[0001]相关申请的交叉引用 [0002]本申请要求2020年7月8日提交的美国临时专利申请No.63/049,408的权益和优先权，该申请的全部内容归本申请的受让人所有，并且以其全文以引用方式并入本文。 技术领域 [0003]本发明大体上涉及一种用于液体冷却等离子弧炬(plasma arc torch)的易耗筒(cartridge)的夹套，其中筒具有多个集成部件。 背景技术 [0004]诸如等离子弧炬的热加工炬广泛用于材料的高温加工(例如，加热、切割、气刨和打标)。等离子弧炬大体上包括炬头、安装在炬头内的电极、设置在电极的内孔内的发射插件、安装在炬头内的具有中心出口孔的喷嘴、护罩、电连接、用于冷却的通路、用于电弧控制流体(例如，等离子气体)的通路和功率供应装置。涡流环可用来控制在电极和喷嘴之间形成的等离子体室中的流体流动型态。在一些炬中，固持帽用来将喷嘴和/或涡流环保持在等离子弧炬中。在操作中，炬产生等离子弧，等离子弧是具有高温和足够动量以帮助去除熔融金属的电离气体的收缩射流。炬中使用的气体可为非反应性的(例如，氩气或氮气)或反应性的(例如，氧气或空气)。 [0005]现有的等离子切割系统包括大的阵列的单独的耗材(例如，六种不同的耗材)，其可用于不同的电流和/或操作模式，其由用户在现场反复地组装和拆卸以执行热加工操作。大量的耗材选项需要用户有很大的零件数目和库存，并且可使用户混淆并增加安装不正确的耗材的可能性。例如，这些耗材典型地具有不同的预期寿命，具有不同的零件号，最终用户可能容易混淆所述不同的零件号，导致较差的切割质量或损坏工件和/或炬零件。大量的耗材选项还可导致很长的炬设置时间，并使得难以在需要炬中耗材的不同布置的切割过程之间转换，该炬通常在现场一次执行一个部件。例如，为了维护和更换的目的，通常需要专用工具来安装和从炬上拆卸电极或喷嘴中的至少一个。因此，在切割操作之前，为特定切割任务选择和安装正确的耗材组可能是繁琐且耗时的。此外，当旧部件与新部件一起使用时，这些部件在现场的选择、组装和安装可导致对准问题或兼容性问题。在炬操作期间，现有耗材可能遇到性能问题，诸如无法保持正确的耗材对准和间距。因为每个耗材需要单独地对准，所以现有的等离子弧炬和耗材被机加工成具有相对严格的公差，以便于正确对准。 [0006]所需要的是用于液体冷却等离子弧炬的新的和改进的耗材平台，该平台减少零件数目，提高系统性能(例如，部件对准、切割质量、耗材寿命、可变性/多功能性等)，并简化由最终用户对耗材的安装和使用。 发明内容 [0007]本发明提供了用于液体冷却等离子弧炬的一种或多种集成的、成本有效的筒设计。通常，因为筒包括一套两个或更多个易耗部件，所以与在传统等离子弧炬中单独地安装/更换每个易耗部件相比，它提供了易用性并缩短了安装到等离子弧炬中的时间。使用易耗筒还降低了操作者放入错误的易耗零件、在安装期间污染零件和/或意外地将脆弱或坏的零件放回到炬上的可能性。这些优点消除了对有经验的操作者操作最终的液体冷却等离子弧炬的需要。此外，在液体冷却炬中使用筒改善了部件对准、切割一致性和切割质量。此外，使用易耗筒增强了供应商的体验，因为需要盘点和储存较少的耗材。 [0008]在一个方面，本发明的特征在于用于液体冷却等离子弧炬的带夹套的易耗筒。带夹套的易耗筒包括：电极；涡流环，其牢固地附连到电极的远端并围绕电极的远端周向地设置；以及喷嘴，其牢固地附连到涡流环，该喷嘴围绕电极的远端周向地设置，其中涡流环的一部分位于电极和喷嘴之间。带夹套的易耗筒还包括牢固地附连到喷嘴的远端并围绕喷嘴的远端周向地设置的筒夹套和牢固地附连到筒夹套的远端并围绕筒夹套的远端周向地设置的护罩。筒夹套的近端适于(i)轴向地延伸经过护罩的近端并且(ii)径向地延伸超过护罩的径向范围。 [0009]在一些实施例中，涡流环经由在涡流环的内表面上的两个不同的周向接口牢固地附连到电极。在一些实施例中，筒夹套经由在喷嘴的外表面上的至少两个不同的周向接口牢固地附连到喷嘴。在一些实施例中，护罩经由围绕筒夹套的外表面周向地设置的固持特征牢固地附连到筒夹套。固持特征构造成接收护罩的近端以牢固地附连护罩。 [0010]在一些实施例中，喷嘴经由在涡流环的外表面上的两个不同的周向接口牢固地附连到涡流环。涡流环可包括形成在外表面上并围绕涡流环周向地分散的多个狭槽。多个狭槽成形为与喷嘴的内部轮廓互补，以限定一组气体涡流通路。在一些实施例中，多个狭槽中的每一个都是倾斜的。 [0011]在一些实施例中，涡流环或筒夹套中的至少一个由可注射模制的塑料材料构成。在一些实施例中，筒夹套周向地设置在喷嘴和护罩之间，以物理地分离和电学地隔离喷嘴和护罩。 [0012]在一些实施例中，筒夹套的近端成形为柔性地接合等离子弧炬的炬本体，以形成基本上不透流体的密封，从而能够将液体和气体两者从炬本体输送到筒。在一些实施例中，筒夹套包括围绕近端周向地设置的多个孔口，每个孔口将筒夹套的内表面连接到外表面，构造成计量气体并将气体从炬本体导引到护罩。在一些实施例中，筒夹套包括设置在筒夹套的内表面中并围绕筒夹套周向地散布的多个轴向通道，所述多个轴向通道构造成与喷嘴的外部轮廓互补以限定用于在喷嘴和夹套之间输送液体的冷却剂通路中的相应通路。 [0013]在一些实施例中，喷嘴包括在喷嘴的近端的外圆周上的对准表面，该对准表面构造成在筒和炬本体之间接合时使得筒能够与等离子弧炬的炬本体对准。在一些实施例中，电极包括设置在电极的远端上的银端。在一些实施例中，护罩包括围绕护罩的近端周向地设置的多个孔口，每个孔口成形为导引、计量和旋动穿过该孔口朝向护罩出口孔行进的气体流。 [0014]在一些实施例中，易耗筒的长度与易耗筒的宽度的比率小于约1.25。 [0015]在另一个方面，提供了一种用于液体冷却等离子弧炬的易耗筒的夹套。包括电极、喷嘴和护罩的易耗筒构造成可移除地附接到等离子弧炬的炬本体。夹套包括基本上电绝缘的中空本体，该中空本体限定延伸穿过该中空本体的纵向轴线。夹套还包括沿着纵向轴线设置的中空本体的远端。远端构造成(i)在中空本体的内表面处匹配地接合喷嘴，并且(ii)延伸到护罩的近端中以在中空本体的外表面处匹配地接合护罩。夹套还包括沿着纵向轴线与远端相对地设置的中空本体的近端。近端轴向地延伸经过护罩的近端，并且径向地延伸超过护罩的径向范围。近端构造成匹配地接合炬本体。 [0016]在一些实施例中，夹套还包括围绕中空本体的近端周向地设置的多个孔口。每个孔口将中空本体的内表面连接到中空本体的外表面，并且构造成将气体流计量并从炬本体导引到护罩。在一些实施例中，多个孔口的大小构造成支持易耗筒的第一操作电流要求。该大小不同于用于第二易耗筒的第二夹套的第二多个孔口的大小，该第二多个孔口的大小构造成支持与易耗筒的第一操作电流要求不同的操作电流要求。 [0017]在一些实施例中，夹套还包括设置到中空本体的内表面中并围绕中空本体周向地散布的多个轴向通道。在一些实施例中，多个通道构造成与喷嘴的外部轮廓互补以限定在喷嘴和夹套之间的相应的液体冷却剂通路。在一些实施例中，中空本体的近端包括周向冷却剂通道，该周向冷却剂通道在多个轴向通道近侧并与多个轴向通道流体连通，以经由多个轴向通道在炬本体和喷嘴之间输送冷却剂流。 [0018]在一些实施例中，夹套还包括在远端处围绕夹套的外表面周向地设置的固持特征。固持特征构造成接收护罩的近端并将护罩锁定地接合到中空本体。在一些实施例中，夹套还包括周向地设置在夹套的内表面上的多个内对准表面。多个内对准表面构造成相对于夹套轴向地和径向地对准喷嘴。在一些实施例中，夹套还包括周向地设置在夹套的外表面上的外对准表面。外对准表面构造成经由夹套相对于喷嘴轴向地和径向地对准护罩。 [0019]在一些实施例中，夹套的中空本体由可注射模制的塑料材料构成。在一些实施例中，中空本体的轴向长度大于筒的喷嘴、护罩或电极中的至少一个的轴向长度。在一些实施例中，夹套的长度与近端的宽度的比率在约0.7和约0.85之间，并且夹套的长度与远端的宽度的比率在约1.4和约1.6之间。 [0020]在又一个方面，在液体冷却等离子弧炬的易耗筒中，其中易耗筒构造成用于与等离子弧炬的炬本体附接，并且易耗筒包括喷嘴、筒夹套和护罩，改进包括围绕护罩的中空本体的近端周向地设置的多个孔口。多个孔口将中空本体的内表面连接到中空本体的外表面。每个孔口大小设计和成形为导引、计量和旋动穿过该孔口朝向护罩的出口孔行进的气体流。 [0021]在一些实施例中，易耗筒还包括在近端处围绕护罩的内表面周向地设置的固持特征。固持特征构造成与筒的筒夹套的对应的固持特征互补以将护罩牢固地接合到筒夹套。 [0022]在一些实施例中，护罩的中空本体的外表面的一部分适于与用于冷却护罩的液体冷却剂流体接触。 [0023]在一些实施例中，多个孔口中的每一个都成角度，以赋予流过所述孔口的气体切向速度。 [0024]在又一个方面，一种用于组装用于液体冷却等离子弧炬的易耗筒的方法。该方法包括：将涡流环牢固地附连到电极的远端，使得涡流环围绕电极的远端周向地设置；以及将喷嘴牢固地附连到涡流环，使得喷嘴围绕电极的远端周向地设置，其中涡流环的一部分位于电极和喷嘴之间。该方法还包括：将筒夹套牢固地附连到喷嘴的远端，使得筒夹套围绕喷嘴的远端周向地设置。该方法还包括：将护罩牢固地附连到筒夹套的远端，使得护罩围绕筒夹套周向地设置，其中筒夹套的近端轴向地延伸经过护罩的近端并且径向地延伸超过护罩的径向范围。 [0025]在一些实施例中，护罩经由筒夹套相对于喷嘴轴向地和径向地对准。在一些实施例中，筒夹套电学地隔离护罩和喷嘴。筒夹套可由可注射模制的塑料材料构成。 [0026]在一些实施例中，多个轴向冷却通路形成在筒中。多个冷却通路由(i)设置在筒夹套的内表面中并围绕筒夹套周向地散布的多个轴向通道中的相应通道和(ii)喷嘴的互补外表面限定。 [0027]在一些实施例中，筒夹套包括径向地延伸的近端，该近端包括围绕近端周向地设置的多个孔口。每个孔口构造成将气体流计量并从炬本体导引到护罩。 [0028]在一些实施例中，银尖端设置在电极的远端处。在一些实施例中，易耗筒的长度与夹套的宽度的比率小于约1.25。在一些实施例中，易耗筒附接到等离子弧炬的炬本体。易耗筒的喷嘴适于相对于炬本体轴向地和径向地对准易耗筒。 [0029]在另一个方面，提供了一种用于在液体冷却等离子弧炬中输送气体或液体中的至少一种的方法，该液体冷却等离子弧炬包括易耗筒和炬本体。该方法包括将易耗筒联接到等离子弧炬的炬本体。易耗筒包括电极、围绕电极周向地设置并牢固地附连到电极的喷嘴、围绕喷嘴周向地设置并牢固地附连到喷嘴的筒夹套、以及围绕筒夹套周向地设置并牢固地附连到筒夹套的护罩。该方法还包括将气体从炬本体输送到围绕筒夹套的近侧尖端周向地设置的多个孔口。该方法还包括将气体通过多个孔口计量并从筒夹套的内表面导引到筒夹套的外表面，以在护罩的外表面上输送气体。 [0030]在一些实施例中，该方法还包括：将气体通过围绕护罩的近侧尖端周向地设置的多个孔口计量并从护罩的外表面导引到护罩的内表面；通过设置到护罩中的多个孔口将涡流图案赋予通过所述孔口的气体流；以及将气体经由护罩的出口孔从等离子弧炬排出。 [0031]在一些实施例中，该方法还包括使液体在筒和炬本体之间循环以冷却等离子弧炬。使液体循环包括将液体从炬本体的至少一个孔口输送到多个轴向冷却通路中的一个或多个，所述轴向冷却通路由(i)设置到筒夹套的内表面中并围绕筒夹套周向地散布的多个轴向通道中的相应通道和(i)喷嘴的外表面限定。使液体循环还包括通过一个或多个冷却通路将液体在喷嘴的外表面上从喷嘴的近侧尖端传导到喷嘴的远侧尖端以冷却喷嘴。使液体循环还包括：使液体围绕喷嘴的远侧尖端循环；以及将液体的至少一部分引导到护罩以冷却护罩。在一些实施例中，液体的所述至少一部分被引导以冷却护罩的外表面。 [0032]在一些实施例中，该方法还包括：在炬本体和筒夹套的近侧尖端之间形成密封，该密封是基本上不透流体的，以使得液体和气体两者能够从炬本体输送到筒。该密封在炬本体和筒夹套的近侧尖端之间建立柔性接合。 [0033]在又一个方面，提供了一种在液体冷却等离子弧炬中安装期望的易耗筒的方法。该方法包括提供包括第一筒夹套的第一易耗筒，该第一筒夹套构造成将第一喷嘴相对于第一护罩在第一易耗筒内轴向地和径向地对准。第一筒夹套构造成支持第一易耗筒的第一操作电流要求。该方法还包括提供包括第二筒夹套的第二易耗筒，该第二筒夹套构造成将第二喷嘴相对于第二护罩在第二易耗筒内轴向地和径向地对准。第二筒夹套构造成支持与第一操作电流不同的第二易耗筒的第二操作电流要求。该方法还包括：通过将期望的操作电流和与对应的第一和第二易耗筒相关联的第一和第二操作电流要求进行比较来选择第一或第二易耗筒中的一个；以及将选定的易耗筒安装到等离子弧炬的炬本体。 [0034]在一些实施例中，第一筒夹套包括构造成计量和导引保护气体流的第一多个孔口，并且第二筒夹套包括构造成计量和导引保护气体流的第二多个孔口。在一些实施例中，第一多个孔口中的每一个的第一直径不同于第二多个孔口中的每一个的第二直径。第一和第二直径中的每一个根据不同的操作电流要求中的相应者来设计尺寸。 [0035]在一些实施例中，第一筒夹套具有第一轴向长度，该第一轴向长度构造成覆盖炬本体中的多个保护气体孔口中的一个或多个，并且第二筒夹套具有第二轴向长度，该第二轴向长度构造成覆盖炬本体中的多个保护气体孔口中的一个或多个。在一些实施例中，第一轴向长度不同于第二轴向长度，以覆盖炬本体中的多个保护气体孔口中的不同数量，从而实现不同的操作电流要求。 [0036]在一些实施例中，选定的易耗筒的喷嘴构造成将选定的易耗筒相对于炬本体轴向地和径向地对准。 [0037]在一些实施例中，选定的易耗筒的护罩包括围绕护罩的近端周向地设置的多个保护气体孔口。每个保护气体孔口成形为导引、计量和旋动穿过该保护气体孔口朝向护罩出口孔行进的保护气体流。在一些实施例中，保护气体孔口的直径尺寸设计成支持与选定的易耗筒相关联的操作电流要求。 附图说明 [0038]通过结合附图参考下面的描述，可更好地理解上述本发明的优点以及进一步的优点。附图不一定按比例绘制，相反，重点通常放在说明本发明的原理上。 [0039]图1示出了根据本发明的一些实施例的液体冷却等离子弧炬的分解图，该炬大体上包括炬本体和筒。 [0040]图2示出了根据本发明的一些实施例的图1的包括筒的组装的等离子弧炬的一部分的剖视图。 [0041]图3a和图3b分别示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒的示例性构造的剖视轮廓图和外部轮廓图。 [0042]图4a和图4b分别示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒的筒夹套的示例性构造的剖视轮廓图和外部轮廓图。 [0043]图5示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒的喷嘴的示例性构造的外部轮廓图。 [0044]图6a和图6b示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒的涡流环的示例性构造的外部轮廓图和剖视轮廓图。 [0045]图7示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒的电极的示例性构造的截面轮廓图。 [0046]图8示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒的护罩的外部轮廓图。 [0047]图9示出了根据本发明的一些实施例的图2的等离子弧炬的截面图，该炬定向成图示从炬本体到炬的筒的示例性保护气体流动路径。 [0048]图10示出了根据本发明的一些实施例的图2的等离子弧炬的截面图，该炬定向成图示在炬本体和炬的筒之间循环的示例性液体冷却剂流动路径。 [0049]图11a和图11b示出了根据本发明的一些实施例的具有不同构造以提供可变保护气体流率的另一示例性等离子弧炬的剖视轮廓图。 [0050]图12示出了根据本发明的一些实施例的图11a和图11b的等离子弧炬的不同构造的一组示例性性能结果。 [0051]图13图示了根据本发明的一些实施例的用于组装图2的液体冷却等离子弧炬的易耗带夹套筒的示例性过程。 [0052]图14图示了根据本发明的一些实施例的用于选择和安装用于等离子弧炬的期望的易耗筒的示例性过程。 具体实施方式 [0053]本发明提供了一种液体冷却等离子弧炬，其包括用于可移除地附接到炬本体的液体冷却易耗筒。在一些实施例中，易耗筒是整体部件，其中筒的部件不是单独地可维修的或一次性的。因此，如果需要更换易耗筒的一个部件，则更换整个筒。在一些实施例中，易耗筒具有单一零件标识。在一些实施例中，易耗筒是“单次使用”筒，其中在筒的任何部件达到其使用寿命的终点之后，由操作者更换筒，而不是像在传统炬设计中那样修理和更换单独的耗材。在一些实施例中，在可能涉及多个弧的单个作业阶段之后更换筒。在一些实施例中，在单个弧事件之后更换筒。 [0054]图1示出了根据本发明的一些实施例的液体冷却等离子弧炬10的分解图，该炬10大体上包括炬本体102和筒104。包括多个易耗炬部件的筒104具有沿着等离子弧炬10的中心纵向轴线A的近端(区域)14和远端(区域)16。炬本体102具有沿着纵向轴线A的近端(区域)20和远端(区域)22。在下文中，部件的近端限定了当炬10用来加工工件时沿着纵向轴线A远离工件的部件的区域，并且部件的远端限定了当炬10用来加工工件时与近端相反且靠近工件的部件的区域。 [0055]在一些实施例中，筒104的近端14在不使用工具的情况下匹配地和可移除地接合到炬本体102的远端22和/或从远端22脱离接合。例如，在炬本体102和筒104之间的免工具接合可包括将炬本体102的中心冷却剂管116插入筒104的电极(未示出)中以及经由推动运动、螺纹连接、过盈配合、卡扣配合、快速锁定等中的一种将筒104的近端14联接到炬本体102的远端22。此后，外帽盖120可设置在筒104和炬本体102的组合上，以固持它们的接合位置。例如，外帽盖120可在筒104上拧到炬本体102上。在一些实施例中，外帽盖120包括外壳120a(例如，由诸如黄铜的导电材料制成)和内衬里120b(例如，由诸如塑料的电绝缘材料制成)。如图1中所示，减少了针对等离子弧炬10的部件数目和零件号，这有利于最终用户安装/拆卸炬耗材，同时降低了不正确的炬设置的可能性。 [0056]图2示出了根据本发明的一些实施例的图1的包括筒104的组装的等离子弧炬10的一部分的剖视图。如图所示，图1中的接口106在筒104和炬头102接合到彼此之后限定了它们之间的边界。筒104是基本上整体的元件，包括围绕中心纵向轴线A同心地设置的电极108(即弧发射器)、喷嘴110(即弧收缩器)、夹套112和护罩114。在一些实施例中，筒104还包括围绕纵向轴线A设置的涡流环150。关于筒104的细节将在下面结合图3a和图3b进行描述。在如图2中所示的炬本体102和筒104之间的接合位置中，外帽盖120可设置在筒104的护罩114的一部分上，并且拧入炬本体102的远端22中，以将筒104抵靠炬本体102固持。 [0057]炬本体102包括炬绝缘体118，该炬绝缘体118可由诸如塑料的电绝缘材料制成。炬绝缘体118可联接到炬本体102的多个部件，包括阴极170和炬连接器124。例如，炬绝缘体118可限定阴极170设置在其内并联接到其的中心通道。在炬本体102和筒104之间接合时，阴极170的远端构造成电学地和/或物理地联接到筒104的电极108的近端，以形成用于包封炬本体102的冷却剂管116的壳体。在一些实施例中，炬绝缘体118的远端构造成联接到炬连接器124。如图所示，炬连接器124限定周向地设置到连接器124的外表面中的多个孔口126，以用于在接合时计量从炬本体102到筒104的保护气体流。每个孔口126可基本上垂直于纵向轴线A定向。在一些实施例中，炬连接器124还限定了多个轴向通道128，这些通道周向地分散在连接器124的本体内部，以用于在接合时在炬本体102和筒104之间循环液体冷却剂流。每个轴向通道128可基本上平行于纵向轴线A定向。如图1中所示，轴向通道128可分成两组，其中第一组178的一个或多个轴向通道128位于炬本体102的一侧上，并且第二组182的一个或多个轴向通道128位于基本上相反的一侧上，该第二组182相对于第一组178径向地偏移约180度。每组轴向通道128适于将冷却剂流输送到炬本体102中或远离炬本体102。每个轴向通道128可具有在连接器124的远端面上的远侧开口128b。 [0058]图3a和图3b分别示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒104的示例性构造的剖视轮廓图和外部轮廓图。如上所述，筒104可大体上包括围绕等离子弧炬10的纵向轴线A同心地设置的电极108、喷嘴110、夹套112、护罩114和涡流环150。一般来说，在实现相对于中心纵向轴线A的轴向对准和径向对准(即，对中)的同时，筒的各种部件可直接或间接地固连到筒夹套112。 [0059]在一些实施例中，电极108的外径穿过涡流环150的内径插入。在该位置中，涡流环150匹配地和牢固地附连到电极108远端的外表面并围绕该外表面周向地设置。更具体地，电极108包括在其外表面上的外部固持特征366(例如，电极108的直径变化的一个或多个阶梯部)，该外部固持特征366构造成牢固地接合在涡流环150的内表面上的内部固持特征368(例如，一个或多个互补的阶梯部或突起)，以防止电极108和涡流环150相对于彼此的轴向移动，并且使部件相对于彼此径向地对准/对中。在一些实施例中，只有当喷嘴110周向地设置在涡流环150上时，才实现涡流环150和电极108之间的牢固附连，从而在涡流环150和电极108之间的接合上施加外部压力。电极108和涡流环150之间的匹配可导致在涡流环150的内表面和电极108的外表面之间的两个不同的周向接口390、392(即，对准表面)。 [0060]在一些实施例中，涡流环150的外径匹配地和牢固地附连到喷嘴110的内径。如图所示，喷嘴110可围绕电极108的远端周向地设置，其中涡流环150的至少一部分位于喷嘴110和电极108之间。更具体地，涡流环150可通过将在涡流环150外表面上的至少一个固持特征352(例如，涡流环150的直径变化的阶梯部)与在喷嘴110内表面上的内部固持特征358(例如，喷嘴110的互补阶梯部或突起)匹配地接合来固连到喷嘴110，以防止涡流环150和喷嘴110相对于彼此的轴向移动并且使部件相对于彼此径向地对准/对中。在一些实施例中，涡流环150和喷嘴110之间的匹配导致在涡流环150的外表面和喷嘴110的内表面之间的两个不同的周向接口394、396(即，对准表面)。 [0061]在一些实施例中，喷嘴110的外径匹配地和牢固地附连到筒夹套112的内径。如图所示，筒夹套112可牢固地附连到喷嘴110的远端并围绕喷嘴110的远端周向地设置，喷嘴110又将涡流环150和电极108牢固地附连到筒夹套112。通过将在喷嘴110的外表面上的一个或多个外部固持特征370(例如，喷嘴110的直径变化的一个或多个阶梯部)与在夹套112的内表面上的一个或多个内部固持特征372(夹套112的一个或多个互补阶梯部或突起)匹配地和牢固地接合，喷嘴110可固连到筒夹套112，以防止喷嘴110和筒夹套112相对于彼此的轴向移动，并且使部件相对于彼此径向地对准/对中。在一些实施例中，固持特征370还可包括位于夹套112的远端的内表面和喷嘴110的对应外表面之间的密封件(例如，O形环密封件)130。密封件130构造成进一步将夹套112附连到喷嘴110，并且起到防止液体冷却剂在两个部件之间泄漏的附加功能。固持特征370、372之间的匹配可导致在喷嘴110的外表面和夹套112的内表面之间的三个不同的周向接口388、398、399(即，对准表面)。 [0062]在一些实施例中，筒夹套112的外径匹配地和牢固地附连到护罩114的内径。如图所示，护罩114围绕筒夹套112的远端周向地设置。更具体地，在筒夹套112的外表面上的外部固持特征362(例如，筒夹套112的直径变化的阶梯部)牢固地附连/接合到在护罩114的内表面上的内部固持特征364(例如，护罩114的互补阶梯部或突起)，以防止筒夹套112和护罩114相对于彼此的轴向移动并且使部件相对于彼此径向地对准/对中。例如，在筒夹套112上的固持特征362可包括围绕外表面周向地设置的缺口，该缺口构造成接收护罩114的远端的突出部分364。固持特征362、364之间的匹配可导致在夹套112的外表面和护罩114的内表面之间的至少一个周向接口384(即，对准表面)。 [0063]在一些实施例中，上述固持特征366、368、352、358、370、372、362、364可通过卡扣配合、压配合、过盈配合、压接、摩擦配合、胶合、粘接或焊接中的一种与它们对应的固持特征配合。在一些实施例中，固持特征包括例如由硬化环氧树脂或橡胶制成的一个或多个密封O形环或垫圈。在一些实施例中，筒104的各种部件的牢固附连/接合在筒104的使用寿命内是永久性的，以防止筒104的单独的部件独立地可更换或可维修。例如，筒104中的部件的永久附连/接合可(i)使筒104不可拆卸和/或(ii)在拆卸时对单独的部件造成永久损坏。 [0064]如图3a中所示，在筒104内的易耗部件的最终组装和固连时，筒夹套112的近端适于沿着纵向轴线A在近侧方向上轴向地延伸经过护罩114的近端。电极108的近端适于沿着纵向轴线A在近侧方向上轴向地延伸经过夹套112的近端。径向地，筒夹套112的近端适于延伸超过护罩114的最大径向范围386。在一些实施例中，筒夹套112的轴向长度大于喷嘴110、护罩114或电极108中的至少一个的轴向长度。在一些实施例中，筒104的轴向长度(即，从电极108的近端到护罩114的远端)与筒104的径向宽度(即，夹套112的外径)的比率小于约1.25。 [0065]图4a和图4b分别示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒102的筒夹套112的示例性构造的剖视轮廓图和外部轮廓图。筒夹套112包括电绝缘中空本体，其中等离子弧炬10的纵向轴线A延伸穿过该中空本体。例如，筒夹套112可由不导电的可注射模制塑料材料制成。在一些实施例中，该材料是Radel，其为韧性的可注射模制高性能材料。因此，可使用注射模制技术来制造筒夹套112。在一些实施例中，因为筒夹套112同心地设置在喷嘴110和护罩114之间，如上面参照图3a和图3b所述，所以夹套112适于在喷嘴110和护罩114之间提供物理分离和电学隔离。 [0066]如图所示，筒夹套112大体上包括沿着等离子弧炬10的纵向轴线A的远端402和近端404。远端402和近端404两者都可为基本上中空和截头圆锥形状的，其中近端404的中空本体的径向范围(例如，外径)406大于远端402的中空本体的径向范围(例如，外径)408。在一些实施例中，筒夹套112的轴向长度与筒的近端404的径向范围406的比率为约0.7。在一些实施例中，筒夹套112的轴向长度与远端402的径向范围408的比率在约1.4至约1.6之间，这取决于操作电流(例如，分别在约260安培至约80安培之间)。此外，夹套112的近端404可由周向本体部分404a和阶梯部式/倾斜内壁部分404b限定，阶梯部式/倾斜内壁部分404b桥接夹套112的较宽近端404和较窄远端402之间的过渡部。 [0067]在一些实施例中，关于护罩和喷嘴的联接和对准，夹套112的远端402的至少一部分构造成延伸到护罩114的近端中，以经由外固持特征364在周向外对准接口/表面384上匹配地和牢固地接合护罩114。筒夹套112的外周向对准接口384适于提供护罩114相对于夹套112的轴向和径向对准两者。在一些实施例中，外周向对准接口384还适于一旦组装在筒104内部就建立相对紧密的流体密封。此外，夹套112的远端402包括至少三个内固持特征372，以用于在周向内对准接口/表面388、398、399上匹配地和牢固地接合喷嘴110。这些内对准接口388、398、399适于将喷嘴110相对于筒夹套112轴向地和径向地对准。在一些实施例中，一旦组装在筒104内部，夹套112的内对准接口388、398、399也在它们相应的位置处建立相对紧密的流体密封。因此，筒夹套112可将喷嘴110相对于护罩114轴向地和径向地对准。 [0068]在一些实施例中，关于保护气体流，多个孔口412围绕夹套112的中空本体的近端404周向地设置。每个孔口412构造成在近端404处将夹套112的中空本体的内表面连接到中空本体的外表面。在一些实施例中，每个孔口412定向成基本上垂直于纵向轴线A。此外，每个孔口412成形和大小设计成在炬本体102和筒104之间接合时计量并经由夹套112将保护气体流从炬本体102导引到护罩114。更具体地，如图2中所示，在炬本体102和筒104之间接合时，炬本体102的炬连接器124的至少一部分适于装配在由筒夹套112的近端404限定的空腔内，使得在连接器124的外径上的一组孔口126与夹套112的近端404的孔口412轴向地对准。这种轴向对准允许来自炬本体102的保护气体流经由连接器124的孔口126和夹套112的孔口412行进到护罩114。 [0069]在一些实施例中，每个孔口412的直径根据筒104的操作电流要求来设计尺寸。因此，旨在用于不同操作电流的不同筒104可具有不同大小的孔口412。例如，筒104的保护流压力可被预定义，并且孔口大小设计成在预定义的保护流压力下为每次切割提供最佳切割性能。下面将参照图9描述关于等离子弧炬10内部的保护气体流的细节。在一些实施例中，每个孔口412的直径基于操作电流的安培数从约0.040英寸变化到约0.055英寸。在一些实施例中，孔口412的形状(即半径)还影响通过孔口412的保护气体的流率。 [0070]此外，夹套112的近端404的内表面可限定一个或多个周向凹槽410(图4a中示出)，用于容纳和/或接收柔性密封件122(图2中示出)中的相应者，所述柔性密封件122在炬本体102的连接器124的外表面和夹套112的近端404的内表面之间提供相对紧密的流体密封。例如，两个柔性密封件122可放置在孔口126和412的任一侧上，以引导径向保护气体流通过这些孔口。当液体冷却剂在连接器124的轴向通道128和夹套112之间轴向地流动时，密封件122还可防止液体冷却剂泄漏，这将在下面详细描述。在一些实施例中，筒夹套112的近端404(包括密封件122)建立夹套112与炬本体102的柔性、非刚性接合(即，在炬本体102的炬连接器124的外径处)，而不驱动炬本体102和筒104之间的任何轴向和/或径向对准。 [0071]在一些实施例中，关于液体冷却剂流动，多个轴向冷却剂流动通路414形成在夹套112的远端402的内表面和喷嘴110的对应外表面之间。流动通路414包括多个轴向狭槽414c，这些轴向狭槽414c设置/蚀刻到夹套112的远端402的内表面中，并围绕远端402的中空本体周向地散布。在喷嘴110和夹套112接合时，轴向狭槽414c构造成与位于夹套112的中空本体内部的喷嘴110的外部轮廓互补，以配合地限定喷嘴110和夹套112之间的相应的液体冷却剂通路414。如图4a中所示，每个轴向通道414可具有与周向通道176(图2中示出)流体连通的近侧开口414a，周向通道176至少部分地由夹套112的径向延伸的近端404的内部限定。例如，一旦炬本体102联接到筒104，周向通道176就可与炬连接器124配合地限定。周向通道176适于将筒104中的轴向通道414的近侧开口414a中的一个或多个与设置在位于夹套112的近端404中的炬连接器124中的轴向通道128的远侧开口128b中的一个或多个流体连接，以用于将液体冷却剂流输送到炬本体102或从炬本体102输送。在一些实施例中，筒104的轴向通道414周向地且均匀地分布在筒104中，使得(i)至少一个轴向通道414适于与炬连接器124中的第一组178的轴向通道128中的至少一个流体连通并且(ii)轴向通道414中的至少另一个适于与第二组182的轴向通道128中的至少一个流体连通，该第二组182与第一组178以约180度径向地相对。此外，每个轴向通道414还具有与位于冷却剂通路414的远侧开口414b远侧的周向通道134(图2中示出)流体连通的远侧开口414b，其中周向通道134可围绕喷嘴110延伸约360度。周向通道134可由设置/蚀刻到喷嘴110的外表面中的周向狭槽134a和夹套112的对应的周向内表面134b配合地限定。在冷却剂流从冷却剂通路414流出之后，周向通道134允许冷却剂循环以围绕喷嘴110的端部的外表面流动，从而在炬操作期间促进喷嘴端部的对流冷却并减少流动液体的停滞。一般来说，轴向冷却剂通路414和周向冷却剂通道134的组合增强了位于夹套112内部的喷嘴110的至少一部分的冷却。 [0072]在一些实施例中，在夹套112的近端的内表面和喷嘴110的外表面之间的不透流体密封件130(图2中示出)位于周向通道134的远侧紧邻处。如上所述，密封件130构造成不仅将夹套112附连到喷嘴110以形成对准表面399，而且还防止液体冷却剂在远侧方向上从冷却剂通路414和周向冷却剂通道134泄漏。此外，除了在炬本体102和筒104之间提供柔性接合接口之外，炬连接器124和筒夹套112的近端404之间的密封件122防止液体冷却剂在近侧方向上从冷却剂通路414泄漏。下面将参照图10描述关于等离子弧炬10内部的液体冷却剂流的细节。 [0073]在一些实施例中，关于炬本体102和筒104在接合时的对准，筒夹套112构造成使得筒104的喷嘴110能够实现和/或主要引导这样的对准。特别地，如图3a中所示，夹套112的近端404与在夹套112的近端404内延伸的喷嘴110的近侧部分配合地限定空腔350。空腔350由夹套112的近端404的周向本体404a和在近端404的内部延伸的喷嘴110的外部轮廓径向地界定。空腔350由近端404的阶梯部式内壁404b轴向地界定。当将筒104安装到炬本体102的远端22上时，炬本体102的冷却剂管116适于插入筒104的电极108的中心空腔中，而炬本体102的炬连接器124插入筒104的夹套112的近端404内的空腔350中。在接合时，连接器124的外径通过一个或多个柔性密封件122柔性地接合到近端404的周向本体404a，而连接器124的内径刚性地接合到近端404中的喷嘴110的部分的外部轮廓。如图2中所示，到喷嘴110的这种刚性接合在连接器124和喷嘴110之间形成周向接口/表面132，其驱动炬本体102和筒104之间的轴向和径向对准。 [0074]在一些实施例中，因为筒夹套112的近端404在组装筒104时暴露(如图3b中所示)，其中近端404轴向地和径向地延伸超出护罩114的覆盖范围，所以筒夹套112的近端的外表面可用有用的信息来标记，以帮助最终用户。例如，如图4b中所示，近端404的外表面可用大而凸起的刻字标记，以指示对应的筒104应该以其操作的电流安培数420和/或分配给筒104的单一零件号。此外，这种大而凸起的刻字(和/或附加的凸起特征)在与免工具安装/拆卸过程兼容的筒104相对于炬本体102的安装/拆卸期间为最终用户提供了抓握表面。例如，最终用户可简单地将筒104推到炬本体102的远端22上以进行安装并将筒104拉离炬本体102的远端22以进行拆卸。在没有这些抓握特征的情况下，筒104在潮湿时可能很滑，尤其是在使用液体冷却剂的情况下，这可能会妨碍用手安装和/或移除筒。此外，因为筒夹套112的暴露的近端404由非导电材料构成，所以近端404在免工具安装/拆卸过程期间向最终用户提供电绝缘和保护。 [0075]如上文和本文中所述，本发明的筒夹套112在紧凑的设计中提供了多种功能，这些功能改进了炬操作和炬可用性两者。由筒夹套112提供的操作功能包括但不限于护罩114相对于喷嘴110的径向和轴向对准、在它们相应的接口处建立相对紧密的流体密封的同时对准和固持喷嘴110和护罩114、使得位于筒夹套112内部的喷嘴110能够驱动筒104相对于炬本体102的对准、经由轴向通道414在炬本体102和喷嘴110之间引导液体冷却剂流以广泛冷却喷嘴110、经由一组孔口412进行保护气体计量以控制气体流、以及在护罩114和喷嘴110之间建立电学隔离。由筒夹套112提供的可用性功能包括但不限于建立用于筒104相对于炬本体102的免工具安装/拆卸的抓握表面、通过将电绝缘延伸到护罩114的近端之外来保护最终用户、以及可见的筒标识。一般来说，夹套112将传统上分布在典型等离子弧炬中的许多易耗部件中的许多复杂特征和严格公差要求结合到单个部件中。这种简化适于减少制造成本和组装问题。 [0076]图5示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒104的喷嘴110的示例性构造的外部轮廓图。如图所示，喷嘴110具有基本上中空的本体，并且大体上包括沿着等离子弧炬10的纵向轴线A延伸的近端602、中间部段604和远端606。喷嘴110可由诸如铜的导电材料构成。 [0077]如图3a中所示，喷嘴110的近端602适于在组装筒104时延伸并悬挂在筒夹套112的近端404内。特别地，从近端602的外表面延伸的径向凸缘608适于抵接夹套112的近端404的阶梯部式内壁部分404b，以防止喷嘴110的近端602在夹套112内的轴向前进。在一些实施例中，喷嘴110的近端602的外径/轮廓适于在炬组装时匹配地和刚性地接合炬本体102的炬连接器124，从而形成对准接口/表面132，该对准接口/表面132驱动筒104相对于炬本体102的轴向和/或径向对准，如上所述。 [0078]喷嘴110的中间部段604构造成插入在筒夹套112的远端402内，使得筒夹套112的远端402基本上围绕中间部段604。中间部段604适于在各种周向接口388、398、399处与夹套112的远端402的内表面接触，从而驱动夹套112相对于喷嘴110的径向和轴向对准。此外，喷嘴110的中间部段604的外表面/轮廓适于与设置到夹套112的远端402的内表面中的多个轴向冷却剂狭槽414c配合，以形成在中间部段604的外表面上轴向地延伸的多个冷却剂通路414。在一些实施例中，中间部段604包括设置/蚀刻到喷嘴110的外表面中的周向狭槽134a，其与夹套112的对应的周向内表面134b配合来限定周向冷却剂通道134。在一些实施例中，中间部段604包括位于周向狭槽134a远侧紧邻处的周向凹槽610。周向凹槽610构造成容纳位于夹套112和喷嘴110之间的密封件130(图2中示出)，以防止流体泄漏。 [0079]喷嘴110的远侧部段606包括居中地定位的喷嘴出口孔612，以用于将诸如电离气体射流的等离子弧引入到待切割的工件(未示出)。远侧部段606适于在组装筒104时轴向地延伸穿过并超过筒夹套112的远侧部分402的开口。 [0080]图6a和图6b示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒104的涡流环150的示例性构造的外部轮廓图和剖视轮廓图。如图所示，涡流环150具有在近端502和远端504之间沿着纵向轴线A延伸的基本上中空的细长本体。涡流环150可由诸如可注射模制的塑料材料(例如，Randel)的不导电材料构成。因此，可使用注射模制技术制造涡流环150。 [0081]在一些实施例中，涡流环150包括在远端504处形成在中空本体的外表面上的多个狭槽506，其中狭槽506围绕涡流环150周向地分散。狭槽506成形为与喷嘴110的内部轮廓互补，以限定一组气体涡流通路，所述气体涡流通路定向成将切向速度分量赋予在涡流环150和喷嘴110之间行进的等离子气体流。例如，如图6a中所示，狭槽506可倾斜/扭曲以在涡流环150的外表面上形成涡流图案。该涡流产生涡旋，该涡旋收缩来自电极108的等离子弧并稳定弧在电极108的插件上的位置。 [0082]在一些实施例中，涡流环150的中空本体尺寸设计成接收电极108的至少一部分。如上文参照图3a和图3b所述，涡流环150包括至少一个内固持特征368，以用于在周向内对准接口/表面390、392上匹配地和牢固地接合电极108。涡流环150还包括至少一个外固持特征352，以用于在周向外对准接口/表面394、396上匹配地和牢固地接合喷嘴110。因此，涡流环150可将喷嘴110在各种对准接口/表面上相对于电极108轴向地和径向地对准。 [0083]图7示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒104的电极108的示例性构造的截面图。如图所示，电极108具有在近端702和远端704之间沿着等离子弧炬10的纵向轴线A延伸的细长本体。电极108限定具有从近端702暴露的开口的内部空腔708。内部空腔708构造成在炬组装时容纳冷却剂管116的至少一部分。发射插件706可设置在电极108的远端704上，从而暴露发射表面。插件706可由铪、银和/或具有合适的物理特性(包括耐腐蚀性和高热离子发射率)的其它材料制成。在一些实施例中，插件706由具有铪中心的银构成。这种构造具有几个优点，包括通过等离子弧炬10提供延长的切割和筒104的长消耗寿命。 [0084]图8示出了根据本发明的一些实施例的图2的筒104的护罩114的外部轮廓图。护罩114包括基本上中空的本体，该本体限定沿着等离子弧炬10的纵向轴线A设置的近端802和远端804。远端804包括居中地定位的护罩出口孔806以及可选地从护罩114的内表面延伸到外表面的一组一个或多个通气孔洞808。护罩114可由诸如铜的导电材料形成。如上所述，护罩114的近端802可包括围绕近端802的内表面周向地设置的固持特征364(图3a中示出)。固持特征364构造成与筒夹套112的对应的固持特征362互补，以将护罩114在接口384上(图3a中示出)牢固地接合/附连到筒夹套112。 [0085]在一些实施例中，一组孔口810围绕护罩114的中空本体的近端802周向地设置，其中每个孔口810构造成将中空本体的外表面连接到中空本体的内表面。每个孔口810大小设计和成形为导引、计量和旋动穿过该孔口810朝向护罩出口孔806行进的保护气体流。在一些实施例中，这些孔口810中的八到十个分散在护罩114的近端802处的圆周周围。在一些实施例中，每个孔口810的直径可为约0.039英寸到约0.043英寸，这取决于操作电流。在一些实施例中，孔口810以偏移的方式钻孔。孔口810可机加工到护罩114的近端802中，诸如作为孔洞钻入护罩本体中。在一些实施例中，孔口810被偏移和/或成角度，以将切向速度分量赋予通过孔口810的保护气体流，从而在保护气体流中形成涡流图案。一般来说，这些孔口810的大小、数量和/或位置可针对具体的电流安培数调整，以实现期望的切割性能。关于通过等离子弧炬10的保护气体流(包括通过护罩114)的细节在下面关于图9提供。 [0086]在一些实施例中，护罩114由液体冷却剂流直接冷却。更具体地，周向通道812可设置/蚀刻到护罩114的近端802的外表面中，并围绕近端802定向(例如，围绕近端802延伸约360度)。周向通道812适于使液体冷却剂流围绕护罩114的外表面循环，从而在炬操作期间促进护罩的对流冷却并减少流动液体的停滞。在一些实施例中，在附接到筒104和炬本体102的外部几何形状之后，外帽盖120与周向通道812流体连通，以将液体冷却剂从炬本体102输送到护罩114并且从护罩114输送到炬本体102。下面结合图10提供关于通过等离子弧炬10(包括通过护罩114)的液体冷却剂流的细节。 [0087]因此，护罩114将保护气体旋动(在孔口810处)与直接液体冷却(在周向通道812处)组合在单个紧凑部件中。传统上，保护气体涡流与护罩114本身分开。例如，等离子弧炬的单独且不同的内帽盖典型地用来在将旋动的气体输送到护罩之前提供保护气体旋动。将保护气体旋动特征从内帽盖移动到护罩114是有利的，至少因为可为不同安培的炬操作形成不同和定制的保护气体涡流，而不需要麻烦地安装不同的内帽盖。因此，不再需要用于筒104的内帽盖。一般来说，护罩114可具有不同数量、大小和/或形状(例如，偏移)的孔口810，以产生每安培期望的切割角度。 [0088]图9示出了根据本发明的一些实施例的图2的等离子弧炬10的截面图，该炬10定向成图示从炬本体102到炬10的筒104的示例性保护气体流动路径902。如图所示，炬本体102经由炬本体102的炬连接器124向筒104提供保护气体流。更具体地，炬连接器124的多个孔口126构造成导引和计量从炬本体102到筒104的保护气体流902。在将筒104安装到炬本体上时，围绕夹套112的中空本体的近端404周向地设置的多个孔口412适于与炬连接器124的孔口126轴向地对准。因此，等离子气体流902从孔口126径向地向外输送到孔口412，在孔口412处，等离子气体流902被计量并从筒夹套112的内表面导引到夹套112的外表面。在离开孔口412时，保护气体流902进一步被输送到限定在夹套112的外表面和外帽盖120的帽盖衬里120b的内表面之间的保护气体流动通路904。保护气体流902适于在保护气体流动通路904中向远侧行进以到达护罩114的近端802的外表面。然后，保护气体流902可经由围绕近端802周向地设置的多个涡流孔口810(图8中示出)从护罩114的外表面流到护罩114的内表面。如上所述，孔口810成形和大小设计成将切向速度分量赋予通过孔口810的保护气体流902，从而在保护气体流902中形成涡流图案。在离开孔口810时，保护气体902适于经由气体流动通路906向远侧流动，气体流动通路906限定在护罩114的内表面与设置在护罩114的中空本体内部的筒夹套112和喷嘴110的远端606的组合的外表面之间。气体流动通路906构造成将保护气体流902输送到护罩出口孔612，以从炬10的尖端排出保护气体。 [0089]图10示出了根据本发明的一些实施例的图2的等离子弧炬的截面图，该炬定向成图示在炬本体102和炬10的筒104之间循环的示例性液体冷却剂流动路径1002。在一些实施例中，这样的冷却流1002在与上面参照图9解释的保护气体流902基本上相同的时间执行。沿着液体冷却剂流动路径1002，液体冷却剂首先经由冷却剂管116从炬本体102引入到筒104。冷却剂流1002构造成在冷却剂管116内向远侧行进并经由远侧开口从冷却剂管116离开。在离开冷却剂管116时，液体冷却剂流1002进入其内容纳有冷却剂管116的筒104的电极108的中心空腔708中，从而大大地冷却电极108。当由空腔708的壁引导时，冷却剂流1002反转方向并沿着冷却剂管116的外表面在空腔708中向近侧继续。冷却剂流1002继续朝向炬本体102的阴极170并经由设置在阴极170的本体上的孔口1004径向地向外流入炬绝缘体118，其中孔口1004与设置在炬绝缘体118内部的轴向通道1006流体连通。轴向通道1006构造成与设置在炬连接器124中的第一组178的轴向通道128流体连通。一旦处于绝缘体118的内部，冷却剂1002向远侧流过轴向通道1006，并进入炬连接器124中的第一组178的轴向通道128中的一个或多个。 [0090]在从炬本体102中的第一组178的轴向通道128中的一个或多个轴向通道128的远侧开口128b离开时，冷却剂流1002适于经由限定在炬连接器124和筒夹套112的近端404之间的周向通道176进入筒102。从那里，冷却剂流1002可经由通路414的(多个)对应的近侧开口414a进入限定在夹套112和喷嘴110之间的冷却剂通路414中的一个或多个。一旦在冷却剂通路114内，冷却剂流1002适于朝向对应的远侧开口414b向远侧流动并进入位于远侧开口414b远侧的周向通道134，其中周向通道134由设置/蚀刻到喷嘴110的外表面中的周向狭槽134a和夹套112的对应的周向内表面134b限定。冷却剂流1002适于在周向通道134内并围绕喷嘴110的远端的外表面循环，从而对流冷却喷嘴110的尖端。此外，冷却剂流1002适于通过经由与第二组178的轴向通道128流体连通的冷却剂流动通路414中的一个或多个向远侧流过第二组182的轴向通道128中的一个或多个(位于与第一组178的轴向通道128径向地偏移约180度处)而返回到炬本体102。 [0091]一旦处于炬连接器124中的第二组182的轴向通道128中的一个或多个轴向通道128的内部，冷却剂流1002适于向远侧流入炬本体102的绝缘体118中的轴向通道1008。在一些实施例中，轴向通道1008和1006在炬绝缘体118中相对于彼此径向地偏移，诸如约180度。此后，冷却剂流1002从轴向通道1008离开并径向地向外行进到限定在外帽盖120的帽盖衬里120b和帽盖壳120a之间的冷却剂通路1010中。冷却剂1002被传导以向近侧穿过冷却剂通路1010朝向设置到护罩114的近端802上的外表面中的周向通道812流动。一旦处于周向通道812中，冷却剂流1002适于围绕护罩114的外表面循环，以对流冷却护罩114，并且在与冷却剂流进入周向通道812的位置基本上相反的护罩114的另一侧上从通道812离开。从那里，冷却剂流1002适于通过在限定在外帽盖120的帽盖衬里120b和帽盖壳120a之间的轴向通道1012中向近侧流动而返回到炬本体102。在一些实施例中，轴向通道1010和1012相对于彼此径向地偏移，诸如约180度。 [0092]图12a和图12b示出了根据本发明的一些实施例的具有不同构造以提供可变保护气体流率的另一示例性等离子弧炬1300的剖视轮廓图。如图所示，炬1300包括炬本体1302和易耗带夹套筒1304。等离子弧炬1300的炬本体1302可基本上类似于图2的等离子弧炬10的炬本体102，不同的是在炬本体1302的炬连接器1324上设置两组孔口1306和1308，而不是在炬本体102的炬连接器124上周向地设置一组孔口412。两组孔口1306、1308相对于彼此轴向地间隔开，并且都构造成传导保护气体通过孔口中的相应者，以用于将保护气体从炬本体1302输送到筒1304。 [0093]在一些实施例中，等离子弧炬1300的筒1304基本上类似于等离子弧炬10的筒104，不同的是，筒1304的筒夹套1310的轴向长度1316设计成可变的，以根据筒1304的操作电流要求选择性地覆盖(例如，提供其不透流体的密封)两组孔口1306、1308中的一组或零组。因此，如果期望“高”气体流范围，则夹套1310的轴向长度1316可设计成短的，使得夹套1310的近端1318将两组孔口1306、1308暴露，从而允许保护气体流过两组孔口，如由图12a的保护气体流动路径1312所图示。相反，如果期望“低”气体流范围，则夹套1310的轴向长度1316可设计成相对较长，使得夹套1310的近端1318覆盖远侧组孔口1308，但将近侧组孔口1306暴露，如由图12b的保护气体流动路径1314所图示。在一些实施例中，随后调节保护气体压力以达到该过程所需的保护气体流率。例如，对于给定的切割过程，给定所使用的耗材几何形状，可优化保护气体流率以获得良好的切割质量。本质上，通过操纵孔口1306、1038来控制保护气体流率可用来实现期望的切割特性。 [0094]在一些实施例中，该组近侧孔口1306的尺寸(例如，直径)可不同于该组远侧孔口1308的尺寸(例如，直径)，以实现期望的气体流率。在一些实施例中，多于两组的孔口可设置在炬本体的炬连接器124上，其中多组孔口相对于彼此轴向地间隔开。因此，可调节夹套1310的轴向长度以覆盖/密封多组孔口中的一组或多组，从而进一步细化保护气体流率调整。 [0095]图13示出了根据本发明的一些实施例的图12a和图12b的等离子弧炬1300的不同构造的一组示例性性能结果。为了产生这些结果，两组孔口1306、1308的直径设置为大约相同，但是对于不同的性能评估是变化的。这些直径可在从约0.04英寸至约0.07英寸的范围内，如在图例1402中所指示。更具体地，在每个唯一的直径处，两个孔口1306、1308构造成具有大约相同的直径值，并且在(i)如图12b的构造中所图示仅暴露一个孔口1306和(ii)如图12a的构造中所图示暴露两个孔口1306、1308的情况下测量保护气体流率。因此，对于图13的坐标图，每个唯一的直径对应于两条性能线，标记有“2H-直径值”的一条线指示在该特定直径值下两个孔口都暴露，而标记有“直径值”的另一条线指示在该直径值下仅一个孔口暴露。一般来说，每对线的下线(在相同直径值下)表示传导保护气体的单个孔口1306，并且每对线的上线(在相同直径值下)表示传导保护气体的相同大小的两个孔口1306、1308。如图所示，覆盖一组或两组这些孔口提供了大多数切割过程所需的全范围的保护气体流率。更具体地，允许两组孔口1306、1308传导保护气体(如图12a中所图示)可实现在约135scfh(标准立方英尺/小时)和约330scfh之间的保护气体流率。仅允许近侧组孔口1306传导保护气体(如图12b中所图示)可实现在约70scfh和约170scfh之间的保护气体流率。此外，不同的直径大小(例如，0.040”英寸而不是0.050”英寸)提供了稍微不同的总保护气体流量范围，但是具有与其它直径大小的流率趋势基本上相似的流率趋势。 [0096]图14图示了根据本发明的一些实施例的用于组装图2的液体冷却等离子弧炬10的易耗带夹套筒104的示例性过程1500。过程1500开始于将涡流环150牢固地附连到电极108的远端，使得涡流环150围绕电极108的远端周向地设置(步骤1502)。这种牢固附接在涡流环150和电极108之间形成至少两个对准接口390、392，这些对准接口将这两个部件相对于彼此径向地和轴向地对准。喷嘴110牢固地附连到涡流环150，使得喷嘴110围绕电极108的远端周向地设置，其中涡流环150的一部分位于喷嘴110和电极108之间(步骤1504)。在一些实施例中，当喷嘴110牢固地附连到涡流环150时，实现涡流环150和电极108的牢固附连，从而在涡流环150和电极108之间的接合/对准接口上施加外部压力。喷嘴110和涡流环150之间的牢固附接在它们之间形成至少两个对准接口394、396，这些对准接口将这两个部件相对于彼此径向地和轴向地对准。筒夹套112牢固地附连到喷嘴110的远端，使得筒夹套112围绕喷嘴110的远端周向地设置(步骤1506)。这种牢固附接在喷嘴110和筒夹套112之间形成两个或更多个(例如，三个)对准接口399、398、399，这些对准接口将这两个部件相对于彼此径向地和轴向地对准。此外，护罩114可牢固地附连到筒夹套112的远端，使得护罩114围绕筒夹套112周向地设置，其中筒夹套112的近端404轴向地延伸经过护罩114的近端802并径向地延伸超过护罩114的径向范围(步骤1508)。这种牢固附接在筒夹套112和护罩114之间形成至少一个对准接口384，该对准接口384将这两个部件相对于彼此径向地和轴向地对准。因此，护罩114通过可由可注射模制材料形成的夹套112轴向地和径向地对准喷嘴110(并且与喷嘴110电学地隔离)。在一些实施例中，在整个筒102中实现的一个或多个对准接口还在它们的对应位置处用作流体密封件(例如，液体和/或气体密封件)。在一些实施例中，筒104的各种部件的牢固附连/接合对于筒的使用寿命是永久性的。 [0097]图15图示了根据本发明的一些实施例的用于选择和安装用于等离子弧炬的期望的易耗筒的示例性过程1600。过程1600开始于提供第一易耗带夹套筒，该第一易耗带夹套筒包括构造成实现对应于筒的第一操作电流要求的第一期望保护气体流率的夹套(步骤1602)。第一筒的夹套在构造上可类似于图2的夹套112或图12a和图12b的夹套1310。更具体地，如果第一筒的夹套类似于图2的夹套112，则夹套包括周向地设置在夹套的近端上的一组保护气体孔口412，其中孔口尺寸设计成以第一期望流率计量、导引通过其中的气体流。如果第一易耗筒的夹套类似于图12a和图12b的夹套1310，则夹套的轴向长度设置为覆盖炬本体中的一组或两组保护气体孔口1306、1306，以实现第一期望流率。 [0098]提供第二易耗带夹套筒，其包括构造成实现对应于第二筒的第二操作电流要求的第二期望保护气体流率的夹套，该第二操作电流要求不同于第一操作电流(步骤1604)。第二筒的夹套在构造上可类似于图2的夹套112或图12a和图12b的夹套1310。更具体地，如果第二筒的夹套类似于图2的夹套112，则夹套包括具有与第一筒的保护气体孔口的大小(例如，直径)不同大小(例如，直径)的一组保护气体孔口，以实现不同的流率和操作电流要求。如果第二易耗筒的夹套类似于图12a和图12b的夹套1310，则夹套构造成具有不同于第一筒的夹套的轴向长度的轴向长度，以实现不同的流率和操作电流要求。夹套的不同轴向长度适于覆盖炬本体中不同数量的对应保护气体孔口，以用于实现不同的操作电流要求。 [0099]操作者可通过将期望的操作电流和与第一和第二筒相关联的不同操作电流要求进行比较来选择第一或第二筒中的一个作为期望的易耗筒(步骤1606)。此后，操作者可将选定的易耗筒安装到炬本体上，以完全组装炬(步骤1608)。在一些实施例中，对于选定的筒，设置在护罩114的本体中的保护气体孔口810的直径也适当地设计尺寸和优化以支持筒的操作电流要求。 [0100]应当理解，本发明的各个方面和实施例可以各种方式组合。基于本说明书的教导，本领域普通技术人员可容易地确定如何组合这些各种实施例。本领域技术人员在阅读说明书时也可想到修改。