CN2244450Y - 氢氧焰焊接切割与电焊设备 - Google Patents

Abstract

氢氧焰焊接切割与电焊设备主要由三相变压器、三相可控硅整流器、三相可控整流移相触发控制器、气焊(割)电焊转换开关、焊(割)炬、电焊钳及设计新颖的全封闭式氢氧发生器、冷却器、第一级净化器和第二级净化器构成。它既可通过氢氧发生器将水电解产生氢氧混合气进行气焊和气割，又可进行直流电弧焊作业。其优点是：结构简单，设计完善合理，体积小，重量轻，能耗低，制造成本低，电解液可回收，移动使用方便，安全可靠性能好。

Description

氢氧焰焊接切割与电焊设备

本实用新型涉及一种可进行气体火焰焊接、切割和电弧焊接的设备，特别是指一种将水电解产生氢氧混合气体的氢氧焰焊接、切割与电焊设备。

在工业生产和维修作业中，电焊、气焊、气割是大量使用的工艺加工方法。传统的电焊机只能进行电弧焊作业，传统的氧—乙炔焰只能进行气焊、气割作业。近年来，人们研制出小型的水解氢氧发生装置，将水电解产生氢氧混合气体进行气焊和切割的工艺加工，比较传统的氧—乙炔焰气焊、气割工艺，具有明显的节能、廉价、卫生和使用方便的优点。不仅如此，人们还将这种小型的氢氧气焊、割机与电弧焊机有机地结合成一体，既能进行电弧焊接，又可利用电焊机作为氢氧发生器的电源来产生氢氧混合气体，以进行气焊、气割作业，做到一机多用，使得整个焊接和切割技术向前推进了一大步。在新研制和开发的这类设备中，又尤以专利公告号为CN2104093U的《氢氧气焊切割与电焊机》以及专利公告号为CN2056373U的《水解氢氧气焊、切割及电焊装置》的优点表现较为全面和突出。

但是，在实际使用的过程中，专利公告号为CN2104093U的《氢氧气焊切割与电焊机》的某些不足之处也逐渐体现出来：(1)该专利用的自动稳压式氢氧发生器，依靠水封密闭条件产生的氢氧混合气体，当作业要求产气量增大时，则引起内压升高，以致水封失效，大量氢氧混合气体随之涌出，有引起爆炸的危险；(2)其氢氧发生器本身体积庞大，移动不方便，发生器内部的钟罩形浮筒及其附加装置，结构复杂，工作也不可靠，而以低碳钢为基体的圆筒形的复合电极，在电解液的腐蚀下不断剥落，既污染电解液，又可能造成内部短路，产生火花引起爆炸；(3)由于结构设计不合理，电解液回收器所具有的冷却能力有限，因此必须对回收后的电解液进行强制冷却方能正常工作，而洗气筒内清洗出来残留在洗气液中的电解质则无法回收，以致影响电解效率的进一步提高；(4)交流弧焊不能用低氢碱性焊条施焊，带有较大的使用局限性。

本实用新型的目的，则是提供一种结构简单、体积较小、安全可靠的设计更合理且使用面更广的氢氧焰焊接切割与电焊设备。

本实用新型的解决方案如下。它包括有三相变压器、三相可控硅整流器、三相可控整流移相触发控制器、气焊(割)电焊转换开关、标准件防回火器、焊(割)炬、电焊钳等，而其特征之处在于，还包括有全封闭式氢氧发生器、冷却器、第一级净化器和第二级净化器：全封闭式氢氧发生器具有由中间壳体、上封头和下封头构成的外壳体，外壳体即为氢氧发生器的负电极，上封头的顶部固连着与上封头绝缘的电源正极，外壳体内部装有电解液，外壳体内的底部置有绝缘底板和下顶板，绝缘底板支承着位于其中心的圆筒状的正电极和间套在正电极外部且互相保持着一定间距的几个圆筒状的不锈钢外电极，正电极和不锈钢外电极顶部压接着起绝缘和定位作用的绝缘压板和上顶板，一根外包绝缘物的连接导体穿过绝缘压板，其两端分别与正电极和位于外壳体上封头上的电源正极相连，电源正极通过正极连接电缆与气焊(割)电焊转换开关上的一个静触头相接，上封头上还装有电接点压力表、放空阀和防爆器，防爆器壳体上装有氢氧混合气传输管，外壳体的下封头上装有回液管；冷却器具有由中间壳体、上封头和下封头构成的外壳体，外壳体表面设置有一些金属散热片，外壳体内中部同心地设置有一内筒，该内筒上端与外壳体的上封头固连密合，而下端与外壳体的下封头之间保持一个间距，前述氢氧发生器的防爆器外壳上的氢氧混合气传输管，其另一端延伸至与冷却器的外壳体上侧内部相连通，冷却器的外壳体的上封头中间固连有与外壳体内部相连通的另一根氢氧混合气传输管，前述氢氧发生器的外壳体的下封头上的回液管，其另一端延伸至与冷却器的外壳体的下封头中间内部相连通；第一级净化器具有由中间壳体、下封头构成的外壳体，外壳体顶部设置有将其顶口封闭起来的防爆器，外壳体内下部设有一端伸向外壳体外部的多孔管，来自前述冷却器外壳体的上封头中间的另一根氢氧混合气传输管延伸至与该多孔管的外端部相连通，多孔管上方的外壳体内固连有一块下孔板，下孔板上方的外壳体内填充着具有一定高度的耐腐蚀的粒状填料，粒状填料的顶部具有将填料压紧且与外壳体内壁固连密合的上孔板，在外壳体内还注入有水面比上孔板顶面略高的蒸馏水，上孔板上方的外壳体侧面固连有与外壳体内部相连通的净化器连通管；第二级净化器具有由中间壳体、上封头和下封头构成的外壳体，外壳体内部同心设置了一个与外壳体内壁有间距的内筒，内筒的底端敞开且与外壳体底端具有间距，内筒的顶端与外壳体的上封头内壁相固连密合，来自第一级净化器的净化器连通管，延伸至与第二级净化器外壳体上侧内部相连通，第二级净化器外壳体的上封头中间固连有与外壳体内部相连通的氢氧混合气传输管，该传输管另一端延伸至与标准件防回火器的进气口端相连通。

下面结合附图和实施例对本实用新型加以进一步详细说明。

图1为本实用新型原理图；

图2为图1中全封闭式氢氧发生器的一种结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图1中冷却器的一种结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为图7中第一级和第二净化器的一种结构示意图；

图7为图6的俯视图。

参见图1。本实用新型包括有三相变压器1、三相可控硅整流器2、三相可控整流移相触发控制器3、气焊(割)电焊转换开关4、标准件防回火器18、焊(割)炬21、电焊钳23等，三相变压器1的输出端和三相可控整流移相触发控制器3的输出端分别与三相可控硅整流器2的输入端和控制端相连，三相可控硅整流器2的输出端与气焊(割)电焊转换开关4的动触头端4—0相接，转换开关4的一静触头端4—2与电焊钳23相连，标准件防回火器18的出气口端通过橡皮输气管20与焊(割)炬21的进气口端相接。三相变压器1、三相可控硅整流器2、三相可控整流移相触发控制器3及标准件防回火器18均为公知现有技术，故其结构组成略去不述。本实用新型的特征之处是，还包括有全封闭式氢氧发生器8、冷却器12、第一级净化器15和第二级净化器19。

参见图1至图3。全封闭式氢氧发生器具有由中间壳体80、上封头25和下封头34焊合的外壳体，中间壳体80做成圆筒形，上封头25和下封头34均做成具有半椭圆形纵截面的形状，受力更合理。外壳体内表面经过技术处理后作为氢氧发生器的负电极，外表面则外露于空气中便于散热。上封头25的顶部固连着与上封头既绝缘又密封的电源正极27，外壳体内部装有一定容量的酸性或碱性电解液47，外壳体内的底部置有绝缘底板32和下顶板33，绝缘底板32支承着位于其中心的圆筒状的正电极31和间套在正电极31外部且互相保持着一定间距的几个圆筒状的不锈钢外电极30，正电极30也可采用不锈钢制造，以耐腐蚀和降低超电位。正电极31与相邻的一层不锈钢外电极30之间，相邻两层不锈钢外电极30之间以及中间壳体80内壁与最外层不锈钢外电极30之间的间距，均保持在6至15毫米。正电极31和不锈钢外电极30顶部依次压接着绝缘压板26和上顶板28，一根外包绝缘物的连接导体29穿过绝缘压板26，其两端分别与正电极31和位于上封头25上的电源正极27相连，电源正极27通过正极连接电缆5与气焊(割)电焊转换开关4上的静触头端4—1相接。上封头25上还装有电接点压力表6、放空阀7和防爆器9，防爆器9壳体上装有氢氧混合气传输管10，外壳体的下封头34上装有回液管11。电接点压力表6、放空阀7和防爆器9均为公知的现有技术，或可市购，或可自制，它们的结构略去不述。

参见图1、图4与图5。冷却器12具有由中间壳体120、上封头45和下封头46焊合的外壳体，中间壳体120做成圆筒形，上封头45和下封头46均做成具有半椭圆形纵截面的形状，外壳体表面固连有一些铝质的金属散热片35，外壳体内中部同心地设置有一圆柱形内筒36，内筒36一端与上封头45固连焊合，另一端与下封头46之间保持一个间距。前述氢氧发生器8的防爆器9外壳上的氢氧混合气传输管10，其另一端延伸至与冷却器12的外壳体上侧内部相连通，且该传输管10进入中间壳体120的前一段与中间壳体120的内圆周相切，以使氢氧混合气由与中间壳体120内圆周成切线的方向进入冷却器12内，进一步提高冷却效果。上封头45中间固连有与外壳体内部相连通的另一根氢氧混合气传输管13，前述氢氧发生器8外壳体的下封头34上的回液管11，其另一端延伸至与冷却器12的下封头46中间内部相连通。

参见图1、图6与图7。第一级净化器15具有由中间壳体150和下封头40焊合的外壳体，中间壳体120用不锈钢管做成圆筒形，下封头40做成具有半椭圆形纵截面的形状，外壳体顶部设置有将其顶口封闭起来的防爆器14，外壳体内下部焊连有一根端部伸向外壳体外部的多孔管44，来自前述冷却器12外壳体的上封头45中间的另一根氢氧混合气传输管13，延伸至与该多孔管44的外端部相连通，多孔管44上方的外壳体内焊连有一块下孔板39，下孔板39上方的外壳体内填充着具有一定高度的耐腐蚀的粒状填料38，填料38顶部置有将填料压紧且与外壳体内壁焊合严密的上孔板37，在外壳体内还注入有水面比上孔板37顶面略高的蒸馏水48，上孔板37上方的外壳体侧面固连有与外壳体内部相连通的净化器连通管16。

第二级净化器19具有由中间壳体190、上封头43和下封头41焊合的外壳体，中间壳体190用不锈钢管做成圆筒形，上封头43和下封头41均做成具有半椭圆形纵截面的形状。外壳体内部同心设置了一个与外壳体内壁有一定间距的内筒42，内筒42的顶端与外壳体的上封头43的内壁相焊接密合，来自第一级净化器15的净化器连通管16，延伸至与第二级净化器19外壳体上侧内部相连通，且净化器连通管16进入中间壳体190的前一段与中间壳体190的内圆周相切，以使氢氧混合气由与中间壳体190内圆周成切线的方向进入第二级净化器19内。上封头43中间固连有与外壳体内部相连通的氢氧混合气传输管17，该传输管17另一端延伸至与标准件防回火器18的进气口端相连通。

具有上述结构的本实用新型，当将气焊(割)电焊转换开关4转换到4—2档时，三相可控硅整流器2通过电焊钳把线22对电焊钳23供电，对工件24进行直流电弧焊作业；当将开关4转换到4—1档时，整流器2给氢氧发生器8提供直流电解电源，电解出氢氧混合气体，以进行气焊(割)作业。可控硅整流器2在移相触发控制器3的精确控制下，无论产气量还是直流弧焊电流，均可在额定范围内，从零开始，无级调节到最大，调节范围宽广而精确，能适应不同的工况作业要求。

在进行气焊(割)作业时，由全封闭式氢氧发生器8产出的高温氢氧混合气通过氢氧混合气传输管10，从切线方向进入冷却器12内，由于气体的附壁效应，将贴内壁环绕下行，同时将热量传送给冷却器12外壳体的内壁，由金属散热片35散发到空气中，冷却的电解液则沉降到外壳体底部，由回液管11返回氢氧发生器8，氢氧混合气体从冷却器12内中部上升，由氢氧混合气传输管13输送到第一级净化器15。夹带在氢氧混合气体中的电解液蒸汽，大部分在冷却器12被分离和回收。进入第一级净化器15外壳体下部多孔管44中的氢氧混合气体在水中鼓泡上升，经净化器连通管16，从切线方向进入第二级净化器19的外壳体内，沿中间壳体190内壁旋转下行，水滴沉降到底部，干净的氢氧气体则从外壳体的内腔上升，经上封头43中间的氢氧气传输管17输出，送至标准件防回火器18，安全可靠。氢氧混合气再经橡胶输气管20送至焊炬或割炬21，进行气焊或气割生产作业。万一防回火器18失灵，第一级净化器15中的洗气水能够有效地阻挡回火。若回火时燃气压力过大，则防爆器14中的防爆膜破裂，迅速卸压，以保证设备安全。当需要向氢氧发生器8中补充水份时，应开机使产气系统内部建立一定的内压，然后关闭焊(割)炬21上的调节阀，再关闭电源，开启氢氧发生器8顶部的放空阀7卸压，内压将迫使含有少量电解质的洗气水倒流进入发生器8内，完成补水程序，最后加足净化水，关闭放空阀7，又能继续工作。

本实用新型具有如下优点：(1)与专利公告号为CN2104093U的《氢氧气焊切割与电焊机》相比，结构大为简化，体积和重量参数大幅度下降，电能消耗降低，从而明显降低了制造和运行费用，移动和使用也更为方便；(2)安全性能好，工作更可靠，如氢氧发生器采用全封闭式结构，密封性良好而无泄漏点，顶部装有防爆器和电接点压力表，不仅能起自动稳压作用，而且还可起超压断电保险作用，净化器内水柱能有效地阻挡回火，加之采用标准件防回火器，使得本实用新型在使用时特具安全感；(3)设计更加完善合理，冷却器和净化器均具有冷却和回收电解质的作用，又可自动补水，而且气阻小，冷却效果明显，净化器更兼有净化、防回火和防爆等多种功能，由于采用直流电弧焊，能更广泛地适应电焊条施焊；(4)产气量足够大，无需使用任何碳氢化合物助燃剂，真实地做到了无环境污染。

Claims (4)

1、一种氢氧焰焊接切割与电焊设备，包括有三相变压器、三相可控硅整流器、三相可控整流移相触发控制器、气焊(割)电焊转换开关、标准件防回火器、焊(割)炬、电焊钳等，其特征在于，还包括有全封闭式氢氧发生器、冷却器、第一级净化器和第二级净化器：

(A)全封闭式氢氧发生器具有由中间壳体、上封头和下封头构成的外壳体，外壳体即为氢氧发生器的负电极，上封头的顶部固连着与上封头绝缘的电源正极，外壳体内部装有电解液，外壳体内的底部置有绝缘底板和下顶板，绝缘底板支承着位于其中心的圆筒状的正电极和间套在正电极外部且互相保持着一定间距的几个圆筒状的不锈钢外电极，正电极和不锈钢外电极顶部压接着起绝缘和定位作用的绝缘压板和上顶板，一根外包绝缘物的连接导体穿过绝缘压板，其两端分别与正电极和位于外壳体上封头上的电源正极相连，电源正极通过正极连接电缆与气焊(割)电焊转换开关上的一个静触头相接，上封头上还装有电接点压力表、放空阀和防爆器，防爆器壳体上装有氢氧混合气传输管，外壳体的下封头上装有回液管；

(B)冷却器具有由中间壳体、上封头和下封头构成的外壳体，外壳体表面设置有一些金属散热片，外壳体内中部同心地设置有一内筒，该内筒上端与外壳体的上封头固连密合，而下端与外壳体的下封头之间保持一个间距，前述氢氧发生器的防爆器外壳上的氢氧混合气传输管，其另一端延伸至与冷却器的外壳体上侧内部相连通，冷却器的外壳体的上封头中间固连有与外壳体内部相连通的另一根氢氧混合气传输管，前述氢氧发生器的外壳体的下封头上的回液管，其另一端延伸至与冷却器的外壳体的下封头中间内部相连通；

(C)第一级净化器具有由中间壳体、下封头构成的外壳体，外壳体顶部设置有将其顶口封闭起来的防爆器，外壳体内下部设有一端伸向外壳体外部的多孔管，来自前述冷却器外壳体的上封头中间的另一根氢氧混合气传输管延伸至与该多孔管的外端部相连通，多孔管上方的外壳体内固连有一块下孔板，下孔板上方的外壳体内填充着具有一定高度的耐腐蚀的粒状填料，粒状填料的顶部具有将填料压紧且与外壳体内壁固连密合的上孔板，在外壳体内还注入有水面比上孔板顶面略高的蒸馏水，上孔板上方的外壳体侧面固连有与外壳体内部相连通的净化器连通管；

(D)第二级净化器具有由中间壳体、上封头和下封头构成的外壳体，外壳体内部同心设置了一个与外壳体内壁有间距的内筒，内筒的底端敞开且与外壳体底端具有间距，内筒的顶端与外壳体的上封头内壁相固连密合，来自第一级净化器的净化器连通管，延伸至与第二级净化器外壳体上侧内部相连通，第二级净化器外壳体的上封头中间固连有与外壳体内部相连通的氢氧混合气传输管，该传输管另一端延伸至与标准件防回火器的进气口端相连通。

2、如权利要求1所述的氢氧焰焊接切割与电焊设备，其特征在于，全封闭式氢氧发生器、冷却器、第一级净化器和第二级净化器的中间壳体均做成圆筒形，全封闭式氢氧发生器、冷却器、第二级净化器的上封头和下封头，以及第一级净化器的下封头，均做成具有椭圆形纵截面的形状。

3、如权利要求2所述的氢氧焰焊接切割与电焊设备，其特征在于，来自氢氧发生器的防爆器外壳上的氢氧混合气传输管，其进入冷却器的中间壳体的前一段与该中间壳体的内圆周相切，来自第一级净化器的净化器连通管，其进入第二级净化器的中间壳体的前一段与该中间壳体的内圆周相切。

4、如权利要求1至3所述的氢氧焰焊接切割与电焊设备，其特征在于，全封闭式氢氧发生器的正电极与相邻的一层不锈钢外电极之间、相邻两层不锈钢外电极之间、以及氢氧发生器的中间壳体的内壁与最外层不锈钢外电极之间的间距，均保持在6至15毫米。

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