CN104053523B - 用于焊接设备的辅助保护气体过滤器 - Google Patents

Abstract

一种用于焊接设备的保护气体过滤器组件(26)。该过滤器组件包括具有设置其中的过滤器(106)的过滤器外壳(86)。过滤器组件(26)还包括过滤器防护装置(90)，其连接至过滤器外壳(86)且构造为接收保护气体。过滤器防护装置(90)包括防干扰部分，其构造为在物体插入过滤器防护装置时阻止物体接触过滤器(106)。

Description

用于焊接设备的辅助保护气体过滤器

技术领域

本发明大体涉及焊接设备，尤其涉及一种用于焊接设备的保护气体过滤器。

背景技术

焊接是一种在各行业及应用中逐渐变得普遍的工艺。尽管很多应用沿用手动焊接操作，但这种工艺在某些环境下可以是自动化的。在这两种情况下，这样的焊接操作依靠多种类型的装备以确保焊接耗材(例如送丝、保护气体等)的供应在所希望的时间以适当的数量提供至焊接点。例如，连接至气体阀的气体供应源可用于选择性地将保护气体供应至焊接操作。

在使用保护气体的焊接应用中，柔性气管可将气体供应缸或整体混合系统连接至焊接装置(例如焊接电源、送丝装置和附属件(pendant)等)。柔性气管将保护气体引导至气体阀，气体阀从而控制保护气体流至焊接操作。粉尘、碎屑或其他污染物可进入到柔性气管并且停留在气体阀中。这种污染物可妨碍气体阀的正常操作。为了防止污染物影响气体阀的操作，可使用过滤器以阻止保护气体中的某些颗粒进入到气体阀。但不幸的是，过滤器会被这些颗粒阻塞，并且因此需要不定期地清洗和/或更换。然而，在某些构造中，过滤器组件的结构使过滤器难以更换或清洗。照此，当试图接近或清洗过滤器时，将导致过滤器无法工作(例如，遭到破坏或被刺穿)。例如，一种工具可被引导向过滤器以移除过滤器和/或将碎屑从过滤器中去除。该工具可能无意中在过滤器中刺出一个洞，从而造成过滤器不再能阻止颗粒进入到气体阀。因此，在过滤器组件领域中存在一种需求，使得在不会危害过滤器完整性的情况下易于清洗和/或替换过滤器。

发明内容

在一个实施例中，用于焊接设备的保护气体过滤器组件包括过滤器外壳，具有设置其中的过滤器。该过滤器组件还包括连接至过滤器外壳且构造为接收保护气体的过滤器防护装置。过滤器防护装置包括防干扰部分，其构造为当物体插入到过滤器防护装置中时，阻止该物体与过滤器接触。

在另一个实施例中，焊接设备包括气体阀，其构造为选择性地允许焊接气体流至焊接应用。焊接设备还包括保护气体过滤器组件，其流通连接至气体阀且构造为防止颗粒进入气体阀。保护气体过滤器组件包括防干扰部分，其构造为阻止插入到保护气体过滤器组件中的物体接触在保护气体过滤器组件内的过滤网。

在另一个实施例中，用于焊接设备的保护气体过滤器组件包括外壳，其具有入口和出口，入口构造为接收来自保护气体源的保护气体，且出口构造为将保护气体引导至焊接设备。焊接设备还包括保护气体通道，其在入口和出口之间延伸通过外壳。焊接设备包括过滤网，其布置在保护气体通道内且构造为阻止颗粒穿过过滤网。焊接设备还包括防干扰装置，其在入口和过滤网之间布置在保护气体通道内。防干扰装置构造为将保护气体轴向地接收进到防干扰装置中并且径向地将保护气体引导至防干扰装置之外。防干扰装置构造为阻止插入到外壳入口中的物体与过滤网接触。

附图说明

通过参照附图阅读以下详细描述，将更好地了解本发明的这些和其他特征、方面及有益效果，附图中相同的标记代表了相同的部分，其中：

图1是使用根据本发明的方面的过滤器组件的焊接系统一个实施例的框图；

图2是根据本发明的方面的过滤器组件的一个实施例的侧视图；

图3是图2的过滤器组件实施例的分解视图；并且

图4是图2的过滤器组件实施例的横截面图。

具体实施方式

现在转向视图，图1是具有过滤器组件的焊接系统10的一个实施例的框图。在示出的实施例中，焊接系统10是金属惰性气体(MIG)焊接系统，尽管本发明可用于使用保护气体的其他焊接系统，例如钨极隋性气体(TIG)系统等。焊接系统10对焊接应用进行供电、控制，并且提供耗材。焊接系统10包括焊接电源12和电压传感送丝装置14。

焊接电源12接收初始电源16(例如，来自AC电网、发动机/发电机组、电池或其他能源产生设备或其组合)，调节(condition)初始电源，并且根据系统10的需要向一个或多个焊接装置提供输出电源。初始电源16可通过非现场的位置提供(即，初始电源可源于电网)。因此，焊接电源12包括电源转换电路18，其可包括能够根据系统10所指示的需求(例如，特殊的焊接工艺和规定)将AC输入电源转换成AC或DC输出电源的电路元件，例如变压器、整流器、开关等。这种电路在本领域中是众所周知的。

在一些实施例中，电源转换电路18可构造为将初始电源16转换为焊接电源输出和辅助电源输出二者。然而，在其他实施例中，电源转换电路18可仅适用于将初始电源转换为焊接电源输出，并且可提供独立的辅助转换器将初始电源转换为辅助电源。另外，在一些实施例中，焊接电源12可适于直接从壁装电源插座接收已转换的辅助电源输出。事实上，焊接电源12可采用任何适当的电源转换系统或机械装置以产生并提供焊接及辅助电源。

焊接电源12包括控制电路20。控制电路20包括至少一个控制器，该控制器控制焊接电源12的操作，并且可构造为接收及处理多个关于系统10性能和要求的输入。另外，控制电路20可包括非永久存储器和永久存储器，诸如ROM、RAM、磁存储器、光存储器或其组合。此外，用于不同焊接工艺的各种控制方式以及相关的设置和参数连同配置为在操作期间提供特定的输出(例如，开始送丝、使气体流动等)的编码可存储在存储器中。

焊接电源12包括用户界面22。控制电路20可从用户界面22接收输入，用户可通过用户界面22选择工序，并且输入所希望的参数(例如，电压、电流、特定脉冲或非脉冲焊接方式等)。另外，控制电路20可控制用户输入的参数以及任何其它参数。具体而言，用户界面22可包括显示器，用于向操作者显示或指示信息。控制电路20采用接口电路24用于与系统10中的其它装置例如送丝装置14进行数据通讯。

气源25根据焊接应用提供保护气体，例如氩气、氦气、二氧化碳等。保护气体在流动到阀28前被过滤器组件26过滤。如下面所详细讨论，过滤器组件26可构造为：去除污染物(例如，研磨的碎屑、沙子等)、在不破坏过滤器的情况下易于置换内部过滤器并清洗内部过滤器、阻止气体猛冲(surge)，以及与具有较小直径的其它过滤器相比变得更少被堵塞。阀28控制气体的流动，并且如果希望，可被选择为允许调节或控制供给焊接操作的气量。阀28可打开、关闭或者由控制电路20操作，从而使气体能流过阀28、阻止或控制气体流过阀28。例如，当阀28关闭时，可阻止保护气体流过阀28。相反，当阀28打开时，保护气体能够流过阀28。

保护气体从阀28排出且通过缆线或软管30(其在某些实施中可与焊接电源输出一起包装)流至送丝装置14，送丝装置14向焊接操作提供保护气体。如所示，过滤器组件26和阀28可为焊接电源12、送丝装置14或二者某些组合的一部分。在某些实施例中，过滤器组件26和/或阀28可为焊枪组件、附属物或某些其它焊接装置的一部分。此外，过滤器组件26和/或阀28可外部地连接至焊接装置或安装在焊接装置内部。

焊接电源流过电缆32到送丝装置14。送丝装置14可利用焊接电源给送丝装置14中的各种部件供电，例如给控制电路34供电。控制电路34控制送丝装置14的运行。送丝装置14还包括接口电路36，用于使用电缆38与焊接电源12通信。在某些实施例中，焊接电源和数据可采用在焊接电源12和送丝装置14之间的相同电缆。此外，在其它实施例中，电源可通过电缆38提供到送丝装置14。

送丝装置14包括用户界面40。控制电路34可从用户界面40接收输入，例如通过描述的与用户界面22有关的方法和装置。另外，控制电路34可向操作者显示信息，例如，电压、电流、焊丝速度、焊丝类型等。接触器42(例如，高安培继电器)由控制电路34控制且配置为使焊接电源能够流动到用于焊接操作的焊接电源电缆44或阻止焊接电源流动到用于焊接操作的焊接电源电缆44。在某些实施例中，接触器42可为机电装置，而在其它实施例中接触器42可为任何其它适合的装置，例如固态装置。送丝装置14包括焊丝驱动器46，其从控制电路34接收控制信号以驱动辊子48，辊子48旋转以从焊丝线轴50拉丝。焊丝通过缆线52提供到焊接操作。同样，送丝装置14可通过缆线54提供保护气体。可见，缆线44、52和54可用连接装置56捆扎在一起。

焊枪58利用焊丝、焊接电源和保护气体用于焊接操作。此外，焊枪58用于在焊枪58和工件60之间建立焊弧。端部配有夹钳64(或者另外的电连接装置)的工作电缆62将焊接电源12连接到工件60以形成焊接电力电路。如所示，电压感应电缆66采用感应夹钳68(或另外的电连接机构)从送丝装置14连接到工件60。送丝装置14连接到焊接电源12，从而甚至在焊枪58还没有形成焊弧时它也可运转。具体而言，送丝装置14通过电缆32从焊接电源12接收焊接电源。然而,在某些实施例中，送丝装置14可通过电缆38供电。此外，在这样的实施例中，电压感应电缆68可由电缆38内的配线替代。焊接电源连接到送丝装置14中的各部件(例如，控制电路34、焊丝驱动器46、用户界面40、接口电路36)。送丝装置14电源的回路采用感应电缆66以及连接到工件60的感应夹钳68形成。此外，具有工作夹钳64的工作电缆62为焊接电源12提供回路的最后部分。因此，该回路包括电缆66、工件60和电缆62。

图2是过滤器组件26的一个实施例的侧视图。如所示，第一气管组件70连接到过滤器组件26且允许保护气体流至过滤器组件26。此外，第二气管组件72连接在过滤器组件26和阀28之间且允许保护气体从过滤器组件26流动到阀28。第一气管组件70包括连接到连接器76的气管74。连接器76与过滤器组件26的入口接口连接。此外，第二气管组件72包括连接到连接器80和82的气管78。连接器80与过滤器组件26的输出接口连接，并且连接器82与阀28的入口接口连接。因此，保护气体可流过第一气管组件70、过滤器组件26和第二气管组件72到达阀28。保护气体能够选择性地被控制为流过阀28到达焊接应用。

过滤器组件26过滤颗粒以阻止颗粒流入阀28中。具体而言，过滤器组件26包括气体过滤器单元84，其具有过滤器外壳部分86和六角螺母88。过滤器外壳部分86包括用于阻挡污染物流到阀28的滤网或过滤器。六角螺母88用于安装气体过滤器单元84。此外，过滤器防护装置90插入气体过滤器单元84中且保护过滤器被无意损坏(例如，刺破)。气体过滤器单元84采用保持环94(例如，或者另一种锁定装置)安装到安装支架92。保持环94和六角螺母88将气体过滤器单元84固定到安装支架92。

图3是图2的过滤器组件26的实施例的分解图。过滤器防护装置90包括锁定螺母96，用于将过滤器防护装置90固定在气体过滤器单元84内。此外，过滤器防护装置90包括主体或喷嘴部分98。应认识到过滤器防护装置90的喷嘴部分98可设有螺纹以将过滤器防护装置90连接在气体过滤器单元84内。过滤器防护装置90包括与喷嘴部分98相邻的防干扰部分100，其允许保护气体轴向进入。保护气体通过开口102(例如，径向气体排出部分)径向地从防干扰部分100排出。O型环104围绕过滤器防护装置90的喷嘴部分98以提供密封。在装配好后，O型环104邻接过滤器外壳86的内圆周。

滤网或过滤器106设置在过滤器外壳86内以阻挡颗粒、碎屑或其它污染物流动到阀28。在某些实施例中，过滤器106的外径可大于过滤器外壳86的内径。在这样的实施例中，过滤器106可压配合在过滤器外壳86中以使过滤器106在安装好后具有凹形形状。例如，过滤器106的外径可为约0.8英寸，而过滤器外壳86的内径可为0.7英寸。大过滤器尺寸(例如，0.8英寸直径)与小过滤器尺寸相比可允许过滤器清洗和/或过滤器更换之间的更长时间。过滤器106可采用网状材料形成，例如150x 150网状材料或者其它适当的材料。尽管过滤器106示出为圆形，但是在某些实施例中，过滤器106可为管状的或者某些其它的形状。例如，管状过滤器可围绕过滤器防护装置90的防干扰部分100安装，从而从开口102流出的保护气体在从开口102出来后被过滤。

为了装配过滤器组件26，过滤器106插入在过滤器外壳86中且压向过滤器壁。气体过滤器单元84采用六角螺母88和保持环94连接到支架92。在某些实施例中，支架92包括六角开口，其匹配六角螺母88的尺寸以有助于装配。此外，气体过滤器单元84包括保持环94可安装在其内的腔体。过滤器防护装置90连接在气体过滤器单元84内。第一气管组件70可连接到过滤器组件26的入口接口，并且第二气管组件72可连接到过滤器组件26的输出接口。采用如上所述构造的过滤器组件26，过滤器106可去除污染物、在不损坏过滤器106的情况下容易更换或清洗、阻止气体猛冲，并且与具有较小直径的过滤器相比变得更少堵塞。

在运行期间，保护气体流过第一气管组件70。保护气体通过连接器76排出且轴向流入过滤器防护装置90，如箭头108所示。保护气体轴向地进入防干扰部分100，然后径向地通过开口102排出，如箭头110所示。保护气体然后流过气体过滤器单元84内的过滤器106。保护气体通过输出接口114排出气体过滤器单元84，输出接口114引导保护气体通过第二气管组件72到达阀28。

当过滤器组件26装配好后，第一气管组件70为了清洗和/或更换过滤器106而被移除。应理解，当物体插入过滤器防护装置90中时，过滤器防护装置90的形状阻止该物体接触过滤器106。例如，如果手指插入过滤器防护装置90中(如所示，从过滤器防护装置90的左侧)，则防干扰部分100将阻挡手指接触过滤器106。作为另一个示例，如果工具(例如，螺丝刀、焊丝等)插入过滤器防护装置90中(如所示从过滤器防护装置90的左侧)，则防干扰部分100将阻挡工具接触过滤器106。因此，为了清洗、取出或接近过滤器106，过滤器防护装置90首先被移除。因此，采用所安装的过滤器防护装置90，可防止过滤器106因物体插入过滤器防护装置90而造成损坏(例如，刺破)。

图4是图2的过滤器组件26的实施例的截面图。如所示，过滤器106设置在过滤器外壳86内且邻接过滤器壁116。过滤器壁116将过滤器106保持在气体过滤器单元84内的适当位置。在运行期间，保护气体轴向地流过第一气管组件70，如箭头108所示。保护气体轴向地流过过滤器防护装置90的防干扰部分100，然后径向地通过开口102排出防干扰部分100，如箭头110所示。保护气体然后流经过滤器106和第二气管组件72，如箭头118所示。因此过滤的保护气体被提供到阀28。

尽管这里仅示出且描述了本发明的某些特征，但是本领域的技术人员可进行很多修改和变化。因此，应理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明真实精神内的所有这样的修改和变化。

Claims (23)

1.一种用于金属惰性气体焊接设备的保护气体过滤器组件，包括：

过滤器外壳，其构造为连接在第一和第二保护气体导管之间并且具有过滤器，过滤器横向于轴向方向设置在过滤器外壳中，以在过滤器的整个半径上阻挡污染物沿轴向方向从第一气体导管到第二气体导管流动穿过过滤器外壳；以及

可移除过滤器防护装置，其布置在过滤器外壳中且构造为接收保护气体，可移除过滤器防护装置包括喷嘴部分和防干扰部分，其中防干扰部分构造为当物体插入可移除过滤器防护装置时阻止该物体与过滤器接触，其中可移除过滤器防护装置的外部构造为通过过滤器外壳的内部连接到过滤器外壳，并且其中可移除过滤器防护装置的内部构造为连接到第一气体导管的连接器。

2.如权利要求1所述的保护气体过滤器组件，其中过滤器外壳包括输出接口，输出接口构造为流体连接至第二气体导管且构造为将保护气体引入该第二气体导管中。

3.如权利要求1所述的保护气体过滤器组件，其中可移除过滤器防护装置包括入口接口，入口接口构造为通过可移除过滤器防护装置的内部流体连接至第一气体导管且构造为从该第一气体导管接收保护气体。

4.如权利要求1所述的保护气体过滤器组件，其中可移除过滤器防护装置的防干扰部分包括轴向气体进入部分和径向气体排出部分，轴向气体进入部分构造为将保护气体接收进防干扰部分中，径向气体排出部分构造为将保护气体引导至防干扰部分之外。

5.如权利要求1所述的保护气体过滤器组件，包括安装支架，其围绕过滤器外壳布置且构造为将该过滤器外壳固定至焊接设备。

6.如权利要求5所述的保护气体过滤器组件，包括固定至过滤器外壳的锁定装置，所述锁定装置用于将过滤器外壳保持在安装支架内。

7.如权利要求1所述的保护气体过滤器组件，其中过滤器的外径大于过滤器外壳的内径。

8.如权利要求1所述的保护气体过滤器组件，其中过滤器邻近过滤器壁地布置在过滤器外壳内。

9.如权利要求1所述的保护气体过滤器组件，其中当过滤器安装在过滤器外壳中时，过滤器包括凹形形状。

10.一种金属惰性气体焊接设备，包括：

气体阀，其构造为选择性地允许焊接气体流至焊接应用；以及

保护气体过滤器组件，其流体连接至气体阀且构造为防止颗粒进入气体阀，保护气体过滤器组件包括：

过滤器外壳，所述过滤器外壳构造为连接在第一和第二保护气体导管之间并且具有过滤网，过滤网横向于轴向方向设置在过滤器外壳中，以在过滤网的整个半径上阻挡污染物沿轴向方向从第一气体导管到第二气体导管流动通过过滤器外壳；和

可移除过滤器防护装置，其具有防干扰部分，防干扰部分构造为阻止插入保护气体过滤器组件中的物体接触保护气体过滤器组件内的过滤网，其中可移除过滤器防护装置的外部构造为通过过滤器外壳的内部而连接到过滤器外壳，并且其中可移除过滤器防护装置的内部构造为连接到第一气体导管的连接器。

11.如权利要求10所述的焊接设备，其中保护气体过滤器组件通过第二气体导管流体连接至气体阀。

12.如权利要求10所述的焊接设备，其中防干扰部分包括具有开口的、构造为接收第一气体导管的入口和构造为将保护气体径向地引导至防干扰部分之外的出口。

13.如权利要求10所述的焊接设备，其中保护气体过滤器组件外部地连接至焊接设备。

14.如权利要求10所述的焊接设备，其中保护气体过滤器组件安装在焊接设备内。

15.如权利要求10所述的焊接设备，其中过滤网在被安装至保护气体过滤器组件内时包括凹形形状。

16.一种用于金属惰性气体焊接设备的保护气体过滤器组件，包括：

外壳，其具有入口和出口，入口构造为接收来自保护气体源的保护气体，出口构造为将保护气体引导至焊接设备,并且外壳构造为连接在第一和第二保护气体导管之间；

保护气体通道，其在入口和出口之间延伸通过外壳；

过滤网，横向于轴向方向布置在保护气体通道内且构造为在过滤网的整个半径上阻止颗粒沿轴向方向从第一气体导管到第二气体导管通过外壳；以及

可移除过滤器防护装置，其包括防干扰装置，防干扰装置布置在保护气体通道内且在入口和过滤网之间，防干扰装置构造为轴向地将保护气体接收进防干扰装置中且径向地将保护气体引导至防干扰装置之外，并且该防干扰装置构造为阻止插入外壳的入口中的物体接触过滤网；

其中可移除过滤器防护装置的外部构造为通过外壳的内部连接到外壳，并且其中可移除过滤器防护装置的内部构造为连接到第一气体导管的连接器。

17.如权利要求16所述的保护气体过滤器组件，包括安装支架，安装支架围绕外壳布置且构造为将外壳固定至焊接设备。

18.如权利要求17所述的保护气体过滤器组件，包括固定至外壳的锁定装置，锁定装置用于将外壳保持在安装支架内。

19.如权利要求16所述的保护气体过滤器组件，其中过滤网的外径大于保护气体通道的内径。

20.如权利要求16所述的保护气体过滤器组件，其中过滤器邻近过滤器壁地布置在保护气体通道内。

21.一种用于金属惰性气体焊接设备的保护气体过滤器组件，包括：

过滤器外壳，其构造为连接在第一和第二保护气体导管之间，并且具有过滤器，过滤器横向于轴向方向布置在过滤器外壳中，以在过滤器的整个半径上阻挡污染物沿轴向方向从第一气体导管到第二气体导管流动穿过过滤器外壳；和

可移除过滤器防护装置，其布置在过滤器外壳中并且构造成接收保护气体，可移除过滤器防护装置包括防干扰部分，其中防干扰部分构造成当物体插入可移除过滤器防护装置时阻止该物体与过滤器接触，其中可移除过滤器防护装置的防干扰部分包括构造为将保护气体接收入防干扰部分的轴向气体进入部分和构造为将保护气体引导出防干扰部分的径向气体排出部分，其中可移除过滤器防护装置的外部构造成通过过滤器外壳的内部连接到过滤器外壳，并且其中可移除过滤器防护装置的内部构造成连接到第一气体导管的连接器。

22.一种金属惰性气体焊接设备，包括:

气体阀，其构造为选择性地允许焊接气体流至焊接应用；以及

保护气体过滤器组件，其流体连接至气体阀且构造为防止颗粒进入气体阀，保护气体过滤器组件包括：

过滤器外壳，所述过滤器外壳构造为连接在第一和第二保护气体导管之间并且具有过滤网，过滤网横向于轴向方向设置在过滤器外壳中，以在过滤网的整个半径上阻挡污染物沿轴向方向从第一气体导管到第二气体导管流动通过过滤器外壳；和

可移除过滤器防护装置，其具有防干扰部分，防干扰部分构造为阻止插入保护气体过滤器组件中的物体接触保护气体过滤器组件内的过滤网，其中可移除过滤器防护装置的防干扰部分包括构造为将保护气体接收入防干扰部分的轴向气体进入部分和构造为将保护气体引导出防干扰部分的径向气体排出部分，其中可移除过滤器防护装置的外部构造为通过过滤器外壳的内部而连接到过滤器外壳，并且其中可移除过滤器防护装置的内部构造为连接到第一气体导管的连接器。

23.一种用于金属惰性气体焊接设备的保护气体过滤器组件，包括：

过滤器外壳，其构造为连接在两个焊接保护气体导管之间，并且具有过滤器，过滤器横向于轴向方向布置在过滤器外壳中，以在过滤器的整个半径上阻挡污染物沿轴向方向从第一气体导管到第二气体导管流动穿过过滤器外壳；和

过滤器防护装置，其连接到过滤器外壳并且构造成接收保护气体，过滤器防护装置包括大体管状的延伸部分，所述管状的延伸部分具有构造为接收保护气体的轴向气体进入部分和构造为将保护气体引导出该管状的延伸部分的径向气体排出部分，所述过滤器防护装置还包括盲端，盲端构造为阻止插入过滤器防护装置的物体接触过滤器，其中可移除过滤器防护装置的外部构造为通过过滤器外壳的内部连接到过滤器外壳，并且其中可移除过滤器防护装置的内部构造为连接到第一气体导管的连接器。