[实用新型]计算机控制氢氧燃气切割机、焊机

说明书

本实用新型属于计算机控制式水电解氢氧发燃气生器装置。适用于各种金属、非金属材料的加热、焊接、纤接、切割、表面喷涂及烘烤等工艺处理。

目前，国内有各种氢氧燃气发生器的设计方案，有的厂家已生产出了产品。如中国89209060.X“水解氧气焊接切割及电焊装置”专利、中国91204398“组合式水电解氢氧焊接切割装置”专利、中国CN89217155.3“燃气电解发生器”，但均不能解决电流控制和散热等诸多问题，无法连续工作。其中，以中国92207248.5“智能控制燃气发生器”专利为最优秀的设计，它较好地解决了电流密度控制问题，电极板的腐蚀问题和连续产气效率问题，在此基础上，中国92207248.5“智能控制燃气发生器”专利已形成了小批量的实用机型的生产，并在中国将此专利转让给三个厂家。但是，中国92207248.5“智能控制燃气发生器”专利仍然存在着许多不足，主要有如下三点：1、管式电解槽内置电极片，外壳没有散热板，受机箱容积限制，仅有一台位置不合理的顶吹风机，散热困难，当环境温稍高一些时，机箱内温升可以很快超过80度，无法连续工作。2、组合塔（即聚气罐和防回火罐）设计不合理，一些地方应力集中。如所有端盖均为平板直角焊，使端盖上承受的压力全部直接作用在端盖焊缝处。3、供电方式不合理。多个电解罐采用并联式供电，由一只可控硅控制总电流密度。这样，当某一电解罐温度高于其它电解罐的时候，该电解罐电阻下降，电流增大。电流增大又导致温度更高、电阻更小，电流更大。而这一过程往往并没有使总电流增加，这样，在单片机的电流保护系统尚未做出反应时，某一电解罐的电流密度已超过危险值。

本实用新型的目的是：通过准确地控制电解电流、有效地控制电解液温度和使用带有安全险片的压力容器来提供一种能长时间连续工作的安全的装置。

本实用新型的目的是这样实现的：在每一个电解槽的供电回路上串联一个SSR，它的控制极受单片机控制，在软件的监控下，以调整占空比的方式，控制每一个电解槽的电解电流。每一个电解槽都连结一个电解液热交换器，以降低电解液的温度。电解槽所连结的聚气罐和两级防回火罐均采取有安全保险片的压力容器设计，将安全保险片安装在聚气罐和防回火罐的注液口上，除了考虑到安全保险片一旦工作可以向空中喷射，以保证焊机周围人员的安全外，这种设计也简化了结构。

由于采取上述方案，本实用新型计算机控制氢氧燃气发生器，其结构通过实验证明：能有效地控制电解电流和电解液的温度，安全稳定长时间地连续工作，够产生保持2：1当量配比的氢氧混合器体，这种配比的气体具有“内爆”特性。即该气体在密闭容器中引燃后，氢氧化合为水，体积缩小，产生负压。而不象普通可燃气爆炸，使容器中产生很高压力。

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型的原理结构图

图2是电解液热交换器

图3是带有压力安全保险片的聚气罐

图4是带有压力安全保险片的防回火罐

图5是SSR控制拖动系统的电原理框图

图中1.单片机主控系统 2.SSR控制拖动系统 3.SSR 4.电解槽 5.电解液热交换器 6.液泵 7.聚气罐 8.9.防回火罐10.11.12.带有安全保险片的注液口 13.读键、显示、采集、处理I／O电路。

在图1中单片机主控系统1，读键、显示、采集、处理I／O电路13，SSR控制拖动系统2均采用经典电路，在软件的支持下，通过对SSR3输出脉动电流占空比的调整，分别控制电解槽4的电解电流密度及聚气罐7中的压力和温度。电解槽4与聚气罐7由尼龙管连接，将带有氢氧混合气的电解液通过尼龙管经聚气罐7的进液口19注入聚气罐7。聚气罐7中的氢氧混合气经出气口23送至防回火罐8的进气口28，经防回火液27的隔离后，通过出气口29送至防回火罐9的进气口。防回火罐9的结构与防回火罐8完全一样。聚气罐7中来自电解槽4的电解液21经排液口20送往电解液热交换器5的进液口16，在散热管14与散热板15的作用下，经过散热的电解液经排液口17通过尼龙管重新注入电解槽4。

在图2中散热管14为无缝钢管与散热板15以最大接触面积焊接在一起。散热板15采用钢质薄板，为增大散热效果表面经化学处理成黑色。

在图3和图4中外注液口盖24和31为尼龙材料制成并在顶端带有通孔，这样尼龙片18与32既起到了密封垫的作用，又起到了安全保险片的作用。

在图5中单片机IC5的的P3.4、P3.5、P3.6、P3.7设置为输出状态，经过光电藕合器IC1、IC2、IC3、IC4隔离后连接于U1、U2、U3、U4的控制极上。U1、U2、U3、U4是过零型SSR，它们的漏极经过分流电阻R1、R2、R3、R4接地，源极经过负载电解槽RL1、RL2、RL3、RL4接在直流高压的正极上，负载RL1、RL2、RL3、RL4即为电解槽。分流电阻R1、R2、R3、R4上检测出的电流信号经光电藕合器IC6隔离后送到运算放大器IC7进行放大，放大后的电信号送入AD转换器IC8进行模数转换后经IC9整型后送入单片机IC5的P3.0－P3.3口。单片机IC5随时通过对这些数据的分析比较做出判断，通过P3.4、P3.5、P3.6、P3.7输出可变占空比的直流脉冲信号，对负载L1、L2、L3、L4的电解电流进行实施控制。