一種氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備的製作方法

2023-05-12 07:44:51

專利名稱：一種氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種內燃機弧焊機，尤其涉及一種氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備。
背景技術：
柴油引擎驅動焊機因為主要是野外施工，操作者都希望設備的移動便捷，好啟動， 高可靠性，維修簡易，同時希望一種柴油引擎驅動焊機能夠適應多種焊接工藝，實現一機多用。氣冷式柴油引擎顯著具有體積小巧、易維護、啟動性能好等優點，但因其自身特有的散熱結構，即從外部抽風吹向引擎本身，而且其自身缸體溫度比較高，對周邊控制系統的熱輻射比較強，使得在柴油引擎驅動焊接設備領域使用氣冷式比較少，即使採用，大都設計成開放式，使柴油引擎及其控制系統過於暴露，安全防護等級較低，設備整機得不到良好保護。

實用新型內容本實用新型為了克服現有技術的不足，而提供一種結構簡單，採用了全保護結構殼體，模塊化設計方式，噪音大大降低的氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備。本實用新型採用的技術方案它包括由底座和底座上立柱構成的框架結構，框架的外側設有全保護結構殼體， 殼體由前後板、左右側板和頂板組成。前後板和頂板上均設有百葉窗，左右側板上設有滑動門，滑動門上設有百葉窗，前板上設有顯示屏。殼體內通過中間隔熱板把殼體分割成前腔和後腔，後腔內靠近中間隔熱板設有發動機散熱風扇，前腔內設有發電機和與發電機同軸設置的柴油發動機，發電機側面設有儲電器，儲電器用於控制發動機啟動和為控制電路供電。 發電機上部通過水平隔熱板設有箱式焊接電源，焊接電源內部設有吹風機。所述的發動機與排氣管相連，排氣管上設有消音器，消音器上方設有防雨傘。所述的發動機設有控制保護單元，控制保護單元用於當發動機的油溫、油壓、轉速參數及風扇出現異常時，控制保護單元將首先亮紅輸出相應參數的報警燈，並自動切斷焊接電源的脈衝輸出單元，並強制發動機轉為怠速狀態上述的殼體內表面貼有隔音棉。上述的排氣管在與發電機連接一端設有連接軟管。上述的底座底側前端設有叉車位。上述的框架上端設有吊裝結構，吊裝結構位於工作站重心線上。本實用新型取得的技術效果1、本實用新型結構簡單，其採用了全保護殼體結構，不同功能組件封閉模塊化設計，發動機風道採用了從機器前端冷風進氣和機器尾端熱風排氣的結構，同時機器各功能部件均設計為保護封閉結構，焊接電源採用獨立冷卻風道結構，減少了空氣從機器前端吹進整機內部途中帶入汙染物的機會，同時消音器封閉在獨立腔體內並裝吸音材料，減少了
噪音；2、本實用新型約束噪聲源傳播空間，並在隔離室四壁貼附吸音、隔熱材料，顯著降低消音器運行噪聲及其工作熱源對本設備電器元部件工作環境的影響；3、本實用新型不僅解決焊接電源熱風循環與發動機散熱風道相互幹擾問題，還解決了發動機熱源對焊接電源的熱輻射影響問題，而且顯著降低發電機發熱，並減小發動機機體熱輻射對焊接電源電氣化性能的影響；4、本實用新型的焊接設備具有恆流、恆壓特性輸出，能實現手工電弧焊，纖維素下向焊，直流氬弧焊和藥芯半自動焊接等多種焊接工藝。

圖1為本實用新型的拆開殼體後結構示意圖；其中，1-底座、2-立柱、3-全保護殼體、4-中間隔熱板、5-發電機、6-柴油發動機、 7-發動機散熱風扇、8-焊接電源、9-吹風機、10-儲電器、11-前板、12-顯示屏、13-左側板、 14-右側板、15-後板、16-消音器、17-排氣管防雨傘、18-吊裝結構、19-頂板、20-百葉窗、 21-滑動門、22-連接軟管、23-叉車位。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。參見圖1，一種氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備，它包括由底座1和底座上立柱 2構成的框架結構，底座底側前端設有叉車位23，所述的框架上端設有吊裝結構18，吊裝結構位於工作站重心線上。框架的外側設有全保護殼體3，殼體內表面貼有隔音棉，殼體由前後板11、15、左右側板13、14和頂板19，前後板和頂板上均設有百葉窗20，左右側板上設有滑動門21，滑動門上設有百葉窗20，前板上設有顯示屏12，殼體內通過中間隔熱板4把殼體分割成前腔和後腔，後腔內靠近中間隔熱板設有發動機散熱風扇7，前腔內設有發電機5和發電機同軸設置的柴油發動機6，發電機側面設有儲電器10，儲電器用於控制發動機啟動和為控制電路供電，發電機上部通過水平隔熱板設有箱式焊接電源8，焊接電源內部設有吹風機9，所述的發動機與排氣管21相連，排氣管在與發電機連接一端設有連接軟管22，排氣管上設有消音器16，消音器上方設有排氣管防雨傘17，所述的發動機設有控制保護單元， 控制保護單元用於當發動機的油溫、油壓、轉速參數及風扇出現異常時，控制保護單元將首先亮紅輸出相應參數的報警燈，並自動切斷焊接電源的脈衝輸出單元，並強制發動機轉為怠速狀態。所述的焊接電源包括主控制迴路和IGBT驅動電路，主控制迴路用於將發電機輸出的三相交流電整流成直流，直流電通過IGBT驅動電路逆變變成20KHZ的脈衝交流，高頻交流電經過高頻變壓器降壓，再經過快速恢復二極體整流單元和電抗器濾波後變為所需要的直流輸出，所述的發動機具有油壓、水溫實時顯示和報警模塊，發電機具有溫升保護模塊，焊接電源具有熱保護模塊。本實用新型主要由以下幾部分組成氣冷式柴油引擎，無刷勵磁交流發電機，交流電輸出控制單元，焊接電源主迴路及控制迴路，柴油機啟動及保護控制單元。[0022]採用無刷交流勵磁發電機，發電機可以自成一個獨立單元。對發電機機體溫度進行監控，如果溫度有異常，溫度過高，將及時切斷髮動機運轉。面板報警燈將顯示發電機溫度尚。設計了一種雙腔隔熱結構該系統由以下幾大部分組成底座，立柱，全保護殼體，前後面板，中間隔熱板。底座是框架式結構。立柱是固定在底座上，立柱是固定和安裝外殼，頂蓋等覆蓋件的。安裝好後的底座和半封閉的外殼結構及中間隔熱板自然形成雙重隔熱腔，發動機及發電機，焊接電源及啟動控制部分安裝在前腔內，發動機的冷卻風扇及消音器安裝在後腔內。前腔採用半封閉結構，四周敷有20MM厚的隔音綿，後腔四周採用封閉結構，但後腔頂部開有透氣孔及消音器排氣管出口，後腔內四臂安裝有20MM厚的隔音綿。中間隔板處在發動機散熱風扇位置處將整機分成前後兩個腔，中間隔板兩邊都貼有20MM厚的隔音綿，保證後腔內的熱量不對前腔進行對流，輻射。設計了一個沿發動機軸向的單一風道發動機散熱風扇是抽風式，發動機自身風扇旋轉時，將前腔內的空氣抽出。焊接電源模塊化結構設計，其自身設計有專用散熱風道，焊接電源所用的軸流風機為吹風，風的流向為發動機軸向，焊接電源吹出的熱風被發動機的風扇自然抽走，形成一個流暢的風道。發電機自身帶有風扇，給定轉子散熱用，發電機的風道是從遠離發動機端抽風，經過電機定轉子，然後從電機與發動機的連接處的柵欄排出，排出的熱風被發動機的大風機自然抽走，不會對整個風道形成障礙，形成一個流暢的風道。前腔採用半封閉結構，且內側四周都設計有2(MM的隔熱棉，前腔內的發動機運轉的聲音被極大削弱。設計了一個多段立體式消音系統。多段式消音系統由以下幾大部分組成發動機輸出排氣管、金屬波紋連接軟管、消音器、排氣管防雨傘。發動機輸出排氣管上在發動機機體上，是在前腔內。發動機排氣管因為直接與發動機連接在一起，會和發動機一起振動，為防止發動機將振動傳遞到固定的消音器上，損壞消音器，在中間設置了一個連接軟管。由於整機是一個封閉系統，對溫度比較敏感。為此本裝置還設計一個熱保護系統發動機設有控制保護單元，控制保護單元用於當發動機的油溫、油壓、轉速參數及風扇出現異常時，控制保護單元將首先亮紅輸出相應參數的報警燈，並自動切斷焊接電源的脈衝輸出單元，並強制發動機轉為怠速狀態。設計了發電機的溫升保護功能，當發電機溫度上升到某一值，將自動切斷髮電機的勵磁系統，前面板上報警燈閃爍。焊接電源模塊設計了熱保護功能，當焊接電源大功率模塊的散熱器超過某一溫度，自動切斷焊接電源輸出。前面板上報警燈閃爍。焊接功能的實現焊接電源採用高頻軟開關逆變器，其主迴路將發電機輸出的三相交流電整流成直流，直流電通過IGBT逆變變成20KHZ的脈衝交流，高頻交流電經過超微晶高頻變壓器降壓，再經過快速恢復二極體整流單元和電抗器濾波後變為所需要的直流輸出。為達到適合焊接工藝要求的直流輸出要求，必須有高性能的控制迴路，IGBT驅動迴路寸。[0034]電流或電壓給定值通過和電流傳感器反饋(電壓傳感器反饋值)信號進行誤差比較放大，將誤差參考電壓送到脈寬調製器，輸出相應寬度的脈衝信號，經過隔離放大去驅動 IGBT。電流負反饋控制實現了恆流特性，因為逆變控制器的工作頻率達到20KHZ以上， 動態響應非常快，電流的變化趨勢被很快得到修正。同時可以根據焊接工藝的需求，在控制迴路中疊加一些其他控制迴路，比如推力控制，起弧電流控制等，良好滿足手工電弧焊工藝需求。本設備在此控制基礎上實現了普通電弧焊，纖維素下向焊，直流氬弧焊等功能。電壓負反饋控制實現了恆壓特性，焊接電源輸出電壓的微小變化趨勢能被快速修正，保證輸出電壓的恆定。同樣可以對焊接過程的一些特殊要求進行快速調度，調整，滿足焊接過程的隨機變化輸出，保證焊接過程的穩定。本設備在此控制基礎上實現了藥芯半自動焊接功能。本氣冷式柴油引擎多功能焊接設備採用整機全保護殼體結構方式，柴油發動機， 發電機及焊接電源等全部安裝在半封閉的外殼結構中，外殼滿足IP23標準對野外施工焊接電源的要求。全保護殼體由前面板，左右兩側板，後側板及上蓋板組成，它們的相關位置上，都設計了開口向下的百葉窗。其中，左右側板上還設計了可滑動、定位的大側門結構。在大功率滿負荷使用本設備或環境溫度超過35°C的情況下，可以打開兩側側門，柴油引擎及焊接設備將與外界發生大範圍的熱交換，降低半封閉機體內的熱量聚集，同時，側門上的百葉窗，也可以保證整機在小功率使用或環境溫度低的情況下，柴油引擎及焊接設備內的熱量， 可以在特殊風道設計的引導下，快速通過百葉窗與外界發生有效熱交換，確保柴油引擎及焊接設備不受過高溫升而影響性能發揮。設計消音器頂置結構排氣管防雨傘的消音器本身溫度高達300°C以上，比柴油引擎的缸體溫度高出將近2倍，體積也比較大，是一個巨大的熱源集散地。將消音器外移頂置後，實現了消音器與柴油引擎及腔體內發電機、焊接電源等整機部件的完全物理隔離，不僅對整機殼體內的熱輻射和熱傳導大幅降低，而且減少了對整機殼體內循環風道的物理阻礙，通風更順暢、整機溫升顯著降低。多冷卻風道立體友好規劃設計在整機半封閉外殼結構內設計了三個獨立的風道，即柴油發動機冷卻風道、焊接電源冷卻風道和發電機冷卻風道。實現了三個系統的進風口均為外界的冷空氣，三個系統的出風口均相互獨立，互不幹擾，不會在半封閉腔體內產生紊流，造成熱量聚集。柴油引擎的冷卻風道設計為從整機後側板百葉窗吸入冷卻風，從整機左側板百葉窗或開啟的左側門，排出熱交換風。同時，柴油引擎的消音器的排氣口朝上，進一步引導柴油引擎工作熱輻射和熱傳導。發電機的冷卻風道設計為從整機底部的前側板百葉窗吸入冷卻風，從整機底部的左右兩側板百葉窗排出熱交換風。焊接電源的冷卻風道設計為從整機右側板百葉窗吸入冷卻風，從整機底部的左側板百葉窗排出熱交換風。在整機半封閉外殼結構內設計了一個雙層隔離腔體，雙層隔離腔體由兩張隔板與整機左右外殼、上蓋板組成。兩隔板上貼有隔熱反射膜，隔板自上而下垂直安裝，將前半部的柴油引擎與後半部的焊接電源及啟動控制系統有效隔離開來。本氣冷式柴油引擎多功能焊接設備通過有效結構、電氣控制設計，解決了氣冷式柴油引擎、焊接電源等高熱輻射源，在半密閉、狹小空間內，溫升快、溫度高，對整機電氣性能熱影響大等問題。能夠充分輸出電流為500A /40V,負載持續率為60%的焊接電源，實現手工電弧焊、纖維素下向焊、氬弧焊以及藥芯自保護焊功能。同時，還能夠輸出功率充裕的 220V 380V輔助交流電源。滿足野外石油、天然氣管道焊接、基礎建設、鋼結構焊接等對焊接工藝要求多、焊接質量要求高、負載持續率高的焊接作業場合，特別是在沙漠、山區、戈壁等嚴重缺水、缺電，工作環境惡劣的地區使用。本實用新型的保護範圍並不限於上述的實施例，顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變形而不脫離本實用新型的範圍和精神。倘若這些改動和變形屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍內，則本實用新型的意圖也包含這些改動和變形在內。
權利要求1.一種氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備，它包括由底座(1)和底座上立柱(2)構成的框架結構，其特徵在於框架的外側設有全保護殼體(3)，殼體由前後板(11、15)、左右側板(13、14)和頂板(19)組成，前後板和頂板上均設有百葉窗(20)，左右側板上設有滑動門 (21)，滑動門上設有百葉窗(20)，前板上設有顯示屏(12)，殼體內通過中間隔熱板(4)把殼體分割成前腔和後腔，後腔內靠近中間隔熱板設有發動機散熱風扇(7)，前腔內設有發電機 (5)和發電機同軸設置的柴油發動機(6)，發電機側面設有儲電器(10)，儲電器用於控制發動機啟動和為控制電路供電，發電機上部通過水平隔熱板設有箱式焊接電源(8 )，焊接電源內部設有吹風機(9)，所述的發動機與排氣管(21)相連，排氣管上設有消音器(16)，消音器上方設有排氣管防雨傘(17)，所述的發動機設有控制保護單元，控制保護單元用於當發動機的油溫、油壓、轉速參數及風扇出現異常時，控制保護單元將首先亮紅輸出相應參數的報警燈，並自動切斷焊接電源的脈衝輸出單元，並強制發動機轉為怠速狀態。
2.根據權利要求1所述的氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備，其特徵在於所述的全保護殼體內表面貼有隔音棉。
3.根據權利要求1或2所述的氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備，其特徵在於所述的排氣管在與發電機連接一端設有連接軟管(22 )。
4.根據權利要求1或2所述的氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備，其特徵在於所述的底座底側前端設有叉車位(23 )。
5.根據權利要求1或2所述的氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備，其特徵在於所述的框架上端設有吊裝結構(18)，吊裝結構位於工作站重心線上。
專利摘要本實用新型涉及一種氣冷式柴油機驅動的內燃弧焊設備，它包括由底座和底座上立柱構成的框架結構，框架的外側設有全保護殼體，殼體由前後板、左右側板和頂板組成，前後板和頂板上均設有百葉窗，左右側板上設有滑動門，滑動門上設有百葉窗，前板上設有顯示屏，殼體內通過中間隔熱板把殼體分割成前腔和後腔，後腔內靠近中間隔熱板設有發動機風扇，前腔內設有發電機和發電機同軸設置的柴油發動機，發電機側面設有儲電器，發電機上部通過水平隔熱板設有箱式焊接電源，焊接電源內部設有吹風機，所述的發動機與排氣管相連，排氣管上設有消音器，消音器上方設有排氣管防雨傘。本實用新型結構簡單，採用了全保護殼體結構，模塊化設計方式，同時噪音大大降低。
文檔編號B23K9/00GK201940725SQ20102068120
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者周興平, 彭書松, 李紅, 王俊, 肖莉, 邢新, 鄭勇, 馬朝輝 申請人:重慶運達科技有限公司