CN2162471Y - 全自动氢氧发生器 - Google Patents

Abstract

一种用于焊割金属的全自动氢氧发生器，主要由 电解液罐、电磁泵、电解槽、蒸馏水制造与自动供应装 置，产气量自动控制装置以及助燃剂罐，焊炬或割炬 等部件组成，电解槽采用单排直线式布置。该氢氧发 生器工作性能稳定，产气量与用气量相适应，可保证 电解用水的纯净，机器使用寿命长，使用方便，节能， 安全可靠，易于检修。

Description

本实用新型涉及一种气体焊割设备，特别是一种全自动氢氧发生器。

目前，在焊割金属时，用氢氧焰代替乙炔焰，不仅可节约大量能源、人力和物质资源，且成本十分低廉，使用方便，没有污染，其社会和经济效益非常显著。但现有用于金属焊割的氢氧发生器，存在的问题较多，如：电解槽采用双电解槽并联布置，出现多条无用的电回路，造成电能浪费；供水方式无法保证水的纯净，电解液的杂质沉淀到电极片上，电阻增大，会使机器性能逐渐变坏，由于电压不可调，为保证电解电流强度的稳定，采用组合开关短路掉部分电解极片来调节电流，会引起电解槽容量变小，事实上达不到稳定机器性能的目的；现有技术产气量无法调节，无法满足随着工作对象变化要求供气量的变化的要求。而且产气量随电源电压、温度与电阻的变化又是不稳定的，使整机工作性能不稳定；当用气量少于产气量时，由于储气罐容量有限罐内的气体压力变化很快，导致电解槽的接触器频繁跳动，既影响其寿命，对电源的电压也产生不良影响；现有技术电解槽壳体分片制造，然后与电解片焊在一起，加工制造困难，用户无法进行维修，造成机器寿命不高，此外，有些设备采用风冷冷却电解槽，不仅使电解液中的热量白白浪费掉，还要增加电能的消耗。

本实用新型的目的在于提供一种能克服上述现有设备缺陷，性能稳定，功能全面，自动化程度高，使用方便，寿命长，安全可靠，维修方便的全自动氢氧发生器。

本实用新型的技术方案是，全自动氢氧发生器由控制电路、电解液罐、电磁泵、过滤器、电解槽、冷却部件，助然剂罐、焊炬（或割炬）以及连通各部件的液气管道等组成。电解液罐与过滤器、电磁泵、电解槽、冷却部件通过管道依次串接形成一个回路；电解液罐又与助然剂罐、焊炬（或割炬）通过管道依次串接形成气体输出通道。其中过滤器连通电解液罐的底部，冷却部件连通电解液罐的上部，助然剂罐连通电解液罐的顶部。电解槽采用单排直线式布置。控制电路中的桥式可控硅整流电源的输出端接电解槽的两端。冷却部件为冷却罐，冷却罐中有与液气管道相连通的电解液螺旋冷却盘管，冷却罐中螺旋盘管***充满冷却水。为保证进入电解液罐中的水纯净，在冷却罐前还加有一个与冷却罐底部相通的蒸馏水发生罐，蒸馏水发生罐上安装有电热器，可将来自冷却罐中的水加热成蒸汽。蒸馏水发生罐中，液面与罐顶部应留有一定空间。在靠近蒸馏水发生罐顶部设有蒸汽出口，该出口通过管道与位于冷却罐中的另一螺旋盘管相通，此螺旋盘管又与位于冷却罐外的蒸馏水储水罐相连通，这样，经冷却后的蒸汽变成蒸馏水流入蒸馏水储水罐中。该储水罐底部有管道与电解液罐上部的液气输入管道相连通，蒸馏水储水罐输出管道上安装有电磁泵和单向阀，电解液罐上安装有控制供应蒸馏水的电磁泵的水位控制器，以保证电解液罐中的水位比较稳定。电解时，当电解液罐中水位低于允许最低水位时，通过水位控制器自动控制蒸馏水的添加。在电解液罐与助然剂罐之间的管道上安装有压力继电器、具有控制电路中调压电位器操纵杆的受输出气体压力控制的电压自动调节装置，气水分离器等部件、电解槽外壳采用无缝钢管分段加工而成，内衬绝缘板，电极片为冲压成型，隔离圈采用非金属材料压制成型，装配方便，便于维修，绝缘与防漏性能好。整机各部件安装在绝缘板上，使其与外壳绝缘，将机壳接地，一旦发生机壳带电事故，亦可保证人身安全。

本实用新型增加了电压自动调节装置和蒸馏水发生器及其自供装置，保证了整机工作性能的稳定性及电解液的纯度，提高了整机自动化程度。不论是由于温度变化、电解液浓度变化还是电解槽电阻的变化，以及工作对象的变化，均可使产气量与用气量相适应。解决了外购蒸馏水及经常灌注水的麻烦，延长了机器使用寿命。控制电路简单可靠，电解槽的布置方式避免了多余电回路的形成，可节约电能。电解槽的设计，结构简单，性能可靠，拆装维修方便，可提高机器的寿命。安全防护措施简单，可靠，避免使用昂贵的绝缘材料做外壳。

本实用新型有如下附图。

图1为一实施例整机结构示意图。

图2为控制电路电气原理图。

图3为图1中的断流器结构示意图。

如图1所示，电解液罐（8）与过滤器（7）、电磁泵（6）、电解槽（5）、作为冷却部件的冷却罐（2）通过管道依次串接形成一个回路。电解液罐（8）又与助然剂罐（14）、单向阀（15）、焊炬（或割炬）（16）依次串接形成气体输出通道。过滤器（7）连通电解液罐（8）的底部，冷却罐（2）连通电解液罐（8）的上部，助然剂罐（14）连通电解液罐（8）的顶部。冷却罐（2）之前加有一个与冷却罐底部相通的蒸馏水发生罐（1），蒸馏水发生罐（1）上安装有电热器（17），冷却罐（2）中设有电解液冷却螺旋盘管（19）和蒸馏水冷却螺旋盘管（20）。蒸馏水螺旋冷却盘管（20）出口连通位于冷却罐（2）外的蒸馏水储水罐（3），蒸馏水储水罐（3）底部的输出管道上依次安装有电磁泵（4）和单向阀。储水罐（3）的输出管道与电解液罐（8）上部的液气输入管道相连通。电解液罐（8）上安装有控制电磁泵（4）的水位控制器（9），电解液罐（8）上还安装有温度传感器（18）。为了利用来自电解槽的电解液的热量，液气管道呈螺旋盘管（21）经蒸馏水发生罐（1）再进入冷却罐（2）中，以加热罐（1）中的水溶液，这样可减少电热器（17）的加热时间，节约能源。在整机气体输出通道上电解液罐（8）和助然剂罐（14）    之间安装有压力继电器（11）、电压自动调节装置（12）和气水分离器（13）。电压自动调节装置由一端与气体输出管道连通的缸体（121）、与缸体（121）配合的塞柱（122）、固装在塞柱（122）上且从缸体（121）另一端伸出缸体外的操纵杆（123）及套在操纵杆（123）上位于缸体（121）内的弹簧（124）构成。操纵杆（123）的伸出端安装着控制电路中的调压电位器W1的滑块，成为该调压电位器W1的操纵杆。

如图2示，双点划线框起来的电路（1）为电解量自动控制电路，双点划线框起来的电路（11）为电解液液位自动控制电路，这两部分均为已有的成熟电路。当接通电源，开启总开关K1后，通过变压后（36V）的电流经过CJ接触器的常闭触头，使时间继电器SJ线圈通电，SJ常开触头闭合。由于SJ的延时作用，使CJ线圈通电，CJ所有常开触头闭合，常闭触头断开，使双点划线框起来的主电路（III）开始正常工作，电解开始。同时电磁泵TD1［图1中件（6）］、电动机TD3也开始正常运转，指示灯LD亮起。SJ线圈断电，整机正常工作。当整机出现如下情况时，控制电路会自动作出反应，通过自动调整，恢复该机正常工作：

1、电解液温度超过允许温度时，温度传感器［图1中件（18）］，使感应式温度继电器开始动作，常闭触头WDJ1断开，使CJ线圈断电，CJ常开触头断开，主电路（III）断电。CJ常闭触头接合，指示灯HD亮起。WDJ2常开触头闭合使TD1继续工作，加快电解液冷却速度，SJ线圈重新通电，触头闭合。当电解液温度降到允许温度以下时，WDJ1接合，WDJ2断开，通过SJ延时断开触头等，CJ线圈通电，CJ触头动作，使主电路（III）重新开始工作。LD亮起，SJ断开，整机恢复正常工作。

2、电解量的自动控制：当气体压力由于用气量的变化以及其它原因产生变化时，图1中电压调节装置（12）的操纵杆（123）即产生移动，带动电位器W1的滑块动作，通过双向可控硅调压线路（I）自动改变电解电压，从而改变电解速度，使产气量与用气量相适应。

3、当工作暂停气压超过使用压力时，压力继电器灯［图1中件（11）］动作，使YLJ常闭触头断开，CJ线圈断电，使CJ常开触头断开，主电路（III）断电。CJ常闭触头接合，指示灯HD亮起，SJ通电。当继续工作，气压降到使用压力时，YLJ［图1中件（11）］接通，通过SJ触头使CJ重新通电，常开触头接合，使主电路（III）通电，常闭触头断开，指示灯LD亮起，整机重新正常工作。

4、电解液液位自动控制。这部分电路为图2中（II），通过SVJ水位继电器的常用触头［图1中件（9）］的断开与接合，控制输液泵TD2［图1中件（4）］运转，达到水位自动控制。

5、电路保护。总开关K1选用自动空气开关，当电路超载时，在一定时间内K1自动断开，同时，1RD保护全电路，2RD保护控制电路，3RD保护调压电路（I），4RD保护主电路（III）。在出现超载时熔断，以保护整机安全。在电动机TD3与电磁泵（TD1与TD2）之前接入了热继电器RJ的感应线圈。当电动机、电磁泵发生非正常工作时，RJ热继电器动作，RJ常闭触头断开，使CJ线圈断电，主电路（III）停止工作。电动机、电磁泵停止工作。同时，HD亮起指示电路出现故障。

为消除电解液循环回路中的无用电回路，又不影响电解液的循环和蒸馏水的添加，在电解液罐（8）上部的入口处的液气管道上加有一断流器（10），断流器（10）的结构见图3。断流器（10）由芯体（101）、外壳（102）构成，它相当于三通转阀，芯体（101）为一由微电机、皮带轮带动的转动轴。壳体（102）一侧开有一个进口，其相对应一侧开有两个出口，壳体进口与液气管道和蒸馏水管道相连通。壳体出口分两路与电解液罐（8）上部相连通。芯体轴线与壳体进出口轴线相垂直，芯体（101）上相差90°开有两个分别与壳体（102）两出口对应且垂直于芯体轴线的通孔（103）。当其中一个通孔与其对应壳体出口轴线重合时，它们共同与壳体进口形成一个通路，与电解液罐（8）相通。而此时另一通孔与其对应壳体出口轴线垂直，该出口被芯体        （101）封闭。芯体（101）转动时，壳体两出***替被接通、封闭，使液流间断流回电解液罐（8）之中，达到切断电流的目的。

整机工作原理如下所述：电解液罐（8）    中的电解液（可以是氢氧化钾水溶液），经过过滤器（7）由电磁泵（6）注入电解槽（5）中进行电解。电解产生的氢气与氧气随同电解液经蒸馏水发生罐（1）、冷却罐（2）、断流器（10）回到电解液罐（8）中。当热的电解液流经蒸馏水发生罐（1）时，将水加热，又用电热器（17）将水变成水蒸汽，经冷却罐（2）    变成蒸馏水流入蒸馏水储水罐（3）中。由水位控制器（9）操纵电磁泵（4）    随时将蒸馏水注入电解液罐（8）中。返回电解液罐（8）中的氢气和氧气，经其顶部的输出管道输出。根据用气量的不同，由压力自动调节器（12）操纵调压线路中的电位器W1，使产气量随用气量的变化而变化。当停止用气压力升高超过允许值时，压力继电器YLJ动作，使接触器断开，停止产气。再用时，压力稍降接触器即自动接合，重新开始按需要供气。当发生故障，气体压力超过允许值，压力继电器YLJ仍不动作，安装在电解液罐和助然剂罐盖中的安全片自动爆开。故障排除后，更换安全片方能再用。氢气与氧气经气水分离器（13）将水份滤掉后经单向阀进入助然剂罐（14）中，与助然剂挥发的气体混合后输出，接焊炬（16）供使用，点火后即可进行金属的焊接。当气割金属时，将输气管接于割炬的燃气口上，另将氧气瓶的输气管接于割炬的氧气口上，即可点火进行切割。

Claims (6)

1、一种全自动氢氧发生器，由控制电路、电解液罐(8)、电磁泵(6)过滤器(7)、电解槽(5)、冷却部件、助然剂罐(14)、焊炬或割炬(16)以及连通各部件的液气管道等组成，其特征在于：电解液罐(8)与过滤器(7)、电磁泵(6)、电解槽(5)，作为冷却部件的冷却罐(2)通过管道依次串接形成一个回路，电解液罐(8)又与助然剂罐(14)、单向阀(15)、焊炬或割炬(16)依次串接形成气体输出通道，过滤器(7)连通电解液罐(8)的底部，冷却罐(2)连通电解液罐(8)的上部，助然剂罐(14)连通电解液罐(8)的顶部，电解槽(5)采用单排直线式布置，控制电路中的桥式可控硅整流电源的输出端接电解槽(5)的两端，冷却罐(2)中有与液气管道相连通的电解液螺旋冷却盘管(19)，冷却罐(2)中螺旋盘管***充满冷却水，冷却罐(2)前还加有一个与冷却罐(2)底部相通的蒸馏水发生罐(1)，罐(1)上安装有电热器(17)，罐(1)中液面与罐顶部应留有一定空间，在靠近罐(1)顶部设有蒸汽出口，该出口通过管道与位于冷却罐(2)中的另一蒸馏水冷却螺旋盘管(20)相通，此螺旋盘管又与位于冷却罐(2)外的蒸馏水储水罐(3)相连通。罐(3)底部有管道与电解液罐(8)上部的液气输入管道相连通，罐(3)输出管道上安装有电磁泵(4)和单向阀，电解液罐(8)上安装有控制电磁泵(4)的水位控制器，在电解液罐(8)与助然剂罐(14)之间的管道上安装有压力继电器(11)，具有控制电路中调压电位器W1操纵杆的受输出气体压力控制的电压自动调节装置(12)和气水分离器(13)等部件。

2、如权利要求1所述的氢氧发生器，其特征在于：电解槽外壳采用无缝钢管分段加工而成，内衬绝缘板，电极片为冲压成型，隔离圈采用非金属材料压制成型。

3、如权利要求1所述的氢氧发生器，其特征在于：整机各部件都安装在绝缘板上，使其与机壳绝缘，将机壳接地。

4、如权利要求1所述的氢氧发生器，其特征在于：电压自动调节装置由一端与气体输出管道连通的缸体（121）、与缸体    （121）配合的塞柱（122），固装在塞柱（122）上且从缸体    （121）另一端伸出缸体外的操纵杆（123）及套在操纵杆（123）上位于缸体（121）内的弹簧（124）构成，操纵杆（123）的伸出端又安装着控制电路中的调压电位器W1的滑块上。

5、如权利要求1所述的氢氧发生器，其特征在于：在电解液罐（8）上部的入口处的液气管上加有一断流器（10），断流器（10）由芯体（101）、外壳（102）构成，芯体（101）为一由微电机、皮带轮带动的转动轴，壳体（102）一侧开有一个进口，其相对应一侧开有两个出口，壳体进口与液气管道和蒸馏水管道相连通，壳体出口分两路与电解液罐（8）上部相连通，芯体  （101）轴线与壳体（102）进出口轴线相垂直，芯体（101）上相差90°开有两个分别与壳体两出口对应且垂直于芯体轴线的通孔（103），当其中一个通孔与其对应壳体出口轴线重合时，它们共同与壳体进口形成一个通路与电解液罐（8）相通，而此时另一通孔与其对应壳体出口轴线垂直，该出口被芯体（101）  封闭。

6、如权利要求1所述的氢氧发生器，其特征在于：电解液罐（8）上还安装有温度传感器（18）。

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