CN201824039U - 一种水能源钢结构切割设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水能源钢结构切割设备，用于钢结构制造领域钢材的切割下料。含有单片机控制系统，步进电机，电解水箱，步进电机输入端连接驱动装置的输出端，单片机控制系统输出信号连接进电机驱动装置的信号输入端，单片机控制系统包括直流脉冲信号发生器和微机智能控制器，直流脉冲信号发生器输出间断锯齿波形电流信号连接电解水箱中的负载极板，所述电解水箱的电解气体出口管道上安装有控制阀，所述微机智能控制器根据钢板厚度自动控制产气量、切割氧的用量，输入相应控制信号到步进电机驱动装置，通过步进电机连接控制阀。本实用新型切割燃料燃烧无温室气体排放，环保无害，使用安全方便。具有很好的经济价值和社会效益，易于推广应用。

Description

一种水能源钢结构切割设备

技术领域

本实用新型涉及一种利用电解水制备氢氧气体的水能源钢结构切割设备。

背景技术

国外利用电解水制备氢氧气体的电解水制氢气设备主要是面向氢能源汽车和燃料电池。近几年国外制取氢气的技术逐渐朝向生物制取方向发展。目前国内研究生产电解水制备氢氧混合气体的设备，主要用于医疗安瓿封口和金银首饰加工等，部分产品用于钢厂炉前钢坯的切割。电解水制氢氧混合气体代替火焰切割气源中乙炔、丙烷、液化气，正适时地进入钢格构加工切割技术中。氢氧火焰切割所需的气源为氢气和氧气，可以由电解水制取高能氢氧燃料供应，从水中源源不断地分解出氢气和氧气，为火焰切割机实时供应燃料气体。氢氧（HO）气是由氢氧发生设备通过电解产生的混合气体，燃烧时温度2800度，热值是液化气的三倍，燃烧后还原成水不产生二氧化碳等温室气体，是最环保的绿色可再生能源，氢气和氧气都无毒无味，对人体无害。氢气的密度在气体中最轻，在大气中不会象液化气、天然气、乙炔等气体的有聚集危险。氢氧燃料作为一种节能环保且容易获得的燃料，在设备工作过程中，每立方氢氧混合气只消耗约0.8Kg的水和3度电，比乙炔成本降低50%以上。用氢氧焰切割，其切割速度快、切割面光洁度高、割缝小、不挂渣免后序清理等诸多优点。目前未见用于钢结构企业钢板切割的电解水制备成熟技术和设备。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术不足，提出一种节能环保、快速方便的氢氧火焰切割设备，采用直流脉冲电源向电解液中的极板供电，将水分子键电离分解为氢气和氧气，自动混合为氢氧（HO）混合气体，可以广泛应用于钢结构钢材的切割加工生产工艺中。

本实用新型所采用的技术方案：

一种水能源钢结构切割设备，含有单片机控制系统，步进电机，稳压电源，电解水箱，所述步进电机输入端连接步进电机驱动装置的输出端，单片机控制系统输出信号连接进电机驱动装置的信号输入端，稳压电源为单片机控制系统和步进电机驱动装置提供工作电源，所述单片机控制系统包括直流脉冲信号发生器和微机智能控制器，直流脉冲信号发生器输出间断锯齿波形电流信号连接电解水箱中的负载极板，所述电解水箱的电解气体出口管道上安装有控制阀，所述微机智能控制器根据钢板厚度自动控制产气量、切割氧的用量，输入相应控制信号到步进电机驱动装置，通过步进电机连接控制阀。

所述的水能源钢结构切割设备，在电解水箱的电解气体出口管道上连接有气体冷却装置和气液分离装置，气液分离装置输出电解气体依次通过降温过滤装置、气体洗涤装置和气体干燥装置，最后进入火焰切割割嘴。

所述的水能源钢结构切割设备，气体干燥装置的电解气体出口管道中安装有安全保护系统，所述安全保护系统包括氢气泄漏监控装置以及液位、压力以及流量检测传感器，所述液位、压力、流量检测传感器输出信号连接微机智能控制器。

所述的水能源钢结构切割设备，电解气体出口管道中安装有防爆膜、泄压阀、干式阻火器；微机智能控制器设有过压、过流、过温保护电路。

本实用新型的有益积极效果：

1、本实用新型水能源钢结构切割设备，采用直流脉冲电源技术，采用直流脉冲波电源，保证了电解系统在恒定直流脉冲电流和恒定电压条件下工作，提高了电解效率，由于脉冲使极板不吸附杂质离子，清洁了极板表面的尘埃，产气更稳定，延长了电解极板的寿命。氢氧混合气体燃烧过程中不产生二氧化碳等温室气体，绿色环保，具有广泛的应用和推广价值。

2、本实用新型水能源钢结构切割设备，控制系统采用智能控制和安全控制技术，智能控制氢氧量、切割氧量等，根据需要输入参数，即能实现节电、节气降低成本的目的。开机产气，停机停止产气，不储存气体，而且实时输出的气体压力不大于0.2Mpa。采用多级防护措施，安全可靠；电解槽采用耐高温、酸碱的合金材料，整体制作无漏气和漏液问题，并可提高使用寿命；电极采用特殊合金，耐强酸碱，寿命长，能耗低。

附图说明

图1：本实用新型水能源钢结构切割设备结构示意图。

具体实施方式

实施例一：参见图1，本实用新型水能源钢结构切割设备，含有单片机控制系统1，步进电机2，稳压电源4，电解水箱5（电解槽），所述步进电机2输入端连接步进电机驱动装置3的输出端，单片机控制系统1输出信号连接进电机驱动装置3的信号输入端，稳压电源4为单片机控制系统1和步进电机驱动装置3提供工作电源，所述单片机控制系统1包括直流脉冲信号发生器和微机智能控制器，直流脉冲信号发生器输出间断锯齿波形电流信号连接电解水箱5中的负载极板，所述电解水箱的电解气体出口管道上安装有控制阀，所述微机智能控制器根据钢板厚度自动控制产气量、切割氧的用量，输入相应控制信号到步进电机驱动装置3，通过步进电机2连接控制阀。

在单片机控制系统前面板上装有智能控制面板6作为人机接口，根据实际切割钢材的需要，单片机控制系统自动调节电源电流大小以使产出的氢氧气体供应量能够满足相应的切割氧气的用量，达到节能节气的目的。

实施例二：参见图1，本实施例水能源钢结构切割设备与实施例一不同的是：在电解水箱的电解气体出口管道上连接有气体冷却装置和气液分离装置，气液分离装置输出电解气体依次通过降温过滤装置、气体洗涤装置和气体干燥装置，最后进入火焰切割割嘴。气体冷却和气体洗涤分离技术，有效的控制了电解槽和气体的温度，提高了电解槽的寿命，减少气体中夹带的水气。经过洗涤减少了电解液的粘性对气分离和循环流动的阻力，也洗去了气体中夹带的碱液，减少了对气管和其它设备的腐蚀。

实施例三：参见图1，本实施例水能源钢结构切割设备与实施例一和实施例二不同的是：气体干燥装置的电解气体出口管道中安装有安全保护系统，所述安全保护系统包括氢气泄漏监控装置以及液位、压力以及流量检测传感器，所述液位、压力、流量检测传感器输出信号连接微机智能控制器。

所述的水能源钢结构切割设备，电解气体出口管道中安装有防爆膜、泄压阀、干式阻火器；微机智能控制器设有过压、过流、过温保护电路。

本实用新型节能环保型钢结构氢氧切割设备工作流程如下：三相380V交流电经直流脉冲电源（直流脉冲信号发生器）后产生直流脉冲电流，将此直流脉冲电流加在电解水箱（电解槽）里的电极板上，就产生了氢氧（HO）气体，气液冷却系统使电解槽温度降到80℃以下，氢氧气体降温至40℃以下，然后进入气液分离器，经过两次分离使气体基本上不带电解液。再经气体过滤器、气体降温装置、气体洗涤器、气体干燥装置后，氢氧混合气体的纯度达到99.5%以上，再经过安全监控装置进入无级调速可自动行走切割小车的割嘴，点火就能产生淡兰色的火焰，通过智能控制系统自动调节氢氧气量以及切割氧的流量以合理的配合进行切割工作。直流脉冲电源采用西门子直流宽脉冲电解电源，电极采用特殊合金材料，与同等功率其它设备相比电解效率提高22%以上。

Claims (4)

1.一种水能源钢结构切割设备，含有单片机控制系统，步进电机，稳压电源，电解水箱，所述步进电机输入端连接步进电机驱动装置的输出端，单片机控制系统输出信号连接进电机驱动装置的信号输入端，稳压电源为单片机控制系统和步进电机驱动装置提供工作电源，其特征是：所述单片机控制系统包括直流脉冲信号发生器和微机智能控制器，直流脉冲信号发生器输出间断锯齿波形电流信号连接电解水箱中的负载极板，所述电解水箱的电解气体出口管道上安装有控制阀，所述微机智能控制器根据钢板厚度自动控制产气量、切割氧的用量，输入相应控制信号到步进电机驱动装置，通过步进电机连接控制阀。

2.根据权利要求1所述的水能源钢结构切割设备，其特征是：在电解水箱的电解气体出口管道上连接有气体冷却装置和气液分离装置，气液分离装置输出电解气体依次通过降温过滤装置、气体洗涤装置和气体干燥装置，最后进入火焰切割割嘴。

3.根据权利要求2所述的水能源钢结构切割设备，其特征是：气体干燥装置的电解气体出口管道中安装有安全保护系统，所述安全保护系统包括氢气泄漏监控装置以及液位、压力以及流量检测传感器，所述液位、压力、流量检测传感器输出信号连接微机智能控制器。

4.根据权利要求3所述的水能源钢结构切割设备，其特征是：电解气体出口管道中安装有防爆膜、泄压阀、干式阻火器；微机智能控制器设有过压、过流、过温保护电路。

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