Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Wasserdampf-Schneidgerät, mit einem Speicherelement für Prozessparameter und Prozessabläufe, welche mit einer Stromquelle und einer Fördervorrichtung für Flüssigkeit, insbesondere einer Pumpe und gegebenenfalls einem Sperrelement und/oder einem Sperrglied des Wasserdampf-Schneidgeräts verbunden ist, wobei das Wasserdampf-Schneidgerät einen mit Flüssigkeit befüllbaren Tank und einen mit diesem und mit der Stromquelle verbundenen Schneidbrenner aufweist.
Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Wasserdampf-Schneidgeräts, bei dem eine Steuerung eines Betriebszustands des Wasserdampf-Schneidgeräts mittels einer Steuervorrichtung erfolgt, wobei hierzu Signale an eine Stromquelle, eine Fördereinrichtung für Flüssigkeit und gegebenenfalls einem Sperrelement und/oder einem Sperrglied übertragen werden,
so dass eine Flüssigkeit von einem befüllbaren Tank zu einem Schneidbrenner gefördert werden kann und dem Schneidbrenner bedarfsweise elektrische Energie von der Stromquelle zugeführt werden kann.
Aus der EP 1 050 200 B1 ist ein Wasserdampf-Schneidgerät bekannt, das zumindest einen Behälter für eine Flüssigkeit, eine Stromquelle, eine Steuervorrichtung, und einen über eine Versorgungsleitung mit dem Behälter bzw. Tank verbundenen Schneidbrenner zur Erzeugung eines über eine Düse austretenden Wasserdampfplasmastrahls aufweist. Der Behälter kann durch eine austauschbare Gasflasche oder Gaskartusche, in welcher ein vordefinierter Druck aufgebaut ist, gebildet oder mit dieser verbunden sein. Ein derartiger Druckbehälter ermöglicht das Fördern der Flüssigkeit vom Behälter zum Schneidbrenner ohne Notwendigkeit einer Pumpe.
Dies erfolgt in einer beschriebenen Ausführungsvariante beispielsweise dadurch, dass das Gas der Gasflasche in den Behälter mit Flüssigkeit strömt und einen Druckpolster aufbaut, der die Flüssigkeit aus einer Austrittsöffnung des Behälters drückt.
In der EP 1 050 200 B1 ist jedoch nicht offenbart, wie die Befüllung eines Tanks des Schneidgeräts mit Flüssigkeit aus einer Kartusche erfolgt. In einer Ausführungsvariante ist lediglich gezeigt, dass dies über einen offenen Behälter und einen Einfüllstutzen erfolgen kann, was sich als wenig komfortabel erweist, da einerseits eine ortsfeste Infrastruktur, beispielsweise ein Wasserleitungsanschluss, benötigt wird, um den in befülltem Zustand nicht transportfähigen Behälter zu befüllen.
Weiters ist das Befüllen des Tanks zeitaufwändig, da die Flüssigkeit ohne zusätzliche Druckaufbringung verhältnismässig langsam in den Tank strömt. Es stellt sich die Forderung an ein derartiges Wasserdampf-Schneidgerät, das die Befüllung mit Flüssigkeit möglichst unabhängig von einer Infrastruktur möglich ist. Weiters sollen die verwendeten Ressourcen, insbesondere Wasser, möglichst effizient verwendet werden, d.h. es soll die Flüssigkeit bei der Befüllung rückstandsfrei, ohne Verschüttungsgefahr und möglichst rasch in den Behälter überführt werden. Im Stand der Technik besteht bei obgenannten Systemen weiters der Nachteil, dass die Flüssigkeit im Behälter nicht aufgebraucht werden kann, um den Behälter anschliessend wieder zu befüllen.
Dies kann zu einer Fehlfunktion des Schneidprozesses bzw. zur Beschädigung des Brenners führen, da durch Entleeren des Tanks gegebenenfalls Luft in die Leitungen bzw. den Tank gesaugt werden würde, wodurch eine ordnungsgemässe Einsatzbereitschaft des Systems nicht mehr garantiert sein würde. Die Flüssigkeitsressourcen können in nachteiliger Weise somit nicht optimal verwertet werden.
Es sollte jedoch sichergestellt werden, dass nach einem Befüllen des Tanks ein ordnungsgemässer Schneidprozess durchführbar ist, ohne dass Lüftblasen in der Zuleitung zum Schneidbrenner auftreten, die eine Erzeugung von Wasserdampf verhindern und den Schneidprozess beeinträchtigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die genannten Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben, die Mobilität und Effizienz eines Wasserdampf-Schneidgeräts zu verbessern und hierfür eine entsprechende Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zur Verfügung zu stellen. Insbesondere sollen die für den Schneidprozess des Wasserdampf-Schneidgeräts benötigten Flüssigkeitsressourcen besser verwertet werden.
Die erfindungsgemässe Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung gelöst, in deren Speicherelement Definitionen zur Durchführung eines Instandhaltungsmodus, insbesondere eines Befüllmodus, hinterlegt sind, mit dem die Einsatzbereitschaft des Wasserdampf-Schneidgeräts geprüft und/oder wiederhergestellt werden kann und ein Aktivierungselement mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist, wobei das Aktivierungselement ausgebildet ist, um bei dessen Betätigung oder bei Erkennung eines Befüllungsereignisses einen derartigen Instandhaltungsmodus einzuleiten. Im Instandhaltungsmodus wird die Einsatzbereitschaft des Wasserdampf-Schneidgerätes geprüft und/oder wiederhergestellt nachdem eine Wartung des Wasserdampf-Schneidgeräts durchgeführt wurde.
Beispielsweise kann der Instandhaltungsmodus nach einer Erstoder Wiederbefüllung des Tanks mit Flüssigkeit durchgeführt werden um sicherzustellen, dass in der Versorgungsleitung bzw. dem Schneidbrenner genügend Flüssigkeit zur ordnungsgemässen Durchführung eines Schneidprozesses vorhanden ist. Im Instandhaltungsmodus wird also von der Steuervorrichtung die Fördervorrichtung für Flüssigkeit angesteuert, so dass Flüssigkeit in den Schneidbrenner über die zu diesem führende Versorgungsleitung gefördert wird.
Dadurch, dass das Aktivierungselement durch ein Bedienelement, insbesondere eine Taste, gebildet ist, wird für einen Benutzer eine zusätzliche Einstellmöglichkeit am WasserdampfSchneidgerät geschaffen, welche zur Verbesserung des Schneidprozesses beiträgt.
Eine einfache Bedienung für ein Personal ergibt sich dabei, wenn eine Ein- und/oder Ausgabevorrichtung des Wasserdampf-Schneidgeräts das Bedienelement aufweist.
Eine zweckmässige Möglichkeit der Bedienung besteht jedoch auch darin, wenn das Bedienelement am Schneidbrenner angeordnet ist.
Ebenso kann das Aktivierungselement durch ein Erfassungsmittel, insbesondere einen Sensor, gebildet sein, das zur Überwachung des Tanks ausgebildet ist.
Von der Steuervorrichtung kann somit erkannt werden, ob eine Befüllung des Tanks durchgeführt wurde, wodurch ein automatisiertes bzw. an dieses Ereignis gebundenes Aufrufen des Instandhaltungsmodus möglich ist.
Hierzu kann das Erfassungsmittel mit der Kupplungsvorrichtung, die insbesondere die oben erwähnten Merkmale aufweist, zur Überwachung derselben gekoppelt sein, wobei das Erfassungsmittel erkennt, ob eine Ankoppelung einer Kartusche an den Tank erfolgt.
Ebenso wird die Erfindung eigenständig durch ein Verfahren gelöst, bei dem in Abhängigkeit eines Aktivierungselements ein Instandhaltungsprozess, insbesondere ein Befüllmodus, von der Steuervorrichtung aufgerufen wird, bei dem die Einsatzbereitschaft, insbesondere die Flüssigkeitsverteilung in der Leitung und dem Schneidbrenner, des Wasserdampf-Schneidgeräts geprüft und/oder wiederhergestellt wird, wobei zur Wiederherstellung der Einsatzbereitschaft Flüssigkeit in den Schneidbrenner und der zu diesem führenden Leitung gefördert wird, ohne dass ein Schneidprozess durch den Schneidbrenner durchgeführt wird. Durch diese Ausgestaltungen bzw. Vorgehensweisen wird in vorteilhafter Weise eine verbesserte Ausnutzung der Flüssigkeit im Tank ermöglicht.
Durch den Instandhaltungsmodus wird sichergestellt, dass auch nach völliger bzw. weitgehender Entleerung des Tanks die Einsatzbereitschaft des Wasserdampf-Schneidgeräts wiederhergestellt wird. Hierzu wird die Flüssigkeitsverteilung im Schneidbrenner und der Leitung wieder auf ein normales Niveau gebracht, wobei Lufteinschlüsse oder dgl. abgebaut werden. Nach der Durchführung des Instandhaltungsmodus kann somit ein ordnungsgemässer Schneidprozess durchgeführt werden. Eine Vorgehensweise ist vorteilhaft, bei der das Aktivierungselement nach einer erfolgten Erstoder Wiederbefüllung des Tanks über eine Kupplungsvorrichtung, die insbesondere die oben erwähnten Merkmale aufweist, betätigt bzw. aktiviert wird, bevor über den Schneidbrenner ein Schneidprozess durchgeführt wird.
Somit wird eine Sicherheitsmassnahme geschaffen, die gegebenenfalls durchgeführt werden muss, bevor der nächste Schneidprozess gestartet wird, wodurch die Prozesssicherheit insgesamt erhöht werden kann. Als zweckmässig hat es sich erwiesen, wenn zur Durchführung des Instandhaltungsprozesses aus einem Speicherelement diesbezügliche Parameter aufgerufen werden, nach denen die Fördereinrichtung für Flüssigkeit, insbesondere eine Pumpe, ein Sperrelement der Versorgungseinrichtung und/oder ein Sperrelement im Bereich des Schneidbrenners, gesteuert werden, da die Verwendung von aus dem Stand der Technik bekannten, elektronischen Steuervorrichtungen, insbesondere einer Mikroprozessorsteuerung, eine flexible und adaptierbare Ansteuerung unterschiedlichster Komponenten in Abhängigkeit von im Speicherelement hinerlegten Programmroutinen ermöglicht.
Eine Vorgehensweise, bei der beim Instandhaltungsprozess von einem Strömungs- oder Druckwächter kontrolliert wird, ob der Schneidbrenner bzw. die Leitung mit Flüssigkeit, gegebenenfalls unter Anliegen eines Mindestdrucks in der Leitung, versorgt wird, ist vorteilhaft, da somit festgestellt werden kann, ob die Einsatzbereitschaft des Wasserdampf-Schneidgeräts wieder hergestellt ist.
Dadurch, dass beim Instandhaltungsprozess eine Entlüftung der Leitung bzw. dem Schneidbrenner, insbesondere über eine Entlüftungsvorrichtung, erfolgt, können Lufteinschlüsse, welche zu Fehlfunktionen bei einem Schneidprozess führen können, abgebaut werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsvariante eines Wasserdampf-Schneidgeräts in Seitenansicht; und
Fig. 2 eine weitere Ausführungsvariante des Wasserdampf-Schneidgeräts in einem Funktionsschema.
In Fig. 1 ist ein Wasserdampf-Schneidgerät 1 für ein Wasserdampf-Schneidverfahren mit einem Versorgungsgerät 2 gezeigt. Das Versorgungsgerät 2 umfasst eine Stromquelle 3, eine Steuervorrichtung 4, ein der Steuervorrichtung 4 zugeordnetes Sperrelement 5 und einen Tank 6. Das Sperrelement 5 ist mit dem Tank 6 und einem durch einen Schneidbrenner 7 gebildeten Werkzeug über eine Versorgungsleitung 8 verbunden, so dass der Schneidbrenner 7 mit einer im Tank 6 angeordneten Flüssigkeit 9, insbesondere Wasser, versorgt werden kann.
Die Versorgung des Schneidbrenners 7 mit Energie, insbesondere mit Strom und Spannung, erfolgt über Leitungen 10, 11 vom Versorgungsgerät 2.
Zum Kühlen des Schneidbrenners 7 ist dieser gegebenenfalls über einen Kühlkreislauf 12 allenfalls unter Zwischenschaltung eines Strömungswächters 13 mit einem Flüssigkeitsbehälter 14 verbunden. Bei der Inbetriebnahme des Schneidbrenners 7 bzw. des Versorgungsgeräts 2 kann der Kühlkreislauf 12 von der Steuervorrichtung 4 gestartet werden, wodurch eine Kühlung des Schneidbrenners 7 über den Kühlkreislauf 12 erreicht wird. Zur Bildung des Kühlkreislaufs 12 wird der Schneidbrenner 7 über Kühlleitungen 15, 16 mit dem Flüssigkeitsbehälter 14 verbunden.
Eine Kühlung des Scheidbrenners 7 kann jedoch auch durch die im Tank 6 befindliche Flüssigkeit 9, aus der in späterer Folge ein Wasserdampf erzeugt wird, erfolgen, die über die Versorgungsleitung 8 zum Schneidbrenner 7 transportiert wird. In diesem Fall kann ein eigener Kühlkreislauf 12 gegebenenfalls entfallen.
Weiters weist das Versorgungsgerät 2 eine Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 17 auf, über welche die unterschiedlichsten Parameter bzw. Betriebsarten des Wasserdampf-Schneidgerätes 1 eingestellt und/oder visualisiert werden können. Dabei werden die über die Einund/oder Ausgabevorrichtung 17 eingestellten Parameter an die Steuervorrichtung 4 weitergeleitet, worauf von der Steuervorrichtung 4 die einzelnen Komponenten des WasserdampfSchneidgerätes 1 angesteuert werden können.
Selbstverständlich muss der Schneidbrenner 7 nicht, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt, über einzelne Leitungen 8, 10, 11 , 15, 16 mit dem Versorgungsgerät 2 verbunden sein, sondern es können die einzelnen Leitungen 8, 10, 11 , 15, 16 zumindest teilweise auch in einem gemeinsamen Schlauchpaket (nicht dargestellt) zusammengefasst werden, welches mit dem Schneidbrenner 7 und dem Versorgungsgerät 2 über ein Kupplungselement, insbesondere über Anschlussstecker, angeschlossen wird.
Weiters kann der Schneidbrenner 7 zumindest ein erstes Bedienungselement 18, insbesondere einen Taster 19, aufweisen. Über das erste Bedienungselement 18, insbesondere den Taster 19, kann der Benutzer durch Aktivieren und/oder Deaktivieren desselben der Steuervorrichtung 4 vom Schneidbrenner 7 aus mitteilen, dass ein Wasserdampf-Schneidverfahren gestartet bzw. durchgeführt werden soll.
Des Weiteren können an der Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 17 beispielsweise Voreinstellungen getroffen werden, insbesondere das zu schneidende Material, die verwendete Flüssigkeit und beispielsweise Kennlinien des Stromes und der Spannung vordefiniert werden. Selbstverständlich können weitere Bedienelemente am Schneidbrenner 7 angeordnet sein, über die ein oder mehrere Betriebsparameter des Wasserdampf-Schneidgerätes 1 vom Schneidbrenner 7 aus eingestellt werden. Hierzu können diese Bedienelemente direkt über Leitungen oder über ein Bussystem mit dem Versorgungsgerät 2, insbesondere der Steuervorrichtung 4, verbunden sein.
Die Steuervorrichtung 4 aktiviert nach dem Betätigen des ersten Bedienungselements 18 die einzelnen für das Wasserdampf-Schneidverfahren benötigten Komponenten.
Beispielsweise werden zuerst eine Fördervorrichtung 20 für die Flüssigkeit 9, insbesondere eine Pumpe 21 , das Sperrelement 5 sowie die Stromquelle 3 angesteuert, wodurch eine Versorgung des Schneidbrenners 7 mit der Flüssigkeit 9 sowie mit elektrischer Energie eingeleitet wird. Anschliessend aktiviert die Steuervorrichtung 4 gegebenenfalls den Kühlkreislauf 12, so dass eine Kühlung des Schneidbrenners 7 ermöglicht wird. Durch die Versorgung des Schneidbrenners 7 mit der Flüssigkeit 9 und mit Energie, insbesondere mit Strom und Spannung, wird nunmehr im Schneidbrenner 7 die Flüssigkeit 9 in ein Gas 22 bzw. Dampf mit hoher Temperatur umgewandelt und eine Plasmasäule aufgebaut, so dass durch das aus dem Schneidbrenner 7 ausströmende Gas 22 ein Schneidprozess an einem Werkstück 23 durchgeführt werden kann.
Der genaue Ablauf zur Umwandlung der Flüssigkeit 9 in das Gas 22 kann der AT 406 559 B der Anmelderin entnommen werden. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass dem Tank 6 bevorzugt eine Entlüftungsvorrichtung 26 zugeordnet ist. Die Entlüftungsvorrichtung 26 ist beispielsweise durch ein Überdruckventil gebildet, so dass ein im Tank 6 herrschender Überdruck, der beim Befüllen des Tanks 6 mit der Flüssigkeit 9 entsteht, abgebaut werden kann. Die durch die Flüssigkeit 9 verdrängte Luft im Tank 6 entweicht dabei durch eine Öffnung der Entlüftungsvorrichtung 26. Die Entlüftungsvorrichtung 26 ist vorzugsweise selbsttätig sperrend ausgebildet.
Weiters ist in Fig. 2 gezeigt, dass in der Versorgungsleitung 8 oder dem Schneidbrenner 7 ein Sperrglied 27 angeordnet sein kann, welches eine Flüssigkeitszufuhr zum Schneidbrenner 7 bei Bedarf unterbrechen kann.
Ist das Sperrglied 27 aktiviert, kann eine über die Versorgungsleitung 8 zum Schneidbrenner 7 geförderte Flüssigkeit 9 nicht aus dem Schneidbrenner 7 abfliessen. Somit können die Versorgungsleitung 8 und der Schneidbrenner 7 mit Flüssigkeit 9 versorgt bzw. beaufschlagt werden, wobei gegebenenfalls über die Fördervorrichtung 20 ein definierter Druck in der Versorgungsleitung 8 aufgebaut werden kann. Weiters kann dem Schneidbrenner 7 und/oder der Versorgungsleitung 8 eine Entlüftungsvorrichtung 28 zugeordnet sein, über die in der Versorgungsleitung 8 bzw. im Schneidbrenner 7 vorhandenes Gas, insbesondere Luft, das bei einem leeren Tank 6 gegebenenfalls von der Fördervorrichtung 20 angesaugt wurde, entweichen kann.
Nach der Wiederbefüllung des Tanks 6 können somit Gaseinschlüsse in der Flüssigkeitszufuhr zum Schneidbrenner 7 vermieden werden, wodurch der Schneidprozess ordnungsgemäss gestartet werden kann. Die Steuervorrichtung 4 weist ein Speicherelement 29 auf, in dem Prozessparameter bzw. Prozessabläufe, bevorzugt in Form digitaler Daten, hinterlegt sind. Entsprechend den hinterlegten Definitionen zur Durchführung unterschiedlicher Prozessabläufe kann eine Steuerung der Komponenten des Wasserdampf-Schneidgeräts 1 erfolgen. Die Steuervorrichtung 4 kann zur Verarbeitung von digitalen Signalen bzw. Daten eine Mikroprozessorsteuerung aufweisen. Die von der Steuervorrichtung 4 angesteuerten Komponenten können dabei über Signalleitungen, beispielsweise einem Datenbus, mit dieser verbunden sein, wobei derartige, insbesondere digitale, Steuerungs- bzw.
Regelungssysteme aus dem Stand der Technik bekannt sind und deshalb hier nicht näher dargestellt und beschrieben sind.
Im Speicherelement 29 ist neben einem Prozessablauf zur Durchführung eines Schneidprozesses, in dem der Schneidbrenner 7 einen Schneidstrahl zum Bearbeiten des Werkstücks 23 abgibt, auch ein Prozessablauf durch Durchführung eines Instandhaltungsmodus bzw. Wartungsprozesses, insbesondere einem so genannten Befüllmodus, hinterlegt. Im Instandhaltungsmodus wird die Einsatzbereitschaft des Wasserdampf-Schneidgeräts 1 geprüft und/oder wiederhergestellt, nachdem eine Wartung des Wasserdampf-Schneidgeräts 1 durchgeführt wurde.
Beispielsweise kann der Instandhaltungsmodus nach einer Erst- oder Wiederbefüllung des Tanks 6 mit Flüssigkeit 9 durchgeführt werden, um sicherzustellen dass in der Versorgungsleitung 8 bzw. dem Schneidbrenner 7 genügend Flüssigkeit 9 zur ordnungsgemässen Durchführung eines Schneidprozesses vorhanden ist. Im Instandhaltungsmodus wird also von der Steuervorrichtung 4 die Fördervorrichtung 20 für Flüssigkeit 9 angesteuert, so dass Flüssigkeit 9 in den Schneidbrenner 7 über die zu diesem führende Versorgungsleitung 8 gefördert wird. Die Steuervorrichtung 4 ist mit einem Aktivierungselement 30 gekoppelt, welches bei Aktivierung bzw. Betätigung den Instandhaltungsmodus einleiten kann. Das Aktivierungselement 30 ist bevorzugt durch ein Bedienelement 31 , insbesondere eine Taste 32, gebildet.
Das Bedienelement 31 kann der Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 17 am Versorgungsgerät 2 zugeordnet sein, oder als eigenes Element oder mit dem Bedienelement 18 kombiniert am Schneidbrenner 7 angeordnet sein. Zur Durchführung des Instandhaltungsprozesses werden aus einem Speicherelement diesbezügliche Prozessparameter aufgerufen, nach denen die Fördereinrichtung 20 für Flüssigkeit 9, insbesondere die Pumpe 21 , bzw. das Sperrelement 5 und/oder das Sperrglied 27 gesteuert werden.
Im Instandhaltungsmodus wird bevorzugt keine elektrische Energie zur Erzeugung eines Lichtbogens an den Schneidbrenner 7 übertragen, wobei die Steuervorrichtung 4 die Stromquelle 3 dementsprechend ansteuert.
Gegebenenfalls weist das Wasserdampf-Schneidgerät 1 einen mit der Steuervorrichtung 4 gekoppelten Strömungs- oder Druckwächter auf, der die Flüssigkeitsverteilung im Schneidbrenner 7 und der Versorgungsleitung 8 erkennt. Beispielweise wird während des Instandhaltungsprozesses vom Strömungs- oder Druckwächter kontrolliert, ob der Schneidbrenner 7 bzw. die Versorgungsleitung 8 mit Flüssigkeit 9 versorgt sind bzw. ob in der Leitung 7 ein definierter Mindestdruck vorherrscht. Bei ordnungsgemässer Flüssigkeitsverteilung wird dies vom Strömungs- oder Druckwächter erkannt, worauf der Instandhaltungsmodus beendet wird.
Ist das Aktivierungselement 30 durch ein Bedienelement 31 gebildet, kann der Instandhaltungsmodus von einem Bedienpersonal manuell nach erfolgter Befüllung des Tanks 6 durch Betätigung des Bedienelements 31 eingeleitet werden.
Optional kann dem Tank 6 bzw. der Kupplungsvorrichtung 24 ein als Erfassungsmittel bzw. Sensor gebildetes Aktivierungselement 30 zugeordnet sein - in Fig. 2 in strichlierten Linien dargestellt, das der Steuervorrichtung 4 automatisch mitteilt, ob eine Befüllung des Tanks 6, d.h. eine Ankoppelung einer Kartusche 25 an die Kupplungsvorrichtung durchgeführt wurde. Somit kann sichergestellt werden, dass der Instandhaltungsmodus nur nach erfolgter Befüllung des Tanks 6 durchführbar ist, wobei der Instandhaltungsmodus gegebenenfalls automatisch durch die Steuervorrichtung 4 aufgerufen werden kann. Weiters kann die Steuervorrichtung 4
The invention relates to a control device for a steam cutting device, having a storage element for process parameters and processes, which is connected to a power source and a conveying device for liquid, in particular a pump and optionally a blocking element and / or a locking member of the steam cutting device Steam cutter has a liquid-fillable tank and connected to this and the power source cutting torch.
Furthermore, the invention relates to a method for controlling a steam cutting device, in which a control of an operating state of the steam cutting device by means of a control device, for which purpose signals to a power source, a conveyor for liquid and optionally a blocking element and / or a locking member are transmitted .
so that a liquid can be conveyed from a refillable tank to a cutting torch and the cutting torch can be supplied with electrical energy from the power source as needed.
EP 1 050 200 B1 discloses a steam cutting device which has at least one container for a liquid, a current source, a control device, and a cutting torch connected to the container or tank via a supply line for producing a water vapor plasma jet emerging via a nozzle , The container may be formed by or connected to a replaceable gas cylinder or gas cartridge in which a predefined pressure is built up. Such a pressure vessel allows the conveyance of the liquid from the container to the cutting torch without the need for a pump.
This is done in a described embodiment variant, for example, characterized in that the gas of the gas cylinder flows into the container with liquid and builds a pressure cushion, which presses the liquid from an outlet opening of the container.
However, EP 1 050 200 B1 does not disclose how the filling of a tank of the cutting device with liquid takes place from a cartridge. In one embodiment, it is merely shown that this can be done via an open container and a filler neck, which proves to be less than comfortable, because on the one hand a stationary infrastructure, such as a water pipe connection, is required to fill the non-transportable in the filled state container.
Furthermore, the filling of the tank is time-consuming, since the liquid flows without additional pressure application relatively slowly in the tank. There is the demand for such a steam cutting device, the filling with liquid as possible independent of an infrastructure is possible. Furthermore, the resources used, in particular water, should be used as efficiently as possible, i. the liquid should be transferred to the container without leaving any residues, without spillage and as quickly as possible. In the prior art, there is the further disadvantage in the aforementioned systems that the liquid in the container can not be used up in order to subsequently fill the container again.
This can lead to a malfunction of the cutting process or to the damage of the burner, as possibly air would be sucked into the lines or the tank by emptying the tank, whereby a proper operational readiness of the system would not be guaranteed. The liquid resources can thus not be used optimally in a disadvantageous way.
However, it should be ensured that after filling the tank a proper cutting process is feasible without air bubbles in the supply line to the cutting torch, which prevent generation of water vapor and affect the cutting process.
The object of the present invention is to remedy the aforementioned disadvantages of the prior art, to improve the mobility and efficiency of a steam cutting device and to provide a corresponding control device and a control method for this purpose. In particular, the liquid resources required for the cutting process of the steam cutting device should be better utilized.
The object according to the invention is achieved by a control device in whose memory element definitions for carrying out a maintenance mode, in particular a filling mode, are deposited, with which the operational readiness of the steam cutting device can be checked and / or restored and an activation element is coupled to the control device, wherein the activation element is designed to initiate such a maintenance mode when it is actuated or when a filling event is detected. In the maintenance mode, the operational readiness of the steam cutter is checked and / or restored after maintenance of the steam cutter has been performed.
For example, the maintenance mode may be performed after initial or refilling of the tank with liquid to ensure that there is sufficient liquid in the supply line or cutting torch to properly perform a cutting process. In maintenance mode, therefore, the conveying device for liquid is activated by the control device so that liquid is conveyed into the cutting torch via the supply line leading to it.
Characterized in that the activation element is formed by an operating element, in particular a button, an additional adjustment of the steam cutting device is provided for a user, which contributes to the improvement of the cutting process.
A simple operation for a staff arises when an input and / or output device of the steam cutting device has the operating element.
However, a suitable possibility of operation is also when the control element is arranged on the cutting torch.
Likewise, the activation element may be formed by a detection means, in particular a sensor, which is designed to monitor the tank.
It can thus be recognized by the control device whether a filling of the tank has been carried out, as a result of which it is possible to call up the maintenance mode in an automated manner or linked to this event.
For this purpose, the detection means with the coupling device, which in particular has the features mentioned above, be coupled to monitor the same, wherein the detection means detects whether a coupling of a cartridge takes place to the tank.
Likewise, the invention is achieved independently by a method in which, depending on an activation element, a maintenance process, in particular a Befüllmodus, called by the control device, in which the readiness, in particular the liquid distribution in the pipe and the cutting torch, the steam cutting device tested and / or is restored, wherein to restore the operational readiness liquid in the cutting torch and the leading to this line is promoted, without a cutting process is performed by the cutting torch. These refinements or procedures advantageously enable an improved utilization of the liquid in the tank.
The maintenance mode ensures that the operational readiness of the steam cutter is restored even after the tank has been completely or largely emptied. For this purpose, the liquid distribution in the cutting torch and the pipe is brought back to a normal level, whereby air inclusions or the like. Are reduced. Thus, after performing the maintenance mode, a proper cutting process can be performed. A procedure is advantageous in which the activation element is activated or activated after a first or refilling of the tank via a coupling device, which in particular has the above-mentioned features, before a cutting process is carried out via the cutting torch.
Thus, a safety measure is created, which may need to be performed before the next cutting process is started, whereby the process safety can be increased overall. It has proven to be expedient if, in order to carry out the maintenance process, parameters relating to this are called from a storage element, according to which the delivery device for liquid, in particular a pump, a blocking element of the supply device and / or a blocking element in the region of the cutting torch, are controlled, since the Use of known from the prior art, electronic control devices, in particular a microprocessor control, a flexible and adaptable control of a variety of components depending on laid down in the memory element program routines allows.
A procedure in which is controlled in the maintenance process of a flow or pressure switch, whether the cutting torch or the line with liquid, possibly supplied with concerns a minimum pressure in the line, is advantageous because it can thus be determined whether the operational readiness the steam cutting device is restored.
Due to the fact that during the maintenance process a venting of the line or the cutting torch takes place, in particular via a deaeration device, air inclusions, which can lead to malfunctions in a cutting process, can be dissipated.
The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings.
1 shows a variant of a steam cutting machine in side view; and
Fig. 2 shows a further embodiment of the steam cutting device in a functional diagram.
In Fig. 1, a steam cutting device 1 for a steam cutting process with a supply unit 2 is shown. The supply device 2 comprises a power source 3, a control device 4, a control element 4 associated locking element 5 and a tank 6. The blocking element 5 is connected to the tank 6 and a tool formed by a cutting torch 7 via a supply line 8, so that the cutting torch 7 with a liquid arranged in the tank 6 9, in particular water, can be supplied.
The supply of the cutting torch 7 with energy, in particular with current and voltage, via lines 10, 11 from the supply unit. 2
For cooling the cutting torch 7, this is possibly connected via a cooling circuit 12 at most with the interposition of a flow monitor 13 with a liquid container 14. When commissioning the cutting torch 7 or the supply device 2, the cooling circuit 12 can be started by the control device 4, whereby cooling of the cutting torch 7 via the cooling circuit 12 is achieved. To form the cooling circuit 12, the cutting torch 7 is connected via cooling lines 15, 16 to the liquid container 14.
However, cooling of the separating burner 7 can also be effected by the liquid 9 located in the tank 6, from which a water vapor is generated in a subsequent sequence, which is transported via the supply line 8 to the cutting torch 7. In this case, a separate cooling circuit 12 may be omitted.
Furthermore, the supply device 2 has an input and / or output device 17, via which the most varied parameters or operating modes of the steam cutting device 1 can be set and / or visualized. In this case, the parameters set via the input and / or output device 17 are forwarded to the control device 4, whereupon the individual components of the steam cutting device 1 can be controlled by the control device 4.
Of course, the cutting torch 7 does not have to be connected to the supply device 2 via individual lines 8, 10, 11, 15, 16, as shown in the illustrated exemplary embodiment, but the individual lines 8, 10, 11, 15, 16 can also be at least partially in a common hose package (not shown) are combined, which is connected to the cutting torch 7 and the supply unit 2 via a coupling element, in particular via connector.
Furthermore, the cutting torch 7 can have at least one first operating element 18, in particular a push-button 19. Via the first operating element 18, in particular the push button 19, the user can inform the control device 4 from the cutting torch 7 by activating and / or deactivating it that a water vapor cutting process should be started or carried out.
Furthermore, presettings can be made, for example, at the input and / or output device 17, in particular the material to be cut, the liquid used and, for example, characteristics of the current and the voltage are predefined. Of course, further operating elements can be arranged on the cutting torch 7, via which one or more operating parameters of the steam cutting device 1 are set by the cutting torch 7. For this purpose, these controls can be connected directly via lines or via a bus system to the supply unit 2, in particular the control device 4.
After actuation of the first operating element 18, the control device 4 activates the individual components required for the steam cutting process.
For example, first a conveyor device 20 for the liquid 9, in particular a pump 21, the blocking element 5 and the current source 3 are driven, whereby a supply of the cutting torch 7 with the liquid 9 and electrical energy is introduced. Subsequently, the control device 4 optionally activates the cooling circuit 12, so that a cooling of the cutting torch 7 is made possible. By supplying the cutting torch 7 with the liquid 9 and with energy, especially with current and voltage, now the liquid 9 is converted into a gas 22 or high-temperature steam in the cutting torch 7 and built a plasma column, so that by the Cutting torch 7 outflowing gas 22, a cutting process on a workpiece 23 can be performed.
The exact procedure for the conversion of the liquid 9 in the gas 22 can be taken from the Applicant's AT 406 559 B. From Fig. 2 it can be seen that the tank 6 is preferably associated with a venting device 26. The venting device 26 is formed, for example, by a pressure relief valve, so that a pressure prevailing in the tank 6, which arises when filling the tank 6 with the liquid 9, can be reduced. The displaced by the liquid 9 in the air tank 6 escapes through an opening of the venting device 26. The venting device 26 is preferably formed automatically blocking.
Furthermore, it is shown in Fig. 2 that in the supply line 8 or the cutting torch 7, a locking member 27 may be arranged, which can interrupt a liquid supply to the cutting torch 7, if necessary.
If the blocking member 27 is activated, a liquid 9 conveyed via the supply line 8 to the cutting torch 7 can not flow out of the cutting torch 7. Thus, the supply line 8 and the cutting torch 7 can be supplied or acted upon with liquid 9, wherein optionally via the delivery device 20, a defined pressure in the supply line 8 can be constructed. Furthermore, the cutting torch 7 and / or the supply line 8 may be assigned a venting device 28, via which gas present in the supply line 8 or in the cutting torch 7, in particular air which may have been sucked in by the conveying device 20 in the case of an empty tank 6, can escape ,
After the refilling of the tank 6, thus, gas inclusions in the liquid supply to the cutting torch 7 can be avoided, whereby the cutting process can be started properly. The control device 4 has a memory element 29 in which process parameters or process sequences, preferably in the form of digital data, are stored. According to the stored definitions for carrying out different process sequences, a control of the components of the steam cutting device 1 can take place. The control device 4 may have a microprocessor control for processing digital signals or data. The controlled by the control device 4 components can be connected via signal lines, such as a data bus with this, with such, in particular digital, control or
Control systems are known from the prior art and therefore not shown and described in detail here.
In addition to a process sequence for carrying out a cutting process in which the cutting torch 7 emits a cutting jet for processing the workpiece 23, the memory element 29 also stores a process sequence by carrying out a maintenance mode or maintenance process, in particular a so-called filling mode. In the maintenance mode, the operational readiness of the steam cutter 1 is checked and / or restored after maintenance of the steam cutter 1 is performed.
For example, the maintenance mode after a first or refilling of the tank 6 with liquid 9 are performed to ensure that in the supply line 8 and the cutting torch 7 sufficient liquid 9 is present for the proper implementation of a cutting process. In maintenance mode, therefore, the conveying device 20 for liquid 9 is activated by the control device 4, so that liquid 9 is conveyed into the cutting torch 7 via the supply line 8 leading to it. The control device 4 is coupled to an activation element 30, which can initiate the maintenance mode when activated or actuated. The activation element 30 is preferably formed by an operating element 31, in particular a key 32.
The operating element 31 can be assigned to the input and / or output device 17 on the supply device 2, or can be arranged as a separate element or combined with the operating element 18 on the cutting torch 7. To carry out the maintenance process, relevant process parameters are called up from a storage element, according to which the delivery device 20 for liquid 9, in particular the pump 21 or the blocking element 5 and / or the blocking element 27, are controlled.
In maintenance mode, preferably no electrical energy for generating an arc is transmitted to the cutting torch 7, wherein the control device 4 controls the current source 3 accordingly.
Optionally, the steam cutting device 1 has a coupled to the control device 4 flow or pressure monitor, which detects the liquid distribution in the cutting torch 7 and the supply line 8. For example, during the maintenance process the flow or pressure monitor checks whether the cutting torch 7 or the supply line 8 are supplied with liquid 9 or whether a defined minimum pressure prevails in the line 7. With proper fluid distribution, this is detected by the flow or pressure monitor and the maintenance mode is terminated.
If the activation element 30 is formed by an operating element 31, the maintenance mode can be initiated manually by an operating personnel after the filling of the tank 6 by actuation of the operating element 31.
Optionally, an activation element 30 formed as a detection means or sensor can be assigned to the tank 6 or the coupling device 24 -shown in dashed lines in FIG. 2, which automatically informs the control device 4 whether a filling of the tank 6, i. a coupling of a cartridge 25 to the coupling device has been carried out. Thus, it can be ensured that the maintenance mode can be carried out only after filling of the tank 6, wherein the maintenance mode can optionally be called automatically by the control device 4. Furthermore, the control device 4