CN115351403A - 一种空气等离子切割枪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气等离子切割枪及其使用方法，涉及等离子切割枪技术领域，解决了现有的等离子切割枪流量调节结构复杂、冷却不良的问题，其技术方案要点是：包括割枪本体、冷热流调制单元和开关电磁阀；所述冷热流调制单元具有热端管和冷端管，用于将压缩空气转化为热气和冷气，分别经热端管和冷端管输出；所述冷端管与所述割枪本体连接，所述端管与所述开关电磁阀连接；当所述电磁阀开启时，所述冷端管输出的气流温度在0‑10℃，所述冷端管输出的气流占整体气流的30％‑50％；通过设置冷热流调制单元和开关电磁阀，构成空气等离子切割枪的流量调节结构，输出低温气流对割枪进行冷却，延长割枪寿命。

Description

一种空气等离子切割枪及其使用方法

技术领域

本发明涉及等离子切割枪技术领域，更具体地说，它涉及一种空气等离子切割枪及其使用方法。

背景技术

空气等离子切割枪是一种热切割设备,它的工作原理是以压缩空气为工作气体,以高温高速的等离子弧为热源、将被切割的金属局部熔化、并同时用高速气流将已熔化的金属吹走、形成狭窄切缝。该设备可用于不锈钢、铝、铜、铸铁、碳钢等各种金属材料切割,不仅切割速度快、切缝狭窄、切口平整、热影响区小,工件变形度低、操作简单,而且具有显著的节能效果。

空气等离子切割枪的起弧方式分为接触式和转移弧式。随着技术的发展，转移弧式是市场主流方式。转移弧式切割枪是先由喷嘴和电极之间建立引导弧，然后将电弧转移到电极和工件之间。

常规的带引导弧功能的空气等离子切割枪，在起弧阶段，由于引导弧电流较小，所需气流量也较小，一般只能达到正常切割气体流量的30％～50％之间，流量过大会导致引导弧不稳定，影响起弧效果。这就要求切割枪在引导弧阶段和切割阶段应提供两种不同大小的气体流量，但现有的控制结构较为复杂，引导弧不稳定。

另外，等离子割枪在使用过程中会发热，冷却不良，会导致割枪损坏或者使用寿命减短。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是现有的空气等离子切割枪流量调节结构复杂、冷却不良，目的在于提供一种空气等离子切割枪及其使用方法及其使用方法，解决上述问题。

本申请一方面提供一种空气等离子切割枪，通过下述技术方案实现：

包括割枪本体、冷热流调制单元和开关电磁阀；所述冷热流调制单元用于将压缩空气转化为热气和冷气，具有热端管和冷端管，所述热端管用于输出热气，所述冷端管与所述割枪本体连通，为所述割枪本体提供气流，所述热端管与所述开关电磁阀连通，用于调节所述气流流量与温度；当所述电磁阀开启时，所述冷端管输出的气流温度在0-10℃，所述冷端管输出的气流的流量占整体气流流量的30％-50％。

采用上述技术方案，冷热流调制单元具有冷端管和热端管两个输出管道，热端管通过开关电磁阀控制开断，当开关电磁阀开启时，热端管的部分气流经开关电磁阀流出，剩余的气流经冷端管输出，此时冷端管输出0-10℃的气流，气流经冷却做引导弧气体，可冷却割枪电缆、电极和喷嘴，提高割枪寿命，且此时冷端管输出气流的流量占整体气流流量的30％-50％，流量较为固定，有利于引导弧建立电弧，喷弧过程也更稳定，不易断弧；当开关电磁阀关闭时，热端管的气流与冷端管的气流混合，一同从冷端管输出，此时压缩空气尽数输出供给切割，保证切割弧质量。

进一步的，所述热端管输出口设置有调节阀，调节所述热端管输出的气流流量为整体气流流量的50％-70％。

进一步的，所述热端管长径比为10-20。

采用上述技术方案，通过改变热端管的直径、长度以及在热端管的输出口增加调节阀，可以精准的调节热端管输出的气流流量以及热端管的气流温度，确保当开关电磁阀开启时，冷端管输出0-10℃的气流，且输出整体气流的30％-50％；且设置热端管的长径比为10-20保证了长度尺寸小型化，便于安装。

进一步的，所述冷热流调制单元为涡流管。

进一步的，所述冷热流调制单元为逆流型涡流管。

采用上述技术方案，可将输入的压缩空气转换为冷空气和热空气，冷空气经一端的冷端管输出，热空气经另一端的热端管输出。

进一步的，还包括排放管，所述排放管与所述开关电磁阀相连。

采用上述技术方案，开关电磁阀开启后，热端管的气流可以经排放管排出。

进一步的，所述开关电磁阀为常闭式电磁阀。

采用上述技术方案，由于割枪处于引弧状态的时间较短，因此设置开关电磁阀为常闭式电磁阀，当需要引弧时，开启开关电磁阀，平常处于关闭状态，输入的压缩空气尽数从冷端管输出，为切割提供气流。

本申请另一方面还提供一种空气等离子切割枪的使用方法，应用于上述的空气等离子切割枪，通过如下步骤实现：

S1、打开空气等离子切割枪开关，启动空气等离子切割枪；

S2、打开开关电磁阀，进入引导弧状态；

S3、待引弧成功后，关闭开关电磁阀，进入切割状态；

S4、切割结束，关闭空气等离子切割枪开关，打开开关电磁阀，进入延时断气状态；

S5、关闭开关电磁阀，进入待机状态。

采用上述技术方案，割枪使用时，先打开开关电磁阀向割枪输入适合温度、适合流量的气流，便于割枪进入引弧状态，引弧成功后，关闭开关电磁阀，使得全部压缩空气都用于切割，保证切割能力，切割结束后关闭空气等离子切割枪开关，重新打开开关电磁阀，便于冷端管气流冷却割枪，提高割枪寿命，最后关闭开关电磁阀进入待机状态，便于下次使用。

进一步的，在步骤S3中，如引弧失败，则关闭空气等离子切割枪开关，打开开关电磁阀，进入延时断气状态。

采用上述技术方案，引弧失败后，需要关闭空气等离子切割枪开关，结束引弧，同时保持开关电磁阀打开进入延时断气状态一段时间，以冷却割枪。

进一步的，所述延时断气状态维持15-30秒。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1.本申请提供了一种空气等离子切割枪，通过设置冷热流调制单元调节输入割枪的气流流量以及气流的温度，通过简单的结构即可调节引弧、切割状态所需的气体流量，且气流温度较低可以对割枪及时冷却，提高割枪的寿命。

2.本申请还提供了空气等离子切割枪的使用方法，通过适时的开断开关电磁阀，切换引弧、切割状态，气流流量及温度可及时调节，引弧、切割可靠，提高了割枪的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一实施例提供的空气等离子切割枪的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的空气等离子切割枪的使用流程图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1、割枪本体；2、冷热流调制单元；3、调节阀；4、开关电磁阀。

具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件或与另一组成元件“相连”，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件或与另一组成元件“直接相连”时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例1提供一种空气等离子切割枪，通过设置冷热流调制单元2和开关电磁阀4，调节输送至割枪本体1的气流流量，且输出低温气流对割枪本体1进行冷却，延长割枪寿命。

如图1所示，包括割枪本体1、冷热流调制单元2和开关电磁阀4，其中，冷热流调制单元2用于将压缩空气转化为热气和冷气，具有热端管和冷端管，热端管用于输出热气，冷端管用于输出冷气；此处的热气和冷气是一个相关的概念，即温度较高的气流和温度较低的气流，具体的温度与热端管、冷端管的尺寸相关，冷端管与割枪本体1连通，为割枪本体1提供气流，热端管与开关电磁阀4连通，热端管内的气流可经开关电磁阀4排出，调节气流流量与温度。

在具体实施场景中，开关电磁阀4开启后，热端管的一部分气流经开关电磁阀4排出，剩余的气流与冷端管气流一同输出，冷端管输出的气流温度保持在0-10℃，可冷却割枪电缆、电极和喷嘴，提高割枪寿命，且温度维持在0℃以上，割枪材料不易变脆；冷端管输出的气流流量占整体气流流量的30％-50％，流量较为固定，便于割枪本体1引弧，喷弧过程也更稳定，不易断弧，整体气流即经进气管输入的压缩空气。

开关电磁阀4关闭后，热端管、冷端管的气流尽数从冷端管排出，即全部压缩空气都用于切割，保证切割能力。

进一步的，热端管长径比为10-20，热端管的输出口设置有调节阀3，用于调节热端管输出的气流流量为整体气流流量的50％-70％。

在具体实施场景中，冷热流调制单元采用涡流管，进一步地，采用逆流型涡流管，将输入的压缩空气转换为冷空气和热空气，冷空气经一端的冷端管输出，热空气经另一端的热端管输出。

对于涡流管而言，热端管的结构对制冷效果影响较大，加大热端管的直径或长度，均可以提高涡流管效率；但为了将涡流管安装到割枪系统内部，所以应当加大热端管的直径，同时减短热端管的长度，使涡流管的长径比控制在较小的范围，利于安装。同时，可以调节涡流管的长度和直径，使得开关电磁阀开启时，冷端管输出的气流温度控制在0-10℃范围内，输出比率占输出整体气流的30％-50％，以便操作引弧。

优选地，热端管长径比取10～20，管径取10mm，长度取100mm，既保证了长度尺寸小型化，又兼顾了冷却效率。

进一步地，开关电磁阀4输出端连接有排放管，用于排放热端管的气流。

开关电磁阀4为常闭式电磁阀，当需要引弧时，开启开关电磁阀4，开关电磁阀4平常处于关闭状态，输入的压缩空气尽数从冷端管输出，为切割提供气流。

本实施例实施时，压缩空气从冷热流调制单元2的进气口流入，冷热流调制单元2的冷端管产生温度较低气流，冷热流调制单元2的热端管产生温度较高的气流，开关电磁阀4开启时，一部分温度较高的气流流经调节阀3和开关电磁阀4，通过排放管排出，剩余的气流流至冷端管，与冷端管处的温度较低的气流混合后输至割枪本体1，此时气流的流量占整体压缩空气的30％-50％，为引弧提供良好的条件，且气流的温度置于0-10℃之间，有助于冷却割枪本体1，延长割枪的使用寿命；开关电磁阀4关闭时，热端管处的气流与冷端管的气流一同输至割枪本体4，即全部压缩空气都用于切割，保证切割能力，解决的传统割枪的流量调节和冷却问题。

实施例2

本实施例2在实施例1的基础上提供一种空气等离子切割枪的使用方法，如图2所示，包括：

S1、打开空气等离子切割枪开关，启动空气等离子切割枪；

S2、打开开关电磁阀4，进入引导弧状态；

S3、待引弧成功后，关闭开关电磁阀4，进入切割状态；

S4、切割结束，关闭空气等离子切割枪开关，打开开关电磁阀4，进入延时断气状态；

S5、关闭开关电磁阀4，进入待机状态。

在具体实施场景中，使用割枪时，打开空气等离子切割枪开关和开关电磁阀4向割枪输入适合温度、适合流量的气流，即0-10℃、占整体气流30％-50％的气流，便于割枪进入引弧状态，引弧成功后，关闭电磁阀，使得全部压缩空气都用于切割，保证切割能力，切割结束后关闭空气等离子切割枪开关，并重新打开开关电磁阀，便于冷端管气流冷却割枪电缆、电极和喷嘴，提高割枪寿命，最后关闭开关电磁阀进入待机状态，便于下次使用。

在步骤S3中，如引弧失败，则关闭空气等离子切割枪开关，结束引弧，并保持开关电磁阀4打开，进入延时断气状态，以冷却割枪。

优选地，延时断气状态维持15-30秒。

本实施例实施时，启动空气等离子切割枪，打开开关电磁阀4创造适合引弧的条件，操作引弧，再关闭开关电磁阀4，将全部压缩空气用于切割，切割完毕后，关闭空气等离子切割枪，并打开开关电磁阀4进入延时断气状态，提供0-10℃的气流冷却割枪，最后关闭开关电磁阀4进入待机状态便于下次使用。通过0-10℃的气流冷却割枪电缆、电极和喷嘴，提高割枪寿命，通过操作开关电磁阀4调节气流流量。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气等离子切割枪，其特征在于，包括：割枪本体(1)、冷热流调制单元(2)和开关电磁阀(4)；

所述冷热流调制单元(2)用于将压缩空气转化为热气和冷气，所述冷热流调制单元(2)具有热端管和冷端管，所述热端管用于输出热气，所述冷端管用于输出冷气；

所述冷端管与所述割枪本体(1)连通，为所述割枪本体(1)提供气流，所述热端管与所述开关电磁阀(4)连通，用于调节所述气流流量与温度；

当所述开关电磁阀(4)开启时，所述冷端管输出的气流温度为0-10℃，所述冷端管输出气流的流量占整体气流流量的30％-50％。

2.根据权利要求1所述的一种空气等离子切割枪及其使用方法，其特征在于，所述热端管输出口设置有调节阀(3)，调节所述热端管输出的气流流量为整体气流流量的50％-70％。

3.根据权利要求1所述的一种空气等离子切割枪及其使用方法，其特征在于，所述热端管长径比为10-20。

4.根据权利要求1所述的一种空气等离子切割枪及其使用方法，其特征在于，所述冷热流调制单元(2)为涡流管。

5.根据权利要求1所述的一种空气等离子切割枪及其使用方法，其特征在于，所述冷热流调制单元(2)为逆流型涡流管。

6.根据权利要求1所述的一种空气等离子切割枪及其使用方法，其特征在于，还包括排放管，所述排放管与所述开关电磁阀(4)相连。

7.根据权利要求1所述的一种空气等离子切割枪及其使用方法，其特征在于，所述开关电磁阀(4)为常闭式电磁阀。

8.一种空气等离子切割枪的使用方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一所述的一种空气等离子切割枪，包括如下步骤：

S1、打开空气等离子切割枪开关，启动空气等离子切割枪；

S2、打开开关电磁阀(4)，进入引导弧状态；

S3、待引弧成功后，关闭开关电磁阀(4)，进入切割状态；

S4、切割结束，关闭空气等离子切割枪开关，打开开关电磁阀(4)，进入延时断气状态；

S5、关闭开关电磁阀(4)，进入待机状态。

9.根据权利要求8所述的一种空气等离子切割枪的使用方法，其特征在于，在步骤S3中，如引弧失败，则关闭空气等离子切割枪开关，打开开关电磁阀(4)，进入延时断气状态。

10.根据权利要求8所述的一种空气等离子切割枪的使用方法，其特征在于，所述延时断气状态维持15-30秒。

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