CN103229603B - 用于将流体供应至等离子弧焊枪的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将流体供应至等离子弧焊枪的系统包括单一气体电源，其用于调节电力至所述等离子弧焊枪的供应，并用于调节第一流体至所述等离子弧焊枪的供应；流量调节器，其用于调节第二流体至所述等离子弧焊枪的供应；和第一压力致动阀，其设置在所述流量调节器和所述等离子弧焊枪之间。所述压力致动阀在所述第一压力致动阀关闭时切断所述第二流体至所述焊枪的供应并在所述第一压力致动阀打开时允许所述第二流体被供应至所述焊枪。所述第一压力致动阀被构造并布置为通过被供应至所述焊枪的所述第一流体的压力而打开，并在所述第一流体不被供应至所述焊枪时关闭。所述系统还可包括在供应线中用于所述第一流体的第二压力致动阀，所述第二压力致动阀通过被供应至所述焊枪的所述第二流体的压力而打开。

Description

用于将流体供应至等离子弧焊枪的系统和方法

发明背景

本公开一般涉及等离子弧焊枪，并且更特别涉及用于将流体供应至等离子弧焊枪的系统和方法。

公开概要

本公开描述了用于将流体供应至等离子弧焊枪的系统和方法。

在一些实施方案中，所述系统包括阀门总成，其包括压力致动阀，所述压力致动阀在阀门关闭时切断流体至焊枪的供应并在阀门打开时允许流体被供应至焊枪。阀门被构造并布置为通过被供应至焊枪的另一流体的压力而打开，并在另一流体不被供应至焊枪时关闭。所述方法包括以下步骤：供应其它流体，以便打开阀门并允许第一流体流至焊枪。

在其它实施方案中，阀门总成包括其它压力致动阀。因此，各流体经由其各自的压力致动阀被供应至焊枪，且各阀门通过其它流体的压力而打开。因此，两种流体中仅一种流体被供应至焊枪是不可能的。这避免了浪费气体，否则浪费气体可能会在焊枪的故障情况下发生。

附图简述

已经概述地描述了本公开，现在将参考附图，这些附图不一定是按比例绘制的，其中：

图1是等离子弧焊枪和用于将等离子气体和第二流体供应至焊枪的相关系统的示意性描绘，根据本文所描述的一个实施方案，其中两种流体被供应至阀门总成，并因此被供应至焊枪；

图2类似于图1，但描绘了条件，其中电源不对阀门总成供应流体，并因此即使流量调节器将其它流体供应至阀门总成，流体也不会被供应至焊枪；以及

图3类似于图1，但描绘了条件，其中流量调节器不对阀门总成供应流体，并因此即使电源将流体供应至阀门总成，任何一种流体也不会被供应至焊枪。

附图的详细说明

现在将参考附图在下文更充分地描述本发明，在所述附图中，示出了本发明的一些而不是所有的实施方案。确实，这些发明可以许多不同形式来体现，且不应该被解释为限于本文所阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案使得本公开将满足适用的法律要求。在整篇文中相同的数字指代相同的元件。

如在本说明书和所附的权利要求书所用的术语“压力致动阀”意在涵盖任何阀门，所述阀门被致动以经由物理地移动阀门元件的机械压力传感元件（例如，由流体压力操作的活塞）或经由感测流体的压力并与基于感测的压力移动阀门元件的合适致动器（例如，螺线管等）通信来改变状态（打开至关闭或关闭至打开）。

在图1至图3中，流体的流动由与承载流体的线相邻的箭头指示，且没有箭头表示在该线中没有流体。此外，通过阀门的对角斜线（“/”）指示阀门打开，且没有斜线表示阀门关闭。

等离子弧焊枪的一些用户拥有仅有单一气体能力的电源。这样的电源足以与传统的单一气体型焊枪使用，但将无法将等离子气体和其它流体（例如，保护气体）都供应至焊枪。然而，这样的单一气体电源可与如图1中所示的流体供应系统100一起使用。系统100包括单一气体电源110，单一气体电源110包括合适的气体流量调节器111与用于调节供应至焊枪10的电力的组件（未示出）。流体（其可以是等离子气体或流体，诸如保护气体）通过流量调节器111经由线112被供应至电源110的入口，并通过连接至出口的供应线114作为调节流而从电源的出口被排出。

系统包括用于调节另一流体的流量的单独流量调节器116，所述另一流体经由线118进入调节器116，并通过供应线120作为调节流而排出。

系统还包括耦接在焊枪10和供应线114、120之间的阀门总成130。阀门总成具有用于流体的入口和出口，以及插入入口和出口之间的第一压力致动阀132。入口连接至供应线120。阀门132在阀门关闭时切断流体至焊枪的供应，并在阀门打开时允许流体被供应至焊枪。阀门132被布置为通过其它供应线114中承载的流体的压力而作用，使得阀门通过线114中的流体的压力打开并在线114中的流体的压力低于阈值水平时关闭。换句话说，在供应线114中承载的流体被分出，并供应至阀门132以用于打开阀门132，而无论何时线114中的流体在足够压力下被供应以打开阀门。以这种方式，仅在供应线114中承载的其它流体通过电源110被供应至焊枪时，在供应线120中承载的流体将被供应至焊枪。

阀门总成130还包括第二入口和第二出口，以及在它们之间并位于第一压力致动阀132的下游的第二压力致动阀134。第二入口连接至供应线114。第二压力致动阀134被布置为通过在供应线120中承载的流体的压力而作用，使得阀门通过线120中的流体的压力而打开并在线120中的压力低于阈值水平时关闭。以这种方式，仅在供应线120中承载的其它流体被供应至焊枪时，在供应线114中承载的流体将被供应至焊枪。

图1中描绘的系统可与通过供应线114供应的等离子气体和通过供应线118供应的辅助气体（例如，保护气体）一起使用。然而，如果气体供应被切换，使得辅助气体（例如，保护气体）通过供应线114供应，且等离子气体通过供应线118供应，那么系统以本质上相同的方式工作。在任何一种情况下，系统将与等离子弧焊枪中通常采用的“部件到位”系统（诸如在美国专利号7,087,856中所描述的）一起工作，所述专利被分配给本申请的受让人，并在此通过引用的方式并入本文。除非某些条件得到满足，否则诸如在'856专利中描述的典型的“部件到位”系统可防止焊枪操作。例如，在采用等离子气体和单独的保护气体的焊枪中，这些条件一般包括至少（1）电极和喷嘴被正确地安装在焊枪（相对于一个或两个都不存在）中，和（2）保护气体流经焊枪。如果这些条件中的一个或两个的检查失败（即，如果检测到一个或多个故障条件），那么焊枪将无法操作。

通过在任何各种可能系统条件下防止任何气体流动达延长时期，系统100可补充并改进具有这样的“部件到位”系统的焊枪系统。下面的表示出气体供应和焊枪装配条件的所有可能组合，以及由此产生的故障条件，如果有的话，则适用于诸如在于2010年8月9日提交的共同未决的申请号12/852,772中描述的回吹型等离子弧焊枪，所述申请的全部公开内容在此通过引用的方式并入本文：

从上面的表中，可以看出，没有其中任何气体将流动达延长时期的任何可能系统状态（除了正常操作状态之外）。以这种方式，本发明可防止浪费气体，这对于采用昂贵的气体（诸如氧气、氮气、H35等）来说是非常有益的。

阀门总成100被示为具有两个压力致动阀，但在一些应用中，具有单一压力致动阀的阀门总成可以是有用的。例如，可以省略第二压力致动阀134。在这种情况下，仅在供应线114中的第二流体也被供应至焊枪时，在供应路120中承载的第一流体将被供应至焊枪，使得阀门132打开。如果线114中的第二流体不存在，那么阀门132将关闭，使得没有流体被供应至焊枪。然而，单一阀门装置的一个缺点是当它与具有检查在线114中承载的气体的存在的“部件到位”检查系统一起使用时，如果由于某种原因，气体通过线114而不是通过线120被供应，那么检查系统将不会“知道”一种气体不存在。可通过添加第二压力致动阀134来解决这个问题，因为如前面所解释的，一种气体被供应而另一种气体没有被供应是不可能的。

本文所阐述的本发明的很多修改和其它实施方案将会使与这些发明有关的技术领域的技术人员会想到具有在前述说明和相关附图中呈现的教导的利益。因此，应理解，本发明不限于所公开的具体实施方案，并且修改和其它实施方案意在被包括在所附的权利要求书的范围之内。虽然本文采用了特定术语，但是它们仅被用于一般和描述性意义，而不是为了限制的目的。

Claims (5)

1.一种用于将流体供应至等离子弧焊枪的系统，其包括：

单一气体电源，其可操作以用于调节电力至所述等离子弧焊枪的供应，并用于调节第一流体至所述等离子弧焊枪的供应；

流量调节器，其与所述单一气体电源分离并可操作以用于调节第二流体至所述等离子弧焊枪的供应；和

阀门总成，其包括：

第一压力致动阀，其设置在所述流量调节器和所述等离子弧焊枪之间，所述第一压力致动阀在所述第一压力致动阀关闭时切断所述第二流体至所述焊枪的供应并在所述第一压力致动阀打开时允许所述第二流体被供应至所述焊枪，其中所述第一压力致动阀被构造并布置为通过被供应至所述焊枪的所述第一流体的压力而打开，并在所述第一流体不被供应至所述焊枪时关闭。

2.根据权利要求1所述的系统，所述阀门总成还包括：

第二压力致动阀，其设置在所述单一气体电源和所述等离子弧焊枪之间，所述第二压力致动阀在所述第二压力致动阀关闭时切断所述第一流体至所述焊枪的供应并在所述第二压力致动阀打开时允许所述第一流体被供应至所述焊枪，其中所述第二压力致动阀被构造并布置为通过被供应至所述焊枪的所述第二流体的压力而打开，并在所述第二流体不被供应至所述焊枪时关闭。

3.一种用于将流体供应至等离子弧焊枪的方法，其包括以下步骤：

经由压力致动阀将第一流体供应至所述焊枪；

将第二流体供应至所述焊枪；以及

提供所述压力致动阀以通过被供应至所述焊枪的所述第二流体的压力而作用，以便打开所述压力致动阀，所述压力致动阀在所述第二流体不被供应至所述焊枪时关闭。

4.根据权利要求3所述的方法，其还包括以下步骤：

经由其它压力致动阀将所述第二流体供应至所述焊枪；以及

提供所述其它压力致动阀以通过被供应至所述焊枪的所述第一流体的压力而作用，以便打开所述其它压力致动阀，所述其它压力致动阀在所述第一流体不被供应至所述焊枪时关闭。

5.一种用于将流体供应至等离子弧焊枪的阀门总成，其包括：

第一入口和第一出口以及设置在它们之间的第一压力致动阀，使得流体经由所述第一压力致动阀从所述第一入口流至所述第一出口；

第二入口和第二出口以及设置在它们之间的第二压力致动阀，使得流体经由所述第二压力致动阀从所述第二入口流至所述第二出口；

所述第一压力致动阀被布置为通过经由所述第二压力致动阀供应的流体的压力而作用，使得当通过所述第二压力致动阀供应的流体的压力超过阈值水平时，所述第一压力致动阀打开，以便允许通过所述第一压力致动阀供应流体；以及

所述第二压力致动阀被布置为通过经由所述第一压力致动阀供应的流体的压力而作用，使得当通过所述第一压力致动阀供应的流体的压力超过阈值水平时，所述第二压力致动阀打开，以便允许通过所述第二压力致动阀供应流体。