JPH0614938Y2 - Water-cooled plasma arc processing equipment - Google Patents

Water-cooled plasma arc processing equipment

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JPH0614938Y2
JPH0614938Y2 JP7651089U JP7651089U JPH0614938Y2 JP H0614938 Y2 JPH0614938 Y2 JP H0614938Y2 JP 7651089 U JP7651089 U JP 7651089U JP 7651089 U JP7651089 U JP 7651089U JP H0614938 Y2 JPH0614938 Y2 JP H0614938Y2
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JP
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solenoid valve
torch
water
power
cooling water
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喜久夫 寺山
慶樹 森本
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Daihen Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、加工用トーチを冷却水にて冷却しながら被加
工物の溶接、切断等の加工を行う水冷式プラズマアーク
加工装置の改良に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an improvement of a water-cooled plasma arc processing apparatus that performs processing such as welding and cutting of a workpiece while cooling a processing torch with cooling water. It is a thing.

〈従来の技術〉 大電流を用いる加工装置や許容使用率が高く設定された
加工装置においては、加工トーチの過熱を防止するため
にトーチ内部を水冷式としている。プラズマアーク加工
用トーチにおいては特にノズル電極部および主電極部の
温度上昇が著しく、冷却効率を高めるためにこれらの内
部に冷却水通路を形成して直接水冷するように工夫され
ている。
<Prior Art> In a processing device that uses a large current or a processing device with a high allowable usage rate, the inside of the torch is water-cooled in order to prevent overheating of the processing torch. In the plasma arc processing torch, in particular, the temperature of the nozzle electrode portion and the main electrode portion rises remarkably, and in order to improve the cooling efficiency, a cooling water passage is formed inside these to directly cool the water.

ここで、水冷式プラズマアーク加工用トーチの例につい
て第5図によって説明する。第5図は、水冷式トーチの
電極部分を示した断面図である。第5図において、51
は中空の電極、55は電極51の支持部の外側に設けら
れた絶縁スリーブ、56は絶縁スリーブ55の外側に設
けられた導電材料からなるノズル支持部材、52はノズ
ル支持部材56の先端に支持された中空のノズルで、先
端中央に作動ガス噴出用のオリフィス部54が穿設され
ている。57は絶縁カップ、58は冷却水の案内管で、
供給ホース59より流入した冷却水は電極51を直接冷
却した後、矢印の通りノズル52を通る通路を経て排水
ホース60よりトーチの外部に流出する。なお、プラズ
マアーク形成用の作動ガスGは、電極51と同心的に設
けられたガス通路を経て供給されてノズル52のオリフ
ィス部54より噴出する。
Here, an example of a water-cooled plasma arc processing torch will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a sectional view showing an electrode portion of a water-cooled torch. In FIG. 5, 51
Is a hollow electrode, 55 is an insulating sleeve provided outside the supporting portion of the electrode 51, 56 is a nozzle supporting member made of a conductive material provided outside the insulating sleeve 55, and 52 is supported at the tip of the nozzle supporting member 56. An orifice 54 for jetting a working gas is formed in the center of the tip of the hollow nozzle. 57 is an insulating cup, 58 is a guide pipe for cooling water,
The cooling water flowing in from the supply hose 59 directly cools the electrode 51 and then flows out of the torch through the drain hose 60 through the passage passing through the nozzle 52 as shown by the arrow. The working gas G for forming the plasma arc is supplied through a gas passage that is provided concentrically with the electrode 51 and is ejected from the orifice portion 54 of the nozzle 52.

上記プラズマアーク加工用トーチ5を使用する場合、冷
却水の供給源と供給ホース59とを開閉弁を介して連結
し、電極51やノズル52などの交換部品を取換える際
には開閉弁を閉じて冷却水の供給を遮断していた。
When the plasma arc processing torch 5 is used, the cooling water supply source and the supply hose 59 are connected via an on-off valve, and the on-off valve is closed when replacement parts such as the electrode 51 and the nozzle 52 are replaced. The cooling water supply was shut off.

しかし、この場合、トーチ内部には未だ冷却水が充満し
ており、部品を取外すとこの残留水があふれ出てトーチ
や被加工物を濡し、感電の危険性が生ずるのみならず次
に被加工物を濡れたまま切断を行うと切断面に水素が混
入するため以後の溶接品質の悪化を招く危険性がある。
さらに冬期においては夜間に残留水が凍結してトーチを
破壊するおそれもある。このためにトーチ内の残留水を
排除するための圧力気体を切替スイッチの操作によって
冷却水路に導入する方式のものが提案されている。(例
えば特開昭55−19431号、特開昭59−1346
00号) 第6図は、この方式の装置の例を示す。同図において5
は直接水冷される交換部品を有する、例えば第5図に示
される構造をしたプラズマアーク加工用トーチである。
この場合、交換部品のうち、電極51およびノズル52
が直接水冷されている。このトーチ5の冷却水の供給ホ
ース59と排水ホース60とは加工用トーチ5の内部を
経て連通されていて冷却水用循環路を形成している。1
02は冷却水を収納するための貯水タンク、101は送
水用ポンプである。この送水用ポンプ101の吐出側は
2方口電磁弁103を介して管108に連結されてい
る。104は圧力気体供給源であり、たとえばエアコン
プレッサである。この吐出側の管107は2方口電磁弁
105を介して管108に連結されている。
In this case, however, the torch is still full of cooling water, and when the parts are removed, this residual water overflows and wets the torch and the work piece, causing the risk of electric shock and the next contact. If the work piece is cut while it is wet, hydrogen will be mixed into the cut surface, which may lead to deterioration of the welding quality thereafter.
Furthermore, in winter, residual water may freeze at night and destroy the torch. For this reason, a system has been proposed in which a pressure gas for removing residual water in the torch is introduced into the cooling water passage by operating the changeover switch. (For example, JP-A-55-19431 and JP-A-59-1346.
No. 00) FIG. 6 shows an example of an apparatus of this system. 5 in the figure
Is a torch for plasma arc machining having a replacement part that is directly water cooled, for example, having the structure shown in FIG.
In this case, among the replacement parts, the electrode 51 and the nozzle 52
Is directly water cooled. The cooling water supply hose 59 and the drainage hose 60 of the torch 5 communicate with each other through the inside of the processing torch 5 to form a cooling water circulation path. 1
Reference numeral 02 is a water storage tank for storing cooling water, and 101 is a water supply pump. The discharge side of the water pump 101 is connected to a pipe 108 via a two-way solenoid valve 103. 104 is a pressure gas supply source, for example, an air compressor. The pipe 107 on the discharge side is connected to the pipe 108 via a two-way solenoid valve 105.

同図の装置において、通常の加工作業時には送水ポンプ
101の吐出水が管108に達するとともにエヤコンプ
レッサ104の圧縮空気出力が管108に達しないよう
に管107と管108との間を遮断するように電磁弁1
03を開、電磁弁105を閉にする。この状態で送水ポ
ンプ101を駆動して加工用トーチ5の各部を強制的に
冷却する。次に部品の交換時には、電磁弁103を閉と
し電磁弁105を開とする。すると冷却水通路59,6
0,108,109にはエヤコンプレッサ104から圧
縮空気が圧送されて各通路および加工用トーチ5内の残
留水を強制的に排除する。冷却水通路から残留水が排除
された後に切断トーチ5の交換部品を外し、補修,交換
等の作業をする。
In the apparatus shown in the figure, during normal processing work, the discharge water of the water feed pump 101 reaches the pipe 108 and the compressed air output of the air compressor 104 is cut off between the pipe 107 and the pipe 108 so as not to reach the pipe 108. Solenoid valve 1
03 is opened and the solenoid valve 105 is closed. In this state, the water feed pump 101 is driven to forcibly cool each part of the processing torch 5. Next, when replacing the parts, the solenoid valve 103 is closed and the solenoid valve 105 is opened. Then, the cooling water passages 59, 6
Compressed air is pumped from 0, 108, and 109 from the air compressor 104 to forcibly remove residual water in each passage and the processing torch 5. After the residual water is removed from the cooling water passage, the replacement parts of the cutting torch 5 are removed, and repairs and replacements are performed.

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記従来装置においては、加工用トーチの部品交換時や
作業の終了に際して圧力気体を冷却水通路に導入するた
めに切換弁を設けて、これを手動指令によって切換える
ようにしたものであるから、作業者が操作を忘れた場合
には全く切換弁を設けた意味がなく、部品取外し時の漏
水や冬期の凍結を防止することができなかった。
<Problems to be solved by the invention> In the above-mentioned conventional device, a switching valve is provided to introduce pressure gas into the cooling water passage when parts of the processing torch are replaced or when work is completed, and this is operated by a manual command. Since the switching is performed, there is no point in providing a switching valve when the operator forgets to operate it, and it is not possible to prevent water leakage when parts are removed or freezing in winter.

また、切換弁を電磁弁として切換スイッチや他の信号に
よってこれを切換えるようにしたものにおいては、加工
用電源装置への電力供給を遮断した後も冷却水排除のた
めの電磁弁を動作させるための電源は投入しておく必要
があるので、補修作業時に感電事故を誘発する危険性が
あった。
Further, in the case where the changeover valve is an electromagnetic valve and is changed over by a changeover switch or another signal, the electromagnetic valve for removing the cooling water is operated even after the power supply to the processing power supply is cut off. Since it was necessary to turn on the power of the, there was a risk of causing an electric shock accident during the repair work.

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、上記従来装置の問題点を解決するために、ト
ーチの部品取外時や作業終了時には、必らず安全のため
に電源装置への電力の供給を遮断することに着目し、電
力供給期間中に充電されるコンデンサの充電電荷を電源
遮断時に圧力気体の導入用電磁弁の励磁コイルを通して
放電する回路を設け、電源遮断時に一定時間だけ圧力気
体導入用の電磁弁を開くように構成したものである。
<Means for Solving Problems> In order to solve the problems of the above-mentioned conventional device, the present invention always supplies power to the power supply device for safety when removing torch parts or finishing work. Focusing on shutting off the power supply, a circuit is provided to discharge the charge stored in the capacitor that is charged during the power supply period through the exciting coil of the solenoid valve for introducing pressure gas when the power is cut off, and the pressure gas is discharged for a fixed time when the power is cut off. It is configured to open the solenoid valve for introduction.

さらに、本考案においては、圧力気体源側に気体圧力検
出スイッチを設け、圧力気体が存在しないときには気体
導入用の電磁弁の開路を禁止する回路を設けて、圧力気
体の欠損時にも不具合が発生しないようにしたものであ
る。
Further, in the present invention, a gas pressure detection switch is provided on the pressure gas source side, and a circuit for prohibiting the opening of the electromagnetic valve for gas introduction is provided when pressure gas does not exist, so that a problem occurs even when the pressure gas is lost. I did not try to do it.

〈作用〉 本考案の装置は、上記のようにすることによって、電源
遮断の直後に自動的にトーチ内に圧力気体が導入されて
冷却水配管内に残留する冷却水を強制排出するよう動作
し、また圧力気体が存在しないときには上記の気体の導
入動作を禁止して冷却水の気体配管への漏出を防止する
ものである。
<Operation> The apparatus of the present invention operates as described above so that the pressure gas is automatically introduced into the torch immediately after the power is cut off and the cooling water remaining in the cooling water pipe is forcibly discharged. Further, when the pressure gas does not exist, the above-mentioned gas introduction operation is prohibited to prevent the cooling water from leaking to the gas pipe.

〈実施例〉 第1図に本考案の実施例を示す。同図において1は交流
電源であり、三相または単相交流が用いられる。2は電
源スイッチ、3は整流回路であり交流電源1の電力を直
流に変換する。C1はコンデンサであり、整流回路3の
出力端子部に適当な容量の平滑用のコンデンサが含まれ
るときはこれを代用することができる。4は切断用電力
調整回路であり、整流回路3の出力を入力としスイッチ
ング素子にて調整するとともにプラズマアーク加工に必
要な電圧・電流特性の電力に変換する公知のプラズマア
ーク加工用電力調整回路、例えばトランジスタ式シリー
ズレギュレータやインバータと変圧器および整流回路と
を組合せた回路である。5は切断用トーチであり、主電
極51およびノズル52は冷却水通水路を有している。
6は被加工物、7は切断トーチ5に取付けられた起動・
停止指令スイッチであり、通常トーチスイッチと呼ばれ
ている。8は制御回路であり、トーチスイッチ7の指令
により電力調整回路4に対して出力電流,電圧の制御信
号を供給するとともに、トーチ5にプラズマ発生用ガス
の供給・停止を行う電磁弁の励磁コイル115cを制御
する。101は冷却水送水用のポンプ、102は貯水タ
ンク、103は冷却水送水・停止用2方口電磁弁であ
り、送水ポンプとは配管106で連結され、またトーチ
5の冷却水入口とは配管108にて連結されている。1
04は圧力気体源であり圧縮空気源やプラズマ作動ガス
源が利用できる。105は圧力気体導入用2方口電磁弁
であり圧力気体源104と配管107で連結され、また
分岐管108aを介して冷却水配管108に連結されて
いる。この電磁弁105の励磁コイル105cは直流電
圧によって動作する直流電磁弁を用いる。これら電磁弁
103および105はいずれか一方が開くときは他方が
閉じるように相反的に動作し、通常、電源が投入されて
いる状態では電磁弁103が開き電磁弁105が閉じた
状態となっている。CR1はリレーであり電源スイッチ
が閉路されて交流電源からの電力が供給されたときに励
磁されてその常開接点CR1aが閉じ常閉接点CR1bが開
く電圧応動スイッチの働きをする。MS1は電磁接触器
であり、リレーCR1と同様に交流電源の投入によって
励磁されて各常開接点MS1aによって送水ポンプ101
を駆動する。R1は電磁弁104の励磁コイル105c
に並列に接続された抵抗器であり、その抵抗値が調整可
能なものが望ましい。ここでコンデンサC1、リレー接
点CR1bおよびコイル105c(および抵抗器R1)は
電磁弁105の時限動作開路を構成している。なお第1
図においては、その他出力調整器やプラズマ作動ガスの
供給回路等は本考案の主旨に関係が少ないので省略して
ある。
<Embodiment> FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is an AC power supply, and three-phase or single-phase AC is used. Reference numeral 2 is a power switch, and 3 is a rectifying circuit, which converts the electric power of the AC power supply 1 into DC. C1 is a capacitor, which can be substituted when the output terminal of the rectifier circuit 3 includes a smoothing capacitor having an appropriate capacity. Reference numeral 4 denotes a cutting power adjusting circuit, which is a known power adjusting circuit for plasma arc processing, which receives the output of the rectifier circuit 3 as an input, adjusts it with a switching element, and converts it into electric power having a voltage / current characteristic necessary for plasma arc processing For example, it is a circuit in which a transistor type series regulator or an inverter is combined with a transformer and a rectifying circuit. Reference numeral 5 is a cutting torch, and the main electrode 51 and the nozzle 52 have a cooling water passage.
6 is a workpiece, 7 is a starter attached to the cutting torch 5.
It is a stop command switch and is usually called a torch switch. Reference numeral 8 denotes a control circuit, which supplies a control signal of output current and voltage to the power adjustment circuit 4 in response to a command from the torch switch 7 and also an exciting coil of a solenoid valve for supplying / stopping the gas for plasma generation to / from the torch 5. 115c is controlled. Reference numeral 101 is a pump for supplying cooling water, 102 is a water storage tank, 103 is a two-way solenoid valve for supplying and stopping cooling water, and is connected to the water supply pump by a pipe 106, and is connected to a cooling water inlet of the torch 5 by a pipe. They are connected at 108. 1
Reference numeral 04 is a pressure gas source, and a compressed air source or a plasma working gas source can be used. Reference numeral 105 denotes a two-way solenoid valve for introducing pressure gas, which is connected to the pressure gas source 104 by a pipe 107, and is also connected to a cooling water pipe 108 via a branch pipe 108a. As the exciting coil 105c of the solenoid valve 105, a DC solenoid valve that operates with a DC voltage is used. These solenoid valves 103 and 105 operate reciprocally so that when one of them is opened, the other is closed. Normally, when the power is turned on, the solenoid valve 103 is opened and the solenoid valve 105 is closed. There is. CR1 is a relay, which acts as a voltage responsive switch which is excited when the power switch is closed and electric power is supplied from the AC power source to close the normally open contact CR1a and open the normally closed contact CR1b. MS1 is an electromagnetic contactor, which is excited by the application of an AC power source and is relayed by the normally open contacts MS1a like the relay CR1.
To drive. R1 is an exciting coil 105c of the solenoid valve 104
It is desirable to use a resistor connected in parallel with the resistor whose resistance value can be adjusted. Here, the capacitor C1, the relay contact CR1b, and the coil 105c (and the resistor R1) form a timed operation open circuit of the solenoid valve 105. The first
In the figure, other output regulators, a plasma working gas supply circuit, and the like are omitted because they are not relevant to the gist of the present invention.

第2図は、第1図の実施例の動作を説明するための線図
であり、同図(a)は電源スイッチの開閉状態,(b)はコン
デンサC1の端子電圧の変化,(C)はトーチスイッチの
動作,(d)はリレーCR1の常閉接点CR1bの動作状
態,(e)は電磁弁105の動作状態,(f)は冷却水配管1
08内の状態の変化をそれぞれ時間の経過とともに示し
ている。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1, where (a) is the open / closed state of the power switch, (b) is the change in the terminal voltage of the capacitor C1, (C). Is the operation of the torch switch, (d) is the operating state of the normally closed contact CR1b of the relay CR1, (e) is the operating state of the solenoid valve 105, (f) is the cooling water pipe 1
Changes in the state within 08 are shown over time.

第1図に示した実施例において、電源スイッチ2を閉路
すると交流電源1の出力が整流回路3に供給され直流電
圧に変換される。この直流電圧によってコンデンサC1
が充電され、その端子電圧が急速に上昇する。一方スイ
ッチ2の閉路によって交流電源1の出力はリレーCR1
および電磁接触器MSにも供給され各常開接点CR1a,
MS1a,MS1aが閉じ同時に常用接点CR1bが開く。こ
れによって送水ポンプ101が駆動され、電磁弁103
が開くことによってトーチ5に冷却水が供給される。こ
のとき電磁弁105はコイル105cが接点CR1bが解
放されているために非励磁の状態にあるので閉じたまま
である。一方電源スイッチ2の閉路によって制御回路8
にも電源が供給される。この状態でトーチスイッチ7を
閉じるとこれによってプラズマ作動ガス供給用の電磁弁
115が励磁されてトーチ5にガスが供給される。所定
の時間の後に出力指令信号が電力調整回路4に供給され
てトーチ5に加工用電力が供給されて公知のプラズマア
ークの起動手順にて起動される。
In the embodiment shown in FIG. 1, when the power switch 2 is closed, the output of the AC power supply 1 is supplied to the rectifier circuit 3 and converted into a DC voltage. This DC voltage causes the capacitor C1
Is charged and its terminal voltage rises rapidly. On the other hand, when the switch 2 is closed, the output of the AC power supply 1 is relay CR1.
And the normally open contacts CR1a, which are also supplied to the electromagnetic contactor MS.
MS1a and MS1a are closed, and the common contact CR1b is opened at the same time. This drives the water pump 101, and the solenoid valve 103
When the is opened, cooling water is supplied to the torch 5. At this time, the solenoid valve 105 remains closed because the coil 105c is in the non-excited state because the contact CR1b is released. On the other hand, the control circuit 8 is closed by closing the power switch 2.
Is also supplied with power. When the torch switch 7 is closed in this state, the electromagnetic valve 115 for supplying the plasma working gas is excited thereby to supply the gas to the torch 5. After a predetermined time, the output command signal is supplied to the power adjusting circuit 4 and the processing power is supplied to the torch 5, and the torch 5 is started by a known plasma arc starting procedure.

次にトーチスイッチ7を開路すると電力調整回路4はト
ーチ5に対する電力の供給を停止し、所定の時間の後に
電磁弁115を非励磁として閉鎖しプラズマ作動用ガス
の供給を停止して1回の加工作業を終了する。以後トー
チスイッチ7のON−OFFに従って加工が行なわれ
る。
Next, when the torch switch 7 is opened, the power adjustment circuit 4 stops the supply of power to the torch 5, and after a predetermined time, the electromagnetic valve 115 is deenergized and closed to stop the supply of the plasma working gas, and the power is supplied once. Finish the processing work. After that, processing is performed according to ON-OFF of the torch switch 7.

一連の加工の終了後に作業の終了またはトーチの補修等
に際して電源スイッチ2を解放すると、リレーCR1お
よび電磁接触器MSが非励磁となり、これによって送水
ポンプ101が停止するとともに電磁弁103も閉じ
る。またリレーCR1の常閉接点CR1bも復帰するので
コンデンサC1にリレー接点CR1bおよび電磁弁105
の励磁コイル105cとの直列回路が並列に接続される
ことになる。この結果、電源スイッチが開放された直後
からコンデンサC1の充電電荷は励磁コイル105cお
よび抵抗器R1を通して放電することになり、電磁弁1
05を開く。これによって冷却水配管108は圧力気体
源104に連結されることになり、配管108内および
トーチ5内に残留していた冷却水は供給される圧力気体
によって強制的にタンク102に排出される。
When the power switch 2 is released at the end of the work or the repair of the torch after the completion of the series of processing, the relay CR1 and the electromagnetic contactor MS are de-energized, which stops the water pump 101 and also closes the electromagnetic valve 103. Further, since the normally closed contact CR1b of the relay CR1 also returns, the relay contact CR1b and the solenoid valve 105 are connected to the capacitor C1.
The series circuit with the exciting coil 105c is connected in parallel. As a result, immediately after the power switch is opened, the charge stored in the capacitor C1 is discharged through the exciting coil 105c and the resistor R1.
Open 05. As a result, the cooling water pipe 108 is connected to the pressure gas source 104, and the cooling water remaining in the pipe 108 and the torch 5 is forcibly discharged to the tank 102 by the supplied pressure gas.

コンデンサC1の端子電圧Vc1はコイル105cおよび
抵抗器R1を通して放電するに従って次第に低下する。
このコンデンサC1の端子電圧Vc1が電磁弁105の復
帰電圧Vs以下にまで低下した時点で電磁弁105は閉
路し圧力気体の供給は停止する。
The terminal voltage Vc1 of the capacitor C1 gradually decreases as it discharges through the coil 105c and the resistor R1.
When the terminal voltage Vc1 of the capacitor C1 drops below the return voltage Vs of the solenoid valve 105, the solenoid valve 105 is closed and the supply of pressurized gas is stopped.

この電源スイッチ2の開放から電磁弁105の復帰・閉
鎖までの時間TaはコンデンサC1の容量および充電電
圧、電磁弁105の復帰電圧V2および励磁コイルの抵
抗値によって定まる。このうち充電電圧は整流回路3の
出力電圧で定まり、またコンデンサC1の容量も整流回
路3の出力平滑に要する容量として定まるものである。
それ故、上記時間Taはあまり調整する余地がない。通
常コンデンサC1は数百ないし数千マイクロフアラドの
大容量のものが用いられ、かつ直流電磁弁105の復帰
電圧は定格電圧にくらべて相当低いので、時間Taはか
なり長くなることが予想される。そこで第1図の実施例
においては、この時間を配管内の冷却水の排水に要する
時間よりも少し長目になる程度に調整するために励磁コ
イル105cに並列に抵抗器R1を接続してある。この
抵抗器R1の抵抗値を適値に設定することによって所要
の長さの時間を得るものである。もちろん励磁コイル1
05cのみによって適当な時間が得られるときにはこの
抵抗器R1は設ける必要がない。
The time Ta from the opening of the power switch 2 to the return / close of the solenoid valve 105 is determined by the capacity and charging voltage of the capacitor C1, the return voltage V2 of the solenoid valve 105 and the resistance value of the exciting coil. Of these, the charging voltage is determined by the output voltage of the rectifier circuit 3, and the capacity of the capacitor C1 is also determined as the capacity required for smoothing the output of the rectifier circuit 3.
Therefore, there is little room for adjusting the time Ta. Normally, the capacitor C1 having a large capacity of several hundreds to several thousand microfarads is used, and the reset voltage of the DC solenoid valve 105 is considerably lower than the rated voltage, so that the time Ta is expected to be considerably long. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, a resistor R1 is connected in parallel with the exciting coil 105c in order to adjust this time to a degree slightly longer than the time required for draining the cooling water in the pipe. . By setting the resistance value of the resistor R1 to an appropriate value, the required length of time is obtained. Excitation coil 1
It is not necessary to provide this resistor R1 when only 05c provides an adequate time.

なお、整流回路3に平滑用のコンデンサが設けられてい
るとき、あるいは平滑用コンデンサの容量が小さすぎる
ときは、電磁弁105を励磁するためだけに整流回路3
の出力側にコンデンサを追加することは、この回路の電
圧が高いことから高耐圧の電解コンデンサを用意するこ
とが必要となるために不経済となったり、また大容量の
コンデンサが追加されることによって回路に突入電流が
流れて他の回路に悪影響が生ずることが考えられる。
When the smoothing capacitor is provided in the rectifier circuit 3 or when the capacity of the smoothing capacitor is too small, the rectifier circuit 3 is used only for exciting the solenoid valve 105.
It is uneconomical to add a capacitor to the output side of this circuit because it is necessary to prepare a high voltage electrolytic capacitor because the voltage of this circuit is high, and a large capacity capacitor is added. It is conceivable that an inrush current will flow through the circuit and adversely affect other circuits.

第3図はこのような場合に適する本考案の別の実施例を
示す接続図である。同図においてコンデンサを整流回路
3の出力で充電されるコンデンサに代えて交流電源から
ダイオードD1を通して充電されるコンデンサC2を設
けてある。そして圧力気体導入用の電磁弁105の励磁
コイル105cと交流電源遮断時に閉路する電圧応動ス
イッチとして動作するリレーCR1の常閉接点CR1bと
の直列回路がコンデンサC2に並列に接続されて電磁弁
105の時限動作回路が構成されている。その他の部分
は第1図の実施例と同じであるので同機能のものに同符
号を付して詳細な説明は省略する。
FIG. 3 is a connection diagram showing another embodiment of the present invention suitable for such a case. In the figure, instead of the capacitor charged by the output of the rectifier circuit 3, a capacitor C2 charged from an AC power source through a diode D1 is provided. A series circuit of the exciting coil 105c of the solenoid valve 105 for introducing pressure gas and the normally-closed contact CR1b of the relay CR1 that operates as a voltage responsive switch that closes when the AC power is cut off is connected in parallel to the capacitor C2 to connect the solenoid valve 105. A timed operation circuit is configured. Since other parts are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, those having the same functions are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

第3図の実施例においては、冷却水を強制的に排除する
ための電磁弁105を開く時間はコンデンサC2の充電
電荷と電磁弁105の励磁コイル105cの抵抗値とに
よって定まるので、これを任意に設定することができ
る。この結果、整流回路3の平滑コンデンサの容量に左
右されることがなく、電磁弁105の開く時間を冷却水
排出のために必要な時間に正確に合せるための設計の自
由度が高くなる。
In the embodiment shown in FIG. 3, the opening time of the solenoid valve 105 for forcibly removing the cooling water is determined by the charge of the capacitor C2 and the resistance value of the exciting coil 105c of the solenoid valve 105. Can be set to. As a result, the degree of freedom in design for accurately matching the opening time of the solenoid valve 105 with the time required for discharging the cooling water is increased without being influenced by the capacity of the smoothing capacitor of the rectifier circuit 3.

第1図および第3図に示した実施例において、冷却水を
排除するための圧力気体源としては圧縮空気を用いるの
が安価でよいが、圧縮空気が手近に得られないときはプ
ラズマ作動用ガスを用いることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 3, it is inexpensive to use compressed air as the pressure gas source for removing the cooling water, but when compressed air is not available at hand, it is for plasma operation. Gas can be used.

この場合、単純にブラズマ作動用ガス源を圧力気体源1
04として冷却水配管108に電磁弁を介して分流する
ようにしたときには少し問題がある。
In this case, the gas source for operating the plasma is simply replaced by the pressure gas source 1
There is a slight problem when the flow is divided into the cooling water pipe 108 via the solenoid valve as 04.

プラズマガス源は当然プラズマトーチのガス通路にも連
接されているので、もしガス源の圧力が低下しまたは零
であったときには、冷却水排除用電磁弁が開いたときに
は冷却水がプラズマ作動ガス供給用配管側に逆流するこ
とがある。もし冷却水がプラズマ作動ガスの配管側に逆
流したときには、次のプラズマアーク起動時にこの水分
がトーチのガス通路に混入することになり、漏電事故が
発生するばかりではなく、プラズマアークそのものの発
生すら阻害され、仮に何とかプラズマアークが発生した
としても作動ガス中に多量の水蒸気が含まれることにな
って被加工物に水素が多量に混入して、切断部の品質を
極端に低下してしまうことになる。
Since the plasma gas source is naturally connected to the gas passage of the plasma torch, if the pressure of the gas source drops or is zero, the cooling water is supplied to the plasma working gas when the cooling water removing solenoid valve is opened. May flow back to the piping side. If the cooling water flows back to the plasma working gas pipe side, this water will be mixed into the gas passage of the torch at the next plasma arc startup, not only causing a leakage accident but also generating the plasma arc itself. Even if somehow the plasma arc is generated, the working gas will contain a large amount of water vapor, and a large amount of hydrogen will be mixed into the work piece, and the quality of the cut part will be extremely reduced. become.

第4図は、上記問題点を解決した本考案の別の実施例を
示す接続図であり、圧力気体源としてプラズマアーク作
動用ガス源を用いている。同図において、116はプラ
ズマアーク作動用ガス源であり、アルゴンガス等の不活
性ガスまたは圧縮空気が用いられる。ガス源116は電
磁弁115を通して加工時にトーチ5の電極51とノズ
ル52との間に供給されてアークによって高温のプラズ
マ流となり、ノズル52の先端の開口部から噴出し、こ
れによって被加工物6が溶融加工される。ガス源116
はまた電磁弁105を通して冷却水配管108の分岐管
にも結合されている。ガス源116から各電磁弁105
および115への配管107の途中にはガス源の圧力を
検出する圧力スイッチ114が設けられている。この圧
力スイッチ114の常開接点114aはリレー接点CR
1aと直列にして電磁弁105の励磁コイル105cに接
続されている。
FIG. 4 is a connection diagram showing another embodiment of the present invention which solves the above problems, and uses a plasma arc operating gas source as a pressure gas source. In the figure, reference numeral 116 is a gas source for operating a plasma arc, and an inert gas such as argon gas or compressed air is used. The gas source 116 is supplied through the solenoid valve 115 between the electrode 51 of the torch 5 and the nozzle 52 at the time of processing to generate a high-temperature plasma flow due to the arc, which is ejected from the opening at the tip of the nozzle 52, whereby the workpiece 6 Is melt processed. Gas source 116
Is also connected to the branch pipe of the cooling water pipe 108 through the solenoid valve 105. Each solenoid valve 105 from the gas source 116
A pressure switch 114 for detecting the pressure of the gas source is provided in the middle of the pipe 107 to and 115. The normally open contact 114a of the pressure switch 114 is a relay contact CR.
It is connected to the exciting coil 105c of the solenoid valve 105 in series with 1a.

第4図の実施例においては、圧力気体源116が所定以
上の圧力を有しないときには電源スイッチ2を開放して
も圧力スイッチ114の接点114aが解放のままなの
で電磁弁105は開かず、したがって冷却水がガス配管
内107内に逆流することはない。そして圧力スイッチ
114の常閉接点114bによってブザーやランプのよ
うな警報器117を作動させれば作動ガス不足およびト
ーチ内の排水不完全を作業者に知らせることができる。
In the embodiment of FIG. 4, when the pressure gas source 116 does not have a pressure higher than a predetermined value, the solenoid valve 105 does not open because the contact 114a of the pressure switch 114 remains open even if the power switch 2 is opened, and therefore the cooling is performed. Water does not flow back into the gas pipe 107. Then, if the alarm device 117 such as a buzzer or a lamp is operated by the normally closed contact 114b of the pressure switch 114, it is possible to notify the operator of a shortage of working gas and incomplete drainage in the torch.

上記の各実施例においては、冷却水を専用の循環ポンプ
によって貯水タンクから吸い上げて供給する例を示した
が、冷却水は上水道や工業用水等から供給してもよいの
はもちろんである。また、プラズマアーク発生のための
電源回路も図示の整流回路とスイッチング素子を用いた
出力調整回路の組合せ以外にあらゆる方式の電源回路を
用いることができる。この場合、電源スイッチの投入に
よって常に充電されるコンデンサで適当な容量のものが
電源回路に含まれるときには、このコンデンサを本考案
の圧力気体導入用電磁弁のコイルを励磁するためのコン
デンサC1として用いればよい。またこのようなコンデ
ンサが含まれていないときには第3図および第4図に示
したように別途に電磁弁を励磁するためのコンデンサ回
路を設ければよい。
In each of the above-described embodiments, an example has been shown in which the cooling water is sucked up and supplied from the water storage tank by a dedicated circulation pump, but it goes without saying that the cooling water may be supplied from water supply, industrial water, or the like. Further, as the power supply circuit for generating the plasma arc, any type of power supply circuit can be used other than the combination of the illustrated rectifying circuit and the output adjusting circuit using the switching element. In this case, when the power supply circuit includes a capacitor which is always charged when the power switch is turned on and has an appropriate capacity, this capacitor is used as the capacitor C1 for exciting the coil of the solenoid valve for introducing pressure gas according to the present invention. Good. When such a capacitor is not included, a capacitor circuit for exciting the solenoid valve may be separately provided as shown in FIGS. 3 and 4.

〈考案の効果〉 本考案は、上記のようであるので作業者が作業終了時や
補修時に電源スイッチを解放することによって必らずト
ーチ内の冷却水が強制的に排除されるので、手動による
従来装置のように排水操作を忘れたための事故が皆無と
なる。また排水のための電磁弁を作動させる電源は、電
源スイッチが閉じられている期間中に充電されるコンデ
ンサの充電電荷を用いるので、排水が完了する頃には何
ら電圧は残存しない。それ故、別電源によって電磁弁を
操作する従来の装置と異なり、感電事故の発生が皆無と
なる。
<Effect of device> Since the device of the present invention is as described above, the cooling water in the torch is forcibly removed without fail by the operator releasing the power switch at the end of work or repair. There is no accident due to forgetting the drainage operation as in the conventional device. Further, since the power source for operating the solenoid valve for drainage uses the charge of the capacitor charged during the period when the power switch is closed, no voltage remains when drainage is completed. Therefore, unlike a conventional device that operates a solenoid valve by a separate power source, no electric shock accident occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の装置の実施例を示す接続図、第2図は
第1図の実施例の動作を説明するための線図、第3図お
よび第4図は本考案の他の実施例を示す接続図、第5図
は本考案の装置に用いる水冷式トーチの要部の構造を示
す断面図、第6図は従来の装置の例を示す配管図であ
る。 2……電源スイッチ、3……整流回路、 4……電力調整回路、5……トーチ、6……被加工物、 7……トーチスイッチ、8……制御回路、 51……電極、52……ノズル、 103,105,115……電磁弁、 107……ガス配管、 108,109……冷却水配管、 108a……分岐管、C1,C2……コンデンサ、 CR1……リレー
FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment of the device of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are other embodiments of the present invention. Fig. 5 is a connection diagram showing an example, Fig. 5 is a sectional view showing the structure of the main part of a water-cooled torch used in the device of the present invention, and Fig. 6 is a piping diagram showing an example of a conventional device. 2 ... Power switch, 3 ... Rectifier circuit, 4 ... Power adjustment circuit, 5 ... Torch, 6 ... Workpiece, 7 ... Torch switch, 8 ... Control circuit, 51 ... Electrode, 52 ... ... Nozzle, 103, 105, 115 ... Solenoid valve, 107 ... Gas pipe, 108, 109 ... Cooling water pipe, 108a ... Branch pipe, C1, C2 ... Condenser, CR1 ... Relay

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】冷却水をトーチ内に通じて冷却しながら被
加工物の加工を行う水冷式プラズマアーク加工装置にお
いて、前記トーチへの冷却水の供給配管の途中に設けた
気体導入用の分岐管と、前記分岐管への気体の導入を開
閉する直流電磁弁と、前記トーチと被加工物とに加工用
電力を供給する電源装置と、前記電源装置への電力の供
給によって充電されるコンデンサと、前記電源装置への
電力の供給の停止時に閉路する電圧応動スイッチとを具
備し、少なくとも前記コンデンサに前記電圧応動スイッ
チと前記直流電磁弁の励磁コイルとの直列回路が並列に
接続されて前記直流電磁弁の時限動作回路を構成してな
る水冷式プラズマアーク加工装置。
1. In a water-cooled plasma arc machining apparatus for machining a workpiece while cooling water is passed through the torch to cool the torch, a branch for introducing gas provided in the cooling water supply pipe to the torch. Tube, a DC solenoid valve that opens and closes the introduction of gas to the branch pipe, a power supply device that supplies processing power to the torch and the workpiece, and a capacitor that is charged by the supply of power to the power supply device. And a voltage responsive switch that is closed when the supply of electric power to the power supply device is stopped, and a series circuit of the voltage responsive switch and the exciting coil of the DC solenoid valve is connected in parallel to at least the capacitor. A water-cooled plasma arc machining device that constitutes a timed operation circuit of a DC solenoid valve.
【請求項2】前記直流電磁弁の気体供給側には気体圧力
の存在によって閉路する圧力スイッチを有するととも
に、前記直流電磁弁の時限動作回路は前記コンデンサに
前記電圧応動スイッチ、前記直流電磁弁の励磁コイルお
よび前記圧力スイッチの接点からなる直列回路を並列接
続した回路によって構成された請求項1に記載の水冷式
プラズマアーク加工装置。
2. The DC solenoid valve has a pressure switch closed on the gas supply side due to the presence of gas pressure, and the timed operation circuit of the DC solenoid valve includes a capacitor, the voltage response switch, and the DC solenoid valve. The water-cooled plasma arc processing apparatus according to claim 1, wherein the water-cooled plasma arc processing apparatus is configured by a circuit in which a series circuit including an excitation coil and contacts of the pressure switch is connected in parallel.
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