專利名稱：一種水冷式柴油機驅動的靜音內燃弧焊設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種內燃弧焊機，尤其涉及一種水冷式柴油機驅動的靜音內燃弧焊設備。
背景技術：
隨著人的生活水平，質量提升，野外，戶外焊接施工設備的質量要求越來越高，許多場合要求內燃焊接設備的噪音水平低于76分貝，特別是在市政施工，經常會在鬧市或城市周郊，人群比較密集地段施工，對焊接設備的噪聲要求更為突出。柴油引擎驅動的內燃弧焊機在滿足焊接電流輸出，焊接功能要求的前提下，還必須有更好的消聲降噪措施。同時， 野外施工一般運輸不是非常方便，施工單位一般要求焊接設備能具有多種焊接功能，即能滿足一機多用。
實用新型內容本實用新型為了克服現有技術的不足，而提供的一種結構簡單，采用了全封閉的結構，模塊化設計方式，噪音大大降低的水冷式柴油機驅動的靜音內燃弧焊設備。本實用新型采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，框架的外側設有封閉殼體，殼體外側設有顯示屏，殼體內通過中間隔熱板把殼體分割成前腔和后腔，后腔內靠近中間隔熱板設有發動機風扇，風扇外側設有水箱，后腔頂部設有通氣孔，底座上設有進氣口，進氣口與前腔相通，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，儲電器用于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，所述的發動機上連接有排氣管，排氣管經過前腔排除殼體外，所述的排氣管包括殼體內的連接軟管和殼體外的蛇形管，連接軟管和蛇形管連接處設有一級消音器，蛇形管末端設有二級消音器，二級消音器上方設有防雨罩，所述的焊接電源包括主控制回路和IGBT驅動電路，主控制回路用于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的脈沖交流，高頻交流電經過高頻變壓器降壓，再經過快速恢復二極管整流單元和電抗器濾波后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。上述的殼體內表面貼有隔音棉。上述的進氣口分布在底座兩側，進氣管路為迂回式結構，每個進氣口均設有百葉窗。上述的主控制回路中還設有脈寬調制器。本實用新型取得的技術效果1、本實用新型結構簡單，其采用了全封閉的結構，不同功能組件封閉模塊化設計， 發動機風道采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
3均設計為保護封閉結構，焊接電源采用獨立冷卻風道結構，減少了空氣從機器前端吹向發動機水箱途中帶入污染物的機會，同時消音器封閉在獨立腔體內并裝吸音材料，減少了噪
曰；2、本實用新型設計獨立的兩級消音器設置，一方面減小裝置的體積，改善散熱效果，另一方面，約束噪聲源傳播空間，并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干擾問題，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，并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恒流、恒壓特性輸出，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功能。
圖1為本實用新型的拆開殼體后主視圖；圖2為本實用新型的拆開殼體后結構示意圖。其中，1-底座、2-立柱、3-封閉殼體、4-隔熱板、5-發電機、6-發動機、7_發動機風扇、8-焊接電源、9-吹風機、10-儲電器、11-進氣口、12-顯示屏、13-連接軟管、14-蛇形管、15-—級消音器、16-二級消音器、17-防雨罩、18-通氣孔、19-百葉窗、20-水箱
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1-2，一種水冷式柴油機驅動的靜音內燃弧焊設備，它包括由底座1和底座上立柱2構成的框架結構，框架的外側設有封閉殼體3，殼體外側設有顯示屏12，殼體內表面貼有隔音棉，殼體內通過中間隔熱板4把殼體分割成前腔和后腔，后腔內靠近中間隔熱板設有發動機風扇7，風扇外側設有水箱20，后腔頂部設有通氣孔18，底座上設有進氣口 11，進氣口分布在底座兩側，進氣管路為迂回式結構，每個進氣口均設有百葉窗19，進氣口與前腔相通，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，儲電器用于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，所述的發動機上連接有排氣管12，排氣管經過前腔排除殼體外，所述的排氣管包括殼體內的連接軟管13和殼體外的蛇形管14，連接軟管和蛇形管連接處設有一級消音器15，蛇形管末端設有二級消音器16，二級消音器上方設有防雨罩17，所述的焊接電源包括主控制回路和IGBT驅動電路，主控制回路用于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的脈沖交流，高頻交流電經過高頻變壓器降壓，再經過快速恢復二極管整流單元和電抗器濾波后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水冷式柴油引擎，無刷勵磁交流發電機，交流電輸出控制單元，焊接電源主回路及控制回路，柴油機啟動及保護控制單元。選擇水冷式柴油發動機作為動力源，發動機由三部分組成在發動機軸向方向上依次是發動機本體，風扇，水箱。發動機的風扇旋轉時，從發動機方向抽風吹向散熱水箱，熱風通過水箱排向外部。這樣解決了風道流向的布置問題。因為整機做靜音型設計，發動機的功率在滿足正常輸出的功率前提下增加了 15%，主要考慮到靜音型設備的功率損耗，發動機的轉速選擇1500RPM，轉速越低，噪聲越低。采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，將及時切斷發動機運轉。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，全封閉殼體結構，前后面板，中間隔(熱)板。底座是框架式結構，兩側設計有迂回式管狀的進風系統， 進風口設置在發動機方，進風口設計有百葉窗。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。安裝好后的底座和全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及發動機的水箱安裝在后腔內。前腔采用全封閉結構，四周敷有20MM厚的隔音綿，后腔四周采用封閉結構，但后腔頂部開有透氣孔及消音器排氣管出口，后腔內四臂安裝有20MM 厚的隔音綿。中間隔板處在發動機風扇位置處將整機分成前后兩個腔，中間隔板兩邊都貼有20MM厚的隔音綿，保證后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吹向水箱，水箱內的冷卻液溫度得到良好散熱，保證了發動機機體及前腔內發電機的溫度保持一恒定值。前腔是一個封閉的腔體，進風口設計在底座上，出風口是發動機的風扇，因為發動機風扇自身的旋轉，在前腔內形成一個單一抽風風道，冷空氣從底座進，將焊接電源及發電機等的產生熱量通過水箱吹到后腔，發動機后腔內的熱空氣從上方開孔處排出機體。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，然后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。前腔采用全封閉結構，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。同時因為進風管道是在底座兩側，進風管路采用迂回式結構，對前腔發動機聲音的排放也有直接的削弱功能。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、一級消音器、消音器輸出蛇形管、二級消音器、防雨罩。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。設立兩極消音器的目的是每一級的消音器可以相應做小，每一級不要全部負擔消音負載，外型設計成瘦長型，便于安裝和節省體積，因為一級消音器是安裝在水箱下，體積小，同時溫升比較少，對水箱的加熱效果會相應降低，同時兩極的消音負載可以變化比較靈活調整；一級消音器后是蛇形消音管網，進一步對消音器排出的聲音進行降噪處理。蛇形消音管出口端上方連接有第二級消音器，進一步對發動機排出的噪聲進行削弱。后腔內產生的熱量被水箱吹出來的風從后腔頂部帶走。本裝置還設計一個完善熱保護系統因為整機是一個封閉系統，對溫度比較敏感。設計有發動機油壓，水溫實時顯示和報警功能。發動機的水溫傳感器實時顯示溫度值，當發動機的散熱系統受到破壞等因素造成發動機溫升過高，發動機將被切斷燃油停機，前面板報警燈閃爍。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，將自動切斷發電機的勵磁系統，前面板上報警燈閃爍。焊接電源模塊設計了熱保護功能，但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采用高頻軟開關逆變器，其主回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的脈沖交流，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管整流單元和電抗器濾波后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回路，IGBT驅動回路寸。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制器，輸出相應寬度的脈沖信號，經過隔離放大去驅動 IGBT。電流負反饋控制實現了恒流特性，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，在控制回路中疊加一些其他控制回路，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恒壓特性，焊接電源輸出電壓的微小變化趨勢能被快速休正，保證輸出電壓的恒定。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。本實用新型的保護范圍并不限于上述的實施例，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范圍和精神。倘若這些改動和變形屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍內，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1.一種水冷式柴油機驅動的靜音內燃弧焊設備，它包括由底座(1)和底座上的立柱 (2)構成的框架結構，其特征在于框架的外側設有封閉殼體(3)，殼體外側設有顯示屏 (12)，殼體內通過中間隔熱板(4)把殼體分割成前腔和后腔，后腔內靠近中間隔熱板設有發動機風扇(7)，風扇外側設有水箱(20)，后腔頂部設有通氣孔(18)，底座上設有進氣口 (11)，進氣口與前腔相通，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)，儲電器用于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)，所述的發動機上連接有排氣管，排氣管經過前腔排出殼體外，所述的排氣管包括殼體內的連接軟管(13)和殼體外的蛇形管(14)，連接軟管和蛇形管連接處設有一級消音器(15)，蛇形管末端設有二級消音器(16)，二級消音器上方設有防雨罩(17)，所述的焊接電源包括主控制回路和IGBT驅動電路，主控制回路用于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的脈沖交流，高頻交流電經過高頻變壓器降壓，再經過快速恢復二極管整流單元和電抗器濾波后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。
2.根據權利要求1所述的水冷式柴油機驅動的靜音內燃弧焊設備，其特征在于所述的殼體內表面貼有隔音棉。
3.根據權利要求1或2所述的水冷式柴油機驅動的靜音內燃弧焊設備，其特征在于 所述的進氣口分布在底座兩側，進氣管路為迂回式結構，每個進氣口均設有百葉窗(19)。
4.根據權利要求1或2所述的水冷式柴油機驅動的靜音內燃弧焊設備，其特征在于 所述的主控制回路中還設有脈寬調制器。
專利摘要本實用新型涉及一種水冷式柴油機驅動的靜音內燃弧焊設備，它包括由底座和底座上立柱構成的框架結構，框架的外側設有封閉殼體，殼體外側設有顯示屏，殼體內通過中間隔熱板把殼體分割成前腔和后腔，后腔內靠近中間隔熱板設有發動機風扇，風扇外側設有水箱，后腔頂部設有通氣孔，底座上設有進氣口，進氣口與前腔相通，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，儲電器用于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，所述的發動機上設有消音系統。本實用新型結構簡單，采用了全封閉的結構，模塊化設計方式，同時噪音大大降低。
文檔編號B23K9/00GK202006335SQ20102068110
公開日2011年10月12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