CN202169433U - 便携式氢氧发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医疗行业，高温处理，高温加工，切焊工业领域，特别涉及等离子切焊设备技术领域，具体是指一种便携式氢氧发生装置，其包括：壳体，壳体内设水箱，水箱的前端口连接阳极套筒，阳极套管连接阳极帽，离子发生器设置于的阳极套筒内，水箱后端口的密封盖上装有移动杆，移动杆的同轴贯穿石英玻璃管，移动杆的前部设置阴极头，移动杆的后端连接驱动开关，电源主机控制装置的正极输出端通过水箱体与氢氧离子发生器和阳极帽连接，负极输出端通过移动杆与阴极头连接，水箱内设吸水筒，用于高温加热，高温表面处理，高温玻璃封口，医用高温杀菌及杀死病变细胞，石材陶瓷雕刻，玻璃切割，修复陶瓷裂缝，适用范围较为广泛。

Description

便携式氢氧发生器

技术领域

本实用新型涉及医疗行业，高温处理，高温加工，切焊工业领域，特别涉及等离子切焊设备技术领域，具体是指一种氢氧发生装置。

背景技术

现代工业领域中，越来越多的使用到了各种金属和非金属材料的切焊设备，现在国内大多采用的切焊设备中，其原理大多采用把水先电解，分离成氢和氧储存在两个罐中，再用氧乙炔的方法进行火焰切焊的方法。这种压缩空气储存方式不仅危险，而且运输不方便，同时由于氧乙炔的切焊火焰为3000℃左右，局限性于碳钢类材料，而对于熔点较低的金属，比如不锈钢、铝、铜，则不能切割，同时对于非金属材料也不能进行切割。

另外，现有技术中还有一种空气等离子切割机，其工作过程中需要压缩空气机，切割时粉尘较大，环境污染大。同时，现在的水蒸气一般采用220V单相电和单水箱，其特点是功率小和工作时间短，切焊材料薄、切口差。这样就给人们的工作和生产带来了很大的不便。但是现有技术的中国专利万度超高温点源发生器（申请号为：201020110533.2）其水箱直接为离子发生器供水，在使用过程中容易出现供水过快，供水的持续性不好等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种便携式氢氧发生器，其能为本氢氧发生器提供性能稳定、能长时间工作的高温蒸汽源。

为了实现上述的目的，本实用新型的便携式氢氧发生器包括：主机电路控制装置和与其相连接的氢氧枪装置，氢氧枪包括：壳体，壳体内设水箱，所述的主机电路控制装置包括依次串接的整流电路单元、第一电子开关单元、逆变电路单元、第一二次整流电路单元、非转移弧电路单元，所述的非转移弧电路单元连接于所述的负极输出端，且该非转移弧电路单元通过第二电子开关单元与所述的正极输出端相连接，所述的整流电路单元还依次通过控制电路单元、第一保护电路单元与所述的第二电子开关单元相连接，所述的整流电路单元还通过低压供电电路单元分别与所述的逆变电路单元和控制电路单元相连接，所述的第一二次整流电路单元还依次通过第二二次整流电路单元和转移弧电路单元分别与第三电子开关单元和转移弧母材相连接，所述的控制电路单元还依次通过第二保护电路单元、所述的第三电子开关单元与所述的第二电子开关单元相连接，所述水箱的前端口连接阳极套筒，阳极套管连接阳极帽，离子发生器设置于的阳极套筒内，水箱后端口的密封盖上装有移动杆，移动杆的同轴贯穿石英玻璃管，移动杆的前部设置阴极头，移动杆的后端连接驱动开关，电源主机控制装置的正极输出端通过水箱体与氢氧离子发生器和阳极帽连接，负极输出端通过移动杆与阴极头连接，水箱内设吸水筒。

所述的水箱连接自动补水箱。

所述的整流电路单元为二/三相全桥整流电路单元。

所述的吸水套为石棉圆筒。

所述的阴极头为电极钨棒。

本实用新型采用吸水筒具有较好的吸水性和含水性、耐高温、防腐烂、为本氢氧发生器提供性能稳定、能长时间工作的高温蒸汽源，防腐成型玻璃棉圆筒水箱置于氢氧抢装置内。采用了该实用新型的便携式氢氧发生器，由于其可把普通的自来水在载具内加热成水蒸气，以水蒸气作为等离子电弧的离子气源，其产生的等离子束温度可达15000℃以上，热量及能量密度大，热区高度集中，穿透能力强，可切可焊，可作为切割机或电焊机使用；同时也可用于高温加热，高温表面处理，高温玻璃封口，医用高温杀菌及杀死病变细胞，石材陶瓷雕刻，玻璃切割，修复陶瓷裂缝，适用范围较为广泛。

附图说明

图1为本实用新型的便携式氢氧发生器中的内部结构剖视图。

图2为本实用新型的便携式氢氧发生器中的主机电路控制装置的功能模块示意图。

图3为本实用新型的便携式氢氧发生器中的主机电路控制装置的电路原理图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，该便携式氢氧发生器包括：主机电路控制装置和与其相连接的氢氧枪装置，氢氧枪包括：壳体5，壳体内设水箱13，所述的主机电路控制装置包括依次串接的整流电路单元、第一电子开关单元、逆变电路单元、第一二次整流电路单元、非转移弧电路单元，所述的非转移弧电路单元连接于所述的负极输出端，且该非转移弧电路单元通过第二电子开关单元与所述的正极输出端相连接，所述的整流电路单元还依次通过控制电路单元、第一保护电路单元与所述的第二电子开关单元相连接，所述的整流电路单元还通过低压供电电路单元分别与所述的逆变电路单元和控制电路单元相连接，所述的第一二次整流电路单元还依次通过第二二次整流电路单元和转移弧电路单元分别与第三电子开关单元和转移弧母材相连接，所述的控制电路单元还依次通过第二保护电路单元、所述的第三电子开关单元与所述的第二电子开关单元相连接，所述水箱的前端口连接阳极套筒9，阳极套管连接阳极帽7，离子发生器设置于的阳极套筒内，水箱后端口的密封盖15上装有移动杆12，移动杆的同轴贯穿石英玻璃管13，移动杆的前部设置阴极头8，移动杆的后端连接驱动开关3，电源主机控制装置的正极输出端通过水箱体与氢氧离子发生器和阳极帽连接，负极输出端通过移动杆与阴极头连接，水箱内设吸水筒4。所述的启动开关3驱动移动杆12在绝缘石英玻璃管11内沿轴线往返移动，并驱动所述的阴极头与所述的阳极帽接触或者分离。阴极头8采用电极钨棒。

同时，该主机电路控制装置的负极输出端贯穿于水箱13，并通过阴极线于所述的启动杆12相连接；而且该氢氧抢装置的内部功能部件还包括自动补水箱1，所述的自动补水箱1内部与所述的水箱13内部相连通，所述的自动补水箱1上还设置有注水密封帽2。

再请参阅图2所示，该便携式氢氧发生器的主机电路控制装置包括依次串接的整流电路单元21、第一电子开关单元22、逆变电路单元23、第一二次整流电路单元24、非转移弧电路单元25，所述的非转移弧电路单元25连接于所述的负极输出端26，且该非转移弧电路单元25通过第二电子开关单元27与所述的正极输出端28相连接，所述的整流电路单元21还依次通过控制电路单元29、第一保护电路单元30与所述的第二电子开关单元27相连接，所述的整流电路单元21还通过低压供电电路单元31分别与所述的逆变电路单元23和控制电路单元29相连接。

不仅如此，该第一二次整流电路单元24还依次通过第二二次整流电路单元32和转移弧电路单元33分别与第三电子开关单元34和转移弧母材35相连接，所述的控制电路单元29还依次通过第二保护电路单元36、所述的第三电子开关单元34与所述的第二电子开关单元27相连接。

其中，该整流电路单元21为二/三相全桥整流电路单元。

在实际使用当中，本实用新型的便携式氢氧发生器，由主机电路控制和保护电路以及氢氧抢构成，所述的氢氧枪由高绝缘性的塑料外壳及内部的功能部件构成，功能部件包括：自动补水箱和水箱，其中该自动补水箱装配在水箱上构成复合水箱，该自动补水箱内为空心容器，其作用是装配水使其加长工作时间，若不使用自动补水箱，也不影响机器正常工作，只是工作时间会缩短30-50分钟；该复合水箱与电源主机控制电路相连接，水箱的前端口连接阳极帽，后端口设有校正同轴度和保证密封性后盖，后盖上可装配启动杆；负极置于水箱内，通过阴极线与启动杆连接构成负极，其头端装配电极钨棒，启动杆外围装配精密石英玻璃管，石英玻璃管保证启动杆的同轴度和阴阳极绝缘。启动杆通过启动开关可在石英玻璃管内壁自由移动，使钨棒与阳极帽接处打火，实现启动氢氧抢。

对于氢氧枪来说，其是由高绝缘的塑料外壳体及内置的功能部件构成的，绝缘外壳体5采用耐高温的PC材料制成，水箱为不锈钢，其他部件多采用紫铜和黄铜制成，保证其良好的电性能。

所述的功能部件包括：由水箱13和自动补水箱1构成的复合水箱，吸水筒置于水箱13内，水箱的前端通过阳极套筒9连接阳极帽7，绝缘石英玻璃管11把前后移动杆12和阳极绝缘。所述的前后移动杆12置于复合水箱内且与电源负极相连接，其头端固定钨棒8，前后移动杆12的尾端设有使前后移动杆12前后移动的启动开关，阳极套筒内装有离子发生器6，前后移动杆12与主机电路负极相连接，复合水箱与主机电路正极相连接，同时接在输入电缆上。

工作时水通过密封帽2注入复合水箱内，主机接通电源后，按启动开关3，启动后迅速放开启动开关，钨棒与阳极帽接触起弧，水在水箱内形成蒸气，水蒸气随着区域内的温度升高压力变大，因主水箱内前端装配有石棉，此时蒸气从阳极帽内喷出高温蒸气，在电弧作用下，通过氢氧离子发生器6一部分水蒸气变成氢氧等离子体，此时高压水蒸气包裹着电弧从阳极帽中喷出，此时的氢氧等离子电弧内焰温度可达15000℃以上，热量及能量密度大，热区高度集中，穿透能力强，电弧挺度高，切缝较细，弧的扩散角度仅为3度左右。

所述的主机电路和控制及保护电路由二次整流电路单元、控制电路单元、保护电路单元、电子开关、逆变电路单元构成，外接电源经整流电路单元全桥整流输出后接控制电路单元、保护电路单元、逆变电路单元，逆变电路通过二次整流后输出分别接切焊具，电子开关控制逆变电路的启动和关闭，控制电路控制电子开关，保护电路监控主机及切焊具的运行状态。

再请参阅图3所示，主机控制电路描述为：为减小体积和重量，电源主机控制电路采用逆变形式，其中逆变器采用4支IGBT（功率管IRG4PC40UD），工作电流分档可调3A～12A，空载电压430V，逆变器两组整流电源串联，如果采用非转移弧，只用单回路电路，如果采用转移弧和非转移弧并存，则需要两组电路串联使用。

主电路输入交流电，其可以为380伏的三相动力电压，也可以为220伏市电电压，通过三相全桥整流，经过由Q1～Q4的全桥逆变，变压器L1输出两组25KHZ的高频电压，分别整流后作为切割和焊接的工作电源。

控制电路由W8为给定的电流信号，通过运算放大器IC22和IC21放大后与电流反馈信号经过运放IC13和IC12放大后进行比较，再经过二级运放IC19和IC20送到脉宽调制器IC18芯片.由IC18送出两组信号分别经过IC17、D触发器IC15和IC14进行整形和驱动放大单元IC15和IC14，控制Q1～Q4的逆变，保证两组高频管同时开、同时关。PWM IC18的一组相位恒定输出，经IC16输出负电平使Q10导通，驱动光耦TLP1，运放IC7输出使Q16导通。逆变桥输出的一组高频电压3、4经过整流后输出直流电压，加在切焊具的正负两极，切焊具即可工作，此时工作能量较小，可切焊薄钢材和非导电材料，要使能量加大，使逆变器的两组电压同时工作，可打开电位器W7，开启第二组整流桥1、2接工件，此时两组电压为串联，两组回路叠加工作，此时切焊具能量较大，可切焊较厚的导电材料，如果切焊具的水已使用完，切焊具的保护电路起作用，此时KB1监测到切焊具温度升高，Q16自动关断，同时D5发出闪光信号，作业人员此时需停机冷却切焊具，重新加入水后再开机工作。如果主机长时间工作，Q1-Q4的温度过高，装在Q1-Q4上的温控装置起到监测作用，如机箱内温度超过80℃，温度传感器使Q16自动关断，同时D5发出红光信号，主机自动停止工作，作业人员此时需停止工作，待红光信号消失后再次开启进行工作。

本实用新型的便携式氢氧发生器是一种新型的超高温点源发生设备，其特点是把水在内氢氧枪内加热、电离、高速运行后，形成水蒸气和高温电弧，以水蒸气作为氢氧等离子电弧的离子气源产生高温点源，电弧火焰中心温度可达15000℃以上，穿透能力极强。本设备输入功率4KW，能切割1mm-18mm厚的碳钢、不锈钢和铝板，焊接1mm～12mm厚的碳钢和铝板。在超高温点源载具内注入100mL水和复水箱自动补水100mL，一次可工作50分钟；电源主机采用逆变形式，其可以使用380伏的三相动力电压交流电源，也可以使用220伏市电电压交流电源；工作时不需要气瓶和压缩空气等辅助设备，因而具有体积小、重量轻、携带移动方便的优点，电弧燃烧后形成水蒸气，吸收部分烟尘和细小飞溅物，切焊时不会产生烟尘，是一种环保型的切焊设备；本机最大特点是采用双回路设计，可以切割和焊接，既可切焊金属材料，又可切焊、加工非金属材料。

Claims (5)

1.便携式氢氧发生器，包括：主机电路控制装置和与其相连接的氢氧枪装置，氢氧枪包括：壳体（5），壳体内设水箱（13），所述的主机电路控制装置包括依次串接的整流电路单元、第一电子开关单元、逆变电路单元、第一二次整流电路单元、非转移弧电路单元，所述的非转移弧电路单元连接于所述的负极输出端，且该非转移弧电路单元通过第二电子开关单元与所述的正极输出端相连接，所述的整流电路单元还依次通过控制电路单元、第一保护电路单元与所述的第二电子开关单元相连接，所述的整流电路单元还通过低压供电电路单元分别与所述的逆变电路单元和控制电路单元相连接，所述的第一二次整流电路单元还依次通过第二二次整流电路单元和转移弧电路单元分别与第三电子开关单元和转移弧母材相连接，所述的控制电路单元还依次通过第二保护电路单元、所述的第三电子开关单元与所述的第二电子开关单元相连接，其特征在于：所述水箱的前端口连接阳极套筒（9），阳极套管连接阳极帽（7），离子发生器（6）设置于的阳极套筒内，水箱后端口的密封盖（15）上装有移动杆（12），移动杆的同轴贯穿石英玻璃管（11），移动杆的前部设置阴极头（8），移动杆的后端连接驱动开关（3），电源主机控制装置的正极输出端通过水箱体与氢氧离子发生器和阳极帽连接，负极输出端通过移动杆与阴极头连接，水箱内设吸水筒（4）。

2.根据权利要求1所述的便携式氢氧发生器，其特征在于：所述的水箱连接自动补水箱。

3.根据权利要求1或2所述的便携式氢氧发生器，其特征在于：所述的整流电路单元为二/三相全桥整流电路单元。

4.根据权利要求1或2所述的便携式氢氧发生器，其特征在于：所述的吸水套为石棉圆筒。

5.根据权利要求1或2所述的便携式氢氧发生器，其特征在于：所述的阴极头为电极钨棒。

Images