FI109003B - Järjestely erityisesti työ- ja paloturvallisuuden parantamiseksi suojakaasuhitsauksessa - Google Patents

Description

109003 Järjestely erityisesti työ- ja paloturvallisuuden parantamiseksi suoj akaasuhitsauksessa

Keksinnön kohteena on järjestely erityisesti työ- ja 5 paloturvallisuuden parantamiseksi suojakaasuhitsauk sessa hitsauslaitteistoa käytettäessä, johon kuuluu hitsauslaite, suojakaasuyksikkö ja hitsauslaitteeseen johtoyksikön välityksellä kytketty ja kädessä pidettävä suutinosa, jolloin hitsauslanka on järjestetty 10 suutinosan yhteydessä valokaarella sulatettavaksi hitsauskohtaan suojakaasuyksiköstä johdetulla suoja-kaasulla suojatusti. Hitsauslaitteistoon kuuluu lisäksi erityisesti hitsaustapahtuman työ- ja paloturvallisuuden parantamiseksi ensinnäkin kytkentäjärjes-15 tely suojakaasuyksiköstä johdetun suojakaasun johtami seksi suojaustilanteessa palovaaralle alttii-seen/palavaan kohtaan toimielimien välityksellä, jotka on järjestetty sopivimmin suutinosan yhteyteen järjestetyn kytkimen, kuten painonapin tai vastaavan käyn-20 nistämänä keskeyttämään ainakin hitsausvirran syöttö suutinosaan ja johtamaan suojakaasua hitsaustapahtumaa oleellisesti suuremmalla tilavuusvirralla sopivimmin johtoyksikön välityksellä suutinosan kautta, ja toisaalta poistojärjestely hitsauskaasujen poistami-; 25 seksi imemällä sitä oleellisesti suutinosan yhteydestä : imulaitteiston, kuten imurin, puhaltimen ja/tai vastaavan toimesta, johtoyksikköön ja/tai suutinosaan I · j yhdysrakenteisesti järjestetyn imukanavan ja/tai ,···. imujärjestelyn välityksellä.

30 »

Edellä kuvatun tyyppinen hitsaustapa vastaa esim. ns. TIG-hitsausta, jota käytetään hyvin yleisesti esim.

'··* ohuen pellin hitsauksessa, kuten esim. autokorjaamois- sa. Edellä esitetyn tyyppistä työtapaa on mahdollista 35 hyödyntää myös ns. MIG-hitsauksen yhteydessä, jolloin hitsauslaitteeseen kuuluu lisäksi ainakin langansyöt-töyksikkö ja elimet langansyöttönopeuden säätämistä : ·* varten. Tällöin myös hitsauslangan syöttö langansyöt- 1 * 109003 2 töyksiköstä suutinosan kautta hitsauskohtaan on järjestetty joustavan johtoyksikön välityksellä.

Suomalaisessa patenttijulkaisussa numero FI98438 ja 5 hakemusjulkaisussa DE 3 404 614 on esitetty edellä esitetyn tyyppisiä ratkaisuja erityisesti hitsausta-pahtuman työ- ja paloturvallisuuden parantamiseksi.

Edellä mainituista on tunnettua, että palovaaralle alttiiseen/palavaan kohtaan johdetaan suojakaasua 10 lähinnä ns. MIG-hitsauslaitteistoon kuuluvasta suoja- kaasuyksiköstä suutinosan kautta edullisesti suutinosan yhteydessä olevan käyttökytkimen vaikutuksesta toimivilla toimielimillä, jotka keskeyttävät hitsaus-virran ja hitsauslangan syötön sekä kytkevät häiriöti-15 lanteessa suutinosan kautta johdettavan suojakaasun tilavuusvirran oleellisesti hitsauksessa käytettyä virtausta suuremmaksi. Nykyisin on myös käytössä työturvallisuuden kannalta paranneltuja hitsauslait-teistoja, joissa hitsauskaasuja on mahdollista poistaa 2 0 suutinosan kautta imemällä, johtoyksikköön yhdysraken- teisesti kuuluvaan imukanavaan kytketyn imurin vaikutuksesta .

Kummassakaan edellä mainitun julkaisun FI98438 tai DE

V. 25 3 404 614 ratkaisussa ei ole esitetty erityisesti : .·. teknisen toteutuksen osalta eikä tästä syystä myöskään ♦ · · • « · · : valmistuskustannusten kannalta kovinkaan edullisia • » · .' I ratkaisuja, koska näissä kummassakin edellytetään • » · ensinnäkin aina hitsauslaitteen sisäisiä virtaustekni- • · 30 siä kytkentöjä. Tämä luonnollisesti vaatii useimmiten » · ’··' yhteistyötä hitsauslaitevalmistaj ien kanssa, minkä taipumuksena on käytännössä nostaa laitekannan valmis- ·/·1 tuskustannuksia. Lisäksi tämäntyyppisissä ratkaisuissa » » · • : on erittäin hankalaa muuttaa jo olemassa olevia ;35 hitsauslaitteistoja turvallisemmiksi edellä esitetty- jen ratkaisujen mukaisesti.

I ( t » 3 109003

Toisaalta suomalaisessa patenttihakemuksessa numero 970758 on esitetty erityisesti edellä mainittuja ongelmia silmälläpitäen parannettu ratkaisu, mikä perustuu siihen, että kytkentäjärjestelyyn kuuluva 5 virtausjärjestely on toteutettu virtausteknisesti ottaen oleellisesti hitsauslaitteen ulkopuolisesta johtamalla suojakaasua tavanomaisen hitsauksen keskeyttävässä suojaustilanteessa, kuten esim. palon kytiessä suojakaasuyksiköstä välittömästi hitsauslait-10 teen ohitse suutinosaan.

Tämän ratkaisun etuna on sen teknisen toteutuksen yksinkertaisuus, minkä ansiosta myös olemassa olevia hitsauslaitteita on mahdollista konfiguroida turvalli-15 semmiksi sangen yksinkertaisin lisäasennuksin. Täl löin on palotilanteen ehkäisy toteutettavissa hyvin nopeasti edullisena sovellutuksena pelkästään suu-tinosassa olevaa käyttökytkintä käyttämällä, jolloin siihen kytketyt toimielimet esim. MXG-hitsauksessa 20 keskeyttävät ko. suojaustilanteessa hitsausvirran syötön ja langansyötön suutinosaan sekä samassa yhteydessä kytkevät hitsaustilannetta suuremman suoj akaasuvirtauksen suutinosaan.

: 25 Kyseisen patenttihakemuksen 970758 mukaisen hitsaus- järjestelyn osalta, on sen kiistattomista eduista ja .: käytännön menestyksestä huolimatta kuitenkin nähty , , : olevan edelleen tarvetta erityisesti suojaustilanteen suojakaasuvirtauksen tehostamisessa, koska kyseistä 30 hitsausjärjestelyä käytettäessä joudutaan rajautumaan johtoyksikössä ja suutinosassa oleviin, suhteellisen pienipoikkileikkauksisiin suojakaasun virtauskanaviin, koska ne on mitoitettu käytännössä lähinnä hitsausti-lanteen vaatimusten mukaiseksi. Näin ollen varsinai-.*·. 35 sessa suojaustilanteessa joudutaan riittävän sammu- tustehon varmistamiseksi käyttämään sangen suuria • virtausnopeuksia, mikä aiheuttaa sekä painehäviöitä että ääniongelmia.

109003 4

Nyt esillä oleva järjestely erityisesti työ- ja paloturvallisuuden parantamiseksi on suojakaasuhit-sauksessa tarkoitettu poistamaan edellä mainittuja ongelmia ja siten kohottamaan oleellisesti alalla 5 vaikuttavaa tekniikan tasoa. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle järjestelylle on tunnusomaista se, että järjestelyyn kuuluu elimet suojakaasun johtamiseksi suojaustilanteessa ainakin osittain johtoyksikössä ja/tai suutinosassa olevan, 10 poistojärjestelyyn kuuluvan imukanavan ja/tai imujär- jestelyn kautta.

Keksinnön mukaisen järjestelyn tärkeimpinä etuina mainittakoon sen yksinkertaisuus ja tehokkuus, jolloin 15 sangen vähäisillä lisäasennuksilla on mikä tahansa nykyisin olemassa oleva integroidulla poistojärjestelyllä varustettu hitsauslaitteisto täydennettävissä myös tehokkaalla palonestojärjestelyllä. Tämä on erityisesti sen ansiota, että johdettaessa suojakaasua 20 suojaustilanteessa poistojärjestelyyn kuuluvan imu- kanavan kautta, on suojakaasun syöttöön käytettävissä suurin mahdollinen johtoyksikön ja suutinosan poikkipinta-ala. Tällöin on suojakaasun tuotto mahdollista järjestää suoj austilanteessa optimaalisek- ·.·. 25 si, samalla kuitenkin minimoimalla painehäviöitä ja • · ; ,·. eliminoimalla äänihaittoj a. Toisaalta keksinnön • · · '!* ! mukaista järjestelyä on mahdollista varioida ensinnä- • · · [ kin siten, että suojakaasua syöttävän virtausjärjeste- ; lyn ja toisaalta hitsauskaasuja poistavan imujärjeste- ’···’ 30 lyn paikkoja vaihdetaan perinteiseen toteutukseen » * · nähden siten, että imujärjestely johdetaankin suoja-kaasun sisäpuolitse. Tällöin keksinnön mukaista • · järjestelyä toteutetaan toisaalta siten, että suoja-kaasun syöttämiseen suojaustilanteessa käytetään sekä • φ · t·* .35 suojakaasun virtaustietä että poistojärjestelyyn !..* kuuluvaa imukanavaa, jolloin saadaan kaksi tehoinen * * t · ';· vaikutus ensinnäkin siinä suhteessa, että hitsausta- | */ pahtuma tehostuu, koska hitsauksen yhteydessä muodos- 11(1» a < 5 109003 tuvaa savukaasua imetään mahdollisimman läheltä sen syntykohtaa, ja toisaalta siinä suhteessa, että hitsauskohta ympäröidään kauttaaltaan suojakaasulla.

Tällöin on suojakaasun tuotto suojaustilanteessa 5 maksimaalinen, koska siihen käytetty poikkipinta-ala on sekä johtoyksikössä että suutinosassa laajin mahdollinen.

Keksinnön mukaisen järjestelyn edullisia sovellutuksia 10 on selitetty siihen kohdistuvissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Seuraavassa selityksessä keksintöä havainnollistetaan yksityiskohtaisesti samalla viittaamalla oheisiin 15 piirustuksiin, joissa kuvassa 1 on esitetty eräs keksinnön mukaisen järjestelyn edullinen toteutusperiaate, 20 kuvissa 2a ja 2b on esitetty pituusleikkauksia eräistä edullisista keksinnön mukaiseen järjestelyyn kuuluvista yksityiskohdista ja 25 kuvassa 3 i ♦ I · *,: on esitetty eräs keksinnön mukaiseen järjes- _ *. telyyn kuuluva edullinen yksityiskohta pi- tuusleikkauskuvantona esitetyn suutinosan i 30 yhteydessä.

Keksinnön kohteena on järjestely erityisesti työ- ja paloturvallisuuden parantamiseksi suojakaasuhitsauk-sessa hitsauslaitteistoa käytettäessä, johon kuuluu 35 hitsauslaite 1, suojakaasuyksikkö 4 ja hitsauslaittee- i » seen 1 johtoyksikön 2 välityksellä kytketty ja kädessä , pidettävä suutinosa 3, jolloin hitsauslanka L on i » » * V* järjestetty suutinosassa 3 olevaa liipasinta B käyttä- 1 * i » · 6 109003 mällä suutinosan 3 yhteydessä valokaarella sulatettavaksi hitsauskohtaan suojakaasuyksiköstä 4 johdetulla suojakaasulla suojatusti. Hitsauslaitteistoon kuuluu lisäksi erityisesti hitsaustapahtuman työ- ja palotur-5 vallisuuden parantamiseksi ensinnäkin kytkentäjärjes tely X suojakaasuyksiköstä 4 johdetun suojakaasun johtamiseksi suojaustilanteessa palovaaralle alttii-seen/palavaan kohtaan toimielimien välityksellä, jotka on järjestetty sopivimmin suutinosan 3 yhteyteen 10 järjestetyn kytkimen Xl, kuten painonapin tai vastaa van käynnistämänä keskeyttämään ainakin hitsausvirran syöttö suutinosaan 3 ja johtamaan suojakaasua hitsaus-tapahtumaa oleellisesti suuremmalla tilavuusvirralla sopivimmin johtoyksikön 2 välityksellä suutinosan 3 15 kautta, ja toisaalta poistojärjestely 5 hitsaus- kaasujen poistamiseksi imemällä sitä oleellisesti suutinosan 3 yhteydestä poistokanavaan 5; 5b kytketyn imulaitteiston 8, kuten imurin, puhaltimen tai vastaavan toimesta, johtoyksikköön 2 ja/tai suutinosaan 3 20 yhdysrakenteisesti järjestetyn imukanavan 5a ja/tai imujärjestelyn 5a' välityksellä. Keksinnön mukaiseen järjestelyyn kuuluu elimet suojakaasun johtamiseksi suojaustilanteessa ainakin osittain johtoyksikössä 2 ja/tai suutinosassa 3 olevan, poistojärjestelyyn 5 25 kuuluvan imukanavan 5a ja/tai imujärjestelyn 5a1 ·/; kautta.

• j a * > · I i > » t · : Mainittuihin elimiin kuuluu esim. kuvissa 1 ja 2a * t · !..* esitetyllä periaatteella edullisesti johtoyksikön 2 3 0 yhteyteen järjestetty ohjausyksikkö C suojaustilannet- ta varten, mikä on tarkoitettu ensinnäkin imuvirtauk-sen pysäyttämiseksi imukanavassa 5a ja/tai imujärjes-telyssä 5a' ja toisaalta suojakaasun syöttämiseksi 9 I * ',,,· siihen/niihin.

35 i · , * ’,: Tässä yhteydessä on ohjausyksikkö C järjestetty ( · . edullisesti johtoyksikön 2 hitsauslaitteeseen 1 2 2 kytkettävän pään I yhteyteen ja siihen yhteydessä t 11»»»

» I

7 109003 olevat, sen toimintaa ohjaavat käyttöelimet C, kuten yksinkertaisimmillaan suojaustilanteen suojakaasun käynnistyskytkin xl suutinosaan 3.

5 Erityisesti kuvaan 2a viitaten on ohjausyksikkö C

järjestetty keskeyttämään suojaustilanteessa imulait-teiston 8, kuten imurin, puhaltimen tai vastaavan toiminta, keskeyttämään imukanavan 5a imuvirtaus venttiilijärjestelyn 6 avulla, kuten sulkuventtiili 6a 10 ja/tai vastaava sulkemalla, suojakaasun johtamiseksi sen jälkeen imukanavaan 5a suojakaasuyksikköön 4 yhdistetyn syöttöputken 4a välityksellä siihen kuuluva toimiventtiili 6b avaamalla. Edellä kerrottu on toteutettavissa edelleen yksinkertaisesti siten, että 15 ohjausyksikkö C suorittaa kaikki luetellut toimenpi- j teet oikeassa järjestyksessä automaattisesti kuvassa 2b esitetyllä periaatteella pelkästään käynnistyskyt-kintä xl käyttämällä.

20 Edelleen kuvassa 2b esitettyyn edulliseen sovellutuk seen viitaten, on suutinosan 3 yhteyteen, kuten suutinkaulaan 3a järjestetty säätöelimet 7 imukanavas-sa 5a ja/tai imujärjestelyssä 5a' kulkevan virtauksen säätämiseksi, kuten ohitusvirtausperiaatteella toimiva 25 säätöventtiili 6c tai vastaava.

,’·· Erityisesti kuvaan 3 viitaten on hitsaustilanteen ; suojakaasuvirtauksen suutinjärjestely 4c ja poistojär- jestelyn 5 imujärjestely 5a' toteutettu erityisesti 30 suutinosassa 3 radiaalisuunnassa päällekkäisin raken tein. Tällöin keksinnön edullisena sovellutuksena on ..._ edullisesti sekä johtoyksikössä 2 oleva imukanava 5a ;;; että siihen yhtyvä imujärjestely 5a' suutinosan 3 ·;· ulkopäässä sijoitettu sisäpuolitse suhteessa hitsaus- 35 tilanteessa johtoyksikössä 2 suojakaasua johtavaan ·:··: virtaustiehen ja suutinosassa 3 suojakaasua syöttävään suutinjärjestelyyn 4c, jolloin suojakaasua on järjes- ' \ tetty johdettavaksi suojaustilanteessa edullisesti > · 8 109003 johtoyksikön 2 ja suutinosan 3 välityksellä sekä suojakaasua varten tarkoitetun virtaustien ja suutin-järjestelyn 4b, 4c että poistojärjestelyyn 5 kuuluvan imukanavan ja imujärjestelyn 5a, 5a' kautta. Tämän 5 sovellutuksen yhtenä perusteena on erityisesti koke musperäinen tieto siitä, että savukaasun muodostumista tapahtuu voimakkaimmin silloin, kun hitsauskohdasta pääsee kuumia kipinöitä välittömästi ulkoilman kanssa tekemisiin. Tätä ongelmaa pystytään edellä kuvatulla 10 tavalla tehokkaasti minimoimaan, koska ensinnäkin imujärjestelyn aikaansaama imu kohdistuu välittömästi hitsauskohtaan, minkä lisäksi sekä hitsauskohta että edellä mainittu imujärjestely on hitsauskohdassa täysin suojakaasun ympäröimänä.

15

On selvää, että keksintö ei rajoitu edellä esitettyihin tai selitettyihin sovellutuksiin, vaan sitä voidaan keksinnön perusajatuksen puitteissa muunnella hyvinkin huomattavasti. Tällöin on ensinnäkin selvää, 20 että keksinnön mukaista yksinkertaista periaatetta on mahdollista soveltaa myös muun tyyppisessä hitsauksessa, jossa käytetään muodossa tai toisessa lähes mitä tahansa suojakaasua ja sen lisäksi poistojärjestelyä, mitkä kummatkin on toteutettu oleellisesti johtoyksi-25 kön ja/tai suutinosan kautta tapahtuviksi. Luonnolli- · sesti on mahdollista järjestää esim. kytkentäjärjeste- lyn toimielimet toimimaan paineväliainetoimisesti, jonkinlaisia mekaanisia esim. jousiratkaisuja käyttä-mällä tai sitten edelleen viimeisintä langatonta »· » .···. 30 tekniikkaa soveltaen esim. radiotaajuisia komponentte ja hyödyntämällä. Näiden toimintavarmuus saattaa ... kuitenkin olla käytännön sovellutuksina ns. perintei- ;;; sesti toteutettuihin sähköisiin järjestelyihin verrat- ·;·' tuna epävarmempaa ja edellyttää huomattavasti runsaam- 35 paa huoltoa ja kunnossapitoa kuin perinteiset ratkai- ·:··· sut. Lisäksi keksinnön mukaiseen järjestelyyn kuuluvat käyttöelimet ja säätöelimet on luonnollisesti integ-* ’ roitavissa samaan säätimeen tai sitten toteutettavissa 9 109003 esim. eri sormilla käytettävin erillisin painonapein tai "1iipasimin" jne.

Claims (6)

10 109003

1. Järjestely erityisesti työ- ja paloturvalli- 5 suuden parantamiseksi suojakaasuhitsauksessa hitsaus- laitteistoa käytettäessä, johon kuuluu hitsauslaite (1) , suojakaasuyksikkö (4) ja hitsauslaitteeseen (1) johtoyksikön (2) välityksellä kytketty ja kädessä pidettävä suutinosa (3), jolloin hitsauslanka (L) on 10 järjestetty suutinosan (3) yhteydessä valokaarella sulatettavaksi hitsauskohtaan suojakaasuyksiköstä (4) johdetulla suojakaasulla suojatusti, ja johon hitsaus-laitteistoon kuuluu lisäksi erityisesti hitsaustapah-tuman työ- ja paloturvallisuuden parantamiseksi 15 ensinnäkin kytkentäjärjestely (X) suojakaasuyksiköstä (4) johdetun suojakaasun johtamiseksi suojaustilan-teessa palovaaralle alttiiseen/palavaan kohtaan toimielimien välityksellä, jotka on järjestetty sopivimmin suutinosan (3) yhteyteen järjestetyn 2 0 kytkimen (Xl) , kuten painonapin tai vastaavan käynnis- tämänä keskeyttämään ainakin hitsausvirran syöttö suutinosaan (3) ja johtamaan suojakaasua hitsaustapah-tumaa oleellisesti suuremmalla tilavuusvirralla sopivimmin johtoyksikön (2) välityksellä suutinosan ;* 25 (3) kautta, ja toisaalta poistojärjestely (5) hitsaus- ·: ‘ kaasujen poistamiseksi imemällä sitä oleellisesti suutinosan (3) yhteydestä imulaitteiston (8), kuten .'·· imurin, puhaltimen tai vastaavan toimesta johtoyksik- koon (2) ja/tai suutinosaan (3) yhdysrakenteisesti 30 järjestetyn imukanavan (5a) ja/tai imujärjestelyn (5a') välityksellä, tunnettu siitä, että järjestelyyn .···. kuuluu elimet suojakaasun johtamiseksi suojaustilan- teessä ainakin osittain johtoyksikössä (2) ja/tai suutinosassa (3) olevan, poistojärjestelyyn (5) 35 kuuluvan imukanavan (5a) ja/tai imujärjestelyn (5a1) kautta. 11 109003

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittuihin elimiin kuuluu sopivimmin johtoyksikön (2) yhteyteen järjestetty ohjausyksikkö (C) suojaustilannetta varten, ensinnäkin 5 imuvirtauksen pysäyttämiseksi imukanavassa (5a) ja/tai imujärjestelyssä (5a1) ja toisaalta suojakaasun syöttämiseksi siihen/niihin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjes- 10 tely, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (C) on järjestetty johtoyksikön (2) hitsauslaitteeseen (1) kytkettävän pään (I) yhteyteen ja siihen yhteydessä olevat, sen toimintaa ohjaavat käyttöelimet (C) suutinosaan (3). 15

4. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (C) on järjestetty suojaustilanteessa keskeyttämään imulaitteiston (8), kuten imurin, puhaltimen tai 20 vastaavan toiminta, keskeyttämään imukanavan (5a) imuvirtaus venttiilijärjestelyn (6) avulla, kuten sulkuventtiili (6a) ja/tai vastaava sulkemalla, suojakaasun johtamiseksi sen jälkeen imukanavaan (5a) , . suojakaasuyksikköön (4) yhdistetyn syöttöputken (4a) 25 välityksellä siihen kuuluva toimiventtiili (6b) : avaamalla.

5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-4 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että suutinosan ;30 (3) yhteyteen, kuten suutinkaulaan (3a) on järjestetty » » » säätöelimet (7) imukanavassa (5a) ja/tai imujärjeste-,···. lyssä (5a') kulkevan virtauksen säätämiseksi, kuten .···, ohitusvirtausperiaatteella toimiva säätöventtiili (6c) tai vastaava. 35

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-5 r.·. mukainen järjestely, jossa hitsaustilanteen suoja- kaasuvirtauksen suutinjärjestely (4c) ja poistojärjes- 12 109003 telyn (5) imujärjestely (5a') on toteutettu erityisesti suutinosassa (3) radiaalisuunnassa päällekkäisin rakentein, tunnettu siitä, että imukanava (5a) ja siihen yhtyvä imujärjestely (5a') suutinosan (3) 5 ulkopäässä on sijoitettu sisäpuolitse suhteessa j hitsaustilanteessa suojakaasua syöttävään virtaus- tiehen (4b) ja suutinjärjestelyyn (4c), jolloin suojakaasua on järjestetty johdettavaksi suojaus tilanteessa johtoyksikön (2) ja suutinosan (3) välityksellä 10 sekä suojakaasua varten tarkoitetun virtaustien ja suutinjärjestelyn (4b, 4c) että poistojärjestelyyn (5) kuuluvan imukanavan ja imujärjestelyn (5a, 5a') kautta. « » · * * · t • · »· * t I · » » » * t I i I t I M t · I • » t 13 109003