專利名稱：氫氧氣焊切割與電焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及焊接作業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的焊接和切割裝置，進(jìn)一步是指一種氫氧氣焊切割與電焊機(jī)。
利用小型的水解氫氧發(fā)生裝置將水電解產(chǎn)生氫氧混合氣體進(jìn)行氣焊和切割的工藝，比較傳統(tǒng)的采用乙炔和氧氣混合作燃?xì)獾臍夂负颓懈畹墓に嚕哂辛畠r(jià)、衛(wèi)生和使用方便的優(yōu)點(diǎn)。而專利號(hào)為CN89209060.X的《水解氫氧氣焊、切割及電焊裝置》則更進(jìn)一步，它將直流電焊機(jī)與水解氫氧發(fā)生裝置組合在一起，既可進(jìn)行電弧焊接，又可利用直流電焊機(jī)作電源產(chǎn)生氫氧混合氣體進(jìn)行氣焊、加熱和切割，做到一機(jī)多用。但是這種裝置的缺點(diǎn)是(1)水解氫氧發(fā)生器的電極板是矩形板，表面積小，電解時(shí)槽電壓高，電能消耗高；(2)水解氫氧發(fā)生器采用全密封結(jié)構(gòu)，不便于清洗電極板，沿積在電極板上的不溶性碳酸鹽，使電解效率低；(3)單獨(dú)制作穩(wěn)壓控制器、冷凝器和干燥器等組件，使得裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(4)堿性電解液沒(méi)有回收，消耗高；(5)直流電焊機(jī)的價(jià)格、維修費(fèi)用高，電能消耗高，它在實(shí)際生產(chǎn)中使用量不如交流電焊機(jī)大。
本實(shí)用新型的目的，在于提供一種交流電焊機(jī)與水解氫氧發(fā)生裝置組合成一體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的氫氧氣焊切割與電焊機(jī)，并且使得其電能消耗低、電解效率高、電解液消耗小和價(jià)格、維修費(fèi)用低。
本實(shí)用新型的解決方案如下。它由交流電焊機(jī)、硅整流器、自動(dòng)穩(wěn)壓式氫氧發(fā)生器、電解液回收器、洗氣筒式回火截流器、減壓回火截流器、焊炬或割炬構(gòu)成，交流電焊機(jī)供給硅整流器以交流電源，硅整流器供給自動(dòng)穩(wěn)壓式氫氧發(fā)生器以直流電解電源。自動(dòng)穩(wěn)壓式氫氧發(fā)生器具有一個(gè)水箱，水箱內(nèi)裝有一個(gè)金屬的電解槽，電解槽之外的水箱內(nèi)裝有水，電解槽內(nèi)裝有電解液，電解槽內(nèi)底面上墊有絕緣底板，絕緣底板支承著位于其中心的圓筒狀的負(fù)電極和間套在負(fù)電極外部且互相保持一定間距的幾個(gè)圓筒狀的復(fù)合電極，復(fù)合電極是在一金屬基體上鍍一層其它金屬膜，分別作為復(fù)合電極的正極面和負(fù)極面，負(fù)電極和所有復(fù)合電極的頂部壓有條形的絕緣頂板和壓板，一根固定螺栓穿過(guò)壓板、絕緣頂板和絕緣底板而與電解槽的槽底相連，固定螺栓頂部旋有壓住壓板的螺母，電解槽外壁電連有正極電纜，負(fù)電極內(nèi)筒壁電連有一根穿過(guò)絕緣頂板和壓板的負(fù)極螺栓，一根負(fù)極電纜電連在壓板上方的負(fù)極螺栓頂部并用螺母壓住，外表面包塑絕緣的正極電纜和負(fù)極電纜均穿過(guò)水箱中的水，另一端分別接在水箱頂側(cè)固連著的正極接線座和負(fù)極接線座上，在水箱的水里浮有一個(gè)位于水箱與電解槽之間間隙內(nèi)的鐘罩形浮筒，在浮筒頂部裝有防爆器，浮筒外側(cè)面上沿浮筒一周裝有幾個(gè)導(dǎo)輪，這幾個(gè)導(dǎo)輪分別與底端固連在水箱上的幾根垂直的導(dǎo)軌相滑接，幾根導(dǎo)軌上端之間用連接桿相固接，在一個(gè)導(dǎo)輪上方和下方的導(dǎo)軌上分別裝有限位斷電開(kāi)關(guān)和下方限位塊。電解液回收器位于浮筒的上方，它具有一個(gè)回收器殼體，殼體底部連通著一根穿過(guò)浮筒進(jìn)入電解槽中且與浮筒相固連的電解液回收管道，一根氫氧氣傳輸管道的兩端分別與浮筒和回收器殼體相連通，在回收器殼體內(nèi)固連有一塊帶孔的隔板，隔板上置有干式洗氣劑，回收器殼體的頂部上方有一根與其內(nèi)部相連通的氫氧氣傳輸管道。洗氣筒式回火截流器具有洗氣筒外殼，外殼頂部連有密封的筒蓋，筒蓋頂部裝有安全閥、防爆器、氣壓表和與外殼內(nèi)部相連通的氫氧氣傳輸管道，洗氣筒外殼內(nèi)中部具有一塊帶孔的隔板、隔板座落在外殼內(nèi)壁具有的隔板支承座上，隔板上置有干式洗氣劑，干式洗氣劑上方的洗氣筒外殼內(nèi)部形成一個(gè)貯氣室，隔板下方有一個(gè)固連在隔板上的回火截流器殼體，該殼體上側(cè)固連有一根與其內(nèi)部相連通的伸向洗氣筒外殼內(nèi)底部的輸氣管道，輸氣管道頂部下方的洗氣筒外殼內(nèi)裝有液態(tài)洗氣劑，該殼體下端的開(kāi)口內(nèi)置有球狀活塞，從回收器殼體頂部來(lái)的氫氧氣傳輸管道，穿過(guò)筒蓋進(jìn)入洗氣筒外殼內(nèi)，再穿過(guò)干式洗氣劑、隔板及液態(tài)洗氣劑而與回火截流器殼體下端的開(kāi)口處相連通。減壓回火截流器具有回火截流器外殼，該外殼的一端與從洗氣筒式回火截流器的筒蓋頂部來(lái)的氫氧氣傳輸管道相連通，另一端則與一個(gè)帶軸向孔的壓蓋相螺紋旋接，壓蓋的另一端通過(guò)輸氣管道與焊炬或割炬的輸氣端口相連通，在回火截流器外殼內(nèi)具有由球狀活塞、壓簧和空心調(diào)節(jié)螺釘構(gòu)成的通用閥門結(jié)構(gòu)，空心調(diào)節(jié)螺釘與壓蓋之間墊有密封圈。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型在工作時(shí)，交流電焊機(jī)的初級(jí)線圈接上220V或380V交流電源，并將其上的控制器調(diào)節(jié)至氣焊檔，此時(shí)交流電焊機(jī)的次級(jí)線圈向硅整流器供電，硅整流器的直流電壓輸出端分別與氫氧發(fā)生器的正極接線座和負(fù)極接線座相接，直流電壓經(jīng)正極電纜和負(fù)極電纜加于由電解槽、復(fù)合電極及負(fù)電極形成的串聯(lián)電解電極上，在電場(chǎng)作用下，電解液中的氫離子在負(fù)極和復(fù)合電極的負(fù)極面上析出，產(chǎn)生氫氣，氧離子在正電極和復(fù)合電極的正極面上析出，產(chǎn)生氧氣，產(chǎn)生的氫氧氣體在水密封的浮筒內(nèi)富集，并從浮筒頂部的氫氧氣傳輸管道送給電解液回收器，氫氧氣體沿回收器殼體的切線方向進(jìn)入殼體腔內(nèi)，壓力降低，流速減小，氫氧氣體帶出來(lái)的電解液霧滴貼在內(nèi)壁聚集，沿內(nèi)壁流經(jīng)電解液回收管道回收到電解槽中。此時(shí)的氫氧氣體由于迅速擴(kuò)容降壓和減速，其溫度得以降低，故電解液回收器兼有冷卻功能，省卻了專用的氫氧氣體冷凝設(shè)備，使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。經(jīng)去除電解液霧的氫氧氣體經(jīng)回收器殼體頂部的氫氧氣傳輸管道進(jìn)入洗氣筒式回火截流器內(nèi)，氣體壓力頂開(kāi)球狀活塞進(jìn)入回火截流器殼體內(nèi)腔，從殼體上側(cè)的輸氣管道輸送給液態(tài)洗氣劑進(jìn)行清洗，然后往上經(jīng)干式洗氣劑再清洗，潔凈了的氫氧氣體進(jìn)入貯氣室，再經(jīng)筒蓋上的氫氧氣傳輸管道送往減壓回火截流器，氫氧氣體克服壓簧的壓力，頂開(kāi)球狀活塞，從壓蓋軸向的孔中輸至焊炬或割炬進(jìn)行氣焊、加熱或切割作業(yè)。在上述工作過(guò)程中，氫氧發(fā)生器上的浮筒受浮筒內(nèi)氫氧氣體壓力的控制而可沿導(dǎo)軌垂直升降，因此可起到自動(dòng)穩(wěn)壓控制的作用而使浮筒內(nèi)的氣體保持一定的壓力。當(dāng)浮筒升至一定高度碰到導(dǎo)軌上的限位斷電開(kāi)關(guān)時(shí)，這個(gè)串接在交流電源回路中的開(kāi)關(guān)便可將本裝置的交流電源切斷，以策安全。導(dǎo)軌下部的下方限位塊，則是擋住浮筒向下而作限位用的。浮筒還起到防止冷卻時(shí)的空氣倒流污染電極板的作用。水箱中的水除對(duì)浮筒內(nèi)部進(jìn)行冷卻調(diào)溫外，還形成可靠的水封，以防止氫氧氣體向外泄漏。浮筒頂部的防爆器為通用結(jié)構(gòu)，一旦電解出來(lái)的氫氧氣體引燃，所產(chǎn)生的高壓氣體便沖破其鋁質(zhì)防爆膜片而泄放于大氣，不致于損壞設(shè)備本身。從洗氣筒式回火截流器頂部的氣壓表的讀數(shù)可得知?dú)溲醢l(fā)生器的工作狀況。產(chǎn)氣量過(guò)大，多余的氣體能從筒蓋頂部的安全閥排放至大氣。萬(wàn)一筒內(nèi)氣體被引燃，高壓燃?xì)饪蓻_破防爆器的鋁質(zhì)防爆膜片泄放于大氣，同時(shí)高壓燃?xì)膺€迫使液態(tài)洗氣劑倒流，沿輸氣管道進(jìn)入回火截流器殼體內(nèi)，壓迫球狀活塞堵死氫氧氣體進(jìn)口，從而切斷火源，起到回火截流作用。在減壓回火截流器內(nèi)，壓簧的壓力是通過(guò)調(diào)節(jié)空心調(diào)節(jié)螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在事故狀態(tài)下，當(dāng)回火高壓燃?xì)膺M(jìn)入回火截流器外殼內(nèi)時(shí)，球狀活塞將貼緊密封進(jìn)氣口，使燃?xì)庾钃踉谕鈿?nèi)，同時(shí)氫氧氣體也不能克服高壓燃?xì)獾膲毫ΧM(jìn)入外殼內(nèi)，從而起到減壓回火截流的作用。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型不僅可作氣焊氣割，而且還可用作電焊。將交流電焊機(jī)接線引出，可單獨(dú)作交流電焊機(jī)用。若將交流電焊機(jī)與硅整流器兩者組合，從硅整流器輸出的直流電源又可作為直流電焊用。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)與公知的氫氧發(fā)生器的矩形電極板相比，由于復(fù)合電極采用金屬基體加鍍層的特殊結(jié)構(gòu)，不僅大大節(jié)約了金屬材料和使重量減輕，從而大幅度降低制造費(fèi)用，而且使得電解時(shí)槽電壓低，電能消耗低；(2)氫氧發(fā)生器的電解槽、浮筒和電極便于拆卸清洗，不致因?yàn)椴桓蓛舳档碗娊庑剩?3)無(wú)需單獨(dú)制作穩(wěn)壓控制器、冷凝器和干燥器而又實(shí)現(xiàn)這些功能，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如氫氧氣體的壓力靠浮筒來(lái)穩(wěn)定，浮筒還起著防止冷卻時(shí)的空氣倒流污染電極板的作用。氫氧氣體的冷卻，除了水箱中的水對(duì)電解槽內(nèi)的氣體能起冷卻作用外，還可在電解液回收器中進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻；(4)電解液的回收，不但保證電解液消耗小，而且可使氫氧氣體變得干燥；(5)交流電焊機(jī)的采用，降低了設(shè)備的價(jià)格、維修費(fèi)用和電能消耗；(6)安全性能好，如浮筒的升降控制裝置和防爆器、水箱內(nèi)水封的防漏氣、洗氣筒式回火截流器的設(shè)置和筒蓋上的安全閥、防爆器、以及減壓回火截流器的設(shè)置，使得本實(shí)用新型在使用時(shí)特具安全感。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型加以進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型原理圖；圖2為氫氧發(fā)生器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為洗氣筒式回火截流器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的俯視圖；圖6為電解液回收器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6的俯視圖；圖8為減壓回火截流器的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
上述圖中的附圖標(biāo)記是1、交流電焊機(jī)，2、硅整流器，3、自動(dòng)穩(wěn)壓式氫氧發(fā)生器，4、電解液回收器，5、洗氣筒式回火截流器，6、減壓回火截流器，7、焊炬或割炬，8、9、10、氫氧氣傳輸管道，11、連接桿，12、限位斷電開(kāi)關(guān)，13、導(dǎo)軌，14、52、防爆器，15、導(dǎo)輪，16、下方限位塊，17、壓板，18、負(fù)極接線座，19、負(fù)極電纜，20、水箱，21、絕緣內(nèi)襯，22、浮筒，23、電解槽，24、絕緣底板，25、負(fù)電極，26、固定螺栓，27、電解液回收管道，28、金屬基體，29、金屬膜，30、正極電纜，31、電解液，32、水，33、正極接線座，34、絕緣頂板，35、36、螺母，37、負(fù)極螺栓，38、筒蓋，39、螺栓螺母，40、洗氣筒外殼，41、54、干式洗氣劑，42、55、隔板，43、隔板支承座，44、回火截流器殼體，45、輸氣管道，46、60、球狀活塞，47、液態(tài)洗氣劑，48、貯氣室，49、密封墊圈，50、氣壓表，51、安全閥，53、回收器殼體，56、壓蓋，57、密封圈，58、壓簧，59、回火截流器外殼，61、空心調(diào)節(jié)螺釘，62、輸氣管道。
參見(jiàn)
圖1，交流電焊機(jī)(1)、硅整流器(2)及焊炬或割炬(7)均為已有技術(shù)。硅整流器(2)是一全波橋式整流電路加上硅整流元件的保護(hù)電路。參見(jiàn)圖2，電解槽(23)用低碳鋼做成圓桶形，外表面噴塑，既絕緣又耐腐蝕，內(nèi)表面作為正電極。各復(fù)合電極(28、29)之間，復(fù)合電極(28、29)與負(fù)電極(25)和作為正電極的電解槽(23)之間，保持10至20毫米的間隙。復(fù)合電極的金屬基體(28)采用低碳鋼制成，金屬膜(29)為超電壓低的金屬，金屬膜(29)可鍍?cè)诮饘倩w(28)的內(nèi)表面或外表面。電解液(31)可為酸性，也可為堿性。浮筒(22)用鋼板制成且內(nèi)外表面均噴塑防腐絕緣。水箱(20)用鋼板制成，內(nèi)壁噴有防腐塑料構(gòu)成的絕緣內(nèi)襯(21)，外壁涂刷油漆。參見(jiàn)圖3，洗氣筒外殼(40)頂部所連密封的筒蓋(38)，是通過(guò)螺栓螺母(39)將筒蓋(38)與洗氣筒外殼(40)緊密結(jié)合，結(jié)合面襯以橡膠料的密封墊圈(49)，以防氫氧氣體泄漏。氣壓表(50)和安全閥(51)均為通用的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種氫氧氣焊切割與電焊機(jī)，其特征在于它由交流電焊機(jī)(1)、硅整流器(2)、自動(dòng)穩(wěn)壓式氫氧發(fā)生器(3)、電解液回收器(4)、洗氣筒式回火截流器(5)、減壓回火截流器(6)、焊炬或割炬(7)構(gòu)成，交流電焊機(jī)(1)供給硅整流器(2)以交流電源，硅整流器(2)供給自動(dòng)穩(wěn)壓式氫氧發(fā)生器(3)以直流電解電源；A)自動(dòng)穩(wěn)壓式氫氧發(fā)生器(3)具有一個(gè)水箱(20)，水箱(20)內(nèi)裝有一個(gè)金屬的電解槽(23)，電解槽(23)之外的水箱(20)內(nèi)裝有水(32)，電解槽(23)內(nèi)裝有電解液(31)，電解槽(23)內(nèi)底面上墊有絕緣底板(24)，絕緣底板(24)支承著位于其中心的圓筒狀的負(fù)電極(25)和間套在負(fù)電極(25)外部且互相保持一定間距的幾個(gè)圓筒狀的復(fù)合電極，復(fù)合電極是在一金屬基體(28)上鍍一層其它金屬膜(29)，分別作為復(fù)合電極的正極面和負(fù)極面，負(fù)電極(25)和所有復(fù)合電極的頂部壓有條形的絕緣頂板(34)和壓板(17)，一根固定螺栓(26)穿過(guò)壓板(17)、絕緣頂板(34)和絕緣底板(24)而與電解槽(23)的槽底相連，固定螺栓(26)頂部旋有壓住壓板(17)的螺母(35)，電解槽(23)外壁電連有正極電纜(30)，負(fù)電極(25)內(nèi)筒壁電連有一根穿過(guò)絕緣頂板(34)和壓板(17)的負(fù)極螺栓(37)，一根負(fù)極電纜(19)電連在壓板(17)上方的負(fù)極螺栓(37)頂部并用螺母(36)壓住，外表面包塑絕緣的正極電纜(30)和負(fù)極電纜(19)均穿過(guò)水箱(20)中的水(32)，另一端分別接在水箱(20)頂側(cè)固連著的正極接線座(33)和負(fù)極接線座(18)上，在水箱(20)的水(32)里浮有一個(gè)位于水箱(20)與電解槽(23)之間間隙內(nèi)的鐘罩形浮筒(22)，在浮筒(22)頂部裝有防爆器(14)，浮筒(22)外側(cè)面上沿浮筒一周裝有幾個(gè)導(dǎo)輪(15)，這幾個(gè)導(dǎo)輪(15)分別與底端固連在水箱(20)上的幾根垂直的導(dǎo)軌(13)相滑接，幾根導(dǎo)軌(13)上端之間用連接桿(11)相固接，在一個(gè)導(dǎo)輪(15)上方和下方的導(dǎo)軌(13)上分別裝有限位斷電開(kāi)關(guān)(12)和下方限位塊(16)；B)電解液回收器(4)位于浮筒(22)的上方，它具有一個(gè)回收器殼體(53)，殼體(53)底部連通著一根穿過(guò)浮筒(22)進(jìn)入電解槽(23)中且與浮筒(22)相固連的電解液回收管道(27)，一根氫氧氣傳輸管道(8)的兩端分別與浮筒(22)和回收器殼體(53)相連通，在回收器殼體(53)內(nèi)固連有一塊帶孔的隔板(55)，隔板(55)上置有干式洗氣劑(54)，回收器殼體(53)的頂部上方有一根與其內(nèi)部相連通的氫氧氣傳輸管道(9)；C)洗氣筒式回火截流器(5)具有洗氣筒外殼(40)，外殼(40)頂部連有密封的筒蓋(38)，筒蓋(38)頂部裝有安全閥(51)、防爆器(52)、氣壓表(50)和與外殼(40)內(nèi)部相連通的氫氧氣傳輸管道(10)，洗氣筒外殼(40)內(nèi)中部具有一塊帶孔的隔板(42)、隔板(42)座落在外殼(40)內(nèi)壁具有的隔板支承座(43)上，隔板(42)上置有干式洗氣劑(41)，干式洗氣劑(41)上方的洗氣筒外殼(40)內(nèi)部形成一個(gè)貯氣室(48)，隔板(42)下方有一個(gè)固連在隔板(42)上的回火截流器殼體(44)，該殼體(44)上側(cè)固連有一根與其內(nèi)部相連通的伸向洗氣筒外殼(40)內(nèi)底部的輸氣管道(45)，輸氣管道(45)頂部下方的洗氣筒外殼(40)內(nèi)裝有液態(tài)洗氣劑(47)，該殼體(44)下端的開(kāi)口內(nèi)置有球狀活塞(46)，從回收器殼體(53)頂部來(lái)的氫氧氣傳輸管道(9)，穿過(guò)筒蓋(38)進(jìn)入洗氣筒外殼(40)內(nèi)，再穿過(guò)干式洗氣劑(41)、隔板(42)及液態(tài)洗氣劑(47)而與回火截流器殼體(44)下端的開(kāi)口處相連通；D)減壓回火截流器(6)具有回火截流器外殼(59)，該外殼(59)的一端與從洗氣筒式回火截流器(5)的筒蓋(38)頂部來(lái)的氫氧氣傳輸管道(10)相連通，另一端則與一個(gè)帶軸向孔的壓蓋(56)相螺紋旋接，壓蓋(56)的另一端通過(guò)輸氣管道(62)與焊炬或割炬(7)輸氣端口相連通，在回火截流器外殼(59)內(nèi)具有由球狀活塞(60)、壓簧(58)和空心調(diào)節(jié)螺釘(61)構(gòu)成的通用閥門結(jié)構(gòu)，螺釘(61)與壓蓋(56)之間墊有密封圈(57)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，各復(fù)合電極(28、29)之間，復(fù)合電極(28、29)與負(fù)電極(25)和作為正電極的電解槽(23)之間，保持10至20毫米的間隙。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，金屬膜(29)鍍?cè)诮饘倩w(28)的內(nèi)表面或外表面。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，水箱(20)內(nèi)壁噴有防腐塑料構(gòu)成的絕緣內(nèi)襯(21)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，通過(guò)螺栓螺母(39)將筒蓋(38)與洗 氣筒外殼(40)緊密結(jié)合，結(jié)合面襯以密封墊圈(49)。
專利摘要本實(shí)用新型主要由交流電焊機(jī)(1)、硅整流器(2)、自動(dòng)穩(wěn)壓式氫氧發(fā)生器(3)、電解液回收器(4)洗氣筒式回火截流器(5)、減壓回火截流器(6)、焊炬或割炬(7)構(gòu)成，它既可通過(guò)將水電解所產(chǎn)生的氫氧氣體進(jìn)行氣焊和氣割，又可單獨(dú)采用交流電焊機(jī)(或再加上硅整流器)進(jìn)行電焊作業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)是，電解時(shí)槽電壓低，電能消耗也低；氫氧發(fā)生器便于拆卸清洗，電解效率高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，功能兼?zhèn)?；電解液可回收，消耗小；制造和維修費(fèi)用低，保安措施齊全。
文檔編號(hào)B23K5/00GK2104093SQ9122105
公開(kāi)日1992年5月13日 申請(qǐng)日期1991年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月29日
發(fā)明者董曉東, 劉文斌, 方正 申請(qǐng)人:董曉東, 劉文斌, 方正