一種用於多種氣體按規定比例混合的方法和裝置的製作方法
2023-05-15 02:21:06 1
專利名稱：一種用於多種氣體按規定比例混合的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及到一種氣體混合的方法和裝置，特別是能夠為分立供氣軸快流CO2雷射器提供合適氣體配比的方法和裝置。
背景技術：
軸快流CO2雷射器是目前雷射金屬板切割領域應用最廣泛的一種雷射器，其雷射工作氣體主要由三種氣體C02、He、N2按一定比例構成，由於不同廠家的設備正常工作時的氣體配比不同，所以，這其中絕大部分雷射器是採用分立供氣方式供氣的；由於雷射工作氣體中不同氣體所佔比例的不同，使選用的三個流量閥的通徑大小也不相同，這樣由於閥芯、閥體工作環境溫度的變化所引起的熱脹冷縮對節流閥通徑的影響就會不一致，於是雷射工作氣體混合比例也會發生變化，進而影響雷射器的正常工作。
發明內容
針對以上存在的問題，本發明提出了一種用於多種氣體按規定比例混合的裝置，所述裝置包括N2輸入電磁閥、CO2輸入電磁閥、He輸入電磁閥、混氣儲罐、壓力表、混氣儲罐壓力高限到位檢測壓力開關、混氣儲罐壓力低限到位檢測壓力開關、混氣儲罐排氣電磁閥，N2> CO2> He分別通過N2輸入電磁閥、CO2輸入電磁閥、He輸入電磁閥與混氣儲罐相連,壓力表、混氣儲罐壓力高限到位檢測壓力開關、混氣儲罐壓力低限到位檢測壓力開關安裝在混氣儲罐上，混氣儲罐和諧振腔通過混氣儲罐排氣電磁閥相連；其特徵在於用於通入N2、CO2, He三種氣體的三個流量閥為同一種型號通徑一樣的電磁流量閥；PLC控制器通過控制N2、C02、He三種氣體的三個電磁流量閥的開啟時間或開啟次數，來實現N2、C02、He三種氣體按規定比例精確混合。本發明提出了一種用於多種氣體按規定比例混合的通電時間比配氣方法，其特徵在於以每個配比充氣組合過程為一個組次，氣體配比混合按組次進行，則在每一組次配比混合時以PLC控制器控制N2輸入電磁閥、CO2輸入電磁閥、He輸入電磁閥的通電時間之比作為不同氣體混合比例的依據，從而實現N2、CO2, He三種氣體按規定比例精確混合。本發明提出了一種用於多種氣體按規定比例混合的通電次數比配氣方法，其特徵在於以每個配比充氣組合過程為一個組次，氣體配比混合按組次進行，讓三個電磁閥每次通電時間一樣長，從而使得三個電磁閥每次通電時的氣體流量一樣，則在每一組次配比混合時以PLC控制器控制N2輸入電磁閥、CO2輸入電磁閥、He輸入電磁閥的通電次數的比值作為不同氣體混合比例的依據，從而實現N2、CO2, He三種氣體按規定比例精確混合。本發明的有益效果是能夠很好地保證雷射工作氣體的混合比例，進而能夠保證雷射器正常穩定地工作。
圖I是本發明的系統基本結構 圖2是本發明的電氣控制原理圖；圖中I為N2輸入電磁閥,2為CO2輸入電磁閥,3為He輸入電磁閥,4為混氣儲罐,5為壓力表，6為混氣儲罐壓力高限到位檢測壓力開關，7為混氣儲罐壓力低限到位檢測壓力開關，8為混氣儲罐排氣電磁閥，9為諧振腔壓力高限到位檢測壓力開關，10為諧振腔壓力低限到位檢測壓力開關，11為觸控螢幕。
具體實施例方式在圖I中,N2輸入電磁閥1、C02輸入電磁閥2與He輸入電磁閥3選用型號一樣的電磁閥，這樣它們打開時流量一樣大，並送入混氣儲罐4，混氣儲罐4中混合氣體經混氣儲罐排氣電磁閥8送入諧振腔；在混氣儲罐4上裝有混氣儲罐壓力高限到位檢測壓力開關6、混氣儲罐壓力低限到位檢測壓力開關7和壓力表5，壓力表5用於顯示混氣儲罐內氣體的壓力。在圖2中，混氣儲罐壓力高限到位檢測壓力開關6用於對混氣儲罐壓力高限進行反饋，並通過FX2n系列PLC控制N2輸入電磁閥I、CO2輸入電磁閥2與He輸入電磁閥3在完成最後一個配氣組次(也可稱為一個周期)後關閉；混氣儲罐壓力低限到位檢測壓力開關7用於對混氣儲罐壓力低限進行反饋，並通過FX2n系列PLC控制N2輸入電磁閥1、C02輸入電磁閥2與He輸入電磁閥3開啟進行新一輪配氣；諧振腔壓力高限到位檢測壓力開關9用於對諧振腔壓力高限進行反饋，並通過FX2n系列PLC控制混氣儲罐排氣電磁閥8關閉，停止向諧振腔充氣；諧振腔壓力低限到位檢測壓力開關10用於對諧振腔壓力低限進行反饋，並通過FX2n系列PLC控制混氣儲罐排氣電磁閥8開啟，向諧振腔充氣。在圖I中，要想獲得所需要的混合氣體配比，控制N2輸入電磁閥I、CO2輸入電磁閥2與He輸入電磁閥3向混氣儲罐充氣的需要按一定規則進行；每一輪充氣過程中可能也應該包含多個完全一樣的且能夠滿足配比要求的配比充氣組合過程，為敘述方便，稱每個配比充氣組合過程為一個組次，具體配比方法有兩種。方法I :氣體配比混合按組次進行，如每組次總通電時間為6秒+1秒間隔，則在每一組次配比混合時以N2輸入電磁閥I、CO2輸入電磁閥2與He輸入電磁閥3的通電時間之比作為不同氣體混合比例的依據；假如N2、C02、He三種氣體需要的配比為35 5 :60，那麼N2輸入電磁閥I、CO2輸入電磁閥2與He輸入電磁閥3的通電時間可以分別設定為3. 5秒、
0.5秒、6秒,貝U在每一個組次中，N2輸入電磁閥I的通電時間為3. 5秒、斷電時間為3. 5秒，CO2輸入電磁閥2的通電時間為0. 5秒、斷電時間為6. 5秒,He輸入電磁閥3的通電時間為6秒、斷電時間為I秒，這樣就能達到我們所需要的氣體配比。在方法I中，觸控螢幕用於顯示混氣儲罐壓力、諧振腔壓力和報警信息等，另外，觸控螢幕上還設一窗口用於設置、修改和微調三個電磁閥在每一通電組次中的通電時間，以使三種氣體達到合適的配比比例，該窗口帶有密碼保護，可以避免因非專業技術人員的誤操作而導致的氣體配比失調。方法2 :三個電磁閥每次通電時間一樣長，這樣三個電磁閥每次通電流量一樣，這樣我們就可以用電磁閥通電次數的比值來得到我們所需要的氣體混合比例；如假設n2、 C02、He三種氣體需要的配比仍為35 5 :60，那麼理論上講N2輸入電磁閥1、C02輸入電磁閥2與He輸入電磁閥3的通電次數比應設為35 5 :60，即7 1 :12 ;則在每個組次中，我們可以設定N2輸入電磁閥I的通電次數為7次、CO2輸入電磁閥2的通電次數為I次、He輸入電磁閥3的通電次數為12次，這樣也能達到我們所需要的氣體配比。在方法2中，觸控螢幕用於顯示混氣儲罐壓力、諧振腔壓力和報警信息等，另外，觸控螢幕上還設一窗口用於設置、修改和微調三個電磁閥在每一通電組次中的通電次數，以使三種氣體達到合適的配比比例，該窗口帶有密碼保護，可以避免因非專業技術人員的誤操作而導致的氣體配比失調從安全角度考慮，本發明還可選擇在混氣儲罐上加裝了安全閥或防爆膜，也可以增加壓力變送器或極限壓力開關，以便向PLC傳送混氣儲罐壓力高危險信號，通知PLC及時處理。
權利要求
1.一種用於多種氣體按規定比例混合的裝置，所述裝置包括N2輸入電磁閥、0)2輸入電磁閥、He輸入電磁閥、混氣儲罐、壓カ表、混氣儲罐壓カ高限到位檢測壓カ開關、混氣儲罐壓カ低限到位檢測壓カ開關、混氣儲罐排氣電磁閥，N2, CO2, He分別通過N2輸入電磁閥、CO2輸入電磁閥、He輸入電磁閥與混氣儲罐相連，壓カ表、混氣儲罐壓カ高限到位檢測壓力開關、混氣儲罐壓カ低限到位檢測壓力開關安裝在混氣儲罐上，混氣儲罐和諧振腔通過混氣儲罐排氣電磁閥相連；其特徵在於用於通入N2、C02、He三種氣體的三個流量閥為同一種型號通徑一樣的電磁流量閥；PLC控制器通過控制N2、C02、He三種氣體的三個電磁流量閥的開啟時間或開啟次數，來實現N2、CO2, He三種氣體按規定比例精確混合。
2.一種用於多種氣體按規定比例混合的方法，其特徵在於以每個配比充氣組合過程為ー個組次，氣體配比混合按組次進行，則在每一組次配比混合時以PLC控制器控制N2輸入電磁閥、CO2輸入電磁閥、He輸入電磁閥的通電時間之比作為不同氣體混合比例的依據，從而實現N2、CO2, He三種氣體按規定比例精確混合。
3.一種用於多種氣體按規定比例混合的方法，其特徵在於以每個配比充氣組合過程為ー個組次，氣體配比混合按組次進行，讓三個電磁閥每次通電時間ー樣長，從而使得三個電磁閥姆次通電時的氣體流量一樣，則在姆一組次配比混合時以PLC控制器控制N2輸入電磁閥、CO2輸入電磁閥、He輸入電磁閥的通電次數的比值作為不同氣體混合比例的依據，從而實現N2、CO2、He三種氣體按規定比例精確混合。
4.如權利要求2或3所述的ー種用於多種氣體按規定比例混合的方法，其特徵在於混氣儲罐壓カ高限到位檢測壓力開關用於對混氣儲罐壓カ高限進行反饋，並通過PLC控制器控制N2輸入電磁閥、CO2輸入電磁閥與He輸入電磁閥在完成最後ー個配氣組次後關閉；混氣儲罐壓カ低限到位檢測壓力開關用於對混氣儲罐壓カ低限進行反饋，並通過PLC控制器控制N2輸入電磁閥、CO2輸入電磁閥與He輸入電磁閥開啟進行新ー輪配氣。
全文摘要
本發明涉及軸快流CO2雷射器，特指一種氣體混合的方法和裝置，特別是能夠為分立供氣軸快流CO2雷射器提供合適氣體配比的方法和裝置。本發明首次提出了可以採用同一種型號、通徑流量一致的電磁閥，通過控制不同電磁閥開啟時間的長短或開啟次數的多少實現對多種氣體混合配比的控制。本發明能夠有效降低熱脹冷縮對電磁閥通徑影響的不一致性，進而降低熱脹冷縮對混合氣體成份比例的影響。
文檔編號H01S3/223GK102631846SQ20121010935
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月16日 優先權日2012年4月16日
發明者任旭東, 司立眾, 張永康, 戴峰澤 申請人:江蘇大學