本发明总的来说是关于在金属或非金属的切割，焊接或加热的作业中使用的各种焊炬或类似于焊炬的装置。更具体地说，本发明是关于对这种焊炬或类似焊炬装置提供燃料的加注燃料装置。这里所使用的一般术语“焊接”包括焊接、钎焊或其他众所周知的操作，通过这种操作，使用产生火焰的焊炬或喷枪将分离的零件或构件材料相互连接或熔接在一起。

相关参考文献是1985年7月30日发表的，专利号为№4523558的美国专利;1985年6月18日发表的，专利号为№4523548的美国专利，和1985年6月11日发表的，专利号为№4522159的美国专利，所有这些专利都属于与本发明同一的受让人，因而这些专利可以作为参考文献列在本说明书内。

在各种作业中，例如在焊接、切割或加热各种物件或各种材料，其中包括金属材料或非金属材料的作业中，所使用的各种焊炬、喷枪或其他能产生火焰的装置，都已为人们所熟知。这种焊炬或类似焊炬的装置在空气或其他含有氧气的气体与适宜的燃料混合后进行燃烧的条件下，产生火焰。一般来说，适宜的燃料包括如丙烷、乙炔、天然气或其他碳氢气体燃料在内的各种各样的燃料。

用于上述作业中的燃料，通常是由可与焊炬相连接的储存罐或容器提供。因为需要采购和运输这种预先装满在储存器内的燃料，或者因为需要重新充满和运输以前已有的储存器，所以在许多应用场合，上述各种作业中所使用的燃料供应价格经常是很昂贵的，并且供应工作也不方便。此外，由于上述各种作业所要求的操作压力和其他参数是不同的，因此供应给焊炬或类似焊炬装置所使用的这种燃料，常常需要具有不同的流速或不同的压力，因此，使得在进行某些上述作业时供燃设备不能相容或不可更换。

由此，本发明的一个主要目的是提供一种加注燃料的装置或组件，这种装置或组件是以方便的、容易获得的、便宜的燃料源中，例如天然气中，供给焊炬或类似焊炬设备所用的燃料。

本发明的另一个主要目的是提供一种加注燃料的装置或组件，这种装置或组件能够在多种流量和压力的情况下供给气体燃料，例如供应天然气，这样，这种装置就能对各种各样的焊接、切割或加热操作作业兼容，并能互换。

本发明还有一个目的，即提供一种能够连接到压力较低的气体燃料供应源上的，例如连接到常用的住宅区的或工业的天然气供应系统中的加注燃料装置或组件。

发明的另一目的是提供一种相当便宜的、简单的、且便于使用、制造价格较低的加注燃料装置或组件，并且，为了扩大它在各种不同地区的使用范围，这种装置或组件最好是手提式的。

发明的再一目的是提供一种能直接从容易获得的气体燃料源中给焊炬或类似焊炬的装置加注燃料的燃料加注装置或组件，该装置还可用来对先前已有的气体燃料储存罐进行充气，以便能在买不到气体燃料的遥远地区使用。

根据本发明，加注燃料组件可以从较低压力的气体燃料源中供给焊炬或类似焊炬的装置以高压气体燃料，例如从住宅区或工业用的天然气供应系统中供给。本发明典型的加注燃料组件最好包括一个很容易连通气体燃料源的进气口;一个压缩从气体燃料源来的气体燃料的增加其压力的压缩器和一个加注燃料组件的排气装置，该装置可以有选择地并且灵活地连接到焊炬上以便将压缩的气体燃料有选择地供应到焊炬上，其中包括一个用来预调供给焊炬压缩气体燃料压力的调节器装置。本发明的加注燃料组件中最好还要有第二个加注燃料组件排气系统，以便将上述调节器有选择地加以分路，这是为了能直接从压缩器中排出加压的气体燃料，以便对一个或多个燃料储存器重新加注气体。

本发明的加注燃料组件的各种实例，可包括一种附加部件，或包括全部附加部件，但最好要包括下列部件，例如：一个用于过滤加注燃料组件进气口和压缩器进口之间气体燃料的过滤器;一个润滑油过滤器，它用来聚集和收集从压缩器出口排出的压缩气体燃料中的压缩器润滑油;一个将压缩器润滑油返回到压缩器进口的回流系统;一个用于降低从压缩器出口排出的压缩气体燃料温度的冷却装置;或一个可选择地进行操作的阀系统，它可有选择地通过上述调节器装置、或基本上直接从压缩器中排放出压缩气体燃料。其他可供选择的附加部件，最好包括有：一个可调压力切断装置它用于预调压缩器的最大排气压力，一个可调减压阀系统，它用来预调上述调节器装置的极限压力。

本发明其他的目的、优点和特征将可参照附图从下面说明和相关的权利要求中，明显地表现出来。

图1为本发明的气体燃料焊炬装置立体图，图中包括一个连接到一个焊炬装置上的典型加注燃料组件以便为该装置供应气体燃料。

图2为与图1类似的立体图，但图中表示了图1中的典型加注燃料组件对一个或多个气体燃料储存器进行重新充气操作。

图3为图1中的典型加注燃料组件的立体图，图中组件壳体已取掉、以便将内部的许多部件显露出来。

图4为图1中的典型加注组件设备流程示意图。

图1到图4描绘了本发明一个气体燃料焊炬装置的典型实例，它包括一个适用于将气体燃料、例如天然气、供给焊炬装置的典型加注燃料组件，或者一个适用于对任意一个或多个气体燃料储存器或储存罐进行重新充气的加注燃料组件。对于本专业领域的技术人员来说，从下面的论述和附图中将不难看出，除了在附图中所介绍的用途以外，本发明的原理同样适用于各组焊炬和加注燃料组件。同时从下面的讨论和附图中也容易看出：除图中介绍的供焊炬和供储存器用途外，也适于各种各样的用途。

图1所示的气体燃料焊炬系统10一般包括一个焊炬部件16，一个供氧设备18和一个加注燃料组件20，同时还包括与供氧设备18和焊炬部件16相连接的供氧管22，以及与焊炬部件16和加注燃料组件20相连接的供燃料管24。图1中所示的焊炬部件16是一般用于各种类型的切割、焊接或加热作业中各种熟知的焊炬部件中最典型的，具有代表性的一种。一般来说，焊炬部件16包括氧气阀26和燃料阀28，以便通过这些阀在混气部分30处。改变调节燃料-氧气的混合比，使空气和燃料混合物进行燃烧，从而在焊炬喷嘴32处产生火焰。尽管在图1中没有特别画出调节器，但为了能够使焊炬操作者微调供燃料量，在焊炬部件16上最好能有一个缩径调节器。

和焊炬部件16一样，供氧设备18也是一般在切割、焊接或加热作业中所使用的各种熟知的供氧装置中最典型的、具有代表性的一种。一般来说，供氧设备18包括一个氧气罐40，一个截流阀42和一个用于监测和调节供氧压力和流量的氧气调节器装置44。

如图1图2所示，加注燃料组件20适用于通过供燃料管24给焊炬部件16供应气体燃料，管路24利用快速连接排气接头50可拆卸地接到组件20上。或者加注燃料组件20也适用于其他的用途，如图2中所示的用途。在图2中，重热加注燃料管路58可拆卸地连接到快速连接气罐排气接头60上，以便通过支管62将气体燃料输送到一个或多个储存器64中。通过这种结构，也可使加注燃料组件20间接地应用在遥远地区的焊炬装置上，而在那些地区是没有电源或气体燃料源可以利用的，因此，为了供给这些地区的气体燃料，可以将一个或多个储存器64重新充气、运输和使用。对于本专业领域的技术人员来说，应容易看到，除了如图2中所介绍的用于储存器重新充气以外，加注燃料组件20也可用于备用气体燃料的供应。

也应注意到，为增加储存器的气体燃料存储量，储存器64最好包括吸着材料（吸附性的或吸附性材料）。这种储存罐的示例已在上述美国专利中公开了（本发明的参考文献）。吸着材料有活性碳、沸石材料、硅胶型材料或各种粘土。

加注燃料组件20一般都有一个其上设置一个或几个通风百叶窗68的壳体66;一个或几个携带手柄70和一个控制板72。控制板72上有一个主电源开关74，它用来接通和断开加注燃料组件20一个选择器开关，它用来预选图1和图2中所表示的一种工作方式。控制板72上还有一个电源指示灯78，它用来显示主电源开关处于“接通”位置，一个焊炬指示灯80，它用以指示选择了图1所示的焊炬作业，一个储存罐指示灯82，它用来指示选择了图2所示的储存罐再充气作业或类似其他用途。焊炬压力调节器的控制器86也设置在控制板72上，这是为了让使用者可以有选择地调节向图1所示的焊炬供应气体燃料的压力。焊炬压力计或指示器88安设在控制板72上，用以监测在焊炬工作方式下排出气体燃料的压力，同样，装设了储存罐压力计或指示器90，用以监测在重新充气或其它类似用途的工作方式下排出气体燃料的压力。

参照图1到图3，加注燃料组件20内的各个元件都包含在壳体66中，这些元件都固定在底板94上，或与底板相连接。壳体66和底板94最好是按照加注燃料组件20的预定用途，使其具有适当的强度和使用寿命。对于本专业领域的技术人员来说不难看出，组件20的各个元件和结构形状都应该做到重量尽量轻、尺寸尽量紧凑，这是为了极大提高其可运输性，由此大大增加组件20的综合效益。就这点说，组件20的早期试制样机的总轮廓尺寸大约为：宽度14英寸（35.6厘米），深度28英寸（71.1厘米），高度15.5英寸（39.4厘米），重量约为75磅（34公斤）。然而，可以预计到，在不致明显影响组件20的强度、重量和效用的情况下，商品化的组件20模型的总尺寸和重量将可能大大地减小。

主要参照图4的流程示意图，再对比参照图3，来阐述加注燃料组件20中的内部元件和操作过程。组件20的主要气体燃料源是图4中以100标示的气体燃料供给系统。燃料供给系统100实际上包括任何一种容易获得的气体燃料源，但最好是居民用的或工业用的设备中一般能找到的、常用的天然气供给系统。根据天然气系统地区和供应来源以及供给系统是由居民使用还是工业上用等条件，所提供的天然气一般来说其压力约在1/4PSig（1.72Kpa）至10PSig（69Kpa）范围内。

组件20有快速连接的连接器102，用以有选择地、可拆卸地连接一个连通供给系统100的进气管路104，进气管104最好设有电磁进气阀106，过滤器108和单向阀110。过滤器108可以是许多已知的、适用于所供给的特殊气体燃料用的任一种过滤装置，但最好是用来从气体燃料中去除水分或其他杂质的干燥剂过滤器。尽管可以采用各种类型的干燥剂过滤器，但最好应用吸着材料（吸附性或吸附性材料），例如活性碳、沸石材料、硅胶型材料或各种粘土。

让最好含有天然气的气体燃料通过进气管104，丁字接头112并经过上述的其他元件而进到压缩器116的入口114，压缩器可有选择地通电以便压缩气体从而使气体燃料压力增大。在上述的组件20实际样机实例中，压缩器116是制冷设备中通常采用的气密密封压缩机。这种压缩器价廉、耐用，并是畅销品，容易买到。当然，本专业人员可以知道，其他类型的压缩器也是可以用的。但压缩器116最好能使气体燃料压缩后的压力约在100PSig（689Kpa）到500PSig（3450Kpa）压力范围内。具体的压力值取决于下面将讨论的预选参数以及所要求的特殊用途。

被压缩的气体燃料从压缩器排气口118通过管路120进到压缩器润滑剂分离器122。分离器122可以是许多已知的分离器或过滤型装置中的任一种，这些分离器或装置适用于从通过的气体流中去除润滑油或液体。润滑剂分离器122最好是重力，毛细管类型的，并适于通过润滑剂回程管188，在压缩器排气压力的推动力作用下将收集的压缩器润滑剂回流到压缩器入口114中。

压缩的气体燃料从润滑剂分离器122通过冷凝器或热交换器124，以便使燃料温度下降。热交换器124设有冷却蛇形管，冷却扇232迫使周围空气经过蛇形管。在上述组件20的实际样机实例中，进入热交换器124的气体燃料，如天然气的温度约为140°F（60℃），而气体压热交换器出口的温度基本上是环境温度。虽然在附图中说明热交换器124包括上述的空气-气体冷却蛇形管，但本专业的人员可了解，其他型式的热交换器、冷却器或其他冷却装置都可用来降低由压缩器116排气口118出来的压缩气体燃料的温度。

压缩的、冷却的气体燃料从热交换器124通过管路126到丁字接头129，在这里，压缩气体燃料通过组件20中的两个交替的任一个排气系统排出，如图1、图2中所示。在第一个加注燃料组件排气系统中，压缩气体燃料由丁字接头129通过电磁阀130，第一排气管132和丁字接头134进到调节器136，为预调从调节器流过的气体压力，调节器136可选用通常能得到的调节装置中的任一种。调节器136可由控制板72上的压力调节控制器86进行有选择地操作，以便使经过单向阀140到焊炬排气接头50所排出的气体燃料压力是处在预选调节的排气压力范围中。

组件20还包括有一个经过丁字接头134中，连在调节器136侧面入口的可调减压阀184，以便能选定调节器136的预调压力极限。因为压缩器116是恒速和恒定输出的压缩器，所以只要一接通，它排出的气体基本上是连续和定量的。这样，任何超过压缩器116输出量的气体，必须通过减压阀184和回程管186回到压缩器入口114中，回程管是通过丁字接头112而接通到压缩器入口114上的。

因为安设了上述的可调减压阀，所以可以利用调节减压阀184的方法，使加注燃料组件20可预先选定通过上述第一加注燃料组件排气系统的最大排气燃料压力，该压力不会因操作调节器装置136而超过。因此，由于加注燃料组件20设有上述零部件，对于焊炬作业方式中的来说，在调节器装置136和减压阀184的可调范围之内，并且在压缩器116的最大排气容量之内，可以对组件排气压力进行无数的预选或改变，并且可定出许许多多的压力极限。为使组件的使用者监测在焊炬方式操作中供给的气体燃料的压力，于调节器136的侧面出口处设置丁字接头138，通过管路162连通上述的焊炬压力指示器88。

对于加注燃料组件20的其他种操作来说，例如图2中介绍的将储存器重新充气的工作方式，也要通过第二排气管152和气罐的电磁控制阀154把丁字接头129连到第二种加注燃料组件系统中。在第二组件排气系统中的压缩气体燃料，直接从罐的电磁阀154通过单向阀156、第二排气管158和丁字接头160运送到上述的储存罐排气接头60。从图4中明显看出，第二加注燃料组件的排气系统不必经过第一系统中的可调调节器136，就可以将压缩气体燃料供给储存罐排气接头60。这是因为为避免使气罐产生过压，希望重新充气的罐内排气压力保持在低于宁定的最大压力水平之下。为使操作者能观察到经过气罐排气接头60的压缩气体燃料排出压力，从而让使用者能监测到重新充气的操作工序，则将管路164连接上述的丁字接头160和上述控制板72上的气罐压力指示器90。

为提供最大预定压缩器排气压力，以及在万一系统运转不正常情况下提供可靠的性能，组件20最好在第二排气管152内也设有丁字接头177，它通过压缩器控制管178而接通压力切断控制器装置180。压力切断装置180可以预选并可调节地预定最大的压缩器排气总压力（这一点将在下面详述），压力切断装置180可通过将其与驱动电机（图中未示出）相连的控制管182而使压缩器116切断。为提供通过任一种燃料组件排气系统的气体燃料排气压力上限，压力切断装置180是可以预先调定的，并且，在万一下游流管或软管发生损坏或其他各种不正常运转的情况下，必须或需要切断压缩器时，能自动关闭压缩器。一旦压力切断控制器180使压缩器116切断了，为了促使使用者在恢复操作前查明压缩器切断的原因和检修各种不正常运转的元件，最好只能用手操作才能重新起动恢复运转。

为提供上述各种功能和特性，加注燃料组件20包括有动力和控制系统，以便接通、切断和控制各种元件（如图4中所示）。组件20最好是电动的，并且通过一般的电插头202可与通用的外接电源200进行可活动式连接。利用电源电线204将电能传送到上述的主电源开关74上，开关可选定“开”或“关”两个位置。

当主电源开关74处在“开”的位置时，电能通过馈线206和动力指示器馈线210，通到上述的控制板72上的电源指示灯78，于是给操作者指明：组件20已接通。电能也通过主电源开关74、馈线206和选择器开关馈线208到上述的选择开关76，这条线路的作用将在下面详述。主电源开关也是通过其他馈线218和220以及压缩器馈线222将电能供给压缩器116的电机驱动装置（未表示出）的媒介物，因此，通过主电源开关74可使压缩器116有选择地接通或断开。馈线218有条分路到电磁阀馈线224，以便接通电磁阀控制器226，达到当系统接通时打开进气阀106，当系统断开时，关闭进气阀106的目的。

还设有风扇电机馈线228，它用来将来自主电源开关74的电能供给到热交换器风扇232的风扇电机230上。这样，压缩器116、风扇电机230和风扇232以及电磁进气阀106与选择器开关76和电源指示灯78一起，都通过操纵主电源开关74而接通或切断。

一旦加注燃料组件接通，因而选择器开关76接通，则选择器开关76可选择地起动到称为“焊炬”的操作位置，于是通过第一控制线路174接通焊炬阀130上的第一电磁控制器170。同样，如果选择器开关移到称为“气罐”的位置，通过第二控制线路176接通第二电磁控制器172，以便打开上述气罐的电磁控制阀154。所以，当选择器开关76移到称为“焊炬”的位置时，电磁控制器170接通，打开焊炬阀130，大致与此同时，电磁控制器172断开，由此关闭气罐阀154。相反，当选择器开关移到“气罐”位置时，电磁控制器172接通，打开气罐阀154，基本上与此同时，电磁控制器170切断，关闭焊炬阀130。利用这样的安排，加注燃料组件20就能够，或者通过用于焊炬进行作业的第一加注燃料组件排气系统，或者通过储存器再充气或类似应用的第二加注燃料组件排气系统，排放出压缩气体燃料。

为了给使用者指明，是选定“焊炬”工作方式还是“气罐”工作方式，焊炬指示器馈线214接通第一控制线174和焊炬指示灯80，以便将电能从第一控制线174输给焊炬指示灯80。同样气罐指示器馈线212接通第二控制线176和罐指示灯82。

加注燃料组件20的操作很简单，一般介绍的过程是开始需将组件20恰当的连接，以便达到所希望的工作方式，即或者用于如图1所示的焊炬部件16的工作方式，或者用于如图2所示的储存器64的工作方式，然后组件20通过快速连接器102连上气体燃料供给系统100，接着通过电气连接元件202接通电源200。

在主电源开关74移到“开”位置时，动力指示灯78，选择器开关76，压缩器116，风扇电机230和进气电磁控制器226接通，以便连通气体燃料供给系统100，并使加注燃料组件20起动。根据选择器开关76所处的位置，或是焊炬指示器灯80接通照亮，或者气罐指示器灯82接通照亮，或是气罐指示器灯82接通照亮。

当主电源开关74已经移到“开”位置后，选择器开关76移到“焊炬”位置时，焊炬阀130打开，同时气罐阀154关闭。在这种情况下，就能使压缩的气体燃料通过第一加注燃料组件排气系统而输送到焊炬部件16中，此时由调节器136及其焊炬压力调节器86有选择地调节和控制排气压力，该压力的调节是在预定的极限值之内进行的，这个极限值如前所述最好是利用手工调节减压阀184的方法而加到第一组件排气系统上。

同样，当选择开关76移到“气罐”位置时，打开气罐阀154，基本上同时将焊炬阀130关闭，以便通过第二加注燃料组件排气系统将压缩气体燃料直接通入储存器64或其他使用燃料的设备中。如上所述，在任何一种前面所谈到的工作方式下，加注燃料组件的排气压力最终由手动调节压力切断装置180而预选定的最大压缩器排气压力所控制。

与此相反，当电源开关74移到“关”位置时，上述元件切断电能供应，以便关闭整个组件20。在这种情况下应注意到，由于内部设有存储压缩的天然气，组件20内没有残留压缩燃料。这在不使用组件期间，基本上避免了在组件20内形成压缩的气体燃料，这一特性大大的增加了组件的安全性能。

为提供典型实用的加注燃料组件20的适宜元件，下表列出的许多主要元件或从种类上或从有关的供应厂商或其他有关产品资料上都可以加以鉴别，同时列出恰当的商品名称或适用的商标名称。应强调指出，列出的资料仅仅是举例，本专业的技术人员不难看出，它完全可以采用各种等效的或代用的元件。

上面介绍并叙述了本发明的实施例。对于本专业领域的技术人员来说，从说明书和附图中不难看出，可对发明进行各种改变和修改。但不超出以下权利要求书中所限定的发明的主要技术内容和范围。