CN101513136A - 可佩带的自给式材料加工系统 - Google Patents

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CN101513136A CNA2007800334405A CN200780033440A CN101513136A CN 101513136 A CN101513136 A CN 101513136A CN A2007800334405 A CNA2007800334405 A CN A2007800334405A CN 200780033440 A CN200780033440 A CN 200780033440A CN 101513136 A CN101513136 A CN 101513136A
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M·霍法
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Abstract

一种便携式等离子体电弧焊炬系统可用于加工材料。该系统包括可更换的或可充电的电源和可更换的或可充气的气体源。控制器与电源或气体源中的至少一个连通。等离子体供应装置通过控制器从电源接受电流并从气体源接受气体，以在等离子体供应装置的输出处发生等离子体电弧。等离子体电弧可用来加工诸如金属工件的材料。等离子体电弧焊炬可包括可佩带的便携式组件，该组件包括可更换或可充电/充气的电源和气体源。等离子体供应装置从组件中的电源接受电流并从组件中的气体源接受气体，以发生等离子体电弧。

Description

可佩带的自给式材料加工系统
技术领域
本发明总的涉及用于加工材料的便携式工具。具体来说，本发明涉及用于加工材料的便携式手持等离子体电弧焊炬系统。
背景技术
等离子体电弧焊炬系统可用于各种材料的加工应用中，例如，切割用于供热、通风和空调系统的金属薄板或切割厚钢板。传统上，等离子体电弧焊炬系统不是便携的，因为它们需要大而笨重的气体源(或连续的固定气体源)以及通过电线附件从电网获得大量的电力。
尽管无电线的电动工具正遍布市场，但等离子体电弧焊炬系统却还得有效地适应容易、便携的使用。设计困难之一是由等离子体电弧焊炬相当大的气体消耗所带来的。另一设计困难是等离子体电弧焊炬系统的高功率要求，例如，诸如美国新罕布什尔州汉诺瓦(Hanover)市的海别得公司(Hypertherm Inc.)制造的PowermaxTM190C那样的低功率系统的输出约为1.32kW；诸如海别得公司制造的Powermax 1000那样的中功率焊矩系统的输出为8.4kW；直至如海别得公司制造的Powermax 1650那样的高功率焊矩系统的输出达16,000kW。焊矩特性、气体源和电源的寿命与等离子体电弧焊炬系统的实体大小之间存在着很困难的平衡问题。
因此，需要提供一种便携式的等离子体电弧焊炬系统，为有效地操作焊矩该系统考虑低的气体消耗和低的功率水平，同时提供便携性和上述应用的特性。
此外，对于等离子体电弧焊炬系统的气体源和电源，还要求能在商用有效使用期间持续操作，为了反复使用还要做到充气或更换方便。
发明内容
本发明代表着等离子体加工行业内的一种进步，这种进步之处在于，本发明实施例是便携式的系统，其可加工材料而无需大而笨重的气体源(或连续的固定气体源)，也不需连续地连接到电网上。这样，本发明实施例可用于建筑工地、农业耕地中，它们可由救险安全人员(例如，消防员、警察等)、不可能与电网连接的远处地方的工人、或在自家场院内的消费者使用。
在一个方面，本发明特征在于，一种用于加工材料的等离子体电弧焊炬装置。等离子体电弧焊炬装置包括可佩带的便携式组件，该组件包括可更换的或可充电的电源或者可更换的或可充气的气体源中的至少一个。该装置还包括等离子体供应装置，该等离子体供应装置从电源接受电流并从气体源接受气体来产生等离子体电弧。在某些实施例中，可佩带的便携式组件是背包。在某些实施例中，该便携式组件包括耐热、不导电和/或抗冲击的层。
在某些实施例中，等离子体电弧焊炬装置包括遥控装置，该遥控装置适于与电源或气体源中的至少一个连通。该装置可包括位于等离子体供应装置上的控制装置，该控制装置适于与电源或气体源中的至少一个连通。在某些实施例中，等离子体电弧焊炬装置包括指示电源中剩电的指示器或指示气体源中剩气的指示器中的至少一个。
在某些实施例中，气体源包括压缩机，压缩机压缩待供应到等离子体供应装置的气体。电源可对压缩机供电以便给气体源充气。在某些实施例中，等离子体供应装置可附连到可佩带的便携式的组件。便携式组件可可附连到充电/充气装置，该充电/充气装置构造成对电源或气体源中的至少一个充电或充气。在某些实施例中，便携式组件包括细丝卷绕的复合容器。等离子体电弧焊炬组件可包括电流调节器，用来调节等离子体供应装置从电源中接受的电流。在某些实施例中，电源是聚合物锂离子电池。
在另一方面，本发明特征在于，一种包括可佩带的便携式组件的系统。在某些实施例中，可佩带的便携式组件是背包。该可佩带的便携式组件包括等离子体电弧焊炬系统，等离子体电弧焊炬系统具有可更换的或可充电的电源或者可更换的或可充气的气体源中的至少一个。该系统包括可附连到组件的对接站。该对接站包括用来对电源充电的电源或用来对气体源充气的气体源中的至少一个。
在另一方面，本发明特征在于一种加工材料的方法。该方法包括提供与可佩带的便携式组件连通的等离子体供应装置。该组件具有可更换的或可充电的电源或者可更换的或可充气的气体源中的至少一个。该方法包括在组件由使用者佩带时通过从电源向等离子体供应装置提供电流并从气体源向等离子体供应装置提供气体来发生从等离子体供应装置发出的等离子体电弧。
在还有另一方面，本发明特征在于，一种对便携式等离子体电弧焊炬装置充电/充气的装置。该装置包括对接端口，该对接端口构造成接纳便携式等离子体电弧焊炬装置，该便携式等离子体电弧焊炬装置包括可充电的电源和可充气的气体源。该装置包括第一连接器，该第一连接器构造成在装置对接到对接端口时电连接到电源，该第一连接器提供对电源充电的电力。该装置还包括第二连接器，该第二连接器构造成在装置对接到对接端口时流体地连接到气体源，该第二连接器提供对气体源充气的气体。在某些实施例中，便携式等离子体电弧焊炬装置是可佩带的。在某些实施例中，电源和气体源中的至少一个是可移去的。
在另一方面，本发明特征在于，一种对便携式焊接装置充电/充气的装置。该装置包括对接端口，该对接端口构造成接纳便携式焊接装置，该便携式焊接装置包括可充电的电源和可充气的气体源。该装置包括第一连接器，该第一连接器构造成在装置对接到对接端口时电连接到电源，该第一连接器提供对电源充电的电力。该装置还包括第二连接器，该第二连接器构造成在装置对接到对接端口时流体地连接到气体源，该第二连接器提供对气体源充气的气体。
在另一方面，本发明特征在于，一种焊接装置。该装置包括可佩带的便携式组件，其包括可更换的或可充电的电源或者可更换的或可充气的气体源中的至少一个。该装置还包括焊接供应装置，该焊接供应装置从电源接受电流并从气体源接受气体以发生焊接电弧。
在另一方面，本发明特征在于，一种可用来加工材料(例如，切割、穿孔、标记或刻痕金属工件)的便携式等离子体电弧焊炬系统。在某些实施例中，该系统包括可更换的或可充电的电源，例如，一个或多个电池。该系统还包括相对于电源设置的可更换的或可充气的气体源。气体源可以是一次性的或可重新充气的(例如，一个或多个气体容器)。在某些实施例中，气体源可以是连续的气体源(例如，压缩机)。在某些实施例中，电源和气体源储藏在便携式罩壳内。
在某些实施例中，控制器与电源或气体源中的至少一个连通。控制器可包括电控制器和流体控制器。等离子体供应装置(例如，等离子体电弧焊炬)使用来自于电源的电流和电压及来自于气体源的气体而在等离子体供应装置的输出处发生等离子体电弧。等离子体电弧可用来加工诸如金属工件之类的材料。
控制器通过连通路径(例如，母线、无线连接等)电连接到电源、气体源和等离子体供应装置。在某些实施例中，传输介质对电源和等离子体供应装置及气体源和等离子体供应装置分别提供电的和流体的连通路径。电源通过电连通路径(例如，导线组、无线连接等)与等离子体供应装置电连通。气体源通过流体导管与等离子体供应装置流体地连通。在某些实施例中，导线组、流体导管和等离子体供应装置可以储藏在便携式的罩壳内。此外，该罩壳可以运输并可以是手持的外壳和/或公文包大小的外壳。
在另一方面，本发明特征还在于，一种可用于切割工件的便携式等离子体电弧焊炬系统。该系统可包括便携式的罩壳，罩壳带有设置在其中的可更换或可充电的电源装置和可更换或可充气的气体装置。控制装置和传输装置与电源装置和气体装置连通。等离子体供应装置从电源装置接受电流和电压并从气体装置接受气体以发生等离子体电弧，等离子体电弧可用来切割工件。
控制装置可以与电源装置、气体装置和等离子体供应装置电连通。传输装置提供从电源装置和气体装置到等离子体供应装置的电和流体的连通路径。电源装置通过电连通路径(例如，导线组、无线连接等)与等离子体供应装置电连通。气体装置通过流体导管与等离子体供应装置流体地连通。在某些实施例中，导线组、流体导管和等离子体供应装置可以储藏在便携式的罩壳内。该罩壳可以运输并可以是手持的外壳和/或公文包大小的外壳。
附图说明
连同附图一起阅读，从以下对各种实施例的描述中将更完全地理解上述内容和本发明。
图1是一方框图，显示自给式等离子体电弧焊炬系统的代表性功能部件。
图2是一方框图，显示使用单个控制装置和单个传输介质的自给式等离子体电弧焊炬系统的代表性部件的操作。
图3是一方框图，显示使用单个控制器和一对传输介质的图2实施方式的变型。
图4是一方框图，显示使用三个控制器和两个传输介质的图2实施方式的变型。
图5a是功能性实施方式实体分隔的实例，等离子体供应装置布置在一个隔间内并连接到容纳在另一隔间内的电源装置、控制器和传输介质。
图5b是图5a的变型，等离子体供应装置、控制器和传输介质容纳在一个隔间内并连接到容纳在另一隔间内的电源装置和气体装置。
图5c是图5a的变型，系统的所有部件容纳在单个隔间内。
图5d是图5a的变型，等离子体供应装置容纳在一个隔间内并连接到容纳在第二隔间内的控制器和传输介质，还连接到容纳在第三隔间内的电源装置和气体装置。
图6是示范的自给式等离子体电弧焊炬系统的详细方框图。
图7a是使用者带有等离子体电弧焊炬系统的示范性可佩带的便携式组件的视图。
图7b是使用者带有等离子体电弧焊炬系统的示范性可佩带的便携式组件和等离子体供应装置的另一替代视图。
图8a是根据一示例性实施例的用于可佩带的便携式组件的对接站部件的方框图。
图8b是根据一示例性实施例的用于便携式等离子体电弧焊炬系统的对接站部件的方框图。
图8c是根据一示例性实施例的用于便携式焊接装置的对接站部件的方框图。
图9是等离子体电弧焊炬系统示范的可佩带的便携式组件和等离子体供应装置的部件的方框图。
图10是等离子体电弧焊炬系统的示范性可佩带的便携式组件和等离子体供应装置的实体分隔实例。
具体实施方式
等离子体电弧焊炬具有各种广泛应用，例如，切割厚钢板和切割用于供热、通风和空调(HVAC)系统的相当薄的电镀金属板。等离子体电弧焊炬的主要部件包括焊矩体、安装在焊矩体内的电极(阴极)、带有中心出口孔的喷嘴(阳极)、提供离子气体流的气体源、电连接结构、用于冷却流体和弧控制流体的通道、以及在气体中产生引导电弧的电源，电弧通常在电极和喷嘴之间，然后，等离子体电弧即导电的离子化气体流从电极流到工件。气体可以是非氧化的气体，例如氮气、氩气/氢气、或氩气，或氧化气体，例如氧气或空气。
该通用类型的各种等离子体电弧焊炬在美国专利No.4,791,268；4,902,871；5,170,033；5,317,126和5,994,663中有描述，所有这些专利共同受让于本申请。等离子体电弧焊炬和相关产品由包括海别得公司在内的多家制造商以多种型号在市场上销售。海别得公司出售的牌号Powermax1000焊矩是中功率焊矩的典型产品，使用H35(35％H65％Ar)和N2或H35和空气作为工作气体，并用于板的加工和HVAC应用。海别得公司出售的牌号Powermax1650焊矩是高功率焊矩的典型产品，通常使用H35和N2作为工作气体。高功率焊矩可以是水冷的并用来割穿和切割厚金属板，例如，1英寸中厚钢板。
现参照图1，方框图显示等离子体电弧焊炬系统10的代表性功能部件。该等离子体电弧焊炬系统是“自给式的”，即，它是一个便携式的能够加工金属材料的系统，没有大体积的气体罐(在某些实施例中，没有连续的固定气体源)，也不需用电源线连接到供电网。在各种实施例中，该系统是移动式的和可搬移的。在某些实施例中，系统可设置在“公文包规格的”(和/或手持的)外壳内，其可手拿或其它方式运输到当地和远处部位以备使用。在其它实施例中，该系统可以是更加紧凑，其包括等离子体供应装置，该装置可充电/充气和从设置在公文包大小的外壳中取出以用于远处(例如，大小可与无线钻枪相比拟的系统)。本发明的实施例有望在建筑工地、农业耕地中使用，它们可由救险安全人员(例如，消防员、警察等)、不可能或不需要与电网连接的远处地方的工人、或在自家场院内的消费者使用。
在一示范实施例中，系统10包括五个主要部件：电源12、气体源14、传输介质16、控制器18以及等离子体供应装置20。电源12可以再充电和/或更换(例如，一个或多个电池)。气体源14可以是一个或多个可更换和/或可充气的气罐或便携式压缩机。传输介质16可包括电传输容量和/或流体传输容量，它连接到等离子体供应装置20。电传输容量可包括诸如由海别得公司公司制造的导线组、母线或无线的连接结构。流体传输容量可包括流体导管。控制器18可包括电控制器和/或流体控制器(例如，触发器、继电器、电磁阀、压力调节器等)。等离子体供应装置20可包括诸如由海别得公司公司制造的等离子体电弧焊炬。该焊炬可以通过操纵控制器18上的触发器(未示出)来启动。此外，系统10可包括各种用户控制器(未示出)，例如，电流限制开关、拨动开关、键座、触摸垫、拨号盘、按钮或其它装置，以便让使用者进行操纵或以其它方式控制焊炬的参数。在某些实施例中，这里所述的自给式等离子体电弧焊炬系统100采用的特征也可应用于便携式焊接装置(未示出)。
图2是一方框图，示出自给式等离子体电弧焊炬系统22的代表性部件的一个示范实施例，该系统使用单个传输介质24和单个控制器26。控制器26通过共同的电连接结构32(例如，母线)与电源28和气体源30连通。此外，控制器使用其它的电连接结构32b与等离子体供应装置34连通。电源36通过传输介质24向等离子体供应装置34提供电流，气体源38通过传输介质24向等离子体供应装置34提供气体。在一实施例中，传输介质24包括导线组和流体导管，导线组从电源36向等离子体供应装置34提供电流，流体导管从气体源38向等离子体供应装置34提供气体。等离子体供应装置34可以是等离子体电弧焊炬。系统22还可包括如上所述的用户控制器，以控制焊炬的参数。自给式等离子体电弧系统22的代表性部件可应用于便携式的焊接装置。
图3是一方框图，示出便携式等离子体电弧焊炬系统40的另一实施例。该系统40使用单个控制器42和一对传输介质44、46。控制器42通过第一电连接结构48与电源50连通，并通过另一电连接结构52与气体源54连通。控制器42还与等离子体供应装置56连通。电源50通过传输介质44向等离子体供应装置56提供电流，气体源54通过传输介质46向等离子体供应装置56提供气体。等离子体供应装置56可以是等离子体电弧焊炬。系统40还可包括用户控制器(未示出)，以控制焊炬的参数。在某些实施例中，该实施方式可应用于便携式的焊接装置。
图4是一方框图，示出便携式等离子体电弧焊炬系统60的部件的一个变型，该系统使用三个控制器62、64、66和两个传输介质68、70。控制器62通过电连接结构72与电源74连通，并通过单独的电连接结构76与气体源78连通。控制器62通过其它的电连接结构82与等离子体供应装置80连通。控制器64通过两个电连接结构84、86与传输介质68连通。同样地，控制器66通过两个电连接结构88、90与传输介质70连通。电源装置74通过传输介质68向等离子体供应装置80提供电流，气体源78通过传输介质70向等离子体供应装置80提供气体。等离子体供应装置80可以是等离子体电弧焊炬，它相对于工件定位以便进行切割操作。系统60还可包括如上所述的用户控制器。在某些实施例中，该实施方式可应用于便携式的焊接装置。
图5a、5b、5c和5d是自给式等离子体切割系统的各种实体分隔结构的示范实施例。在某些实施例中，各种实体分隔结构也可用于便携式焊接装置。
图5a示出分隔成罩壳部分101和焊炬部分102的等离子体焊炬系统100。在一实施例中，该两个部分储藏在单个公文包样式的外壳(未示出)内。外壳可以是手持的，以便让使用者拿着系统100到远处地方。罩壳部分101包括电源120、气体源124、传输介质126和控制器128。等离子体供应装置122位于焊炬部分102内。
图5b示出分隔成焊炬附连部分201和焊炬部分202的等离子体焊炬系统200。在一实施例中，该两个部分储藏在单个公文包样式的外壳内。附连部分201可以看作类似于可移去的电池组，例外的是，它包括电源212和气体源214。焊炬部分202包括传输介质216、控制器220和等离子体供应装置218。
图5c示出等离子体焊炬系统300，其主要部件位于单个罩壳部分301(或外壳)内。罩壳部分301包括电源312、气体源314、传输介质316、控制器320和等离子体供应装置318。
图5d示出分隔成罩壳附连部分401、罩壳部分402和焊炬部分403的等离子体焊炬系统400。罩壳部分402包括传输介质416和控制器418。等离子体供应装置418位于焊炬部分403内。在一实施例中，三个部分储藏在单个能被使用者手持的公文包样式外壳内。
图6是能够切割工件501的自给式等离子体电弧焊炬系统500的详细方框图。电源系统包括一对可充电和/或可更换的电源502和504。在一详细实施例中，电源502是12伏、1.3安培时的铅蓄电池，最大放电电流为19.5安培，例如由IMC电源公司(IMC Power)制造的产品。在一详细实施例中，电源502是聚合物锂离子电池。在某些实施例中，升压转换器可电源608一起使用。气体源506可以是可更换的和/或可充气的储气瓶。在一实施例中，气体源506是容量为3000PSI的碳纤维包裹的气瓶，其由纯能源公司(Pure Energy)制造出品。一组导线(未示出)在电源502、504和焊炬508之间提供连通路径，流体导管(未示出)在气体源506和焊炬508之间提供流体流动路径。
系统包括等离子体电弧焊炬508，例如，由海别得公司公司制造的PAC105手持焊炬。该焊炬508可通过操纵触发器509来打开和关闭。在操作过程中，焊炬508通过固态继电器510从电源502中接受电流和电压。在一详细实施例中，继电器510是输出为100A，200VDC的直流固态继电器，其由胜特力继电器公司(Teledyne Relay)制造出品。电源502对引导电弧电路512提供电力，以在焊炬508内发生引导电弧。该电路512可以是专门设计的电路，或等离子体焊炬技术领域内公知的各种引导电弧电路中的任何一种电路。
气体源506通过压力调节器514和电磁阀516向焊炬508提供气体。在一详细实施例中，采用减压调节器，其输入为3000PSI，输出为2-80PSI，最大为100PSI(例如，由普利马工业公司(Premier Industries)制造)，采用二通电磁阀，其电磁线圈输入为24VDC，额定操作范围为6W，阀流量系数(Cv)为0.155(例如，由GEMS传感器和控制公司(GEMS Sensors and Controls)制造)。
为了操作系统500，调整调节器514来预设供应到焊炬508的气体压力(例如，达60psig)。使焊炬508相对于工件501放置在远处，使用者拉动触发器509来关闭继电器510并启动引导电弧电路512。电磁阀516由电源504供电。建立起气体流动，使用引导电弧电路来启动引导电弧。此时，焊炬可更靠近工件501移动。
具体来说，使继电器510关闭，电源504向引导电弧电路512供应电流和电压，致使焊炬508内的电极和喷嘴之间形成引导电弧。通过阀516来启动气体流动，使电极和喷嘴分离，发生电弧而点燃等离子体。使等离子体气体退出焊炬，焊炬508定位在工件501附近。引导电弧和气体流促使工件501和电极之间形成电路。最后，第二弧形成在电极和工件之间。引导电弧电路512可构造成提供减小的引导电弧电流，于是，当引导电弧电流趋于变零且引导电弧自行熄灭时，第二弧仍保持。在一实例中，焊炬508能够发生约30秒钟的30安培和100伏的转移电弧。
如图6所示的部件也可用来形成便携式的焊接装置。焊接装置可包括电源、气体源、一个或多个控制器(类似于上面图1-6所示的控制器)以及传输介质(类似于上面图1-6所示的传输介质)。
图7a示出带有可佩带的便携式组件604的使用者601。等离子体电弧焊炬系统600可包括可佩带的便携式组件604和等离子体供应装置(未示出)。一个或多个可充电或可更换的电源608和一个或多个可充气或可更换的气体源612可被包括在可佩带的便携式组件604内。电源608和气体源612可以是可移去的。电源608和气体源612可类似于上面图1-6所示的电源和气体源。在某些实施例中，等离子体单元616可以被包括在组件604内。等离子体单元616可包括一个或多个控制器634(类似于上面图1-6所示的控制器)，以及一个传输介质638或多个传输介质(类似于上面图1-6所示的传输介质)。电源608可包括插头，气体源612可包括“快速连接”的连接器，允许使用者601将等离子体单元616(诸如由海别得公司公司制造由海别马公司(Hypermax)销售的Powermax30TM)塞入组件604内。
可佩带的便携式组件604可以是背包、前挂包和/或安装肩带的背包。在某些实施例中，可佩带的便携式组件604具有介于组件604和使用者601之间的保护层，该保护层是绝热、不导电和/或抗冲击的。组件604可以是可呼吸的材料，以允许自然冷却等离子体单元616和电源608。组件604还可包括中心冷却腔室(未示出)，其冷却等离子体单元616和电源608。组件604可以是刚性的、防火的，可包括防弹外壳或框架。在某些实施例中，组件604包括消耗的固定件。
在某些实施例中，组件604包括细丝卷绕的复合容器。电源608、气体源612或等离子体单元616可被一个或多个复合容器包覆，以减小组件604重量，提高便携性。在电源608中可使用电流调节器来提高组件604的便携性。
在某些实施例中，组件604包括电源308和气体源612，它们储藏电力和气体。组件可不包括充电/充气机构以便提高组件的便携性。在某些实施例中，组件604的电源608和气体源612可通过将组件604插入墙的插座内而进行充电/充气。在某些实施例中，组件604可放置在或连接到对接站(在下面图8中描述)，当组件604储藏在该对接站上时，该对接站对电源608和/或气体源612充电/充气。
在某些实施例中，组件604包括可用作为气体源612的气体压缩机。电源608可使用气体压缩机对气体源612充气。在某些实施例中，消除预先流动和事后流动步骤，以保存电源608中电力和气体源612中气体。消除预先流动和事后流动步骤也可应用于以上图1-6所述实施例以保持电力和气体。
在某些实施例中，等离子体电弧焊炬系统600包括气体充气和电力充电指示器，其无需移去组件604就可被使用者601看得见。该指示器可显示电源608中剩电或气体源612中剩气。在一实施例中，指示器可以是位于等离子体供应装置上的测量仪表。在另一实施例中，指示器可以发出声音信号来提醒使用者，电量和/或气体量已经降低。
图7b示出图7a使用者的另一替代的视图。便携式等离子体电弧焊炬系统600包括附连到可佩带的组件604的等离子体供应装置620。在某些实施例中，等离子体供应装置620包括从可佩带的便携式组件604延伸出来的等离子体焊矩。使用者601可佩带着该组件604，同时操作该焊矩，允许使用者601运输该等离子体系统600。组件还可包括通向等离子体供应装置620的导线624。在某些实施例中，通向等离子体供应装置620的导线可以缩短些，以适应使用者601的臂长而不必有太长的导线。
组件604可形成为低的外形或可形成为适应使用者601佩带的头盔。在某些实施例中，组件源604不延伸高过使用者肩或包括头盔的开口。
在某些实施例中，等离子体焊矩系统600包括遥控器，这样，使用者601可调整电源608、等离子体单元616和/或气体源612的设定而无需取下组件604。在某些实施例中，控制器安装在等离子体供应装置620上。
如图7a-b所示可佩带的便携式组件604的特征诸如电源608、气体源612、控制器634、传输介质、用来形成组件604的材料、气体和电源指示器以及组件604的结构设计等，这些特征也可用于便携式焊接装置。
图8a是根据一示例性实施例的用于可佩带的便携式组件604的对接站625各个部件的方框图。对接站625包括构造成接纳组件604的对接端口626和第一连接器627，该第一连接器627在组件604对接到对接端口626时电连接至电源608并提供电力来对电源608进行充电。对接站625还包括第二连接器628，该第二连接器628在组件604对接到对接端口626时流体地连接到气体源612并提供气体对气体源612充气。在组件604的气体源612包括压缩机的某些实施中，第一连接器627可用来对压缩机通电以便使气体源612充气。
图8b是用于便携式等离子体电弧焊炬系统604’(类似于以上图1-6所示示范实施例)的对接站625’的各个部件的方框图。对接站625’包括构造成接纳便携式等离子体电弧焊炬系统604’的端口626’。便携式等离子体电弧焊炬系统604’具有类似于以上图1-6所示电源和气体源的电源608’和气体源612’。对接站625’包括第一连接器627’，该第一连接器627’在系统对接到对接端口626’时电连接到电源608’并提供电力对电源608’充电。对接站625’还包括第二连接器628’，该第二连接器628’在系统对接到对接端口626’时流体地连接到气体源612’并提供气体对气体源612’充气。在系统的气体源612’包括压缩机的某些实施中，第一连接器627’可用来对压缩机通电以便使气体源612’充气。
图8c是用于便携式焊接装置604”的对接站625”的各个部件的方框图。对接站625”构造成接纳焊接装置604”。焊接装置604”还可包括电源608”和气体源612”。对接站625”包括第一连接器627”，该第一连接器627”在系统对接到对接端口626”时电连接到电源608”并提供电力对电源608”充电。对接站625”还包括第二连接器628”，该第二连接器628”在系统对接到对接端口626”时流体地连接到气体源612”并提供气体对气体源612”充气。在装置604”的气体源612”包括压缩机的某些实施中，第一连接器627”可用来对压缩机通电以便使气体源612”充气。
图9是包括可佩带的便携式组件604的等离子体电弧焊炬系统600各个部件的方框图。除了电源608、气体源612和等离子体单元616之外，可佩带的组件604可包括冷却等离子体和电源608的冷却装置631。在某些实施例中，冷却装置631是冷却室。在其它实施例中，冷却装置631包括一个或多个冷却通道。
在某些实施例中，等离子体单元616可包括一个或多个控制器634(类似于以上图1-6所述控制器)和一个传输介质638或多个传输介质(类似于以上图1-6所述传输介质)。在某些实施例中，可佩带的便携式等离子体电弧焊炬系统600包括控制系统，其具有如以上图6所示的引导电弧电路512、固态继电器510、压力调节器514和/或控制电流和/或气体流的电磁阀516。
图10是可佩带的便携式组件604的示范实体分隔的方框图。在某些实施例中，可佩带的组件604被封罩在外壳642内。在某些实施例中，外壳642是柔性材料，并构造成为可佩带的组件。在其它实施例中，外壳642设置在可佩带的组件内。
尽管图10示出外壳642内的可佩带的组件的一实例，但其它实体分隔结构也可用来封罩组件604或组件的各部分。在某些实施例中，一个或多个外壳元件可用来封罩电源608、气体源612、等离子体单元616，或它们任何的组合。在某些实施例中，外壳是柔性材料，并构造成为可佩带的组件。在其它实施例中，外壳设置在可佩带的组件内。
在其它实施例中，电源608、气体源612和等离子体单元616不被封罩在外壳内，但在结构上连接在一起而形成可佩带的组件604。
尽管本发明参照具体实施例进行特别地图示和描述，但本技术领域内的技术人员应该理解到，本发明在形式和细节上可以作出各种改变，而不脱离上述描述的精神和范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于加工材料的等离子体电弧焊炬装置，包括：
可佩带的便携式组件，所述组件包括可更换的或可充电的电源和可更换的或可充气的气体源；以及
等离子体供应装置，所述等离子体供应装置从所述电源接受电流并从所述气体源接受气体来产生等离子体电弧。
2.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述可佩带的便携式组件是背包。
3.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括遥控装置，所述遥控装置适于与所述电源或所述气体源中的至少一个连通。
4.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括位于所述等离子体供应装置上的控制装置，所述控制装置适于与所述电源或所述气体源中的至少一个连通。
5.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括指示所述电源中剩电的指示器或指示所述气体源中剩气的指示器中的至少一个。
6.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述便携式组件还包括一层，其中，所述层是耐热、不导电或抗冲击的。
7.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述气体源包括压缩机，所述压缩机压缩待供应到所述等离子体供应装置的气体。
8.如权利要求7所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述电源对所述压缩机提供电力以便对所述气体源充气。
9.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述等离子体供应装置可附连到所述可佩带的便携式组件。
10.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述便携式组件可附连到充电/充气装置，所述充电/充气装置构造成对所述电源或所述气体源中的至少一个充电或充气。
11.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述便携式组件包括细丝缠绕的复合容器。
12.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括电流调节器，用来调节所述等离子体供应装置从所述电源中接受的电流。
13.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述电源是聚合物锂离子电池。
14.一种系统，包括：
包括等离子体电弧焊炬系统的可佩带的便携式组件，所述等离子体电弧焊炬系统包括可更换的或可充电的电源和可更换的或可充气的气体源；
可附连到所述组件的对接站，所述对接站包括用来对所述电源充电的供电器或用来对所述气体源充气的供气器中的至少一个。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述可佩带的便携式组件是背包。
16.一种加工材料的方法，包括：
提供等离子体电弧系统，所述等离子体电弧系统包括与可佩带的便携式组件连通的等离子体供应装置，所述组件具有可更换的或可充电的电源和可更换的或可充气的气体源；以及
当所述组件由使用者佩带时，通过从所述电源向所述等离子体供应装置提供电流和从所述气体源向所述等离子体供应装置提供气体，发生从所述等离子体供应装置发出的等离子体电弧。
17.一种对便携式等离子体电弧焊炬装置进行充电/充气的装置，包括：
对接端口，所述对接端口构造成接纳所述便携式等离子体电弧焊炬装置，所述便携式等离子体电弧焊炬装置包括可充电的电源和可充气的气体源；
第一连接器，所述第一连接器构造成在所述装置对接到所述对接端口时电连接到所述电源，所述第一连接器提供对所述电源充电的电力；以及
第二连接器，所述第二连接器构造成在所述装置对接到所述对接端口时流体地连接到所述气体源，所述第二连接器提供对所述气体源充气的气体。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述便携式等离子体电弧焊炬装置是可佩带的。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述电源和所述气体源中的至少一个是可移去的。
20.一种对便携式焊接装置进行充电/充气的装置，包括：
对接端口，所述对接端口构造成接纳所述便携式焊接装置，所述便携式焊接装置包括可充电的电源和可充气的气体源；
第一连接器，所述第一连接器构造成在所述装置对接到所述对接端口时电连接到所述电源，所述第一连接器提供对所述电源充电的电力；以及
第二连接器，所述第二连接器构造成在所述装置对接到所述对接端口时流体地连接到所述气体源，所述第二连接器提供对所述气体源充气的气体。
21.一种焊接装置，包括：
可佩带的便携式组件，所述组件包括可更换的或可充电的电源和可更换的或可充气的气体源；以及
焊接供应装置，所述焊接供应装置从所述电源接受电流并从所述气体源接受气体以发生焊接电弧。
22.一种用于加工材料的等离子体电弧焊炬装置，包括：
便携式的罩壳；
设置在所述罩壳内的可更换的或可充电的电源；
设置在所述罩壳内的可更换的或可充气的气体源；以及
等离子体供应装置，所述等离子体供应装置从所述电源接受电流并从所述气体源接受气体以发生等离子体电弧。
23.如权利要求22所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述等离子体供应装置包括等离子体电弧焊炬。
24.如权利要求22所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述可更换的或可充电的电源包括至少一个电池。
25.如权利要求22所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括电导线，用来将电流从所述电源供应到所述等离子体供应装置。
26.如权利要求25所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述导线和所述等离子体供应装置可储藏在所述罩壳内。
27.如权利要求22所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括流体导管，用来将气体从所述气体源供应到所述等离子体供应装置。
28.如权利要求27所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述流体导管可储藏在罩壳内。
29.如权利要求22所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述电源或所述气体源中的至少一个连通，以便控制所述等离子体供应装置的操作。
30.如权利要求29所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述控制器包括阀，用来控制通过所述流体导管提供给所述等离子体供应装置的气体压力。
31.如权利要求29所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述控制器与所述电源电连通，以控制供应到所述等离子体供应装置的电流。
32.如权利要求29所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述控制器与所述气体源连通，以控制供应到所述等离子体供应装置的气体。
33.如权利要求22所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述罩壳是公文包样式的外壳。
34.如权利要求22所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述罩壳是手持的外壳。
35.一种用来切割工件的等离子体电弧焊炬装置，包括：
便携式的罩壳；
设置在所述罩壳内的可更换的或可充电的电源装置；
设置在所述罩壳内的可更换的或可充气的气体装置；
与所述电源装置和所述气体装置连通的控制装置；以及
等离子体供应装置，所述等离子体供应装置通过所述控制装置从所述电源装置接受电流并从所述气体装置接受气体以发生等离子体电弧。
36.如权利要求35所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述等离子体供应装置包括等离子体电弧焊炬。
37.如权利要求35所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述可更换的或可充电的电源装置包括至少一个电池。
38.如权利要求35所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述可更换的或可充气的气体装置包括至少一个气体容器。
39.如权利要求35所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括电导线，用来将电流从所述电源装置供应到所述等离子体供应装置。
40.如权利要求35所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括流体导管，用来将气体从所述气体装置供应到所述等离子体供应装置。
41.如权利要求35所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述罩壳是手持的公文包样式的外壳。

Claims (21)

1.一种用于加工材料的等离子体电弧焊炬装置，包括：
可佩带的便携式组件，所述组件包括可更换的或可充电的电源或者可更换的或可充气的气体源中的至少一个；以及
等离子体供应装置，所述等离子体供应装置从所述电源接受电流并从所述气体源接受气体来产生等离子体电弧。
2.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述可佩带的便携式组件是背包。
3.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括遥控装置，所述遥控装置适于与所述电源或所述气体源中的至少一个连通。
4.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括位于所述等离子体供应装置上的控制装置，所述控制装置适于与所述电源或所述气体源中的至少一个连通。
5.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括指示所述电源中剩电的指示器或指示所述气体源中剩气的指示器中的至少一个。
6.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述便携式组件还包括一层，其中，所述层是耐热、不导电或抗冲击的。
7.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述气体源包括压缩机，所述压缩机压缩待供应到所述等离子体供应装置的气体。
8.如权利要求7所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述电源对所述压缩机提供电力以便对所述气体源充气。
9.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述等离子体供应装置可附连到所述可佩带的便携式组件。
10.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述便携式组件可附连到充电/充气装置，所述充电/充气装置构造成对所述电源或所述气体源中的至少一个充电或充气。
11.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述便携式组件包括细丝缠绕的复合容器。
12.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，还包括电流调节器，用来调节所述等离子体供应装置从所述电源中接受的电流。
13.如权利要求1所述的等离子体电弧焊炬装置，其特征在于，所述电源是聚合物锂离子电池。
14.一种系统，包括：
包括等离子体电弧焊炬系统的可佩带的便携式组件，所述等离子体电弧焊炬系统包括可更换的或可充电的电源或者可更换的或可充气的气体源中的至少一个；
可附连到所述组件的对接站，所述对接站包括用来对所述电源充电的供电器或用来对所述气体源充气的供气器中的至少一个。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述可佩带的便携式组件是背包。
16.一种加工材料的方法，包括：
提供等离子体电弧系统，所述等离子体电弧系统包括与可佩带的便携式组件连通的等离子体供应装置，所述组件具有可更换的或可充电的电源或者可更换的或可充气的气体源中的至少一个；以及
当所述组件由使用者佩带时，通过从所述电源向所述等离子体供应装置提供电流和从所述气体源向所述等离子体供应装置提供气体，发生从所述等离子体供应装置发出的等离子体电弧。
17.一种对便携式等离子体电弧焊炬装置进行充电/充气的装置，包括：
对接端口，所述对接端口构造成接纳所述便携式等离子体电弧焊炬装置，所述便携式等离子体电弧焊炬装置包括可充电的电源和可充气的气体源；
第一连接器，所述第一连接器构造成在所述装置对接到所述对接端口时电连接到所述电源，所述第一连接器提供对所述电源充电的电力；以及
第二连接器，所述第二连接器构造成在所述装置对接到所述对接端口时流体地连接到所述气体源，所述第二连接器提供对所述气体源充气的气体。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述便携式等离子体电弧焊炬装置是可佩带的。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述电源和所述气体源中的至少一个是可移去的。
20.一种对便携式焊接装置进行充电/充气的装置，包括：
对接端口，所述对接端口构造成接纳所述便携式焊接装置，所述便携式焊接装置包括可充电的电源和可充气的气体源；
第一连接器，所述第一连接器构造成在所述装置对接到所述对接端口时电连接到所述电源，所述第一连接器提供对所述电源充电的电力；以及
第二连接器，所述第二连接器构造成在所述装置对接到所述对接端口时流体地连接到所述气体源，所述第二连接器提供对所述气体源充气的气体。
21.一种焊接装置，包括：
可佩带的便携式组件，所述组件包括可更换的或可充电的电源或者可更换的或可充气的气体源中的至少一个；以及
焊接供应装置，所述焊接供应装置从所述电源接受电流并从所述气体源接受气体以发生焊接电弧。
CNA2007800334405A 2006-09-11 2007-09-10 可佩带的自给式材料加工系统 Pending CN101513136A (zh)

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