CN109093236B - 一种等离子切割方法及等离子切割机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子切割方法及等离子切割机，涉及等离子切割技术领域。该等离子切割方法包括以下步骤：切割枪伸入水下切割的同时，向水中注入压缩空气，以使水面上氢气的体积浓度小于指定浓度。该等离子切割方法中，通过向水中注入压缩空气，可以减小水面上氢气的浓度，避免氢气燃烧，从而杜绝水面燃烧。

Description

一种等离子切割方法及等离子切割机

技术领域

本发明涉及等离子切割技术领域，尤其涉及一种等离子切割方法及等离子切割机。

背景技术

如图1所示，等离子切割机在进行水下切割时，切割枪1＇伸入到水槽2＇内的水面之下切割工件3＇，靠近切割枪1＇附近的水发生电解，产生一定量的氢气和氧气。当这些氢气和氧气溢出水面时，水面附近的氢气的体积浓度升高，遇切割产生的火星后，水面会产生氢气的燃烧现象。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种等离子切割方法，能够避免水面上氢气燃烧。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种等离子切割方法，包括以下步骤：

切割枪伸入水下切割的同时，向水中注入压缩空气，以使水面上氢气的体积浓度小于指定浓度。

其中，所述压缩空气以所述切割枪为中心分布。

其中，所述指定浓度为4％。

其中，在所述切割枪位于水面上指定距离时，向所述切割枪下方的水面吹气。

其中，所述指定距离为3-5cm。

本发明的另一个目的在于提出一种等离子切割机，能够避免水面上氢气燃烧。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种等离子切割机，包括切割枪，所述等离子切割机还包括：

第一喷嘴，所述第一喷嘴与所述切割枪连接；及

供气装置，所述供气装置与所述第一喷嘴连接，用于提供压缩空气。

其中，所述第一喷嘴为环形喷嘴，所述环形喷嘴与所述切割枪的同轴设置。

其中，所述等离子切割机还包括：

调节组件，所述调节组件分别与所述环形喷嘴和所述切割枪连接，所述调节组件能够调整所述环形喷嘴与所述切割枪的相对位置，以使所述环形喷嘴和所述切割枪同轴设置。

其中，所述调节组件包括：

第一连接件，所述第一连接件的一端与所述环形喷嘴连接，另一端设置有腰形孔，所述腰形孔沿所述切割枪的径向延伸；

所述切割枪上设置有安装架，螺栓穿过所述腰形孔和所述安装架后与螺母连接。

其中，所述等离子切割机还包括：

第一供气管道，所述第一供气管道分别与所述环形喷嘴和所述供气装置连通，所述第一供气管道与所述切割枪连接。

其中，所述第一连接件夹持固定于所述第一供气管道上，且所述第一供气管道能够相对所述第一连接件转动以及上下滑动。

其中，所述第一供气管道上设置有第一开关阀和第一流量阀。

其中，所述等离子切割机还包括：

第二喷嘴，所述第二喷嘴设置于所述切割枪一侧，且所述第二喷嘴朝向所述切割枪的下方设置，所述第二喷嘴与所述供气装置连通。

其中，所述等离子切割机还包括：

第二供气管道，所述第二供气管道分别与所述第二喷嘴和所述供气装置连通。

其中，所述第二供气管道上设置有第二开关阀和第二流量阀。

其中，所述等离子切割机还包括：

检测组件，所述检测组件用于检测所述切割枪的端部距水面的距离；及

控制器，所述控制器与所述检测组件电连接，用于控制所述供气装置向所述第一喷嘴和所述第二喷嘴供气。

有益效果：本发明提供了一种等离子切割方法及等离子切割机。该等离子切割方法中，通过向水中注入压缩空气，可以减小水面上氢气的浓度，避免氢气燃烧，从而杜绝水面燃烧。

附图说明

图1是现有技术中等离子切割机的结构示意图；

图2是本发明提供的等离子切割机未显示机体和控制器时的结构示意图；

图3是本发明提供的等离子切割机未显示机体、切割枪和安装架时的结构示意图。

其中：

1、切割枪；2、第一喷嘴；21、喷孔；3、第二喷嘴；4、安装架；5、第一供气管道；51、第一开关阀；52、第一流量阀；6、第二供气管道；61、第二开关阀；62、第二流量阀；7、供气装置；81、第一连接件；811、腰形孔；82、第一螺栓；83、第二连接件；9、控制器；

1＇、切割枪；2＇、水槽；3＇、工件。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种等离子切割方法，可以适用于大功率等离子水下切割。等离子水下切割时，切割枪伸入到水面以下，使得切割产生的烟尘和弧光可以全部被水吸收。

切割时，靠近切割枪附近的水发生电解，产生一定量的氢气和氧气。当这些氢气和氧气溢出水面时，水面附近氢气的浓度升高，氢气遇到切割产生的火星后，氢气将会在水面燃烧，影响切割效果。

为解决上述问题，本实施例提供的等离子切割方法中，在切割枪伸入水下切割的同时，向水中注入压缩空气，压缩空气与电解产生的氢气一起溢出水面。由于压缩空气的稀释作用，可以将水面上氢气的体积浓度降低至指定浓度以下。其中，指定浓度为氢气遇火燃烧的临界浓度。本实施例中，指定浓度可以为4％。通过将氢气的体积浓度降低至临界浓度以下，可以避免水面上氢气燃烧的现象。

为更好的稀释氢气的浓度，压缩空气可以环绕切割枪的轴线分布，使得压缩空气均匀分布在切割枪附件，更好地稀释氢气的浓度。

切割枪切割钢板等工件时，会产生颗粒状的浮渣，浮渣悬浮在水面上，极易进入到切割枪的喷嘴内，从而损坏切割枪，影响切割枪的正常使用及寿命，提高了等离子切割成本。

为避免浮渣进入到切割枪内，在切割枪移动至水面上指定距离时，通过向切割枪下方的水面上吹气，使得浮渣远离切割枪，避免浮渣在切割枪伸入水面下的过程中进入切割枪内，从而防止切割枪堵塞受损，保证切割枪的正常使用和寿命。

可选地，指定距离可以根据实际需要确定，本实施例中，指定距离选取为3-5cm，例如3cm、3.5cm、4cm、4.5cm、5cm。

本实施例还提供了一种等离子切割机，可以应用于水下等离子切割技术，能够避免出现氢气水面燃烧的问题。

如图2所示，等离子切割机包括机体和设置于机体上的切割枪1，切割枪1可以相对机体升降及水平移动，以便切割枪1按照预设轨迹切割工件。具体地，机体上设置有升降组件、平移组件和安装架4，切割枪1安装于安装架4上，升降组件和平移组件与安装架4连接，用于驱动安装架4移动，从而带动切割枪1升降或平移。

等离子切割机工作时，待切割的工件放置在水槽内，升降组件带动安装架4向下移动，使得切割枪1的端部伸入到水面以下。之后，平移组件带动切割枪1在水平方向移动，以便切割工件。

切割工程中，切割枪1附近的水将被电解，从而产生氢气和氧气。氢气溢出水面后，会使水面上氢气浓度明显升高。由于氢气极易燃烧的特性，氢气与切割枪1切割时产生的火星接触后燃烧，出现水面燃烧的现象，影响正常切割，且危害设备以及工作人员的安全。

为避免出现水面燃烧的问题，等离子切割机还包括第一喷嘴2和供气装置7。第一喷嘴2与切割枪1连接，并靠近切割枪1的端部。第一喷嘴2与供气装置7连通，供气装置7可以向第一喷嘴2提供压缩空气。当切割枪1伸入水面下方时，第一喷嘴2也位于水面下方。切割枪1切割的同时，第一喷嘴2向水下注入压缩空气，雾状的压缩空气将扰动水，并与电解水产生的氢气和氧气一起溢出水面。压缩空气稀释水面上方氢气的体积浓度，并可以通过控制压缩空气的流量将氢气的体积浓度控制在遇火燃烧的临界浓度一下，从而避免水面上的氢气燃烧，保证等离子切割机正常工作。

为了更好地稀释氢气的浓度，避免氢气燃烧，第一喷嘴2可以为环形喷嘴，切割枪1穿设于环形喷嘴内，且环形喷嘴与切割枪1同轴设置。环形喷嘴上沿周向均匀设置有多个开口朝下的喷孔21，以便均匀地向切割枪1的四周注入压缩气体，使得切割枪1附近水面上方各处的氢气浓度稀释均匀，避免出现局部氢气燃烧的问题。

环形喷嘴和切割枪1同轴设置，且喷孔21的开口朝下，可以避免注入的压缩空气影响切割枪1的正常切割。

如图2和图3所示，等离子切割机还包括第一供气管道5，第一供气管道5可以竖直放置，其上端与供气装置7连通，下端通过弯头与环形喷嘴连通，以便向环形喷嘴内供气。

为了保证环形喷嘴与切割枪1同轴设置，等离子切割机还包括调节组件，调节组件可以调整环形喷嘴和切割枪1的相对位置，以确保环形喷嘴和切割枪1同轴设置。

具体地，调整组件包括第一连接件81，第一连接件81的一端与第一供气管道5连接，另一端设置有腰形孔811，安装架4上设置有连接孔，第一螺栓82穿过腰形孔811和连接孔后与第一螺母拧紧连接，从而将第一连接件81与安装架4连接。通过调整第一螺栓82在腰形孔811内的位置，可以调整环形喷嘴与切割枪1的相对位置。本实施例中，腰形孔811沿切割枪1的径向延伸，第一螺栓82在腰形孔811内的位置变化时，可以调整环形喷嘴内侧与切割枪1轴线之间的距离。

本实施例中，第一连接件81与第一供气管道5通过夹持的方式固定，第一连接件81与第一供气管道5的连接位置也可以调整。具体地，第一连接件81上设置有第一夹持孔，第一夹持孔的孔径稍小于第一供气管道5的直径，第一夹持孔沿其径向向第一连接件81的端部延伸形成缺口，缺口相对的两侧分别设置有通孔。第一连接件81与第一供气管道5连接时，第一供气管道5穿设于第一夹持孔内，且第二螺栓依次穿过两个通孔后与第二螺母拧紧固定，从而将第一供气管道5夹持固定在第一夹持孔内，实现第一供气管道5与第一连接件81的固定。

在夹持固定第一供气管道5之前，可以通过旋转第一供气管道5，调整环形喷嘴的位置，使得环形喷嘴的轴线与腰形孔811的中心轴线位于同一竖直平面内。由于腰形孔811是沿切割枪1的径向延伸的，可以确保环形喷嘴的中心与切割枪1的轴线在水平方向的连线与腰形孔811的延伸方向一致，之后只需要调整第一螺栓82在腰形孔811内的位置即可确保环形喷嘴与切割枪1同轴。

此外，夹持固定第一供气管道5之间，第一供气管道5还可以相对第一连接件81上下滑动，从而调整环形喷嘴与切割枪1端部之间的距离，调整压缩空气在水下的注入深度。

为方便控制环形喷嘴的启闭以及压缩空气的流量，第一供气管道5上还可以设置有第一开关阀51和第一流量阀52。第一开关阀51用于控制第一供气管道5的通断，第一流量阀52用于控制环形喷嘴提供的压缩空气的流量。

为避免切割时产生的浮渣进入切割枪1内，等离子切割机还设置有第二喷嘴3。第二喷嘴3设置于切割枪1的一侧，第二喷嘴3朝向切割枪1的下方设置，并与供气装置7连通。

当切割枪1位于水面上方指定距离时，第二喷嘴3向切割枪1下方的水面吹气，将切割机下方水面上的浮渣向远处推动，从而保证切割枪1在伸入到水面下的过程中不与浮渣接触，从而避免浮渣堵塞切割枪1，保证切割枪1的正常使用及寿命。

可选地，第二喷嘴3和第一喷嘴2可以共用同一供气装置7，也可以分别连接不同的供气装置7。

如图3所示，第二喷嘴3和第一喷嘴2分别连接有一供气装置7，且第二喷嘴3通过第二供气管道6与该供气装置7连通。第二供气管道6可以竖直设置，且第二供气管道6通过第二连接件83与第一供气管道5连接，从而将第一喷嘴2和第二喷嘴3固定。

第二连接件83通过夹持的方式连接第一供气管道5和第二供气管道6。具体地，第二连接件83包括对称设置的第一夹头和第二夹头，第一夹头和第二夹头之间设置有夹持第一供气管道5的第二夹持孔和夹持第二供气管道6的第三夹持孔。第三螺栓穿过第一夹头和第二夹头后与第三螺母拧紧配合，从而将第一夹头和第二夹头固定，实现第一供气管道5和第二供气管道6的连接。

在拧紧第三螺栓与第三螺母之前，第二供气管道6可以相对第二连接件83转动以及上下滑动，通过第二供气管道6的转动和滑动，可以调整第二喷嘴3的高度以及第二喷嘴3的朝向，使第二喷嘴3喷出的气体吹开切割枪1下方的浮渣。

为调整第二喷嘴3的开闭以及气流的流量，第二供气管道6上可以设置有第二开关阀61和第二流量阀62。第二开关阀61用于控制第二供气管道6的通断，第二流量阀62用于控制第二喷嘴3提供的气体的流量。

为提高等离子切割机的自动化程度，等离子切割机还包括控制器9和检测组件。检测组件能够检测切割枪1的端部距水面的距离，控制器9分别与检测组件、第一开关阀51、第一流量阀52、第二开关阀61和第二流量阀62电连接。控制器9可以根据检测组件的检测结果控制供气装置7向第一喷嘴2和第二喷嘴3供气。

具体地，检测组件可以包括距离传感器，例如激光测距传感器，检测切割枪1与水面之间的距离。当检测组件检测到切割枪1位于水面之上的高度等于指定距离时，检测组件向控制器9发送电信号，控制器9根据接收到的电信号控制第二开关阀61打开，并根据需要调整第二流量阀62，使得第二喷嘴3向水面吹气，吹开浮渣。之后，切割枪1继续向水面移动，伸入到水面下。切割枪1开始切割时，控制器9控制第一开关阀51打开，并根据需要调整第一流量阀52，使得第一喷嘴2向水中注入压缩空气，以便防止氢气燃烧。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种等离子切割机，包括切割枪(1)，其特征在于，所述等离子切割机还包括：

第一喷嘴(2)，所述第一喷嘴(2)与所述切割枪(1)连接；及

供气装置(7)，所述供气装置(7)与所述第一喷嘴(2)连接，用于提供压缩空气；

所述第一喷嘴(2)为环形喷嘴，所述环形喷嘴与所述切割枪(1)的同轴设置，切割枪(1)穿设于环形喷嘴内；

所述等离子切割机还包括：

第二喷嘴(3)，所述第二喷嘴(3)设置于所述切割枪(1)一侧，且所述第二喷嘴(3)朝向所述切割枪(1)的下方设置，所述第二喷嘴(3)与所述供气装置(7)连通；

所述等离子切割机还包括：

调节组件，所述调节组件分别与所述环形喷嘴和所述切割枪(1)连接，所述调节组件能够调整所述环形喷嘴与所述切割枪(1)的相对位置，以使所述环形喷嘴和所述切割枪(1)同轴设置。

2.如权利要求1所述的等离子切割机，其特征在于，所述调节组件包括：

第一连接件(81)，所述第一连接件(81)的一端与所述环形喷嘴连接，另一端设置有腰形孔(811)，所述腰形孔(811)沿所述切割枪(1)的径向延伸；

所述切割枪(1)上设置有安装架(4)，螺栓穿过所述腰形孔(811)和所述安装架(4)后与螺母连接。

3.如权利要求2所述的等离子切割机，其特征在于，所述等离子切割机还包括：

第一供气管道(5)，所述第一供气管道(5)分别与所述环形喷嘴和所述供气装置(7)连通，所述第一供气管道(5)与所述切割枪(1)连接。

4.如权利要求3所述的等离子切割机，其特征在于，所述第一连接件(81)夹持固定于所述第一供气管道(5)上，且所述第一供气管道(5)能够相对所述第一连接件(81)转动以及上下滑动。

5.如权利要求3所述的等离子切割机，其特征在于，所述第一供气管道(5)上设置有第一开关阀(51)和第一流量阀(52)。

6.如权利要求1-5中任一项所述的等离子切割机，其特征在于，所述等离子切割机还包括：

第二供气管道(6)，所述第二供气管道(6)分别与所述第二喷嘴(3)和所述供气装置(7)连通。

7.如权利要求6所述的等离子切割机，其特征在于，所述第二供气管道(6)上设置有第二开关阀(61)和第二流量阀(62)。

8.如权利要求1所述的等离子切割机，其特征在于，所述等离子切割机还包括：

检测组件，所述检测组件用于检测所述切割枪(1)的端部距水面的距离；及

控制器(9)，所述控制器(9)与所述检测组件电连接，用于控制所述供气装置(7)向所述第一喷嘴(2)和所述第二喷嘴(3)供气。

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