技术领域
[0001] 本实用新型涉及等离子切焊机设备技术领域，具体的说，涉及了一种连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机。
背景技术
[0002] 现有的等离子体切焊机其工作原理通常将电源负极与等离子切焊机内部的
阴极头连接，电源正极与等离子切焊机的
阳极喷嘴相连，工作时，启动
开关按钮使阴阳极瞬间
短路，然后阴阳极分离一定距离后产生高温
电弧，使得位于等离子体切焊机
焊枪内部储存的水
蒸发成水蒸气和电离成等离子体，该水蒸气包裹着所述等离子体及电弧从阳极喷嘴中喷出，形成高温等离子电弧束，可应用于
等离子焊接。等离子切割、高温钎焊和材料表面
热处理。但现有的等离子体切焊机的焊枪内部储存的水量有限不能无间断工作，且工作过程中，现有的等离子体切焊机各个部件因工作
电流会产生大量热量，从而需要间断工作，且新补给到切焊枪内部的水会造成水温
波动，进而造成从阳极喷嘴喷出的电弧束产生波动。
[0003] 为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的是针对
现有技术的不足，提供一种能够长时间工作的连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机，包括电源主机、切焊枪、供水控制
单片机和加热罐；
[0006] 所述加热罐包括密封加热罐壳体和设置在所述密封加热罐壳体内部的加热片，所述密封加热罐壳体内还设置有第一压
力传感器和
温度传感器；
[0007] 所述切焊枪包括绝缘塑料壳体和设置在所述绝缘塑料壳体内部的不锈
钢水箱，所述
不锈钢水箱底部内侧设置有第二
压力传感器；所述加热罐的出水口与所述不锈
钢水箱的进水口相连接；
[0008] 所述供水控制单片机的
信号采集端分别连接所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述温度传感器，以使得所述供水控制单片机控制所述加热片导电或断电。
[0009] 基于上述，所述的连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机还包括第一抽水
泵、第二单向
阀和
电磁阀；所述加热罐的出水口依次通过所述电磁阀、所述第一抽水泵、所述第二
单向阀与所述不锈钢水箱的进水口相连接；所述供水控制单片机的控制端分别连接控制所述第一抽水泵、电磁阀和所述加热片导电或断电。
[0010] 基于上述，所述电源主机包括电源主机壳体和设置在所述电源主机壳体内部的主机
电路控制装置，所述电源主机壳体的两侧面板均为一降温板，所述降温板上设置有降温水道；所述降温水道的出水口连接有第一单向阀，所述降温水道通过所述第一单向阀与所述加热罐的进水口相连接。
[0011] 基于上述，所述切焊枪的绝缘塑料壳体的头部还通过一陶瓷固定连接环连接有紫
铜阳极套筒，所述紫铜阳极套筒上设置有阳极帽，所述阳极帽与电源的正极输出端相连；所述绝缘塑料壳体尾部设置有启动装置。
[0012] 基于上述，所述启动装置包括启动按钮、陶瓷固定座和滑动设置在所述陶瓷固定座内部的陶瓷推
块，所述陶瓷固定座固定在所述绝缘塑料壳体上，所述启动按钮通过一陶瓷
推杆与所述陶瓷推块固定连接。
[0013] 基于上述，所述不锈钢水箱内部还设置有紫铜质阴极杆，所述紫铜质阴极杆尾部通过一阴极导电块与电源的负极输出端相连，所述紫铜质阴极杆尾部还套设有一陶瓷绝缘保护套，且所述紫铜质阴极杆尾部顶端伸出所述陶瓷绝缘保护套设置，所述阴极导电块卡设在所述陶瓷推块上；所述紫铜质阴极杆头部设置有阴极头，所述阴极头上设置有钨芯头；所述紫铜质阴极杆外侧表面同轴套设有绝缘陶瓷套筒，且所述紫铜质阴极杆与所述绝缘陶瓷套筒间隙配合，所述绝缘陶瓷套筒外侧表面同轴套设置有
涡流发生装置，所述绝缘陶瓷套筒通过所述涡流发生装置进行
定位。
[0014] 基于上述，所述不锈钢水箱尾部还设置有第一密封套环和第二密封套环，所述第二密封套环固定在所述第一密封套环内，所述第二密封套环密封套设在所述紫铜质阴极杆上；所述紫铜质阴极杆对应所述第二密封套环密封
位置设置有复位
弹簧固定环，所述第二密封套环和所述
复位弹簧固定环之间设置有复位弹簧，且所述复位弹簧处于自由状态时，所述钨芯头与所述阳极帽分离，所述阴极头与所述阳极帽之间形成电离室。
[0015] 基于上述，所述涡流发生装置包括紫铜质
套管本体和一体设置的蒸发部、涡流发生部和环形过渡槽；所述紫铜质套管本体头部外侧表面固定有气水分离器，且所述气水分离器的外表面与所述不锈钢水箱箱壁密封配合；所述紫铜质套管本体尾部设置有顶紧弹簧固定环，所述顶紧弹簧固定环与所述第一密封套环之间设置有顶紧弹簧，所述涡流发生部顶端通过所述顶紧弹簧顶设在所述阳极帽内表面上；所述涡流发生部和所述蒸发部表面均开设有产生涡流的螺旋形沟槽，且所述涡流发生部的表面积小于所述蒸发部的表面积，所述涡流发生部顶部还开设有涡流导流槽，所述涡流导流槽与所述阳极帽内表面配合形成涡流喷射孔。
[0016] 本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过在所述不锈钢水箱和所述加热罐内设置压力传感器，使得所述供水控制单片机能够根据该压力传感器采集的不锈钢水箱和加热罐内部的压力，实现了通过所述加热罐对该不锈钢水箱自动供给热水，降低了补给到不锈钢水箱的水的温度波动范围，确保了利用连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机能长时间无间断平稳切割或焊接。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型提供的连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机的整体系统连接示意图。
[0018] 图2是本实用新型提供的连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机的降温板结构示意图。
[0019] 图3是本实用新型提供的连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机的加热罐结构示意图。
[0020] 图4是本实用新型提供的连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机的切焊枪结构示意图。
[0021] 图5是本实用新型提供的连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机的紫铜质阴极杆结构示意图。
[0022] 图6是本实用新型提供的连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机的涡流发生装置结构示意图。
[0023] 图7是本实用新型提供的连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机的主机电路控制装置的功能模块示意图。
[0024] 图中：1、切焊枪；2、第二单向阀；3、电源主机；301、降温板；302、降温水道；4、电磁阀；5、供水控制单片机；51、第一抽水泵；6、加热罐；61、第一单向阀；62、数据线孔；63、加热片；64、温度传感器；65、第一压力传感器；7、阳极帽；8、涡流发生装置；81、涡流发生部；82、蒸发部；83、涡流导流槽；84、顶紧弹簧固定环；9、气水分离器；10、钨芯头；11、电离室；12、紫铜阳极套筒；13、绝缘陶瓷套筒；14、紫铜质套管本体；15、紫铜质阴极杆；16、不锈钢水箱；17绝缘塑料壳体；18、顶紧弹簧；19、启动按钮；20、不锈钢水箱注水连接管；21、复位弹簧；22、阴极头；23、第一密封套环；24、阴极导电块；25、陶瓷推块；26、陶瓷固定连接环；27、复位弹簧固定环；28、陶瓷绝缘保护套；29、第二密封套环；30、陶瓷固定座；31、第二压力传感器。
具体实施方式
[0025] 下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例[0026] 如图1所示，本实施例提供一种连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机，它包括切焊枪1、电源主机3、电磁阀4、供水控制单片机5、第二单向阀2、第一抽水泵51和加热罐6。
[0027] 如图2所示，所述电源主机3包括电源主机壳体和设置在所述电源主机壳体内部的主机电路控制装置，所述电源主机壳体两侧板均为降温板301，所述降温板301上设置有降温水道302。其中，为了提升加入所述降温水道302内的水质，所述降温水道302进水口处连接有净水机，且为了保证所述净水机能够持续工作，在所述净水机的进水口还通过第二抽水泵连接有储水罐。具体地，本实施例采用常用的净水机，该净水机具体包括净水机壳体和设置在所述净水机壳体内部的依次连通的
超滤膜
滤芯、活性
碳滤芯、
反渗透膜滤芯和PP
棉滤芯，所述超滤膜滤芯设有进水口，所述PP棉滤芯设有出水口。
[0028] 如图3所示，所述加热罐6包括密封加热罐壳体和设置在所述密封加热罐壳体内部的加热片63，所述密封加热罐壳体底部内侧还设置有第一压力传感器65和温度传感器64，所述密封加热罐壳体顶部开设有进水口和数据线孔62，所述密封加热罐壳体
侧壁底部开设有出水口。
[0029] 如图4所示，所述切焊枪4包括绝缘塑料壳体17和设置在所述绝缘塑料壳体17内部的不锈钢水箱16，所述不锈钢水箱16底部内侧设置有第二压力传感器31，所述不锈钢水箱16顶部设置有不锈钢水箱注水连接管20。
[0030] 具体地，本实施例提供的连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机各部件连接关系如下：
[0031] 所述储水罐通过所述第二抽水泵与所述净水机的进水口相连，所述净水机的出水口与所述降温水道302的进水口相连，所述降温水道302的出水口与所述加热罐6的进水口相连，且降温水道302的出水口与所述加热罐6的进水口之间还设置有第一单向阀61，该第一单向阀61使得水只能从所述降温水道302内进入所述加热罐6内，而不能回流。所述加热罐6的出水口通过所述电磁阀4与所述第一抽水泵51相连，且所述第一抽水泵51的出水端与所述不锈钢水箱注水连接管20相连，所述第一抽水泵51与所述不锈钢水箱注水连接管20之间还设置有所述第二单向阀2，该第二单向阀2使得水只能从第一抽水泵51内进入所述不锈钢水箱16内，而不能回流。
[0032] 需要说明的是，所述加热罐6的出水口与所述不锈钢水箱注水连接管20之间的输水管道采用耐高温高压输水管；且该耐高温高压输水管均通过喉箍与上述结构的出水口或进水口固定连接。
[0033] 所述供水控制单片机5设置在所述电源主机壳体上，所述供水控制单片机5的信号采集端分别连接所述第一压力传感器65、所述第二压力传感器31和所述温度传感器64；所述供水控制单片机5的控制端分别连接控制所述第一抽水泵51、所述第二抽水泵、电磁阀4和所述加热片63导电或断电，所述供水控制单片机5还通过
导线与所述电源主机开关相连接。
[0034] 所述绝缘塑料壳体17头部通过陶瓷固定连接环26连接有紫铜阳极套筒12，所述紫铜阳极套筒12上设置有阳极帽7，且所述陶瓷固定连接环26、所述紫铜阳极套筒12和所述阳极帽7之间均为
螺纹连接，所述阳极帽7与电源的正极输出端相连。所述绝缘塑料壳体17尾部设置有启动装置，所述启动装置包括启动按钮19、陶瓷固定座30和滑动设置在所述陶瓷固定座30内部的陶瓷推块25，所述陶瓷固定座30固定在所述绝缘塑料壳体17上，所述启动按钮19通过一陶瓷推杆与所述陶瓷推块25固定连接。
[0035] 如图5所示，所述不锈钢水箱16内部还设置有紫铜质阴极杆15，所述紫铜质阴极杆15尾部通过阴极导电块24与电源的负极输出端相连，所述紫铜质阴极杆15尾部还套设有一陶瓷绝缘保护套28，且所述紫铜质阴极杆15尾部伸出所述陶瓷绝缘保护套28设置，所述阴极导电块24卡设在所述陶瓷推块25上。所述紫铜质阴极杆15头部设置有阴极头22，所述阴极头22上设置有钨芯头10。
[0036] 所述紫铜质阴极杆15外侧同轴套设有绝缘陶瓷套筒13，且所述紫铜质阴极杆15与所述绝缘陶瓷套筒13间隙配合，使得所述紫铜质阴极杆15可以在所述绝缘陶瓷套筒13内左右滑动。所述绝缘陶瓷套筒13外侧表面同轴套设有涡流发生装置8，所述绝缘陶瓷套筒13通过所述涡流发生装置8进行定位。
[0037] 所述不锈钢水箱16尾部设置有第一密封套环23和第二密封套环29，所述第二密封套环29固定在所述第一密封套环23内，所述第二密封套环29密封套设在所述紫铜质阴极杆15上。
[0038] 所述紫铜质阴极杆15对应所述第二密封套环29密封位置设置有复位弹簧固定环27，所述第二密封套环29和所述复位弹簧固定环27之间设置有复位弹簧21，且所述复位弹簧21处于自由状态时，所述钨芯头10与所述阳极帽7分离，所述阴极头22与所述阳极帽7之间形成电离室。
[0039] 如图6所示，所述涡流发生装置8包括紫铜质套管本体14和一体设置的蒸发部82、涡流发生部81和环形过渡槽，所述紫铜质套管本体14头部外侧表面固定有气水分离器9，且所述气水分离器9的外表面与所述不锈钢水箱16箱壁密封配合；所述紫铜质套管本体14焊接在所述蒸发部82的尾部。所述紫铜质套管本体14尾部内侧开设有用于固定所述绝缘陶瓷套筒13的第一环形定位凸起，所述蒸发部82内侧前端设置有用于固定所述绝缘陶瓷套筒13的第二环形定位凸起；通过所述第一环形定位凸起和所述第二环形定位凸起的配合将所述绝缘陶瓷套筒13固定在所述涡流发生装置8内部上。
[0040] 所述紫铜质套管本体14尾部设置有顶紧弹簧固定环84，所述顶紧弹簧固定环84与所述第一密封套环23之间设置有顶紧弹簧18，使得所述涡流发生部81顶端通过所述顶紧弹簧18顶设在所述阳极帽7内表面上。所述涡流发生部81和所述蒸发部82表面均开设有产生涡流的螺旋形沟槽，且所述涡流发生部81的表面积小于所述蒸发部82的表面积。所述涡流发生部81顶部开设有涡流导流槽83，所述涡流导流槽83与所述阳极帽7内表面配合形成涡流喷射孔。
[0041] 具体地，该涡流发生装置8产生涡流的过程为：首先由所述钨芯头10与所述阳极帽7之间产生高温电弧的热量通过所述不锈钢水箱16和所述涡流发生装置8传递到所述不锈钢水箱16内的水使其变为水蒸气，该水蒸气再通过所述气水分离器9流通到所述蒸发部82上
加速加热和蒸发，并在到达所述环形过渡槽时将各股水蒸气进行混合均匀，使得各股水蒸气温差减小，压强均衡。混合后的水蒸气进一步流通到所述涡流发生部81上，通过所述螺旋形沟槽产生涡流，最后通过位于所述涡流发生部81顶部开设有涡流导流槽83流通到所述电离室内。由于产生的涡流已经进行混合，从而使得喷射出的等离子束具有较好的连续性和
稳定性，进而提高了切割缝或焊接缝的一致性。
[0042] 如图7所示，所述主机电路控制装置包括依次串接的整流电路单元002、第一
电子开关单元003、逆变电路单元008、第一二次整流电路单元009、非转移弧电路单元012、第二电子开关单元013和正极输出端016，所述非转移弧电路单元012还直接连接负极输出端017。
[0043] 所述整流电路单元002还通过与控制电路单元005、第二保护电路单元006和所述第二电子开关单元013
串联组成第二串联回路；所述控制电路单元005还直接连接有第一保护电路单元007；所述整流电路单元002还通过低压供电电路单元004分别与所述的逆变电路单元008和所述控制电路单元005相连接。
[0044] 其中，所述第一二次整流电路单元009还通过与第二二次整流电路单元010、转移弧电路单元011和转移弧
母材015串联组成第三串联回路；所述转移弧电路单元011还直接连接有第三电子开关单元014。所述整流电路单元002为二/三相全桥整流电路单元。
[0045] 需要说明的是：所述阳极帽为焊接帽或切割帽；所述焊接帽和切割帽均包括帽体和设置在所述帽体中心的喷射孔，且所述焊接帽上的喷射口孔径为1.8mm～3.0mm；所述切割帽上的喷射口孔径为0.8mm～1.3mm。在进行切割及焊接时采用的是同一支切焊枪，只需更换阳极帽即可实现切割和焊接功能的转换。
[0046] 利用本实施例提供的所述连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机进行切割或焊接时，具体操作步骤及各部件动作状态如下：
[0047] 第一步，首先打开所述电源主机3的电源开关，使得所述供水控制单片机5通电，所述第一压力传感器65检测到所述加热罐6内部的压力，所述温度传感器64检测到所述加热罐6内部的温度，所述第二压力传感器31检测到所述不锈钢水箱16内部的压力，并将上述该压力信号和所述温度信号上传至该供水控制单片机5；该供水控制单片机5分别单独将两种压力信号与设定的两种压力值进行对比，若第一压力传感器检测65的压力信号小于设定值，则开启第二抽水泵将位于所述储水罐内的水通过净水机
净化过滤、并流经所述降温水道302后，抽送到所述加热罐6中，随着所述加热罐6内水量的增加进而使得所述第一压力传感器65检测的压力信号达到设定值，从而关闭所述第二抽水泵；
[0048] 然后所述供水控制单片机5根据所述温度传感器64检测到的温度信号控制所述加热片63导电加热，当水温到达预设值时，所述供水控制单片机5控制所述加热片63断电并开启所述电磁阀4；
[0049] 最后，所述供水控制单片机5根据所述第二压力传感器31检测到所述不锈钢水箱16内部的压力信号及所述电磁阀4开启信号，从而控制所述第一抽水泵51开启，使得位于所述加热罐6内的热水通过第二单向阀2抽入到所述不锈钢水箱16内部。随着所述不锈钢水箱
16内部水量的增加进而使得所述第二压力传感器31检测的压力信号达到设定值，从而关闭所述第一抽水泵51。
[0050] 与此同时，随着所述加热罐6内水量减少，所述第一压力传感器65检测到的压力信号会逐渐变小，当所述第一压力传感器65检测到的压力信号小于设定值时，所述供水控制单片机5的控制端开启所述第二抽水泵，从而确保了所述加热罐6内一直有水存在。
[0051] 第二步，人工按动所述启动按钮19，通过该启动按钮19推动所述陶瓷推块25在所述陶瓷固定座30内向前滑动，并使得所述紫铜质阴极杆15在所述绝缘陶瓷套筒13内向前滑动。所述紫铜质阴极杆15向前滑动过程中，通过所述复位弹簧固定环27压缩所述复位弹簧21，同时将所述钨芯头10与所述阳极帽7相
接触造成阴阳极短路；当松开所述启动按钮19后，所述紫铜质阴极杆15在所述复位弹簧21的回复力作用下后退，进而使得所述钨芯头10与所述阳极帽7分离产生高温电弧。该高温电弧的热量通过所述不锈钢水箱16和所述涡流发生装置8传递到所述不锈钢水箱16内的水使其变为水蒸气，所产生的的水蒸气再通过所述气水分离器9流通到所述涡流发生装置8上产生
蒸汽涡流，该蒸汽涡流通过所述涡流导流槽83流通到所述电离室内，在电弧作用下，该蒸汽涡流一部分被电离成等离子体，该等离子体随着蒸汽涡流和电弧从阳极喷嘴中喷出，形成高温等离子电弧束。
[0052] 当工作一段时间后，随着所述不锈钢水箱16内水量减少，所述第二压力传感器31检测到的压力信号会逐渐变小，当所述第二压力传感器31检测到的压力信号小于设定值时，所述供水控制单片机5的控制开启所述第一抽水泵51，从而实现了所述不锈钢水箱内一直有热水存在。
[0053] 本实施例通过在该连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机上单独设置有可以净化水质的储水罐和净水机，使得该连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机可以摆脱必须要携带纯净水的限制，完全适应于各种水质的工作条件。同时，通过在电源主机上设置有带有降温水道的降温板，实现了对电源主机的主动降温。进一步的，通过在所述不锈钢水箱和所述加热罐内设置压力传感器，使得所述供水控制单片机能够根据该压力传感器采集的不锈钢水箱和加热罐内部的压力，进而控制所述第一抽水泵、第二抽水泵导电或断电，实现了对该不锈钢水箱自动供水，从而确保了利用所述连续无间断水蒸气等离子体脉冲弧切焊机能进行长时间无间断切割或焊接，从而大大提高了工作效率。更重要的是，通过所述加热罐对供水的加热，降低了补给到不锈钢水箱的水的水温波动范围，确保了长时间无间断平稳切割或焊接。
[0054] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行
修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型
请求保护的技术方案范围当中。
