Устройство для газовой резки и сварки Советский патент 1991 года по МПК B23K5/00 B23K7/00 

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано для газовой резки и сварки в производственных и бытовых условиях,

Цель изобретения - повышение надежности и автоматизации регулирования режима работы электролизера, в том числе и при смене типа горелки.

На фиг.1 приведена блок-схема для газовой резки и сварки; на фиг.2 - схема блока управления.

Устройство для газовой резки и сварки состоит из датчика 1 давления, указателя 2 давления, блока 3 управления, блока 4 питания электрической схемы, управляемого выпрямителя 5, манометра 6, предохранительного клапана 7, первого компаратора 8 с напряжением уставки UOL измерительного сопротивления 9, измеряющего ток в электролизере, второго компаратора 10 с напряжением уставки Uo2, третьего компаратора 11с напряжением уставки Коз, схемы 12 совпадения, газовой горелки 13, све- тоизлучателя 14 включения вентиля управляемого вентиля 15, трубопровода 16, гидравлического затвора 17, электролизера 18.

Датчик 1 давления служит для преобразования давления в управляющий сигнал с целью автоматического поддержания заданного давления в камере электролизера при смене наконечников горелки, стабилизации ее пламени в процессе сварки, а также управления вентилем 15. Блок 3 управления служит для управления выпрямителем 5 в функции заданного давления и максимального тока, содержит подключенный к датчику давления вход 19 сумматора 20. Другим входом подключенного к стабилизированному источнику Ко. выход сумматора 20 через пороговый блок 21 и инвертор 22 соединен с первым ключом 23, выход порогового блока 21 соединен с входом второго ключа 24, тактовые входы ключей соеС

кзта: Ь

динены с генератором 25 тактовых импульсов.

Выходы ключей соединены с входами реверсивного генератора 26 ступенчатого напряжения, выход которого, а также выход сумматора 20 и компаратора 8 подключены к сумматору 27, который соединен с управляемым выпрямителем 5, Предохранительный клапан 7 защищает электролизер по максимальному давлению, соединяя его по- лость с атмосферой при превышении допустимого давления, первый компаратор 8 защищает устройство по максимальному току при равенстве падения напряжения U на сопротивлении RI и опорного Uoi, он выра- батывает напряжение, которое через блок 3 управления запирает тиристоры, при этом подача напряжения на электролизер прекращается, измерительное сопротивление 9 служит для преобразования тока,- потреб- ляемого электролизером, в пропорциональное напряжение, второй компаратор 10 предназначен для сравнения напряжения на выходе датчика с установленным его значением Uo2- При достижении равенства этих напряжений на выходе компаратора 10 появляется сигнал, который подается на один вход схемы 12 совпадения, третий компаратор 11 служит для сравнения минимального напряжения с выхода управляемого выпря- мителя 5 со значением Уоз.

Устройство работает следующим образом.

Включаем электролизер в сеть. Автоматически управляемый вентиль горелки за- крыт, давление в электролизере начинает расти за счет роста питающего напряжения. Как только давление в электролизере достигнет заданного значения, открывается вентиль горелки, о чем сигнализирует соот- ветствующий светоизлучатель и характерный шум истечения газа. Если баланс между выработкой газа и его расходом через сопло горелки нарушается, давление падает, автоматический вентиль горелки закрывается, начинается процесс автоматического увеличения напряжения питания электролизера - подъем давления до заданного уровня, после чего вентиль горелки открывается повторно.

Рассмотрим случай, когда автоматика горелки выключена, газ истекает через сопло горелки. Необходимо сменить одну горелку на другую, с большим диаметром сопла. Пусть давление в электролизере меньше заданного. В этом случае напряжение датчика меньше опорного, поэтому напряжение на выходах сумматора 20 и порогового блока отрицательна. Выходное напряжение блока 21 через инвертор 22

включает ключ 23, через который тактирующие импульсы генератора 25 поступают на суммирующий вход генератора 26 ступенчатого напряжения, ступенька за ступенькой увеличивая положительное выходное напряжение, которое через сумматор 27 поступает на вход управляемого выпрямителя 5, увеличивая напряжение, питающее электролизер, что увеличивает выработку газа и обеспечивает рост давления газа. Одновременно напряжение рассогласования Дир Ug - Do подается на второй вход сумматора 27.

По мере роста давления напряжение рассогласования может стать меньше зоны нечувствительности |AUPI , тогда напряжение на выходе реверсивного генератора 26 определяется числом, записанным в его счетчике, и является величиной постоянной, а дальнейшее регулирование давления осуществляется плавно за счет поступающего на второй вход сумматора 27 напряжения сумматора 20 (напряжение на третьем входе сумматора 27 равно нулю, кроме случая, который будет оговорен ниже). При смене горелки с большего диаметра на меньший приуказанном вышеусловии устройство автоматически работает следующим образом.

Из-за уменьшения расхода газа в начальный момент давление растет, т.е. Ug U0, напряжения на выходах сумматора 20 и 21 положительны. Выходное напряжение блока 21 открывает ключ 24, через который импульсы генератора 25 поступают на вычитающий вход реверсивного генератора 25. Выходное напряжение ступенчато понижается, что, в свою очередь, приводит к понижению управляющего и выходного напряжений выпрямителя 5, к снижению давления и т.д Когда сигнал рассогласования становится меньше зоны нечувствительности блока 21, то стабилизация давления осуществляется этим напряжением на уровне постоянного напряжения генератора 26.

При замыкании электродов электролизера, повышении концентрации электролита за счет выноса жидкости, повышении температуры электролизера и т.д. максимально потребляемый ток нагрузки электролиза может превышать установленную величину. В этом случае вступает в работу защита по максимальному току. В первом компараторе 8 падение напряжения отрицательного знака на сопротивлении 9 может превышать величину опорного напряжения +UOL В этом случае компаратор 8 срабатывает и его выходное напряжение меняется

скачксм с нулевого состояния, напряжение отрицательного знака через сумматор 27 запирает выпрямитель 5. Работа электролизера прекращается. Максимальное падение напряжения на сопротивлении 9 менее 1 В, 5 т.е. на даа и более порядка меньше напряжения питания электролизера, поэтому оно практически не оказывает влияния на работу описанной выше схемы стабилизации давления (фиг,2). Автоматическое управле- 10 ние включением - выключением горелки (ее вентиля) происходит следующим образом.

Электрически управляемый вентиль 15 горелки представляет собой подпружиненный клапан, управляемый соленоидом (в 15 обесточенном состоянии клапан горелки закрыт силой пружины). Пока давление газа не станет равным установленному значению, напряжение на выходе второго компаратора 10 равно нулю, а следовательно, равно 20 нулю и напряжение на выходе схемы совпадения 12, соленоид вентиля 15 обесточен, клапан вентиля закрыт силой пружины. Когда давление станет равным установленному для вентиля значению, схема 12 включит 25 соленоид. Если давление упадет и станет меньше установленного значения, напряжения на выходах компаратора 10 и схемы 12 обращаются в ноль, соленоид обесточивается - вентиль 15 горелки закрывается, 30 происходит гашение пламени.

В процессе работы внезапно отключилась питающая сеть. В связи с большой постоянной времени фильтров питания схемы автоматики и стабилизации это напряжение 35 скачком измениться не может, поэтому автоматика еще работает, а давление в элект- ролизере больше величины, при которой открывается вентиль, поэтому компаратор 10 выдает сигнал. Следует иметь в виду три 40 значения давления: давление Pi, при котором пламя попадает в электролизер; давление 2 автоматического открытия вентиля 15-рабочее давление Рз. При этом Pi Рч Рз.45

В случае отключения сети напряжение на выходе порогового устройства 11 обращается в нуль, так как напряжение нз выходе выпрямителей электролизера почти мгновенно обращается в нуль, так как напряжение на одном из входов схемы 12 равно нулю, ее выходное напряжение равно нулю, под действием пружины клапан вентиля закрывается мгновенно, и подача газа в горелку прекращается. Этим исключается попадание пламени в электролизер. Предлагаемая система автоматики позволяет конструировать электролизеры с малыми габаритами и малой газовой камерой при относительно большой производительности.

Формула изобретения

1.Устройство для газовой резки и сварки, содержащее блок питания, подключенный к нему управляемый выпрямитель, выходом соединенный с электролизером, трубопровод которого подключен к газовой горелке, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и автоматизации регулирования режима работы электролизера, в том числе и при смене типа горелки, оно снабжено датчиком давления, датчиком тока, блоком управления и первым компаратором, причем выход датчика давления соединен с первым входом блока управления, выход которого подключен к управляемому выпрямителю, последовательно соединенного датчиком тока электролизера, выход датчика тока через первый компаратор подключен к второму входу блока управления, входы питания датчика давления и блока управления соединены с блоком питания.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что оно дополнительно содержит второй и третий компараторы, схему совпадения, а трубопровод выполнен с управляемым вентилем, причем вход второго компаратора подключен к датчику давления, а вход третьего компаратора - к выходу управляемого выпрямителя, выходы компараторов подключены к схеме совпадения, выходом связанной с управляемым вентилем.

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано для га2 зовой резки и сварки. Цель - повышение надежности и автоматизации регулирования режима работы электролизера, в том числе и при смене типа горелки. Устройство содержит электролизер с управляемым выпрямителем, блок управления, датчик и за- датчик давления, компараторы, схему совпадения. Электролизер через гидравлический затвор и управляемый вентиль соединен с газовой горелкой. Устройство автоматически поддерживает заданное давление в электролизере. При отключении питания исключается попадание пламени в электролизер. При падении давления в электролизере автоматически прерывается пвдэча смеси в газовую гооелку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

%г

m

-С