用于焊炬系统的螺纹连接

摘要

本发明提供一种用于装配至材料加工焊炬头中的连接器部件（102）。所述连接器部件（102）包括大体筒状的本体（104），所述本体包括限定纵向轴线的近端（106）和远端（108）。至少两个螺纹区域（112）在近端附近设置在本体表面上的径向位置处。每个螺纹区域包括设置在所述本体的表面上的至少一个螺纹（114）。另外，至少两个非螺纹区域（116）纵向地定向在所述本体的表面上的径向位置处。

权利要求

1.一种连接器部件，其配置用于装配至材料加工头中，所述连接器部件包括：大体筒状的本体，其包括限定纵向轴线的近端和远端；

至少两个螺纹区域，其在所述近端附近设置在所述本体的表面上，其中，每个螺纹区域包括设置在所述本体的所述表面上的至少一个螺纹；以及至少两个非螺纹区域，其纵向地定向在所述本体的所述表面上的径向位置处，每个非螺纹区域设置在所述螺纹区域之间，其中，所述至少两个螺纹区域的第一螺纹区域中的至少一个螺纹与所述至少两个螺纹区域的相邻的螺纹区域的至少一个螺纹不产生连续的螺纹旋转路径。

2.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，其满足下列中的一项或更多项：a）所述螺纹区域中至少一个围绕所述本体的所述表面径向地延伸至少50度；

b）每个螺纹具有大约3度的螺旋角；

c）所述连接器部件进一步包括：

轴向止动件凸缘，其围绕所述本体的所述表面周向地设置在所述远端与所述螺纹区域之间；以及O形环密封件，其围绕所述本体设置在所述近端与所述轴向止动件凸缘之间；

d）所述至少两个螺纹区域的相邻的螺纹区域围绕所述本体相对于所述纵向轴线径向地设置在所述本体的相对侧上；

e）每个螺纹区域的至少一个螺纹大致正交于所述纵向轴线地延伸；

f）所述连接器部件联接到耗材；

g）所述连接器部件联接到耗材，其中，所述耗材包括电极、筒、喷嘴或固定帽中的一项；

h）所述连接器部件包括两个螺纹区域；或者

i）所述近端延伸到所述连接器部件的纵向长度的大约一半处。

3.根据权利要求1所述的连接器部件，其中满足下列各项中的一项：a）所述连接器部件包括公部件，所述公部件配置来牢固地接合母部件；

b）所述连接器部件包括公部件，所述公部件配置来牢固地接合母部件，其中，所述连接器部件进一步包括轴向止动件，所述轴向止动件围绕所述本体的所述表面径向地设置在所述远端与所述螺纹区域之间，所述轴向止动件配置来接触所述母部件；或者c）所述连接器部件包括公部件，所述公部件配置来牢固地接合母部件，其中，所述连接器部件进一步包括轴向止动件，所述轴向止动件围绕所述本体的所述表面径向地设置在所述远端与所述螺纹区域之间，所述轴向止动件配置来接触所述母部件，其中在螺纹的旋转接合之前所述公部件经由所述轴向止动件对准至所述母部件。

4.根据权利要求1所述的连接器部件，其中满足下列各项中的一项或更多项：a）所述连接器部件配置来固定相对应的部件；

b）所述连接器部件配置来固定相对应的部件，所述连接器部件的至少一个非螺纹区域配置成与所述相对应的部件的至少一个螺纹区域对准，以促进一个部件可滑动地移位到另一部件中;c）所述连接器部件配置来固定相对应的部件，其中，一个部件能够在第一方向上相对于另一部件旋转小于360度的度数以固定所述另一部件；或者d）所述连接器部件配置来固定相对应的部件，其中，一个部件能够在第一方向上相对于另一部件旋转小于360度的度数以固定所述另一部件，其中当一个部件在与所述第一方向相反的第二方向上相对于所述另一部件旋转以大约相同的度数时，所述部件脱离接合。

5.一种材料加工头的耗材的耗材连接器部件，其用于将耗材附接到所述材料加工头的相对应的部件，所述耗材连接器部件包括：筒状本体，其包括沿纵向轴线设置的近端和远端；

至少两个纵向定向的区段围绕本体径向地设置，其中每个区段包括设置在本体的表面上的至少一个螺纹；以及至少两个平滑区域，其分别围绕所述本体的所述表面径向地设置在一对所述区段之间，其中，所述至少两个区段的第一区段中的至少一个螺纹与所述至少两个区段的相邻的区段的至少一个螺纹不产生连续的螺旋路径；以及其中，所述耗材连接器部件还包括下列中的一项：

（i）母部件，其配置来使两个区段中的至少一个能够牢固地接合包括公部件的所述相对应的部件，或者（ii）公部件，其配置来使两个区段中的至少一个能够牢固地接合包括母部件的所述相对应的部件。

6.根据权利要求5所述的耗材连接器部件，其中满足下列各项中的一项或更多项：a）所述区段中至少一个围绕所述本体的所述表面径向地延伸至少50度；

b）每个螺纹具有大约3度的螺旋角；

c）所述至少两个区段围绕所述本体以旋转对称布置径向地设置；

d）每个区段的所述至少一个螺纹围绕所述本体径向地延伸；

e）所述耗材包括电极、筒、喷嘴或固定帽中的一项；或者

f）所述区段和所述平滑区域散置在近端附近，所述近端延伸到所述连接器部件的纵向长度的大约一半处。

7.根据权利要求5所述的耗材连接器部件，其中，所述耗材连接器部件是配置成牢固地接合母耗材部件的公耗材部件。

8.根据权利要求7所述的耗材连接器部件，其进一步包括轴向止动件，所述轴向止动件围绕所述筒状本体的所述表面周向地设置在所述远端和所述区段之间，所述轴向止动件配置来接触所述母耗材部件。

9.根据权利要求8所述的连接器部件，其中，在所述螺纹的旋转接合之前，所述公耗材部件经由所述轴向止动件对准到所述母耗材部件。

10.根据权利要求5所述的耗材连接器部件，其中，所述耗材连接器部件的至少一个所述平滑区域配置成与所述相对应的部件的至少一个所述区段对准，以促进一个部件能够滑动地插入到另一部件中。

11.根据权利要求5所述的耗材连接器部件，其中，一个部件能够在第一方向上相对于另一部件旋转以小于180度的度数以固定所述另一部件。

12.根据权利要求11所述的耗材连接器部件，其中，当一个部件在与所述第一方向相反的第二方向上相对于所述另一部件旋转以大约相同的度数时，所述部件脱离接合。

13.一种连接器部件，其配置用于装配至材料加工头中，所述连接器部件包括：大体筒状的本体，其包括限定纵向轴线的近端和远端；

至少一个螺纹区域，其在所述近端附近设置在所述本体的表面上的径向位置处，其中，每个螺纹区域包括设置在所述本体的所述表面上的至少一个螺纹元件；以及至少一个非螺纹区域，其设置在所述本体的所述表面上的径向位置处，其中，每个非螺纹区域与螺纹区域径向地相邻，其中，所述至少一个螺纹区域中的螺纹元件沿着所述纵向轴线形成不连续的螺纹旋转路径。

14.根据权利要求13所述的连接器部件，其中满足下列各项中的一项或更多项：a）所述螺纹元件围绕所述本体的所述表面径向地延伸至少50度;b）所述螺纹元件具有大致平坦的周向表面；

c）所述螺纹元件相对于所述本体的周向轴线成大约3度的角度，所述周向轴线正交于所述纵向轴线；以及d）所述螺纹元件的至少一个周向端包括弓形形状，其配置来接合另一个连接器部件的互补型螺纹元件。

15.一种连接器部件，其配置用于将电极联接到等离子电弧焊炬，所述连接器部件适于固定至所述等离子电弧焊炬的另一元件的相对应的部件以将所述电极附接至所述另一元件，所述连接器部件包括：本体，其包括沿纵向轴线设置的近端和远端；

至少两个螺纹区域，其在所述近端附近围绕所述纵向轴线径向地设置在所述本体的表面上，其中，每个螺纹区域包括设置在所述本体的所述表面上的至少一个螺纹区段；以及至少两个平滑区域，其各自围绕所述纵向轴线径向地设置在位于所述本体的所述表面上的一对螺纹区域之间，其中，所述至少两个螺纹区域的第一螺纹区域中的至少一个螺纹与所述至少两个螺纹区域的相邻的螺纹区域的至少一个螺纹不产生连续的螺纹旋转路径，以及其中所述连接器部件的平滑区域中的至少一个配置来与所述另一元件的所述相对应的部件的螺纹区域中的至少一个对准，以促进所述连接器部件与所述相对应的部件相对于彼此的可滑动移位。

16.根据权利要求15所述的连接器部件，其中满足下列各项中的一项或更多项：a）所述连接器部件包括两个螺纹区域；

b）一个螺纹区域上的所述至少一个螺纹的位置和定向与另一个螺纹区域的螺纹的位置和定向大致相同；

c）所述至少两个螺纹区域围绕所述本体以旋转对称布置径向地设置；

d）所述至少两个平滑区域围绕所述本体以旋转对称布置径向地设置；

e）每个螺纹区域的所述至少一个螺纹定向成大致正交于所述纵向轴线。

17.根据权利要求15所述的连接器部件，其中，所述连接器部件包括配置来牢固地接合母部件的公部件。

18.根据权利要求17所述的连接器部件，其中，所述公部件包括设置在所述本体的所述远端处的间隙，所述间隙配置成除非所述间隙与所述母部件的相对应的边沿对准否则阻止所述公部件在所述母部件中的旋转。

19.根据权利要求15所述的连接器部件，其中，所述连接器部件包括配置来牢固地接合公部件的母部件。

20.根据权利要求19所述的连接器部件，其中，所述母部件包括设置在所述本体的所述远端上的边沿，所述边沿配置成除非所述边沿与所述公部件的相对应的间隙对准否则阻止所述公部件在所述母部件中的旋转。

21.根据权利要求15所述的连接器部件，其中所述连接器部件配置来固定相对应的部件，其中满足下列各项中的一项或更多项：a）一个部件能够在第一方向上相对于另一部件旋转以小于360°的度数以固定所述另一部件；

b）所述度数包括小于或等于大约60°、90°或180°中的一者；以及c）当一个部件在与所述第一方向相反的第二方向上相对于另一部件旋转以大约相同的度数时，所述部件脱离接合。

22.一种等离子电弧焊炬的耗材电极部件，其配置用于附接到所述等离子电弧焊炬的另一部件，所述耗材电极部件包括：筒状本体，其包括沿纵向轴线设置的近端和远端；

至少两个螺纹区域，其在所述近端附近围绕所述纵向轴线设置在所述本体的表面上，其中，每个螺纹区域包括设置在所述本体的所述表面上的至少一个螺纹；以及至少两个平滑区域，每个平滑区域围绕所述纵向轴线径向地设置在所述本体的表面上的一对螺纹区域之间；

其中，所述至少两个螺纹区域的第一螺纹区域中的至少一个螺纹与所述至少两个螺纹区域的相邻的螺纹区域的至少一个螺纹不产生连续的旋转路径，以及其中，所述耗材电极部件包括母部件，所述母部件配置来牢固地接合包括公部件的所述另一部件。

23.根据权利要求22所述的耗材电极部件，其中满足下列中一项或更多项：a）所述耗材电极部件进一步包括下列中至少一项：

轴向止动件凸缘，其围绕所述筒状本体的表面周向地设置在所述远端与所述螺纹区域之间；以及O形环密封件，其围绕所述本体设置在所述近端与所述轴向止动件之间；以及b）所述至少两个螺纹区域分别：（i）沿着所述本体的表面延伸小于约90度；和/或（ii）具有限定圆形轮廓的周向端。

24.一种用于接合材料加工头的第一部件和第二部件的方法，所述第一部件和所述第二部件各自具有：i)具有至少一个螺纹的至少一个螺纹区域；以及ii)至少一个开槽区域，所述开槽区域特征在于不存在螺纹，所述方法包括：使所述第一部件的所述至少一个螺纹区域与所述第二部件的所述至少一个开槽区域对准；

在径向对准位置中使所述第一部件相对于所述第二部件纵向地滑动；以及使所述第一部件在一个方向上相对于所述第二部件旋转以将所述第一部件的所述螺纹区域的所述至少一个螺纹与所述第二部件的所述螺纹区域的所述至少一个螺纹接合，从而使所述第一部件和所述第二部件相对于彼此固定，其中，第一部件的至少一个螺纹区域或第二部件的至少一个螺纹区域形成围绕所述纵向轴线的不连续的螺纹旋转路径。

25.根据权利要求24所述的方法，其中满足下列各项中的一项或更多项：a）所述方法进一步包括：

在滑动期间防止所述第一部件相对于所述第二部件旋转；

将所述第一部件的间隙与所述第二部件的边沿接合；以及

在接合之后，使所述第一部件在一个方向上相对于所述第二部件旋转；

b）所述第一部件的所述至少一个螺纹区域和所述第二部件的所述至少一个开槽区域包括所述第一部件的一组相对的两个螺纹区域和所述第二部件的一组相对的两个开槽区域；

c）所述第一部件或所述第二部件中的至少一者联接至等离子电弧焊炬的耗材；

d）所述方法进一步包括形成所述第一部件与所述第二部件之间的密封件；或者e）使所述第一部件与所述第二部件轴向地邻接包括下列中至少一项：使所述第二部件的边沿与所述第一部件的凸缘接触以限制所述第一部件与所述第二部件的进一步的相对轴向运动；或使所述第二部件的密封件接触所述第一部件。

26.根据权利要求24所述的方法，其中，使所述第一部件相对于所述第二部件旋转包括：使所述第一部件旋转以小于360°的度数。

27.根据权利要求26所述的方法，其进一步包括：使所述第一部件在相反方向上相对于所述第二部件旋转以大约相同的度数以使所述两个部件脱离接合。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，当在所述旋转路径中所述第一部件的螺纹区域的面遇到所述第二部件的螺纹区域的相对的面时，阻止所述第一部件在相反方向上的进一步旋转。

说明书

用于焊炬系统的螺纹连接

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请是2013年9月19日提交的题为“Thread Connection for a Torch System”的美国序列号14/031,420以及2014年5月9日提交的题为“Catridge Type Consumable Assembly for a Plasma Arc Cutting System”的美国序列号61/991,114的部分继续申请案，这两者的内容均在此整体上通过引用并入本文中。

技术领域

[0003] 本发明大体涉及配置用于将焊炬零件连接到焊炬系统的一个或更多个连接器部件。

背景技术

[0004] 材料加工头（例如，等离子焊炬、水射流切割头和激光头）被广泛用于材料的加热、切割、刨削和标记。例如，等离子电弧焊炬通常包括电连接件、用于冷却的通道、用于电弧控制流体（例如，等离子气体）的通道和耗材（例如，电极）以及具有安装于焊炬本体内的中心出口孔的喷嘴。可选地，使用涡流环来控制形成于电极和喷嘴之间的等离子室中的流体流动型态。在一些等离子电弧焊炬中，能够使用固定帽以保持焊炬本体中的喷嘴和/或涡流环。

[0005] 能够使用一个或更多个连接器部件以将耗材附接到焊炬系统。然而，具有标准螺纹的现有连接器部件可能需要多达五次完整的旋转来接合耗材或使其脱离接合。更换耗材零件可以是频繁的，常常一天发生几次。因此，现有连接器部件会减慢耗材更换过程，由此减少可花在切割和其它有用的焊炬操作上的时间。

发明内容

[0006] 因此，需要用于简化焊炬零件相对于焊炬系统的接合及脱离接合的系统及方法，例如减少完全接合焊炬零件或使其脱离接合所需的旋转次数和/或旋转度。通过允许更快且更容易地接合焊炬连接件或使其脱离接合，能够减少焊炬的处理时间。反之，会增加焊炬操作时间。

[0007] 在一个方面中，提供用于装配到焊炬中的连接器部件。所述连接器部件包括本体，所述本体包括沿纵向轴线设置的近端和远端。至少两个螺纹区域在近端附近围绕纵向轴线径向地设置在本体表面上。每个螺纹区域包括设置在本体表面上的至少两个平行螺纹。另外，至少两个平滑区域围绕纵向轴线各自径向地设置成散置在位于本体表面上的一对螺纹区域之间。

[0008] 在一些实施例中，连接器部件包括配置来牢固地接合母部件的公部件。公部件能够包括设置在本体的远端处的间隙。间隙配置成除非所述间隙与母部件的相对应的边沿对准否则阻止公部件在母部件中的旋转。

[0009] 在一些实施例中，连接器部件包括配置来牢固地接合公部件的母部件。母部件能够包括设置在本体的远端上的边沿。边沿配置成除非所述边沿与公部件的相对应的间隙对准否则阻止公部件在母部件中的旋转。

[0010] 在一些实施例中，至少两个螺纹区域围绕本体以旋转对称布置径向地设置。在一些实施例中，至少两个平滑区域围绕本体以旋转对称布置径向地设置。在一些实施例中，至少两个平行螺纹定向成围绕纵向轴线大致呈螺旋形。在一些实施例中，至少两个平行螺纹定向成大致正交于纵向轴线。至少两个平行螺纹能够沿纵向轴线相对于彼此均匀地间隔开。

[0011] 在一些实施例中，连接器部件包括三个螺纹区域。

[0012] 在一些实施例中，一个螺纹区域的螺纹与相邻螺纹区域的螺纹是不连续的。一个螺纹区域上的螺纹的位置和定向能够与另一个螺纹区域的螺纹位置和定向大致相同。

[0013] 在一些实施例中，连接器部件配置来固定相对应的部件。连接器部件的至少一个平滑区域能够配置来与相对应的部件的至少一个螺纹区域对准，以促进一个部件可滑动地移位到另一部件中。在接合期间，一个部件能够在第一方向上相对于另一部件可旋转小于360°的度数以固定另一部件。例如，度数能够小于或等于大约60°、90°或180°。当一个部件在与第一方向相反的第二方向上相对于另一部件旋转以大约相同的度数时，这些部件能够脱离接合。

[0014] 在一些实施例中，连接器部件联接到等离子电弧焊炬的耗材用于将耗材附接到等离子电弧焊炬的另一个元件。耗材能够包括电极、喷嘴、固定帽、防护罩或焊炬中的一项。

[0015] 在另一个方面中，提供用于将耗材附接到焊炬的相对应的部件的耗材连接器部件。所述耗材连接器部件包括筒状本体，所述筒状本体包括沿纵向轴线设置的近端和远端。多个纵向定向的平滑区域围绕本体表面径向地设置在近端周围。另外，多个纵向定向的区段围绕本体径向地设置成散置在平滑区域之间。每个区段包括沿本体表面设置成彼此平行的多个螺纹，使得一个区段的螺纹与相邻区段的螺纹是不连续的。

[0016] 在一些实施例中，一个区段上的螺纹的位置和定向与不同区段的螺纹位置和定向大致相同。

[0017] 在一些实施例中，不连续螺纹防止耗材连接器部件的区段在旋转期间接合相对应的部件的多于一个的区段。

[0018] 在另一个方面中，提供一种用于接合焊炬的第一部件和第二部件的方法。第一部件和第二部件各自具有：i)多个螺纹区域，每个螺纹区域具有多个螺纹；以及ii)多个开槽区域，所述开槽区域特征在于不存在螺纹。所述方法包括：使第一部件的至少一个螺纹区域与第二部件的至少一个开槽区域径向地对准；在径向对准位置中使第一部件纵向地滑入第二部件中；以及使第一部件在一个方向上相对于第二部件旋转以使第一部件的螺纹区域的至少一个螺纹与第二部件的螺纹区域的至少一个螺纹接合，从而使第一部件和第二部件相对于彼此固定。

[0019] 在一些实施例中，所述方法进一步包括：在滑动期间阻止第一部件相对于第二部件旋转；使第一部件的间隙与第二部件的边沿接合；以及在接合之后使第一部件在一个方向上相对于第二部件旋转。

[0020] 在一些实施例中，使第一部件相对于第二部件旋转包括：使第一部件旋转以小于360°的度数。度数能够是小于或等于大约60°、90°或180°的度数。

[0021] 在一些实施例中，所述方法进一步包括：使第一部件在相反方向上相对于第二部件旋转以大约相同的度数以使这两个部件脱离接合。在脱离接合期间，当在旋转路径中第一部件的螺纹区域的边缘遇到第二部件的螺纹区域的边缘时（即，当发生螺纹不对准时），能够阻止第一部件在相反方向上的进一步旋转。

[0022] 在一些实施例中，第一部件或第二部件中的至少一者联接到等离子电弧焊炬的耗材。

[0023] 在一些实施例中，所述方法进一步包括：使第一部件的多个螺纹区域与第二部件的多个开槽区域径向地对准。

[0024] 在一些实施例中，所述方法进一步包括：使第一部件的多个开槽区域与第二部件的多个螺纹区域径向地对准。

[0025] 在又另一个方面中，一种连接器部件配置用于装配至材料加工头中。所述连接器部件包括：大体筒状的本体，其包括限定纵向轴线的近端和远端；至少两个螺纹区域，其在近端附近设置在本体表面上的径向位置处；以及至少两个非螺纹区域，其纵向地定向在本体表面上的径向位置处。每个螺纹区域包括设置在本体表面上的至少一个螺纹。每个非螺纹区域设置在一对螺纹区域之间。

[0026] 在一些实施例中，近端延伸到连接器部件的纵向长度的大约一半处。

[0027] 在一些实施例中，至少一个螺纹区域围绕本体表面径向地延伸至少50度。螺纹区域能够围绕本体以旋转对称布置径向地设置。在一些实施例中，连接器部件包括三个螺纹区域。螺纹区域的每个螺纹能够具有大约3度的螺旋角。在一些实施例中，一个螺纹区域的至少一个螺纹与相对的螺纹区域的至少一个螺纹是不连续的。每个螺纹区域的至少一个螺纹能够大致正交于纵向轴线地延伸。

[0028] 在一些实施例中，连接器部件联接到耗材。耗材能够包括电极、筒（cartridge）或固定帽中的一项。

[0029] 在一些实施例中，连接器部件包括配置来牢固地接合母部件的公部件。连接器部件能够进一步包括围绕本体表面径向地设置在远端和螺纹区域之间的轴向止动件，所述轴向止动件配置来接触母部件。例如，在螺纹的旋转接合之前，公部件能够经由轴向止动件对准到母部件。在一些实施例中，连接器部件配置来固定相对应的部件。连接器部件的至少一个非螺纹区域能够配置成与相对应的部件的至少一个螺纹区域对准，以促进一个部件可滑动地移位到另一部件中。为了接合部件，一个部件能够在第一方向上相对于另一部件旋转以小于360°的度数以固定另一部件。为了使部件脱离接合，一个部件能够在与第一方向相反的第二方向上相对于另一部件旋转以大约相同的度数。

[0030] 在又另一个方面中，提供用于将耗材附接到材料加工头的相对应的部件的耗材连接器部件。所述耗材连接器部件包括：筒状本体，其包括沿纵向轴线设置的近端和远端；多个纵向定向的平滑区域，其在近端附近围绕本体表面径向地设置；以及多个纵向定向的区段，其围绕本体径向地设置成散置在平滑区域之间。每个区段包括沿本体表面设置的至少一个螺纹，使得一个区段的至少一个螺纹与相对的区段的至少一个螺纹是不连续的。

[0031] 在一些实施例中，近端延伸到连接器部件的纵向长度的大约一半处。

[0032] 在一些实施例中，至少一个区段围绕本体表面径向地延伸至少50度。区段能够围绕本体以旋转对称布置径向地设置。在一些实施例中，连接器部件包括三个区段。区段的每个螺纹能够具有大约3度的螺旋角。在一些实施例中，每个区段的至少一个螺纹能够围绕本体径向地延伸。

[0033] 在一些实施例中，耗材连接器部件联接到耗材。耗材能够包括电极、筒或固定帽中的一项。

[0034] 在一些实施例中，耗材连接器部件包括配置来牢固地接合母耗材部件的公部件。连接器部件能够进一步包括围绕本体表面径向地设置在远端和区段之间的轴向止动件，所述轴向止动件配置来接触母耗材部件。例如，在螺纹的旋转接合之前，公耗材部件能够经由轴向止动件对准到母耗材部件。在一些实施例中，耗材连接器部件配置来固定相对应的部件。耗材连接器部件的至少一个平滑区域能够配置成与相对应的部件的至少一个区段对准，以促进一个部件可滑动地移位到另一部件中。为接合部件，一个部件能够在第一方向上相对于另一部件旋转以小于360°的度数以固定另一部件。为了使部件脱离接合，一个部件能够在与第一方向相反的第二方向上相对于另一部件旋转以大约相同的度数。

[0035] 在又另一个方面中，提供一种用于接合材料加工头的第一部件和第二部件的方法。第一部件和第二部件各自具有：i)具有至少一个螺纹的至少一个螺纹区域；以及ii)至少一个开槽区域，所述开槽区域特征在于不存在螺纹。所述方法包括：使第一部件的至少一个螺纹区域与第二部件的至少一个开槽区域径向地对准；在径向对准位置中使第一部件相对于第二部件纵向地滑动；以及使第一部件在一个方向上相对于第二部件旋转以将第一部件的螺纹区域的至少一个螺纹与第二部件的螺纹区域的至少一个螺纹接合，从而使第一部件和第二部件相对于彼此固定。

[0036] 所述方法能够进一步包括：在使第一部件滑入第二部件中之前，将第一部件的至少一个开槽区域与第二部件的至少一个螺纹区域径向地对准。在一些实施例中，使第一部件滑入第二部件中包括使第一部件和第二部件轴向地邻接。

[0037] 所述方法能够进一步包括：在滑动期间阻止第一部件相对于第二部件旋转；使第一部件的间隙与第二部件的边沿接合；以及在接合之后使第一部件在一个方向上相对于第二部件旋转。在一些实施例中，使第一部件相对于第二部件旋转包括：使第一部件旋转以小于360°的度数。度数能够是小于或等于大约60°、90°或180°中的一者。在一些实施例中，所述方法进一步包括：使第一部件在相反方向上相对于第二部件旋转以大约相同筛网度数以使这两个部件脱离接合。在脱离接合期间，当在旋转路径中第一部件的螺纹区域的边缘遇到第二部件的螺纹区域的相对的面时，能够阻止第一部件在相反方向上的进一步旋转。

[0038] 在一些实施例中，第一部件或第二部件中的至少一者联接到等离子电弧焊炬的耗材。

[0039] 还应理解到，能够按各种方式组合本发明的各个方面和实施例。基于本说明书的教导，本领域的普通技术人员能够容易地确定如何组合这些各种实施例。例如，在一些实施例中，以上方面中的任一者能够包括以上特征中的一个或更多个。本发明的一个实施例能够提供所有以上特征和优点。

附图说明

[0040] 通过参考结合附图的以下描述可更好地理解上文所描述的本发明的优点以及另外的优点。附图并不一定按比例绘制，而是将重点大体放在图示本发明的原理上。

[0041] 图1图示根据本发明的一些实施例的示例性连接器组件。

[0042] 图2A和图2B图示根据本发明的一些实施例的处于插入位置中的图1的连接器组件的各种视图。

[0043] 图3A和图3B图示根据本发明的一些实施例的处于锁定位置中的图1的连接器组件的各种视图。

[0044] 图4A和图4B图示根据本发明的一些实施例的另一组示例性的公连接器部件和母连接器部件。

[0045] 图5图示根据本发明的一些实施例的用于将公连接器部件固定到母连接器部件的方法。

[0046] 图6图示根据本发明的一些实施例的与喷嘴相关联的示例性连接器部件。

[0047] 图7图示根据本发明的一些实施例的另外的示例性连接器组件，其包括公连接器部件和母连接器部件。

[0048] 图8A-图8C图示图7的公连接器部件的各种视图。

[0049] 图9A和图9B图示图7的母连接器部件的各种视图。

[0050] 图10A和图10B图示根据本发明的一些实施例的与等离子电弧焊炬相关联的另外的示例性连接器组件。

[0051] 图11A和图11B图示图10A和图10B的连接器组件的另外的示例性公连接器部件的各种视图，其中所述公连接器部件附接到焊炬本体。

[0052] 图12A和图12B图示图10A和图10B的连接器组件的示例性母连接器部件的各种视图，其中所述母连接器部件联接到固定帽。

[0053] 图13图示图10A和图10B的连接器组件的示例性母连接器部件，其中所述母连接器部件联接到耗材筒。

[0054] 图14A和图14B图示根据本发明的一些实施例的处于锁定位置中的图10A和图10B的连接器组件的各种视图。

[0055] 图15图示根据本发明的一些实施例的用于将一个连接器部件固定到另外的连接器部件的方法。

[0056] 图16A和图16B图示示例性的一组互补型连接器部件的螺纹轮廓。

具体实施方式

[0057] 本发明的技术允许比标准螺纹连接件更快且更容易地安装和移除焊炬耗材（例如，以更少的旋转和/或减少的数量的旋转度数）。本发明的技术可应用于连接材料加工头（例如，等离子电弧焊炬、激光头或水射流切割头）中的各种部件。图1图示根据本发明的一些实施例的示例性连接器组件。连接器组件100包括公连接器部件102和母连接器部件120，这两者配置成用于装配到焊炬（未示出）中。在一些实施例中，连接器部件102、120中的每一者联接到耗材以附接至彼此。连接器部件能够联接的示例性耗材包括电极、喷嘴、固定帽、防护罩或焊炬本体。作为示例，母连接器部件120能够整体地构造在焊炬本体上，而公连接器部件102能够整体地构造在喷嘴或电极上以与焊炬本体牢固地接合。

[0058] 如图1中所示，公连接器部件102包括本体104，所述本体具有沿纵向轴线110设置的近端106和远端108。公连接器部件102的近端106能够描绘为在公连接器部件102前进进入母连接器部件120中以实现接合时首先遇到母连接器部件120的一端。至少两个螺纹区域112在近端106附近围绕纵向轴线110径向地设置在本体104的外表面上。每个螺纹区域112包括设置在本体104的外表面上的至少两个平行螺纹114。在一些实施例中，螺纹114相对于彼此均匀地间隔开并且大致正交于纵向轴线110。在一些实施例中，螺纹114相对于彼此大致均匀地间隔开并且定向成围绕纵向轴线110大致呈螺旋形。另外，公连接器部件102包括至少两个平滑区域116，所述平滑区域的特征在于不存在螺纹或其它非规则性特征部。每个平滑区域116围绕纵向轴线110径向地设置在位于本体104的外表面上的一对螺纹区域112之间。

[0059] 类似地，母连接器部件120包括本体124，所述本体具有沿纵向轴线110设置的近端126和远端128。母连接器部件120的近端126可以描绘为当在接合期间母连接器部件120朝向公连接器部件102前进时首先遇到公连接器部件102的一端。至少两个螺纹区域130在近端126附近围绕纵向轴线110径向地设置在本体124的内表面上。每个螺纹区域130能够包括设置在本体124的内表面上的至少两个平行螺纹132。在一些实施例中，这些螺纹132相对于彼此均匀地间隔开并且大致正交于纵向轴线110。在一些实施例中，螺纹132相对于彼此大致均匀地间隔开并且定向成围绕纵向轴线110大致呈螺旋形。另外，母连接器部件120包括至少两个平滑区域134，所述平滑区域特征在于不存在螺纹或其它不规则特征部。每个平滑区域134围绕纵向轴线110径向地设置在位于本体124的表面上的一对螺纹区域130之间。通常，相比于公连接器部件102，母连接器部件120包括互补型特征部以促进这两个部件的牢固接合。

[0060] 在一些实施例中，使公连接器部件102的每个平滑区域116具有合适的尺寸，使得其充当用于对准并接收母连接器部件120的螺纹区域130的槽。平滑区域116的径向范围能够与螺纹区域130的径向范围大致相同。相反地，使母连接器部件120的每个平滑区域134具有合适的尺寸，使得其充当用于对准并接收公连接器部件102的螺纹区域112的槽。平滑区域134的径向范围能够与螺纹区域112的径向范围大致相同。公连接器部件102的平滑区域116和母连接器部件120的平滑区域134能够在接合及脱离接合两者期间引导一个部件在纵向方向110上相对于另外的部件可滑动地移位。

[0061] 在一些实施例中，仅在公连接器部件102在纵向方向110上滑动到母连接器部件120内的止动位置之后才允许公连接器部件102和母连接器部件120之间的旋转接合。下文中将这个位置称为“插入位置”，所述插入位置是在发生旋转之前。图2A和图2B图示根据本发明的一些实施例的处于插入位置中的图1的连接器组件的各种视图。如图2A中所示，公部件102包括设置在本体104的远端108处的凸缘118，以及母部件120包括设置在本体124的远端128处的止动边沿136。凸缘118和止动边沿136配置成彼此相互作用以阻止公连接器部件
102在纵向方向110上进一步前进超过母连接器部件120的止动边沿136。另外，在前进期间，由于螺纹114、132在两个部件上不对准，所以不会发生公连接器部件102在母连接器部件
120内的旋转。仅在公连接器部件102完全插入母连接器部件120中并且母连接器部件120的止动边沿136通过公连接器部件102的边沿间隙119锁定就位之后才准许发生旋转，此时，公连接器部件102上的螺纹114相对于母连接器部件120上的螺纹132恰当地定位以准许穿过。
在插入位置中，如图2B中所示，公连接器部件102的每个螺纹区域112面向母连接器部件120的平滑区域（未示出），并且公连接器部件102的每个平滑区域116面向母连接器部件120的螺纹区域（未示出）。

[0062] 一旦到达插入位置，则一个连接器部件可在某个方向上（即，顺时针方向或逆时针方向）相对于另一连接器部件旋转以小于360°的度数，之后这些部件牢牢地紧固至彼此。下文中将这个位置称为“锁定位置”。相比之下，传统的螺纹设计需要在能够牢固地接合两个部件之前旋转至少360°。图3A和图3B图示根据本发明的一些实施例的处于锁定位置中的图1的连接器组件的各种视图。为了固定部件，公连接器部件102能够在母连接器部件120内旋转，使得公连接器部件102的至少一个螺纹区域112的螺纹114在旋转路径中通过母连接器部件120的相邻螺纹区域130的螺纹132锁定就位，如图3A中所示。螺纹之间的互锁促进接合并阻止进一步旋转。因此，在接合期间，所述部件的一个、或多个、或所有螺纹区域中的螺纹能够通过小于360°的一次旋转来同时接合。图3B图示：为了到达锁定位置，公连接器部件
102在逆时针方向上从插入位置旋转小于或等于60度。在其它实施例中，能够通过顺时针方向上的旋转来实现两个部件之间的接合。在锁定位置中，公连接器部件102的每个螺纹区域
112面向母连接器部件120的螺纹区域（未示出），并且公连接器部件102的每个平滑区域（未示出）面向母连接器部件120的平滑区域（未示出）。

[0063] 为了使这两个部件脱离接合（即，从锁定位置移动到插入位置），操作员能够使一个部件在与接合方向相反的方向上相对于另一部件旋转大约相同的度数。因此，在脱离接合期间，所述连接器部件的一个、或多个、或所有螺纹区域中的螺纹能够通过小于360°的一次旋转同时地脱离接合。当在脱离接合后即刻到达插入位置时，公连接器部件102的每个螺纹区域112再次面向母连接器部件120的平滑区域134，且反之亦然。插入位置促进公连接器部件102可滑动地移出母连接器部件120。

[0064] 在一些实施例中，母连接器部件120上的每个螺纹132在纵向上宽于标准螺纹，以便允许公连接器部件102上的对应螺纹114接合在更宽的轴向范围上。在一些实施例中，每个母螺纹132是16-螺距螺纹，其意味着当在插入位置与锁定位置之间旋转大约60°时沿纵向方向110大约0.010英寸的轴移。在一些实施例中，调节母螺纹132的更宽的宽度以防止在处于插入位置中时（即，在旋转到锁定位置之前）与公螺纹114的意外接合。否则，即使处于插入位置中，公螺纹114仍能够延伸超过相邻母螺纹132的凹槽入口，由此会无意中使所述部件锁定至彼此。然而，在可替代实施例中，两个部件的螺纹能够在到达锁定位置之前进行接合。

[0065] 在一些实施例中，对于连接器部件102、120中的每一者而言，一个螺纹区域的螺纹与相邻螺纹区域的螺纹是不连续的。即，对于每个连接器部件而言，每个螺纹的螺距（pitch）不产生从一个螺纹区域到下一个螺纹区域的连续路径。这将防止一个部件的一个螺纹区域的螺纹在脱离接合期间在旋转路径中意外接合另一部件的相邻螺纹区域的螺纹。具体地，在脱离接合期间，当螺纹区域112的公螺纹114旋转回到插入位置时，由于公螺纹
114不能与相邻的母螺纹132对准，所以得以阻止公螺纹114在旋转路径中与相邻螺纹区域
130的母螺纹132的进一步接合。

[0066] 通常，使母连接器部件120与公连接器部件102最大程度地接合所需的旋转度取决于设置在每个部件的本体上的螺纹区域和平滑区域的数量。例如，如果每个部件具有一个平滑区域和一个螺纹区域，则旋转度是180°。如果每个部件具有两个平滑区域和两个螺纹区域，则旋转度是90°。如果每个部件具有三个平滑区域和三个螺纹区域，则旋转度是大约60°。图1-图3示出公连接器部件102包括散置在三个平滑区域116当中的三个螺纹区域112，使得每个螺纹区域112位于一对平滑区域116之间。以互补的方式，母连接器部件120包括散置在三个平滑区域134当中的三个螺纹区域130，使得每个螺纹区域130位于一对平滑区域
134之间。为了最小化连结母连接器部件和公连接器部件所需的旋转度，每个连接器部件的甚至更高数量的平滑区域和/或螺纹区域是可能的。除螺纹区域和/或平滑区域的数量之外，旋转量还取决于螺纹的公差和位置。

[0067] 与应用小的旋转度数（例如，大约60°）来实现接合相关联的一个可能的局限性在于：可能难以使用螺旋运动来将旋转力转换成轴向力以便克服由在相对长的纵向距离上进行插入所产生的阻力（例如，O形环摩擦）。阻力的严重程度取决于许多因素，包括阻力的类型、零件的大小和螺距。在一些实施例中，使用渐缩的O形环密封件302以减少阻力的长度且允许部件容易插入到所需深度。

[0068] 图4A和图4B分别图示根据本发明的一些实施例的另一组示例性母连接器部件和公连接器部件。如所示，图4A的公连接器部件350包括位于部件的外表面上的两个螺纹区域352和两个平滑区域354。类似地，图4B的母连接器部件356包括位于部件的内表面上的两个螺纹区域358和两个平滑区域360。除了能够应用小于或等于大约90°的旋转以实现连接器部件350、356之间的接合及脱离接合之外，公连接器部件350和母连接器部件356的功能类似于上文参考图1-图3所描述的连接器组件100的相对应的部件。这是由于相比于与连接器组件100相关联的三个螺纹区域/平滑区域在每个连接器部件上存在两个螺纹区域/平滑区域。

[0069] 能够通过修改标准螺纹轮廓或使用定制轮廓来构造图1或图4的连接器组件。为了定制每个连接器部件的设计，一个或更多个相同的螺纹区域能够制造于平滑部件本体上在各种旋转位置中，例如，如果需要每部件三个螺纹区域，则在三个不同旋转位置中。在一些实施例中，在对每个部件的机械加工过程期间，将每个螺纹区域中的螺纹与止动结构（即，连接器组件100的母连接器部件120的止动边沿136或公连接器部件102的凸缘118）恰当地间隔开，以确保部件的寿命内的可更换性。

[0070] 在一些实施例中，为确保部件的可更换性和在接合/脱离接合过程期间的旋转对称性，每个连接器部件的螺纹区域配置成围绕连接器部件的本体呈旋转对称。类似地，平滑区域也以旋转对称方式围绕本体径向地设置。另外，部件的一个螺纹区域上的螺纹的位置和定向能够与同一部件的另一个螺纹区域或配对部件的螺纹区域上的螺纹位置和定向大致相同。这意指，与连续螺纹相反，这些螺纹制造于相同区段中。在一些实施例中，使用螺纹铣削以在母连接器部件120和公连接器部件102两者上产生螺纹区段。所述连接器部件的径向对称几何形状意味着能够将公连接器部件102插入到母连接器部件120中以进行在多个旋转位置中的接合，其取决于存在的螺纹区域/平滑区域的数量。

[0071] 图5图示根据本发明的一些实施例的用于将公连接器部件固定到母连接器部件（例如，将图1的公连接器部件102固定到母连接器部件120）的方法400。在步骤402处，将公连接器部件102的每个螺纹区域112与母连接器部件120的平滑区域134径向地对准。反之，公连接器部件102的每个平滑区域116能够与母连接器部件120的螺纹区域130径向地对准。在一些实施例中，母连接器部件120和公连接器部件102两者的螺纹区域大约是相同的。即，一个螺纹区域上的螺纹的位置和定向与跟同一个或不同部件相关联的不同螺纹区域的螺纹位置和定向大致相同。另外，螺纹区域和平滑区域能够围绕每个部件呈旋转对称。鉴于此类几何形状，在步骤402处能够相对独立于公连接器部件102插入到母连接器部件120中的角度而在几个旋转位置中实现部件之间的径向对准。

[0072] 在步骤404处，将公连接器部件102沿纵向方向110插入至母连接器部件120中，同时将所述公连接器部件维持于径向对准的定向上。能够在无任何旋转的情况下实现此插入。在一些实施例中，当公连接器部件102的凸缘118遇到母连接器部件120的止动边沿136时（即，插入位置），滑动停止。在一些实施例中，防止两个部件相对于彼此旋转直到到达插入位置并且止动边沿136通过边沿间隙119锁定就位，在此位置时，两个部件的螺纹对准以准许旋转。

[0073] 在步骤406的插入位置处，使公连接器部件102在一个方向上相对于母连接器部件120旋转以在旋转路径中通过母连接器部件120的相邻螺纹区域130的螺纹132来锁定公连接器部件102的至少一个螺纹区域112的螺纹114，由此使所述部件固定至彼此。在锁定位置处实现最大程度的接合所需的旋转量能够小于360°，例如小于或等于大约60°、90°或180°。

[0074] 为使所述部件脱离接合，公连接器部件102能够在相反方向上相对于母连接器部件120旋转大约与在接合过程期间所使用的旋转相同的度数。在脱离接合时，当在旋转路径中公部件102的螺纹区域112的边缘遇到母部件120的螺纹区域130的边缘时，阻止公连接器部件102在母连接器部件120中在相反方向上进一步旋转。

[0075] 虽然图5的方法是在公连接器部件102可在接合及脱离接合两个过程期间相对于母连接器部件120旋转的情况下描述的，但母连接器部件120也能够相对于公连接器部件102旋转以实现相同的效果。

[0076] 图6图示根据本发明的一些实施例的示例性喷嘴，其具有连接器部件设置于其上。如所示，喷嘴600包括设置在喷嘴600的远端（远离喷嘴末梢612）处的公连接器部件606。公连接器部件606配置成与母连接器部件（未示出）接合。公连接器部件606能够由喷嘴600的本体整体地构造而成或包括联接到喷嘴600的单独结构。公连接器部件606具有两个螺纹区域602和两个平滑区域604。公连接器部件606还包括凸缘608用于与母连接器部件的止动边沿（未示出）相互作用以阻止在处于插入位置中时公连接器部件606进一步前进到母连接器部件的内部。公连接器部件606另外包括边沿间隙610用于与母连接器部件的止动边沿互锁，以在到达插入位置时准许公连接器部件606在母连接器部件的内部进行旋转。通过在旋转路径中使公连接器部件606的螺纹区域602与母连接器部件的对应的相邻螺纹区域（未示出）对准，也促进了从插入位置旋转到锁定位置。

[0077] 图7图示根据本发明的一些实施例的另一个示例性连接器组件，其包括公连接器部件和母连接器部件。连接器组件700包括公连接器部件702和母连接器部件720，这两个连接器部件配置成用于装配到材料加工头（未示出）（例如，等离子电弧焊炬、水射流切割头或激光切割头）中。在一些实施例中，连接器部件702、720中的每一者联接到耗材（或耗材的一部分）用于附接至彼此。连接器部件能够与之相关联的示例性耗材包括电极、喷嘴、固定帽、防护罩或焊炬本体。

[0078] 公连接器部件702包括本体704，所述本体具有沿纵向轴线710设置的近端706和远端708。公连接器部件702的近端706能够描绘为在公连接器部件702前进进入母连接器部件720中以实现接合时首先遇到母连接器部件720的一端。近端706能够延伸到公连接器部件
702的纵向长度的大约一半处。图8A到图8C图示图7的公连接器部件702的各种视图。如所示的，至少一个螺纹区域712在近端706附近围绕纵向轴线710的一部分径向地设置在本体704的外表面上。每个螺纹区域712包括设置在本体704的外表面上的至少一个螺纹714。在一些实施例中，螺纹714定向成大致正交于纵向轴线710。在一些实施例中，螺纹714定向成围绕纵向轴线710大致呈螺旋形。例如，螺纹714能够具有大约3度的螺旋角。在一些实施例中，螺纹714围绕本体704的外表面径向地延伸至少50度。另外，公连接器部件702包括至少一个平滑区域716（即，非螺纹区域），所述平滑区域特征在于不存在螺纹或其它不规则特征部。每个平滑区域716围绕纵向轴线710径向地设置成与位于本体704的外表面上的至少一个螺纹区域712相邻。虽然图8A-图8C示出公连接器部件702具有两个螺纹区域712和插入所述一对螺纹区域712之间的两个平滑区域716，但在其它实施例中，公连接器部件702能够具有更多或更少的平滑区域716和螺纹区域712（例如，仅一个螺纹区域712与一个平滑区域716相邻）。

[0079] 参考图7，类似于公连接器部件702，母连接器部件720包括本体724，所述本体具有沿纵向轴线710设置的近端726和远端728。母连接器部件720的近端726描绘为当在接合期间母连接器部件720朝公连接器部件702前进时首先遇到公连接器部件702的一端。在一些实施例中，近端726延伸到母连接器部件720的纵向长度的大约一半处。在一些实施例中，近端726延伸到母连接器部件720的纵向长度的大约90%处。图9A和图9B图示图7的母连接器部件720的各种视图。至少一个螺纹区域730在近端726附近围绕纵向轴线710径向地设置在本体724的内表面上。每个螺纹区域730能够包括设置在本体724的内表面上的至少一个螺纹732。在一些实施例中，螺纹732定向成大致正交于纵向轴线710。在一些实施例中，螺纹732定向成围绕纵向轴线710大致呈螺旋形。例如，螺纹732能够具有大约3度的螺旋角。在一些实施例中，螺纹732围绕本体724的内表面径向地延伸至少50度。另外，母连接器部件720包括至少一个平滑区域734（即，非螺纹区域），所述平滑区域特征在于不存在螺纹或其它不规则特征部。每个平滑区域734围绕纵向轴线710径向地设置成与位于本体724的内表面上的至少一个螺纹区域730相邻。虽然图9A和图9B示出母连接器部件720具有两个螺纹区域730和插入所述一对螺纹区域730之间的两个平滑区域734，但在其它实施例中，母连接器部件
720能够具有更多或更少的平滑区域734和螺纹区域730（例如，仅一个螺纹区域730与一个平滑区域734相邻）。通常，相比于公连接器部件702，母连接器部件720包括互补型特征部以促进这两个部件的牢固接合。

[0080] 能够使公连接器部件702的每个平滑区域716具有合适的尺寸，使得其充当用于对准并接收母连接器部件720的螺纹区域730的槽。相反地，使母连接器部件720的每个平滑区域734具有合适的尺寸，使得其充当用于对准并接收公连接器部件702的螺纹区域712的槽。对于每个连接器部件而言，螺纹区域和平滑区域能够围绕相应的连接器部件本体以旋转对称布置径向地设置。在一些实施例中，公连接器部件702的平滑区域716的径向范围与母连接器部件720的螺纹区域730的径向范围大致相同。类似地，母连接器部件720的平滑区域
734的径向范围与公连接器部件702的螺纹区域712的径向范围大致相同。通常，公连接器部件102的平滑区域716和母连接器部件120的平滑区域134能够在接合及脱离接合两者期间引导一个部件在纵向方向710上相对于另一部件可滑动地移位。

[0081] 类似于上文参考图1到图3B所描述的连接器组件，公连接器部件702能够包括围绕连接器本体704的外表面径向地设置在远端708与螺纹区域712之间的轴向止动件718。轴向止动件718配置成在两个部件的接合期间接触母连接器部件720的一部分。例如，轴向止动件718能够在相应螺纹的旋转接合之前帮助将母连接器部件720与公连接器部件702对准。图7示出公连接器部件702的轴向止动件718包括凸缘。母部件720包括止动边沿736，所述止动边沿配置成与凸缘718相互作用以在到达停止位置（下文中称为“插入位置”）之后阻止公连接器部件702在纵向方向710上在母连接器部件720内进一步地轴向前进。另外，在到达插入位置之前，由于两个部件上的螺纹714、732不对准，所以在轴向前进期间不会发生公连接器部件702在母连接器部件720内的旋转。相反，在公连接器部件702沿纵向方向710轴向前进到母连接器部件720中期间，公连接器部件702的至少一个平滑区域716配置成与母连接器部件720的至少一个螺纹区域730对准，且反之亦然，以促进一个部件可滑动地轴向移位到另一部件中。仅在公连接器部件702被插入母连接器部件720中达到插入位置中之后才准许旋转，在此时母连接器部件720的止动边沿736遇到凸缘718，此时，公连接器部件702上的螺纹714相对于母连接器部件720上的螺纹732恰当地定位以准许旋转接合（例如，以螺旋的方式）。

[0082] 类似于图1-图3B的连接器组件，对于图7的连接器组件而言，一旦到达插入位置，则一个连接器部件可在某个方向上（即，顺时针方向或逆时针方向）相对于另一连接器部件旋转小于360°的度数，之后这些部件牢牢地紧固至彼此（下文中称为“锁定位置”）。为到达锁定位置，当公连接器部件102在母连接器部件720内旋转时，公连接器部件702的螺纹区域712的螺纹714能够在旋转路径中通过母连接器部件720的相邻螺纹区域730的对应螺纹732（一个或多个）锁定就位。螺纹之间的互锁促进接合并阻止进一步的旋转。在一些实施例中，在接合期间为达到锁定位置而进行的连接器部件之间的旋转运动并不涉及纵向方向710上的任何进一步的轴向前进。在一些实施例中，在接合期间为达到锁定位置而进行的连接器部件之间的旋转运动也伴随有公连接器部件702在纵向方向710上在母连接器部件720中的一定轴向前进。在锁定位置中，公连接器部件702的每个螺纹区域712面向母连接器部件720的螺纹区域732，并且公连接器部件702的每个平滑区域716面向母连接器部件720的平滑区域734。

[0083] 类似地，为使这两个部件脱离接合（即，从锁定位置移动到插入位置），操作员能够使一个部件在与接合方向相反的方向上相对于另一部件旋转大约相同的度数。在一些实施例中，在脱离接合期间所进行的连接器部件之间的旋转运动并不涉及纵向方向710上的任何轴向运动。在一些实施例中，在脱离接合期间所进行的连接器部件之间的旋转运动伴随有公连接器部件702在纵向方向710上从母连接器部件720的一定轴向撤回。当在脱离接合后即刻到达插入位置时，公连接器部件702的每个螺纹区域712再次面向母连接器部件720的平滑区域734，且反之亦然。插入位置促进公连接器部件702沿纵向方向710可滑动地移出母连接器部件720。当公连接器部件702滑动离开母连接器部件720时，不允许发生旋转。

[0084] 在一些实施例中，如图8C中所示，公连接器部件702包括设置在本体704中的计程特征部（clocking feature）713，例如，凹部。计程特征部713提供用于在制造部件702期间确定将螺纹714沿纵向方向710定位在哪里的参考点。例如，在制造连接器部件时，使用计程特征部713（点A）与螺纹714的螺纹中径（点C）之间沿纵向方向710的所期望的纵向距离来使螺纹714相对于计程特征部713准确地定位。列举另外的示例，能够在计程特征部713（点A）的位置处准确控制轴向止动件718（点B）与螺纹中径（点C）之间的纵向距离。螺纹中径（pitch diameter）是公螺纹与母螺纹接合以达到锁定位置所处的螺纹的圆柱表面的直径。因此，计程特征部713允许人们控制螺纹714的开始位置以及其在何处与对应母螺纹锁定。
类似的定位特征部（未示出）能够位于母连接器部件720中。

[0085] 在一些实施例中，对于公连接器部件702和/或母连接器部件720的每个螺纹而言，螺纹的周向端在其末梢处具有圆形轮廓（而非线性的或有角的轮廓）。这种弓形形状能够减少去毛刺并帮助螺纹接合。在一些实施例中，公连接器部件和母连接器部件的每个螺纹相对较厚，因此在脱离接合期间不大可能出现螺纹错扣或在反向旋转方向上以其它方式接合，其中公螺纹和母螺纹的厚宽度适于彼此锁定并且防止绑定（binding）。图16A和图16B图示一组示例性互补型连接器部件沿纵向（即，轴向）方向的螺纹剖面。图16A的连接器部件1600能够是公连接器部件，在这种情况下，图16B的连接器部件1612是母连接器部件。相反地，图16A的连接器部件1600能够是母连接器部件，在这种情况下，图16B的连接器部件1612是公连接器部件。对于图16A的连接器部件1600而言，螺纹区域中的两个相邻螺纹1606、
1608的底座之间的轴向距离1604能够是大约0.095英寸。两个螺纹1606、1608的相邻末梢之间的角度1610能够是大约60度。对于图16B的连接器部件1612而言，螺纹1616的末梢部分
1619的轴向长度1614能够是大约0.08英寸。螺纹1616的周向端之间的角度1618能够是大约
60度。连接器部件1600的两个相邻螺纹1606、1608之间的凹部区域1611能够配置成在两个连接器部件接合时接收连接器部件1612的螺纹1616的末梢部分1619。

[0086] 在一些实施例中，对于连接器部件702、720中的每一者而言，一个螺纹区域的一个或多个螺纹与相邻/相对的螺纹区域的一个或多个螺纹是不连续的。即，对于每个连接器部件而言，每个螺纹的螺距不产生从一个螺纹区域到下一个螺纹区域的连续的螺旋形路径。另外，对于连接器部件而言，一个螺纹区域的螺纹与相邻/相对的螺纹区域的另一个螺纹物理地且定向地分离。这将防止一个部件的一个螺纹区域的螺纹在脱离接合期间在旋转路径中意外接合另一部件的相邻/相对的螺纹区域的螺纹。具体地，在脱离接合期间，当螺纹区域712的公螺纹714旋转回到插入位置时，由于公螺纹714不能与母螺纹732对准，所以得以防止公螺纹714在旋转路径中与相邻/相对的螺纹区域730的母螺纹732进一步接合。

[0087] 通常，使母连接器部件720与公连接器部件702最大程度地接合和/或脱离接合所需的旋转度取决于设置在每个部件的本体上的螺纹区域和平滑区域的数量。例如，如果在公连接器部件和母连接器部件中的每一者上存在一个螺纹区域和一个平滑区域，则这些部件的螺纹能够通过大约180°或更少（例如，90°）的一次旋转来接合和/或脱离接合。如果在公连接器部件和母连接器部件中的每一者上存在两个螺纹区域，则这些部件的螺纹能够通过大约90°的一次旋转来接合和/或脱离接合。图7-图9B示出公连接器部件702和母连接器部件720各自包括散置在两个平滑区域当中的两个螺纹区域，使得每个螺纹区域位于一对平滑区域之间。在其它实施例中，公连接器部件702和母连接器部件720各自仅包括仅与一个平滑区域相邻的一个螺纹区域。另外，公连接器部件702和母连接器部件720的每个螺纹区域能够包括一个或更多个螺纹。

[0088] 图10A和图10B图示根据本发明的一些实施例的与等离子电弧焊炬800相关联的另一个示例性连接器组件。如所示的，焊炬本体812包括设置在焊炬本体812的近端810处的公连接器部件808。公连接器部件808配置来接合母连接器部件806，所述母连接器部件设置在等离子电弧焊炬800的固定帽802的近端804处。在一些实施例中，固定帽802是耗材筒819的整体部分，所述耗材筒还包括以下各项中的至少一项：电极814、喷嘴816（包括喷嘴本体850、喷嘴孔口852和喷嘴防护罩（未示出））、电极圆筒817、电极套筒813、防护罩818、一组绝缘体部件和/或等离子电弧焊炬800的其它耗材。在其它实施例中，固定帽802是独立的焊炬部件。

[0089] 图11A和图11B图示与图10A和图10B的连接器组件相容的另一个公连接器部件设计809的各种视图，其中所述公连接器部件809配置成联接到焊炬本体812。公连接器部件809能够由焊炬本体812整体地形成或包括附接到焊炬本体812的单独结构。如所示的，公连接器部件809具有三个螺纹区域821，这三个螺纹区域围绕焊炬本体812的近端810的周向均匀地散置在三个平滑区域823当中。每个螺纹区域821包括围绕近端810径向地延伸的至少一个螺纹825。螺纹825的螺距能够在3.5与5.5圈/英寸（每一圈为360度）之间。通常，能够调节螺纹825的螺距，使得能够在所期望的旋转量内实现沿纵向方向821的所需轴向运动量。
公连接器部件809的螺纹825能够是相对厚的，以防止过度绑定或螺纹错扣。三个螺纹区域
821提供三个不同的开始位置用于将焊炬本体812的公连接器部件809附接到固定帽802的对应的母连接器部件806。所述螺纹区域821的均匀放置允许其在接合之后均匀地承担由母连接器部件806所安置的负载。在一些实施例中，存在设置于公连接器部件809上的少于或多于三个的螺纹区域821。在一些实施例中，每个螺纹区域802中存在一个以上的螺纹825。
在一些实施例中，不同大小和/或形状的孔827围绕平滑区域823和螺纹区域821径向地分散，以允许变化的气体流（例如，不同体积、不同分布型态等的气流）穿过公连接器部件809。
在一些实施例中，图10A和图10B的公连接器部件808能够大致类似于图11A和图11B的公连接器部件809。

[0090] 图12A和图12B图示图10A和图10B的连接器组件的示例性母连接器部件806的各种视图，其中所述母连接器部件806联接到固定帽802。母连接器部件806能够由固定帽802整体地构造而成或包括联接到固定帽802的单独结构。以互补的方式，相比于公连接器部件808，母连接器部件806具有围绕固定帽802的近端804的周向散置在三个平滑区域826当中的三个螺纹区域824。每个螺纹区域824包括围绕近端804径向地延伸的至少一个母螺纹
828。母螺纹828能够具有与公螺纹822类似的螺距大小。在一些实施例中，存在设置于母连接器部件806上的少于或多于三个的螺纹区域824。在一些实施例中，每个螺纹区域824中存在一个以上的母螺纹828。

[0091] 图13图示图10A和图10B的连接器组件的示例性母连接器部件806，其中所述母连接器部件806经由耗材筒819的固定帽802联接到耗材筒819。由于筒819包括一套两个或更多个耗材部件，其选自包括固定帽802、电极814、喷嘴816（包括喷嘴本体850、喷嘴孔口852和喷嘴防护罩（未示出））、电极圆筒817、电极套筒813、防护罩818、一组绝缘体部件和其它耗材焊炬部件的组，所以筒819提供易用性并且相比于单独安装每个耗材部件缩短了用于装配等离子电弧焊炬800的时间。另外，在焊炬800中使用筒819改进了部件对准和切割一致性。

[0092] 参考图10A和图10B，为将公连接器部件808接合到母连接器部件806，首先沿纵向方向821将公连接器部件808插入到母连接器部件806中，同时将所述公连接器部件维持于径向对准的定向上（即，公连接器部件808的螺纹区域820与母连接器部件806的平滑区域826对准，且反之亦然）。能够继续在径向对准位置中使公连接器部件808在母连接器部件
806内前进直到焊炬本体812的内肩部830接触到电极圆筒817或喷嘴本体850的至少一个内部O形环832，其中所述O形环832位于电极圆筒817或喷嘴本体850的接触表面834近侧。在接合期间，当焊炬本体812的肩部830触碰到O形环832时，到达接触位置并且O形环832开始将肩部830密封到接触表面834。

[0093] 在一些实施例中，当到达接触位置时，由于肩部830和接触表面834之间存在O形环832，所以这两个表面之间存在大约0.036英寸的间隙。另外，在到达接触位置之前，由于两个部件上的螺纹不对准，所以在轴向前进期间不会发生公连接器部件808在母连接器部件
806内的旋转。仅在到达接触位置（即，当焊炬本体812的肩部832遇到O形环832时）之后才准许旋转，此时，公连接器部件808上的螺纹822相对于母连接器部件806上的螺纹828恰当地定位以准许旋转接合。旋转量取决于公连接器部件和母连接器部件上的螺纹的螺距以及用于牢固地接合这些部件所需的轴向距离。

[0094] 一旦到达接触位置，则一个连接器部件可在某个方向上（即，顺时针方向或逆时针方向）相对于另一连接器部件旋转小于360°的度数，之后这些部件固定到彼此以到达锁定位置。另外，旋转运动能够涉及公连接器部件808在母连接器部件806内的进一步轴向前进，以最小化肩部830和接触表面834之间的间隙。图14A和图14B图示根据本发明的一些实施例的处于锁定位置中的图10A和图10B的连接器组件的各种视图。当焊炬本体812的肩部830旋转经过O形环832并且遇到电极圆筒817或喷嘴本体850的接触表面834时，到达锁定位置。在锁定位置中，公连接器部件808的每个螺纹区域820的公螺纹822通过母连接器部件806的螺纹区域824的对应的母螺纹828锁定就位。如果每个连接器部件上存在三个螺纹区域，则需要大约60°的旋转以达到锁定位置。

[0095] 图15图示用于将一个连接器部件（“第一部件”）固定到另一个连接器部件（“第二部件”）的通用方法900，例如将图1的公连接器部件102固定到母连接器部件120、将图4A和图4B的公连接器部件350固定到母连接器部件356、将图6的公连接器部件600固定到互补型母部件（未示出）、将图7的公连接器部件702固定到母连接器部件720、或将图10A和图10B的公部件808固定到母部件806。在一些实施例中，第一连接器部件是公连接器部件，在这种情况下，第二连接器部件是母连接器部件。在一些实施例中，第一连接器部件是母连接器部件，在这种情况下，第二连接器部件是公连接器部件。第一部件和第二部件各自具有：i)具有至少一个螺纹的至少一个螺纹区域；以及ii)至少一个开槽（即，平滑）区域，其特征在于不存在螺纹或其它不规则性特征部。

[0096] 在步骤902处，将第一连接器部件的每个螺纹区域112与第二连接器部件的平滑区域径向地对准。相反地，能够将第一连接器部件的每个开槽区域与第二连接器部件的螺纹区域径向地对准。在一些实施例中，两个连接器部件的螺纹区域是大约相同的。即，一个螺纹区域上的一个或多个螺纹的位置和定向与跟同一个或不同部件相关联的不同螺纹区域的螺纹位置和定向大致相同。另外，螺纹区域和开槽区域能够围绕每个部件呈旋转对称。

[0097] 在步骤904处，沿纵向方向相对于第二连接器部件来插入第一连接器部件，同时将所述第一连接器部件维持于径向对准的定向上。能够在无任何旋转的情况下通过相对于第二连接器部件滑动第一连接器部件来实现插入以使这两个部件轴向地邻接。在一些实施例中，当与公连接器部件相关联的止动机构（例如，凸缘118或肩部830）遇到与母连接器部件相关联的止动机构（例如，遇到止动边沿136以到达插入位置，或遇到O形环832以到达接触位置）时，滑动停止。在一些实施例中，阻止两个部件相对于彼此旋转直到到达插入或接触位置，此时，这两个部件的螺纹对准以准许旋转和接合从而到达锁定位置。为使所述部件脱离接合，第一连接器部件能够相对于第二连接器部件在相反方向上旋转大约与在接合过程期间所使用的旋转相同的度数，但不超过其。这是因为在旋转路径中第一部件的螺纹区域的边缘将遇到第二部件的螺纹区域的相对面以防止过度旋转和相反方向上的意外接合。在一些实施例（例如，图1-图9B的设计）中，当在接合期间从插入位置移动到锁定位置或在脱离接合期间从锁定位置移动到插入位置时，一个部件相对于另一部件的旋转不允许发生任何轴向运动。在其它实施例（例如，图10A-图14B的设计）中，当在接合期间从接触位置移动到锁定位置或在脱离接合期间从锁定位置移动到接触位置时，一个部件相对于另一部件的旋转伴随有一个部件相对于另一部件的一定轴向运动。

[0098] 通常，本发明允许具有连接器部件联接至其的焊炬零件定位于其最终轴向位置中或靠近其最终轴向位置，而不旋转该连接器部件或者相对应的部件。一旦连接器部件的止动机构相接触，则能够将每个焊炬零件旋转小于360°的度数，从而以与传统接头（例如，全螺纹接头）相同的足够接头强度和/或载流能力来接合所述零件。

[0099] 还应理解到，能够按各种方式组合本发明的各个方面和实施例。基于本说明书的教导，所属领域的普通技术人员能够容易确定如何组合这些各种实施例。