CN111331233A - 基于大功率等离子切割的防断弧保护装置 - Google Patents

基于大功率等离子切割的防断弧保护装置 Download PDF

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Abstract

一种基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，包括等离子切割机、切割平台以及移动切割装置；切割平台包括上台体和下台体，下台体上转动连接有多个辊棒；切割移动装置包括：滑动连接在上台体上的切割小车，切割小车上设置有机械臂，且机械臂上装配有切割枪头；还包括冷却箱，冷却箱的内部注有遇热蒸发的水介质；等离子切割机内置空压机，空压机连接有分压罐，冷却箱的蒸汽排放端连通有蒸汽罐，蒸汽罐与分压罐连通且向供气管路辅助供应压缩蒸汽体。本发明中，通过设有切割小车以及机械臂时切割运行稳定，并切割下的铁水进入冷却箱内迅速降温，使水介质充分气化形成水蒸汽，水蒸汽对切割供气端提供辅助气体，保证切割供气的稳定运行。

Description

基于大功率等离子切割的防断弧保护装置
技术领域：
本发明涉及等离子切割设备，特别涉及一种基于大功率等离子切割的防断弧保护装置。
背景技术：
等离子切割作为一种高效率、低成本的切割方式，在切割市场内占有重要地位，其需求量逐年增加。现阶段国产等离子切割机以中小功率为主，大功率等离子切割过程中所配套的设备不完善，极易造成供气压力的浮动以及电极烧损。
金属切割是制作金属构件的首要步骤，其切割效果、材料损耗以及生产效率决定了产品成本和质量。由于用钢产业面临提升切割效率、降低切割成本和转变切割方式等方面的压力越来越大，对金属切割质量和环保的要求也在不断提高，这就意味着对切割方式以及控制方式的选择也越来越苛刻。然而在对厚度较大的板材进行大功率等离子切割时，极易造成断弧现象，造成板材的迅速降温，再次升温切割时会造成板材切割留疤、不规整等现象。
经研究，对等离子切割过程中造成断弧的现象多为，移动切割性能不稳定，自动化程度较低；供气压力过小或过大，等离子气排出不均匀造成的断弧；切割的铁水未及时降温，造成整体切割区域的温度较高，造成设备的烧损等一系列问题，致使在大功率切割过程中不能充分运行。
发明内容：
鉴于此，有必要设计一种基于大功率等离子切割的防断弧保护装置对板材切割过程中提供辅助气体保护，使供气压力稳定，并对切割下的铁水进行快速降温，确保整体切割区域温度降低。
一种基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，包括等离子切割机、切割平台以及移动切割装置；其中，
所述切割平台包括分层设置的上台体和下台体，所述上台体上间隔设置有多个固定棒，所述下台体上转动连接有多个辊棒；
所述切割移动装置包括：滑动连接在所述上台体上的切割小车，所述切割小车上设置有机械臂，且所述机械臂上装配有连接所述等离子切割机的切割枪头；
还包括位于多个所述辊棒上的冷却箱，所述冷却箱与所述切割小车同位移动，所述冷却箱的顶部设置有与所述切割枪头位置相对的喇叭管，且所述冷却箱的内部注有遇热蒸发的水介质；
所述等离子切割机内置空压机，所述空压机连接所述切割枪头的供气管路上设置有分压罐，所述冷却箱的蒸汽排放端设置有负压扇，且所述负压扇通过具有单向排放端的管路连通有蒸汽罐，所述蒸汽罐与所述分压罐连通且向所述供气管路辅助供应压缩蒸汽体。
优选的，所述上台体的一侧沿长度方向设置有安装板，所述安装板上开设有轨槽，所述切割小车的底部设置有与所述轨槽相配合的电动轨轮。
优选的，所述切割小车通过连接杆连接所述冷却箱。
优选的，所述冷却箱的一侧铰接有密封箱门。
优选的，所述管路上设置有单向排气阀。
优选的，所述分压罐的内部沿供气方向依次设置有蒸汽腔室、高压腔室以及混合腔室；其中，所述蒸汽罐接所述蒸汽腔室，所述空压机连接所述高压腔室，且所述高压腔室的内部设置有浮动调压装置，所述高压腔室以及所述蒸汽腔室均通过浮动调压装置与所述混合腔室连通。
优选的，所述浮动调压装置包括：水平设置在所述高压腔室的隔板，所述隔板将所述高压腔室隔离分为上压力室和下压力室；其中，所述上压力室开设有与所述混合腔室连通的第一口，所述上压力腔室的内部滑动设置有由压缩气体驱动的受力板，所述隔板上设置有用于抵压所述受力板的弹簧，且所述受力板一侧设置有用于封堵所述第一口的挡板；
所述下压力室相对设置有与所述混合腔室连通的第二口以及与所述蒸汽腔室连通的第三口；其中，所述第二口铰接有用于阻隔混合气体回流至所述下压力室的封堵板，且所述受力板远离所述挡板的一端连接有用于封堵所述第三口的插板。
优选的，所述隔板上开设有与所述插板相配合的插槽孔。
优选的，所述混合腔室的排气端装配有连接所述供气管路的球阀，且所述供气管路上装配有压力表。
优选的，还包括设置在所述切割平台上的接线柱，所述等离子切割机的底线螺纹连接所述接线柱。
本发明中，通过设有切割小车以及机械臂时切割运行稳定，并切割下的铁水进入冷却箱内迅速降温，使水介质充分气化形成水蒸汽，水蒸汽对切割供气端提供辅助气体，保证切割供气的稳定运行。
附图说明：
附图1是本发明基于大功率等离子切割的防断弧保护装置的立体结构示意图；
附图2是本发明中提供的切割平台的结构示意图；
附图3是本发明中提供的辊棒的结构示意图；
附图4是本发明中提供的冷却箱的剖视图；
附图5是本发明中提供的分压罐的剖视图；
附图6是本发明中提供的隔板的结构示意图。
图中：切割平台-1、上台体-2、下台体-3、固定棒-4、辊棒-5、安装板-6、轨槽-7、切割小车-8、机械臂-9、切割枪头-10、等离子切割机-11、供气管路-12、分压罐-13、冷却箱-14、管路-15、单向排气阀-16、蒸汽罐-17、接线柱-18、底线-19、连接杆-20、密封箱门-21、喇叭管-22、负压扇-23、蒸汽腔室-24、高压腔室-25、混合腔室-26、上压力室-27、下压力室-28、隔板-29、受力板-30、第一口-31、挡板-32、弹簧-33、第二口-34、封堵板-35、第三口-36、插板-37、球阀-38、压力表-39、插槽孔-40。
具体实施方式：
如附图1-2中所示，一种基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，包括：切割平台1，该切割平台1作为本申请实施例中切割载体，用于将板材放置在切割平台1上进行固定，并且本实施例中采用板材切割下来的铁水进行同步回收冷却，以此降低切割区域的温度，此外，在切割平台1上设置有滑动的切割小车8，切割小车8上设置机械臂9，机械臂9的端部连接有切割枪头10，从而增强自动化切割时的移动稳定性能，使切割枪头10与板材之间的间距稳定，避免因移动过程中造成断弧现象。
在具体设置切割平台1时，切割平台1包括分层设置的上台体2和下台体3，上台体2上间隔设置有多个固定棒4，多个固定棒4之间存在移动间隙，并采用圆形的固定棒4便于铁水流向下台体3。因切割小车8在焊接过程中处于移动状态，从而在装配切割小车8时，上台体2的一侧沿长度方向设置有安装板6，安装板6上开设有轨槽7，切割小车8的底部设置有与轨槽7相配合的电动轨轮。从而使切割小车8沿轨槽7进行移动，增强切割时的稳定性。在切割下的铁水流向下台体3后，本实施例中采用与切割小车8同步移动的冷却箱14进行回收以及冷却。
继续参阅图3-图4，下台体3上转动连接有多个辊棒5，冷却箱14位于多个辊棒5上，辊棒5为通过轴承连接下台体3的两端，减少冷却箱14在下台体3的移动摩擦力，并且切割小车8通过连接杆20连接冷却箱14；从而使冷却箱14与切割小车8同步移动。
并且，为了使铁水流进冷却箱14内进行冷却降温，本实施例中的冷却箱14的顶部设置喇叭管22，使切割下铁水顺着喇叭管22流进冷却箱14内，冷却箱14内注有遇热蒸发的水介质，对铁水进行冷却的后形成水蒸汽，水蒸汽为等离子切割过程中可使用气体，为此本实施例中将对铁水降温后的水蒸汽进行回用为辅助切割气体，以此增强切割气压的稳定性。并且，冷却箱14的一侧铰接有密封箱门21。通过设有的密闭箱门21可以在切割做业完成后进行凝结铁水的回收。
上述机构中可以看出，在切割小车8带动切割枪头10移动过程中，对中厚板材进行切割，产生大量铁水进入冷却箱14内，机械臂9采用三轴机械臂9，对切割不同形状进行灵活应用，切割小车8以及机械臂9均为本领域技术人员公知的器械，在此不做过多赘述。
继续参阅图1以及图5，本实施例中在具体使水蒸汽成为辅助的供气气体时，采用等离子切割机11内置空压机，空压机置于等离子切割焊机的内部为现有技术中常用的技术方法，并且切割线路以及供气管路12均连接切割枪头10，在此不做过多赘述。
空压机连接切割枪头10的供气管路12上设置有分压罐13，冷却箱14的蒸汽排放端设置有负压扇23，且负压扇23通过具有单向排放端的管路15连通有蒸汽罐17，蒸汽罐17与分压罐13连通且向供气管路12辅助供应压缩蒸汽体。
具体的，分压罐13的内部沿供气方向依次设置有蒸汽腔室24、高压腔室25以及混合腔室26；其中，蒸汽罐17接蒸汽腔室24，空压机连接高压腔室25，且高压腔室25的内部设置有浮动调压装置，高压腔室25以及蒸汽腔室24均通过浮动调压装置与混合腔室26连通。设有的浮动调压装置均衡空压机以及蒸汽罐17内流向供气管路12的气压，使气压稳定，改善以往气压高低变化造成的断弧现象。
该浮动调压装置包括：水平设置在高压腔室25的隔板29，隔板29将高压腔室25隔离分为上压力室27和下压力室28；其中，上压力室27开设有与混合腔室26连通的第一口31，上压力腔室的内部滑动设置有由压缩气体驱动的受力板30，隔板29上设置有用于抵压受力板30的弹簧33，且受力板30一侧设置有用于封堵第一口31的挡板32；
下压力室28相对设置有与混合腔室26连通的第二口34以及与蒸汽腔室24连通的第三口36；其中，第二口34铰接有用于阻隔混合气体回流至下压力室28的封堵板35，且受力板30远离挡板32的一端连接有用于封堵第三口36的插板37；如图6所示，隔板29上开设有与插板37相配合的插槽孔40。
上述结构中可以看出，在冷却箱14内形成大量水蒸汽后，负压扇23将水蒸汽吸入蒸汽罐17内，并且单向排气阀16阻隔蒸汽罐17内的气体回流至冷却箱14内，使蒸汽罐17内的气体形成压缩状态，蒸汽罐17内的气体流进蒸汽腔室24，在空压机的压缩空气进入高压腔室25后，抵压受力板30下移，弹簧33储存弹性势能，此时第一口31外露，使高压腔室25与混合腔室26实现连通，空压机的压缩空气进入混合腔室26内，并在受力板30下移过程中逐渐封堵第三口36，使水蒸汽少量进入混合室；当空压机输入的压缩空气较低时，弹簧33的弹性势能释放，受力板30向上移动，此时第三口36进入水蒸汽量增大，从而在封堵板35敞口增大，从而使混合腔室26内的气体充分，供应气压稳定。该封堵板35为采用扭簧铰接第三口36，且为单向敞开，避免混合腔室26气体回流至下压力室28。通过上压力室27和下压力室28的相互配合，使进入混合腔室26内的气体量稳定，从而形成稳定供应，避免出现供气量不足造成断弧的弊端。并且为了使供气压力多方面调节，混合腔室26的排气端装配有连接所述供气管路12的球阀38，且供气管路12上装配有压力表39。
继续参阅图1，在等离子切割过程中，切割用的底线19如接触不良，则会造成断弧的现象发生，现有设备中多采用底线19夹，其不能与切割平台1的内部铁芯连通，会造成底线19发热以及断路的发生，为此，本实施例中采用在切割平台1上设置接线柱18，等离子切割机11的底线19螺纹连接接线柱18。使底线19连接更加稳定。
本发明中，通过设有切割小车8以及机械臂9时切割运行稳定，并切割下的铁水进入冷却箱14内迅速降温，使水介质充分气化形成水蒸汽，水蒸汽对切割供气端提供辅助气体，保证切割供气的稳定运行。

Claims (10)

1.一种基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，包括：等离子切割机、切割平台以及移动切割装置；其中，
所述切割平台包括分层设置的上台体和下台体，所述上台体上间隔设置有多个固定棒，所述下台体上转动连接有多个辊棒；
所述切割移动装置包括：滑动连接在所述上台体上的切割小车，所述切割小车上设置有机械臂，且所述机械臂上装配有连接所述等离子切割机的切割枪头；
还包括位于多个所述辊棒上的冷却箱，所述冷却箱与所述切割小车同位移动，所述冷却箱的顶部设置有与所述切割枪头位置相对的喇叭管，且所述冷却箱的内部注有遇热蒸发的水介质；
所述等离子切割机内置空压机，所述空压机连接所述切割枪头的供气管路上设置有分压罐，所述冷却箱的蒸汽排放端设置有负压扇，且所述负压扇通过具有单向排放端的管路连通有蒸汽罐，所述蒸汽罐与所述分压罐连通且向所述供气管路辅助供应压缩蒸汽体。
2.如权利要求1所述的基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，所述上台体的一侧沿长度方向设置有安装板，所述安装板上开设有轨槽，所述切割小车的底部设置有与所述轨槽相配合的电动轨轮。
3.如权利要求2所述的基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，所述切割小车通过连接杆连接所述冷却箱。
4.如权利要求1所述的基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，所述冷却箱的一侧铰接有密封箱门。
5.如权利要求1所述的基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，所述管路上设置有单向排气阀。
6.如权利要求1所述的基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，所述分压罐的内部沿供气方向依次设置有蒸汽腔室、高压腔室以及混合腔室；其中，所述蒸汽罐接所述蒸汽腔室，所述空压机连接所述高压腔室，且所述高压腔室的内部设置有浮动调压装置，所述高压腔室以及所述蒸汽腔室均通过浮动调压装置与所述混合腔室连通。
7.如权利要求6所述的基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，所述浮动调压装置包括：水平设置在所述高压腔室的隔板，所述隔板将所述高压腔室隔离分为上压力室和下压力室；其中，所述上压力室开设有与所述混合腔室连通的第一口，所述上压力腔室的内部滑动设置有由压缩气体驱动的受力板，所述隔板上设置有用于抵压所述受力板的弹簧，且所述受力板一侧设置有用于封堵所述第一口的挡板；
所述下压力室相对设置有与所述混合腔室连通的第二口以及与所述蒸汽腔室连通的第三口；其中，所述第二口铰接有用于阻隔混合气体回流至所述下压力室的封堵板，且所述受力板远离所述挡板的一端连接有用于封堵所述第三口的插板。
8.如权利要求7所述的基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，所述隔板上开设有与所述插板相配合的插槽孔。
9.如权利要求6所述的基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，所述混合腔室的排气端装配有连接所述供气管路的球阀，且所述供气管路上装配有压力表。
10.如权利要求1-9任意一项所述的基于大功率等离子切割的防断弧保护装置，其特征在于，还包括设置在所述切割平台上的接线柱，所述等离子切割机的底线螺纹连接所述接线柱。
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