CN2189025Y

CN2189025Y - 全自动氢氧焊割机

Info

Publication number: CN2189025Y
Application number: CN 94212972
Authority: CN
Inventors: 张林根; 张泰山
Original assignee: Individual
Current assignee: Xie Hongkai
Priority date: 1994-05-23
Filing date: 1994-05-23
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2004-05-23

Abstract

一种全自动氢氧焊割机，由整流电路、控制电路、电解部分、出气部分组成，电解槽双列排布，控制电路中设有电解电流稳定电路，水位控制电路，温控电路，压力过载保护电路，机体上设有相应的控制部件，电解部分由液气罐、电解槽、冷却器等构成一个回路，出气部分分两路，主要包括气水分离器，防回火装置等，此外它设有多头分流器，这种焊割机自动化程度高，出气量大，安全可靠，效率高。

Description

本实用新型所述的是一种焊割设备，特别是以电解水产生的氢氧气体为燃剂的全自动氢氧焊割机。

目前的氢氧焊割机，电解槽采用单列排布的，由于其电解室数量的限制，不能发生足够的气量来供应焊割工艺的要求；电解槽采用双列排布的，自动化程度低，它在电气上采用组合开关短路掉部分电解片来调节电流，形成了部分回路电流的浪费，减少了电解室的容量，达不到稳定机器性能的目的。此外在冷却部分也忽视了电气态流部分的冷却，因而导致温度过高，易损坏电器元件。对于焊割工艺中至关重要的安全防回火问题，在现有技术中也没有得到很好的解决，存在着隐患，不能保证使用的安全。现有技术中也没有报警装置。

本实用新型的目的在于提供一种能克服上述缺陷，自动化程度高，电耗少，产气量大，安全有保障的氢氧焊割机。

本实用新型的技术方案在于，整机由整流电路、控制电路、电解部分和出气部分组成，电解部分由液气罐、过滤器、电磁泵、电解槽、冷却器、液气罐通过管道依次串接形成一个回路，出气部分分两路，一路由液气罐、气水分离器、止回阀、助燃剂罐、防回火装置通过管道依次串接而成，其出口接焊（割）炬的氧气进口接头，另一路由液气罐、气水分离器、防回火装置串接而成，其出口接焊（割）炬的乙炔气进口接头。控制电路由稳流电路、水位控制电路、温控电路、压力过载保护电路构成。电解槽为双列排布，其输入端与整流电路的输出端相接。控制电路中的稳流电路由脉冲调节电路、反馈回路、比较电路组成，它控制电解电流，从而使电解过程中电流和压力达到稳定。为防止停机时或偶发原因使工作压力超过予定值，在出气部分的气水分离器的出口管道上装有由压力表、压力控制器构成的压力保护装置。气水分离器的放水管道上装有二位二通电磁换向阀，它保证气水分离器中的水位维持在适当高度，冷却器前端装有轴流风机，整流元件放置于轴流风机的背面，电解槽出口管道上装有控制轴流风机的温控探头。上述的压力控制器的控制触头、控制气水分离器水位的二位二通电磁换向阀、冷却用的温控探头均与控制电路中的相关电路相连，以实现整机在压力过载保护、水位控制、温控的自动化。此外，该机产气量大，在机体出气口处设有多头气体分流器，它可同时供多根焊（割）炬进行工作，为使安全保护更加完善，本机的防回火装置中除了使用现有的干式回火防止器外，还设有专门设计的防回火器，二者联合使用。

本实用新型提供的全自动氢氧焊割机，由于控制电路设计合理，可使整机全方位实现自动控制，特别是稳流电路能使电解过程中的电流和压力达到一个稳定状态。其上设的压力过载保护装置、自动控制水位装置、自动温控装置、双重防回火装置，使整机安全可靠。由于该机采用双电解槽排布，产气量大，可同时供多根焊（割）炬工作，因而工作效率高。

本实用新型有如下附图。

图1为整机结构示意图。

图2为电气部分一实施例原理图。

图3为压力控制器结构示意图。

图4为电气部分另一实施例原理图。

图5为防回火器结构示意图。

图6为气体分流器结构主视图。图7为图6的侧视图。

如图示，整机由整流和控制电路、电解部分和出气部分组成，电解部分由液气罐（6）、过滤器（1）、电磁泵（2）、电解槽（3）、冷却器（5）、液气罐（6）通过管道依次串接形成一个回路。出气部分分两路，一路由液气罐（6）、气水分离器（8）、止回阀（9）、助燃剂罐（10）、防回火装置通过管道依次串接而成，其出口接焊（割）炬的氧气进口接头；另一路由液气罐（6）、气水分离器（8）、防回火装置通过管道依次串接而成，其出口接焊（割）炬的乙炔气进口接头。电解槽为双列排布。整流电路由电源变压器B₁、磁保和放大器B₄及由可控硅SCR₁、SCR₂、二极管D₅、D₆、辅助元件组成的受控整流电路、桥式整流器D₁－D₄组成。控制电路由稳流电路、水位控制电路、温控电路、压力过载保护电路构成。图2中所示的稳流电路包括由单结晶管BG₃、电容器C₁₀、脉冲变压器B₃、三极管BG₁、BG₂为主及外围元件电阻Rx、R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂、二极管D₁₃、D₁₄、三极管BG₄、BG₅、电容器C₁1、C₁₂组成的脉冲调节电路，由电流互感器H、反馈电阻Rf、R₁₃、稳压管D₁₂组成的反馈回路，由电阻R₇、R₈、电位器W₁组成的比较电路。其动态过程为：接通电源，开启电源开关KD，电磁泵M（图1中件2）启动，液气罐（6）中的电解液，通过过滤器（1），电磁泵M向电解槽（3）中注液。控制电路经D₈－D₁₁得到电压，使BG₁、BG₂、BG₃及C₁₀产生脉冲电压，通过脉冲变压器B₃，经BG₄、BG₅放大，输入可控硅SCR₁、SCR₂的控制极g₁、g₂，改变电位器W₁的阻值，使由SCR₁、SCR₂、D₅、D₆组成的可控硅电流调节器输出的脉冲电压相位改变，即改变了磁保和放大器B₄控制线圈中激磁电流的大小，使铁芯中的磁通发生相应变化，改变了磁铁的保和程度，从而调整了在磁放大器B₄上的电抗压降，也就调整了经D₁－D₄整流输出的电流大小，从而实现了低电压、大电流来电解电解液，此时的空载电压为40V，电解时的电压为36V，调节范围为0－40A。在焊接或切割过程中，由于电网电压受波动时，通过电阻R₁₃负反馈的作用，使三极管BG₁的基极电位得到改变。当电网电压下降时，f点电位也随之下降，反馈到BG₁基极上，通过BG₂，提前使C₁₀充电到BG₃，电压放大，提前改变了可控硅的相位，使得电解槽的电解电流增加，从而使产气量在一个设定值中稳定输出，即达到了压力和产气量的自动控制。

在气水分离器（8）的出口管道上装有压力表（15）、压力控制器（11），它们构成压力保护装置。如图3示，压力控制器采用现有技术，当操作者因某种原因关闭焊（割）炬时，气体压力上升到予定值，气体从a处进入压力控制器的气箱（22），并推动压差调整盘（23）前移，带动顶杆顶开微动开关（24）中的常闭触头J_1－1、J_1－2断开，使电源变压器B₁的L₂和电源变压器B₂的L₅自动断电，停止电解电流输出。当压力低于预定值时，由于弹簧（25）的作用，将压差调整盘（23）退回原位，顶杆与微动开关分离，自动复位。压力控制器（11）的常闭触头J_1－1、J_1－2自动闭合，接通电源，整机恢复工作。

气水分离器（8）的放水管道上装有二位二通电磁换向阀（7），换向阀（7）有二个探头（20）和（21），当电解槽（3）中经电解的液气进入液气罐（6）进行气液分离，分离出的气体，经气水分离器（8）过滤下气体中的水份。由于过滤下的水份中含有电解液的成份，人体不宜接触，特设置放水装置，即当气水分离器（8）中的存水达到一定的量时，由于探头（20）和（21）的作用，通过继电器J₃使电磁换向阀（7）开启放水，当水位放到下液位时，阀（7）即自动断电关闭，实现自动放水。

冷却器（5）的前端装有轴流风机（4），整流器D₁－D₄放置于风机（4）的背面，电解槽（3）出口管道上装有控制轴流风机的温控探头TR，当电解液在电解过程中温度上升到超过允许温度时，温控探头TR发出指令，集成电路IC₂输出一电压，经三极管BG₆放大，继电器J₁动作，轴流风机（4）（电原理图中为FD）启动，对冷却器（5）和整流器D₁－D₄进行强迫风冷。当温度下降到允许温度时，高运算集成电路IC₂自动关闭电源，轴流风机（4）停止工作。

液气罐（6）上的探头（16）、（17）、（18）、（19）为其液位探头，当液气罐（6）中的液位超过或低于标准液位时，四运放集成电路IC₃作用于继电器J₂和指示灯，并以蜂鸣器报警，主电路切断，这就是液位的报警自动系统。

在气体输出管道上干式回火防止器（13）前，增加有专门设计的防回火器（12），它们共同构成本机的防回火装置。防回火器（12）结构如图5示，其中b为进气口，C为出气口，它由进气管（29）、出气管，与进气管（29）、出气管连通的外壳（26）、单向流向橡胶套（27）、金属基微孔粉末冶金材料的过滤器（28）构成，其中进气管（29）一端伸入外壳（26）中，其上套有橡胶套（27），橡胶套（27）的长度与进气管（29）伸入外壳（26）中的长度相等，过滤器（28）将橡胶套（27）包容，两者具有同一轴线，过滤器（28）的截面为梯形，其底面固装在进气管（29）端部，由于过滤器（28）为金属其微孔粉末冶金材料制成，当万一发生回火时，回火进入微孔时，即行自动熄灭，如不能熄火，由于设有单向流向橡胶套（27），故不可能再回火入机体内部，充分起到安全保护的作用。

本实用新型由于气体发生量大（约3M³／h），在机体出气口处设有多头气体分流器，它可同时供多根焊（割）炬进行工作，其结构如图6示，其中d为进气口，它由阀体（30）和阀杆（31）构成，阀体（30）上设有一个主出气孔（301）和数个（图中为二个）辅出气孔（302），阀杆（31）装在阀体（30）上并位于相应的辅出气孔（302）处，阀杆（31）的数量与辅出气孔（302）的数量相等，阀杆（31）轴线交叉垂直于辅出气孔（302）的轴线，其直径大于辅出气孔直径，每个阀杆（31）上均开有一个轴线与相应辅出气孔轴线平行的通孔（311），阀杆（31）在阀体（30）的安装孔中可沿其轴线方向移动，阀杆（31）的两端均伸出阀体（30）外，其两端部各装有一个挡环（33），以避免其从阀体（30）中抽出。单头使用时，推动阀杆（31），使其上的通孔（311）与辅出气孔（302）不相接，阀杆（31）堵住辅出气孔，即可切断辅出气孔，只有主出气孔出气。多头使用时，使阀杆（31）上的通孔（311）与辅出气孔（302）相对应即可。该分流器实现了多头分流的目的。

在图4提供的电原理图中，整流电路由变压器B₁、可控硅SCR₁、SCR₂及二极管D₁、D₂的桥式整流器组成。稳流电路包括由三极管BG₃、振荡变压器B₄、电容器C₁、C₂、电阻R₄、R₃₁为主的阻塞式振荡电路，即脉冲调节电路，由二极管D₅、D₁₂、电阻R₁₀、R₁₃、电位器W₃、W₄、电容C₃组成的反馈回路，电阻R₈和R₉组成的比较电路，此外它还有由三极管BG₄、BG₅、脉冲变压器B₃组成的驱动电路，由三极管BG₁、BG₂、电阻R₁、R₂、R₃、R₅、R₆、R₇、电位器W₁组成的给定电路。

接通电源，开启电源开关KD、电磁泵M（图1中件2）运转，将液气罐（图1中件6）中的电解液，通过过滤器（图1中件1），电磁泵向电解槽中注液。由BG₃、B₄等组成的晶体三极管阻塞振荡器，受充电回路BG₁、C₁、C₂、R₃₁、R₄控制，C₁、C₂经R₄、R₃₁进行充电，BG₃的发射极电位也随着充电而提高，当高于基极电位时，在B₄正反馈作用下，BG₃会迅速饱和导通，产生的正脉冲经BG₄、BG₅放大后由B₃输出，BG₃在导通的同时，C₂便经BG₃迅速放电，BG₃的发射电位将随着放电而下降，当降到低于基极电位时，BG₃在B₄正反馈的作用下，又会自行截止，然后充电再放电，调节W₁使BG₁基极电位发生变化，C₁的起始充电电位也发生变化。这样每个脉冲列中的第一个脉冲就能提前或移后，SCR₁、SCR₂的导通角的大小也就随之增大或减小，即去电解槽的电流大小也随之可以改变。

R₉、R₈、R₁₀、W₄、W₃、W₂、R₁₃、D₁₂组成的自动补偿环节，当网压为额定值时，d、f两点同电位，这时BG₃基极电位由R₈、R₉分压比决定，当网压升高时，f点电位升高，BG₃基极电位也随着W₂、W₃的分压关系而升高。C₁、C₂充电到BG₃基极电位的延时将要增加，即SCR₁、SCR₂的导通角会自动减小，使得电解气体在一个恒定值中输出。

当操作者因某种原因关闭焊（割）炬时，压力上升到某预定值时，由于气体压力的作用，将压力继电器（图1中件11）的常闭触头（J_1－1）、（J_1－2）断开，使电源变压器B₁、B₂自动断电，停止电解电流输出，当压力下降到预定值时，压力继电器的常闭触头又自动闭合，接通电源，继续供电实现过载保护。

由于电解过程中电解液会不断产生热量，当电解液温度上升到超过允许温度时，热敏电阻TR发出指令，集成电路IC₃输出电压，经三极管BG₉放大，驱动继电器J₄动作，使轴流风机FD（图1－4）强迫风冷，当温度下降到允许温度时，集成电路IC₃通过BG₉、J₄自动关闭风机，周而复始，使电解液自动冷却。由于电器态镇流部分也装在风机的冷却范围之内，同时得到了强迫风冷的效果。

运放集成电路IC₁为液位自控装置。图3中16、17、18、19为液气罐内的液位探头，当液气罐中的液位过低时，A₃比较器翻转，输出高电平，经电压跟随器A₄，驱动显示器D₁₃及控制器BG₆、J₁工作，并发出报警。反之，液位过高时，使A₁、A₂工作，驱动显示器D₁₄及控制器BG₇、J₂工作，并以蜂鸣报警。主电路通过J_1－1、J_1－2、J_2－1、J_2－2自动切断，这就是液位的报警自控系统。

由IC₂组成的自动放水系统，通过电路控制系统的20、21，两个探头接于气水分离器中，当过滤下来的水，达到一定的量时，A₅、A₆动作，驱动显示器D₁₇及控制器BG₉、J₄工作，使电磁阀开启，达到自动放水的目的，当气水分离器中的水放完时，电磁阀受IC₃控制自行关闭。

Claims

1、一种全自动氢氧焊割机，由整流电路、控制电路、电解部分和出气部分组成，电解部分由液气罐(6)、过滤器(1)、电磁泵(2)、电解槽(3)、冷却器(5)、液气罐(6)通过管道依次串接形成一个回路，其特征在于：电解槽(3)为双列排布，出气部分分两路，一路由液气罐(6)、气水分离器(8)、止回阀(9)、助燃剂罐(10)、防回火装置通过管道依次串接而成，其出口接焊(割)炬的氧气进口接头，另一路由液气罐(6)、气水分离器(8)、防回火装置通过管道依次串接而成，其出口接焊(割)炬的乙炔气进口接头，该机的控制电路由稳流电路、水位控制电路、温控电路、压力过载保护电路构成。

2、如权利要求1所述的焊割机，其特征在于：控制电路中的稳流电路由脉冲调节电路、反馈回路、比较电路组成。

3、如权利要求1所述的焊割机，其特征在于：在气水分离器（8）的出口管道上装有压力表（15）、压力控制器（11），它们构成压力保护装置。

4、如权利要求1所述的焊割机，其特征在于：气水分离器（8）的放水管道上装有二位二通电磁换向阀（7），换向阀（7）有两个探头（20）和（21）。

5、如权利要求1所述的焊割机，其特征在于：冷却器（5）的前端装有轴流风机（4），整流器D₁－D₄放置于风机（4）的背面，电解槽（3）出口管道上装有控制轴流风机的温控探头TR。

6、如权利要求1所述的焊割机，其特征在于：在气体输出管道上干式回火防止器（13）前，加有防回火器（12），它们共同构成本机的防回火装置。

7、如权利要求6所述的焊割机，其特征在于：防回火器（12）由进气管（29）、出气管、与进出气管连通的外壳（26）、单向流向橡胶套（27）、金属基微孔粉末冶金材料的过滤器（28）构成，其中进气管（29）一端伸入外壳（26）中，其上套有橡胶套（27），橡胶套（27）的长度与进气管（29）伸入外壳（26）中的长度相等，过滤器（28）将橡胶套（27）包容，两者具有同一轴线，过滤器（28）的截面为梯形，其底面固装在进气管（29）端部。

8、如权利要求1所述的焊割机，其特征在于：在机体出气口处设有多头气体分流器，它由阀体（30）和阀杆（31）构成，阀体上设有一个主出气孔（301）和数个辅出气孔（302），阀杆（31）装在阀体（30）上并位于相应的辅出气孔（302）处，阀杆（31）的数量与辅出气孔（302）相等，阀杆（31）轴线交叉垂直于辅出气孔（302）的轴线，其直径大于辅出气孔直径，每个阀杆（31）均开有一个轴线与相应辅出气孔轴线平行的通孔（311），阀杆（31）在阀体（30）的安装孔中可沿其轴线方向移动，阀杆（31）的两端均伸出阀体（30）外，其两端部各装有一个档环（33）。