常好的导热率(约180W/(m*K))和高的电阻率(大约10¹²Ω*cm)。在此对于二次气体输送部件7的部件7.3使用金属，如银、铜、铝、锡、锌、铁、合金钢或包含这些金属的金属合金(例如黄铜)，这些金属单独或总和来计以至少50％包含在其中。

例如在铜被用于部件7.3的情况下，则与仅由不导电但良好导热的材料(如氮化铝)制成二次气体输送部件的情况相比，二次气体输送部件7的导热率更大。取决于纯度，铜的导热率(最高大约390W/(m*K))比氮化铝的导热率(180W/(m*K))更高，氮化铝目前被认为是导热最好的但同时并非良好导电的材料之一。由于更好的传导性，导致在根据图6至9的等离子体割炬1的喷嘴保护帽8和喷嘴帽5之间的甚至更好的热交换。

在最简单的情况下，部件7.2和7.3通过接触面7.21和7.31的相互滑动叠置而连接。

部件7.2和7.3也可以通过相互挤压的、对置的和触碰的接触面7.20与7.30、7.21与7.31以及7.22与7.32来力锁合地连接。接触面7.20、7.21和7.22是部件7.2的接触面，而接触面7.30、7.31和7.32是部件7.3的接触面。圆柱形构造的接触面7.31(部件7.3的圆柱形外表面)和7.21(部件7.2的圆柱形内表面)通过相互挤压形成力锁合的连接。这里，过盈配合DIN EN ISO 286(例如H7/n6；H7/m6)施加在圆柱形内表面和外表面之间。

还存在如下可能性，两个部件通过形状锁合、通过焊接和/或粘合相互连接。

由于陶瓷原料的机械加工通常比金属的机械加工更困难，因此加工复杂性降低。这里例如12个孔7.1引入到金属制成的部件7.3中，这些孔具有径向偏移a11并且以角α11等距离地分布在气体引导部的外周上。也有各种各样的形状，例如凹槽、切口、孔等，当将它们引入到金属中时，比较容易制造。

图17a和17b同样示出用于二次气体SG的二次气体输送部件7，它由两个部件组成。与根据图16的实施例相反，这里第一部件7.2由良好导电且良好导热的材料制成，而第二部件7.3由不导电但良好导热的材料制成。在其他方面适用如对于图16a和16b的相同说明。

在图18a、18b、18c和18d中示出用于二次气体SG的二次气体输送部件7的另一实施例，它可以应用在根据图6至9的等离子体割炬中。

图18a示出俯视图而图18b和18c示出其不同实施例的剖开的侧视图。图18d示出二次气体输送部件7的由不导电且不导热的材料制成的部件7.3。

在二次气体输送部件7的部件7.3中存在径向布置的孔7.1，其也可以为径向的或相对于中心线M径向倾斜和/或径向偏移，并且当二次气体输送部件7安装在等离子体割炬1中时，二次气体SG可以流动通过该孔。在这个实例中，12个孔以距离a11径向偏移并且等距离地分布在圆周上，其中由所述孔的中心线围出的角度(在此例如30°)以α11标识。但也可以具有开口、凹槽或切口，当二次气体输送部件7安装在等离子体割炬1(对此参见例如图6至9)中时，二次气体SG可以流动通过它。

图18d示出，在这个实例中，部件7.3具有另外的12个轴向布置的孔7.9，其比孔或开口7.1大。

在图18a和18b中十二个部件7.2(该部件在此例如被示为圆销)引入这些孔7.9中。圆销7.2由不导电但良好导热的材料制成，而部件7.3由不导电且不导热的材料制成。

当二次气体输送部件7被装入到根据图6至图9的等离子体割炬1中，圆销7.2的接触面7.51与喷嘴帽5的接触面5.3(在此例如为环形表面)通过触碰而接触，圆销7.2的接触面7.41与喷嘴保护帽的接触面8.2(在此例如是环形表面)通过触碰而接触(图6至9)。

部件7.2具有直径d7和长度l7，该长度至少与部件7.3的宽度b一样大。如果长度l7稍大甚至更好，以便获得圆销7.2和喷嘴帽5以及喷嘴保护帽8的接触面之间的可靠接触。

图18c示出用于二次气体的二次气体输送部件7的另一实施例。在此两个部件7.2和7.6(例如示为圆销)引入每个孔7.9中。部件7.3由不导电且不导热的材料制成，圆销7.2由不导电但良好导热的材料制成并且圆销7.6是由良好导电且良好导热的材料制成。

当二次气体输送部件7被装入到根据图6至图9的等离子体割炬1中时，圆销7.2的接触面7.51与喷嘴帽5的接触面5.3(在此例如环形表面)通过触碰而接触，而圆销7.6的接触面7.41与喷嘴保护帽8的接触面8.2(在此例如是环形表面)通过触碰而接触(也参见图6至9)。两个圆销7.2和7.6通过它们的接触面7.42和7.52通过碰触而连接。

部件7.2具有直径d7和长度l71。在这个实例中部件7.6具有相同的直径和长度l72，其中长度l71和l72之和至少与7.3部件的宽度b一样大。如果长度之和稍大甚至更好，例如大于0.1mm，以便获得圆销7.2的接触面7.51与喷嘴帽5以及圆销7.6的接触面7.41与喷嘴保护帽8之间的可靠接触。

如图18c和相关的描述所示，本发明因此以一般化的形式涉及用于等离子体炬(特别是等离子体割炬)的绝缘构件，用于在等离子体炬的至少两个导电部件之间进行电绝缘，其中所述绝缘构件由至少三个部件组成，其中所述部件之一由不导电但良好导热的材料制成，所述部件中的另一部件由不导电且不导热的材料制成以及又一个部件或所述部件中的另外的部件由良好导电且良好导热的材料制成。

在图15至18中示出的二次气体输送部件7也可以应用在根据图5的等离子体割炬1中。在那里，通过使用该二次气体输送部件7而实现喷嘴保护帽8和喷嘴4之间的电绝缘。电绝缘与二次气体SG结合保护喷嘴4和喷嘴保护帽8不受电弧损害，电弧可以在它们与工件之间形成。这些被称为双电弧并能够损坏喷嘴4和喷嘴保护帽8。

同时，在喷嘴保护帽8与喷嘴4之间，通过良好导热的形成为二次气体输送部件7的绝缘构件，热量从较热的部件传导到较冷的部件(在这种情况下从喷嘴保护帽8传导到喷嘴4)。二次气体输送部件7与喷嘴保护帽8和喷嘴4通过触碰而接触。这对于图15、16和17中示出的二次气体输送部件7的实施例来说，通过喷嘴保护帽8的环形接触面8.2和二次气体输送部件7的环形接触面7.4的相互触碰以及二次气体输送部件7的环形接触面7.5和喷嘴4的环形接触面4.4的相互触碰而实现，如图5中所示。

在图18b和18c中示出的二次气体输送部件7的实施例中，通过喷嘴保护帽8的环形接触面8.2和二次气体输送部件7的圆销7.2或7.6的接触面7.41以及圆销7.2的接触面7.51与喷嘴4的接触面4.4(这里例如是环形表面)的触碰而实现热传导，如图5中所示。

图19a至19d示出由喷嘴4和根据图15至18中的本发明具体实施例的用于二次气体SG的二次气体输送部件7制成的布置结构的截面图。在此适用于对图5和图15至18的描述。

在此，图19a示出具有根据图15a和15b的二次气体输送部件7的布置结构，图19b示出具有根据图16a和16b的二次气体输送部件的布置结构，图19c示出具有根据图17a和17b的二次气体输送部件的布置结构，以及图19d示出具有根据图18a和18b的二次气体输送部件的布置结构。

在这些实施例中，在最简单的情况下，二次气体输送部件7和喷嘴4可以通过相互滑动叠置而连接。但它们也可以通过形状锁合和力锁合或通过粘合而连接。对于在连接位置处使用金属/金属和/或金属/陶瓷的情况也可以使用焊接作为连接。

图20a至20d示出根据本发明具体实施例的由喷嘴帽5和根据图15至18的用于二次气体SG的二次气体输送部件7制成的布置结构的截面图。在此适用于对图6至9和图15至18的描述。

在此，图20a示出具有根据图15a和15b的二次气体输送部件的布置结构，图20b示出具有根据图16a和16b的二次气体输送部件的布置结构，图20c示出具有根据图17a和17b的二次气体输送部件的布置结构，以及图20d示出具有根据图18a至18d的二次气体输送部件的布置结构。

在这些实施例中，在最简单的情况下，二次气体输送部件7和喷嘴帽5可以通过相互滑动叠置而连接。但它们也可以通过形状锁合和力锁合或粘合而连接。对于在连接位置处使用金属/金属和/或金属/陶瓷的情况也可以使用焊接作为连接。

图21a至21d示出由喷嘴保护帽8和根据图15至18的用于二次气体SG的二次气体输送部件7制成的布置结构的截面图。在此适用于对图5至9和图15至18的实施方案。

在此，图21a示出具有根据图15a和15b的二次气体输送部件的布置结构，图21b示出具有根据图16a和16b的二次气体输送部件的布置结构，图21c示出具有根据图17a和17b的二次气体输送部件的布置结构，以及图21d示出具有根据图18a至18d的二次气体输送部件的布置结构。

在这些实施例中，在最简单的情况下，二次气体输送部件7和喷嘴保护帽8可以通过相互滑动叠置而连接。但它们也可以通过形状锁合和力锁合或粘合而连接。对于在连接位置处使用金属/金属和/或金属/陶瓷的情况也可以使用焊接作为连接。

图22a和22b示出根据本发明具体实施例的由电极2和根据图11至13的用于等离子体气体PG的等离子体气体输送部件3制成的布置结构。

在此，图22a示出具有根据图11a和11b的等离子体气体输送部件的布置结构，以及图22b示出具有根据图13a和13b的等离子体气体输送部件的布置结构。

在本实施例中，接触面2.3例如是电极2的圆柱形外表面，而接触面3.5是等离子体气体输送部件3的圆柱形内表面。优选地，在圆柱形内表面和外表面之间使用具有最小间隙的间隙配合，例如根据DIN EN ISO 286的H7/h6，以便一方面实现相互插入，另一方面实现良好接触，并因而实现低的热阻以及进而实现良好的热传导。可以通过将导热膏应用到这些接触面上而提高热传导。然后，可以使用具有较大间隙(例如H7/g6)的配合。

另外也可以在等离子体气体输送部件3和电极2之间使用过盈配合。这自然改善了热传导。但是这导致在等离子体割炬1中电极2和等离子体气体输送部件3只能一起更换。

图23示出根据本发明一个具体实施例的由电极2和用于等离子体气体PG的等离子体气体输送部件3的布置结构。

在该布置结构中，等离子体气体输送部件3的圆销3.2的接触面3.51与电极2的接触面2.3(在此例如是圆柱形外表面)通过触碰而接触(也参照图1至9)。

部件3.2具有直径d3和长度l3，该长度至少与部件3.3的直径d10和d20的差的一半一样大。如果长度l3稍大甚至更好，以便获得圆销3.2和喷嘴4以及电极2的接触面之间的可靠接触。此外有利的是，接触面3.61和3.51的表面不是平坦的，而是配合电极2的圆柱形外表面(接触面2.3)以及喷嘴的圆柱形内表面(接触面4.3)，从而产生形状锁合。

仅示例性地列出由磨损部件和绝缘构件或者说气体输送部件制成的布置结构。当然其他的组合，如喷嘴和气体输送部件也是可行的。

当在前面的描述中提及了冷却液体或类似术语时，那么对此应该一般指的是冷却介质。

在前面的描述中，描述了布置结构和完整的等离子体炬等。本领域技术人员明白，本发明也可以包括子组合和单个部件，如部件或磨损部件。因而对此也明确要求保护。

最后，一些定义应该适用于整个前面的描述：

“良好导电”是指电阻率为最大0.01Ω*cm。

“不导电”是指电阻率为至少10⁶Ω*cm，更好为至少10¹⁰Ω*cm和/或介电强度为至少7kV/mm，更好为至少10kV/mm。

“良好导热”是指导热率为至少40W/(m*K)，更好为至少60W/(m*K)，甚至更好为至少90W/(m*K)。

“良好导热”是指导热率为至少120W/(m*K)，更好为至少150W/(m*K)，甚至更好为至少180W/(m*K)。

最后，“良好导热”在具体针对金属时是指，导热率为至少200W/(m*K)，更好为至少300W/(m*K)。

在前面的说明书、附图以及权利要求书中公开的本发明的特征能够不仅单独地而且以任何组合的方式用于在本发明的各种实施例中实现本发明，并且是必不可少的。

参考标记列表

1 等离子体炬

2 电极

2.1 电极保持器

2.2 发射插入物

2.3 接触面

2.10 冷却剂空间

3 等离子体气体输送部件

3.1 孔

3.2 部件

3.3 部件

3.4 部件

3.5 接触面

3.6 接触面

3.7 接触面

3.8 凹槽

3.9 孔

3.20 接触面

3.21 接触面

3.22 接触面

3.23 接触面

3.24 接触面

3.25 接触面

3.30 接触面

3.31 接触面

3.32 接触面

3.43 接触面

3.44 接触面

3.45 接触面

3.51 接触面

3.61 接触面

4 喷嘴

4.1 喷嘴孔

4.2 内部空间

4.3 接触面

4.4 接触面

4.5 接触面

4.10 冷却剂空间

4.20 外部螺纹

5 喷嘴帽

5.1 喷嘴帽孔

5.3 接触面

5.20 内部螺纹

6 喷嘴保持器

6.10 冷却剂空间

6.11 冷却剂空间

6.20 内部螺纹

6.21 外部螺纹

7 二次气体输送部件

7.1 孔

7.2 部件

7.3 部件

7.4 接触面

7.5 接触面

7.6 部件

7.9 孔

7.20 接触面

7.21 接触面

7.22 接触面

7.30 接触面

7.31 接触面

7.32 接触面

7.41 接触面

7.42 接触面

7.51 接触面

7.52 接触面

8 喷嘴保护帽

8.1 喷嘴保护帽孔

8.2 接触面

8.3 接触面

8.10 内部空间

8.11 内部空间

9 喷嘴保护帽保持器

9.1 接触面

9.10 内部空间

9.20 内部螺纹

10 冷却管

10.1 冷却剂空间

11 容纳部

11.1 部件

11.2 部件

11.5 接触面

11.6 接触面

11.10 冷却剂通过部

11.11 冷却剂通过部

11.20 外部螺纹

PG 等离子体气体

SG 二次气体

WR1 冷却剂返回管线1

WR2 冷却剂返回管线2

WV1 冷却剂供给管线1

WV2 冷却剂供给管线2

a1 径向偏移

a11 径向偏移

b 宽度

d3 直径

d7 直径

d10 外部直径

d11 内部直径

d15 直径

d20 内部直径

d21 外部直径

d25 直径

d30 内部直径

d31 外部直径

d60 外部直径

l3 长度

l31 长度

l32 长度

l7 长度

l71 长度

172 长度

173 长度

l2 长度

M 中心线

M3.1 中心线

M3.2 中心线

M3.9 中心线

M7.1 中心线

M3.6 中心线

α1 角

α3 角

α7 角

α11 角

Claims (59)

1.一种用于等离子体炬的单件式或多件式的绝缘构件，所述绝缘构件用于在所述等离子体炬的至少两个导电部件之间进行电绝缘，其特征在于，所述绝缘构件由不导电但良好导热的材料制成，或者所述绝缘构件的至少一部分(3.2；7.2；11.1)由不导电但良好导热的材料制成，其中所述绝缘构件包括径向的或相对于所述等离子体炬的中心线径向偏移和/或径向倾斜的孔、开口、凹槽和/或切口。

2.根据权利要求1所述的绝缘构件，其特征在于，所述等离子体炬是等离子体割炬。

3.根据权利要求1所述的绝缘构件，其特征在于，所述绝缘构件由至少两个部件(3.2、3.3；7.2、7.3；11.1、11.2)组成，其中所述部件之一(3.2；7.2；11.1)由不导电但良好导热的材料制成，并且另一部件或所述部件中的至少一个其他部件(3.3；7.3；11.2)由不导电且不导热的材料制成。

4.根据权利要求3所述的绝缘构件，其特征在于，由不导电但良好导热的材料制成的部件(3.2)具有至少一个功能为接触面(3.51、3.61、7.41、7.51)的表面，所述表面与由不导电且不导热的材料制成的部件(3.3、7.3)的直接相邻表面对齐或突出超过该直接相邻表面。

5.根据权利要求1所述的绝缘构件，其特征在于，所述绝缘构件由至少两个部件(3.2、3.3；7.2、7.3)组成，其中所述部件之一(3.3；7.3)由良好导电且良好导热的材料制成，并且另一部件(3.2；7.2)或所述部件中的至少一个其他部件由不导电但良好导热的材料制成。

6.根据权利要求1所述的绝缘构件，其特征在于，所述绝缘构件由至少三个部件(7.2、7.3、7.6)组成，其中所述部件之一(7.6)由良好导电且良好导热的材料制成，所述部件中的另一部件(7.2)由不导电但良好导热的材料制成以及所述部件中的再一个部件(7.3)由不导电且不导热的材料制成。

7.根据权利要求1-6之一所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料具有至少40W/(m*K)的热导率。

8.根据权利要求7所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料具有至少60W/(m*K)的热导率。

9.根据权利要求7所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料具有至少90W/(m*K)的热导率。

10.根据权利要求7所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料具有至少120W/(m*K)的热导率。

11.根据权利要求7所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料具有至少150W/(m*K)的热导率。

12.根据权利要求7所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料具有至少180W/(m*K)的热导率。

13.根据权利要求3或6所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料和/或所述不导电且不导热的材料具有至少10⁶Ω*cm的电阻率和/或具有至少7kV/mm的介电强度。

14.根据权利要求13所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料和/或所述不导电且不导热的材料具有至少10¹⁰Ω*cm的电阻率和/或具有至少7kV/mm的介电强度。

15.根据权利要求13所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料和/或所述不导电且不导热的材料具有至少10⁶Ω*cm的电阻率和/或具有至少10kV/mm的介电强度。

16.根据权利要求13所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料和/或所述不导电且不导热的材料具有至少10¹⁰Ω*cm的电阻率和/或具有至少10kV/mm的介电强度。

17.根据权利要求1-6之一所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电但良好导热的材料是陶瓷或塑料。

18.根据权利要求17所述的绝缘构件，其特征在于，所述陶瓷选自如下的组：氮化物陶瓷；碳化物陶瓷；氧化物陶瓷和硅酸盐陶瓷。

19.根据权利要求18所述的绝缘构件，其特征在于，所述氮化物陶瓷包括氮化铝陶瓷、氮化硼陶瓷和氮化硅陶瓷；所述碳化物陶瓷包括碳化硅陶瓷；所述氧化物陶瓷包括氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷和氧化铍陶瓷。

20.根据权利要求17所述的绝缘构件，其特征在于，所述塑料是塑料膜。

21.根据权利要求3或6所述的绝缘构件，其特征在于，所述不导电且不导热的材料具有最高1W/(m*K)的热导率。

22.根据权利要求3，5和6之一所述的绝缘构件，其特征在于，所述部件以形状锁合、力锁合、材料锁合的方式和/或通过粘合或通过热的方法相互连接。

23.根据权利要求22所述的绝缘构件，其特征在于，所述部件通过钎焊或熔焊相互连接。

24.根据权利要求1-6之一所述的绝缘构件，其特征在于，所述绝缘构件具有至少一个开口和/或至少一个切口和/或至少一个凹槽(3.8)。

25.根据权利要求24所述的绝缘构件，其特征在于，所述至少一个开口和/或至少一个切口和/或至少一个凹槽位于不导电但良好导热的材料和/或不导电且不导热的材料和/或良好导电且良好导热的材料中。

26.根据权利要求1-6之一所述的绝缘构件，其特征在于，所述绝缘构件被设计为输送气体。

27.根据权利要求26所述的绝缘构件，其特征在于，所述气体是等离子体气体。

28.根据权利要求26所述的绝缘构件，其特征在于，所述气体是二次气体。

29.根据权利要求26所述的绝缘构件，其特征在于，所述气体是冷却气体。

30.一种布置结构，所述布置结构由用于等离子体炬的电极(2)和/或喷嘴(4)和/或喷嘴帽(5)和/或喷嘴保护帽(8)和/或喷嘴保护帽保持器(9)以及根据前述权利要求之一所述的绝缘构件制成。

31.根据权利要求30所述的布置结构，其特征在于，所述等离子体炬是等离子体割炬。

32.根据权利要求30或31所述的布置结构，其特征在于，所述绝缘构件与所述电极(2)和/或所述喷嘴(4)和/或所述喷嘴帽(5)和/或所述喷嘴保护帽(8)和/或所述喷嘴保护帽保持器(9)直接接触。

33.一种布置结构，所述布置结构由用于喷嘴保护帽保持器(9)的容纳部(11)和用于等离子体炬的喷嘴保护帽保持器(9)制成，其特征在于，所述容纳部(11)构成为根据权利要求1至29之一所述的绝缘构件。

34.根据权利要求33所述的布置结构，其特征在于，所述等离子体炬是等离子体割炬。

35.根据权利要求33或34所述的布置结构，其特征在于，所述绝缘构件与所述喷嘴保护帽保持器(9)直接接触。

36.一种布置结构，所述布置结构由用于等离子体炬(1)的电极(2)和喷嘴(4)制成，其特征在于，在所述电极(2)和所述喷嘴(4)之间布置有根据权利要求1至26之一所述的绝缘构件，所述绝缘构件构成为等离子体气体输送部件(3)。

37.根据权利要求36所述的布置结构，其特征在于，所述等离子体炬是等离子体割炬。

38.根据权利要求36或37所述的布置结构，其特征在于，所述绝缘构件与所述电极及所述喷嘴直接接触。

39.一种布置结构，所述布置结构由用于等离子体炬(1)的喷嘴(4)和喷嘴保护帽(8)制成，其特征在于，在所述喷嘴(4)和所述喷嘴保护帽(8)之间布置有根据权利要求1至26之一所述的绝缘构件，所述绝缘构件构成为二次气体输送部件(7)。

40.根据权利要求39所述的布置结构，其特征在于，所述等离子体炬是等离子体割炬。

41.根据权利要求39或40所述的布置结构，其特征在于，所述绝缘构件与所述喷嘴及所述喷嘴保护帽直接接触。

42.一种布置结构，所述布置结构由用于等离子体炬(1)的喷嘴帽(5)和喷嘴保护帽(8)制成，其特征在于，在所述喷嘴帽(5)和所述喷嘴保护帽(8)之间布置有根据权利要求1至26之一所述的绝缘构件，所述绝缘构件构成为二次气体输送部件(7)。

43.根据权利要求42所述的布置结构，其特征在于，所述等离子体炬是等离子体割炬。

44.根据权利要求42或43所述的布置结构，其特征在于，所述绝缘构件与所述喷嘴帽及所述喷嘴保护帽直接接触。

45.一种等离子体炬，所述等离子体炬包括至少一个根据权利要求1至26之一所述的绝缘构件。

46.根据权利要求45所述的等离子体炬，其特征在于，所述等离子体炬是等离子体割炬。

47.根据权利要求45或46所述的等离子体炬，其特征在于，所述绝缘构件或所述绝缘构件的由不导电但良好导热的材料制成的部件具有至少一个用作接触面的表面，所述表面至少与所述等离子体炬的良好导电的部件的表面直接接触，所述良好导电的部件为电极(2)、喷嘴(4)、喷嘴帽(5)、喷嘴保护帽(8)或喷嘴保护帽保持器(9)。

48.根据权利要求47所述的等离子体炬，其特征在于，所述绝缘构件或所述绝缘构件的由不导电但良好导热的材料制成的部件具有两个用作接触面的表面。

49.根据权利要求47所述的等离子体炬，其特征在于，所述绝缘构件是气体输送部件。

50.根据权利要求49所述的等离子体炬，其特征在于，所述绝缘构件为等离子体气体输送部件(3)。

51.根据权利要求49所述的等离子体炬，其特征在于，所述绝缘构件为二次气体输送部件(7)。

52.根据权利要求49所述的等离子体炬，其特征在于，所述绝缘构件为冷却气体输送部件。

53.根据权利要求47所述的等离子体炬，其特征在于，所述绝缘构件的至少一个表面在运行过程中与冷却介质直接接触。

54.根据权利要求53所述的等离子体炬，其特征在于，所述冷却介质为液体和/或气体和/或液-气混合物。

55.一种等离子体炬，所述等离子体炬包括至少一个根据权利要求30至44中之一所述的布置结构。

56.根据权利要求55所述的等离子体炬，其特征在于，所述等离子体炬是等离子体割炬。

57.一种用于利用热的等离子体加工工件或用于等离子体切割或用于等离子体焊接的方法，其特征在于，使用根据权利要求45至56之一所述的等离子体炬。

58.根据权利要求57所述的方法，其特征在于，除了等离子体射流外还有激光器的激光束被耦合到等离子体炬中。

59.根据权利要求58所述的方法，其特征在于，所述激光器是光纤激光器、二极管激光器和/或二极管泵浦激光器。