专利名称：一种水冷式柴油机驱动的静音内燃弧焊设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种内燃弧焊机，尤其涉及一种水冷式柴油机驱动的静音内燃弧焊设备。
背景技术：
随着人的生活水平，质量提升，野外，户外焊接施工设备的质量要求越来越高，许多场合要求内燃焊接设备的噪音水平低于76分贝，特别是在市政施工，经常会在闹市或城市周郊，人群比较密集地段施工，对焊接设备的噪声要求更为突出。柴油引擎驱动的内燃弧焊机在满足焊接电流输出，焊接功能要求的前提下，还必须有更好的消声降噪措施。同时， 野外施工一般运输不是非常方便，施工单位一般要求焊接设备能具有多种焊接功能，即能满足一机多用。
实用新型内容本实用新型为了克服现有技术的不足，而提供的一种结构简单，采用了全封闭的结构，模块化设计方式，噪音大大降低的水冷式柴油机驱动的静音内燃弧焊设备。本实用新型采用的技术方案它包括由底座和底座上立柱构成的框架结构，框架的外侧设有封闭壳体，壳体外侧设有显示屏，壳体内通过中间隔热板把壳体分割成前腔和后腔，后腔内靠近中间隔热板设有发动机风扇，风扇外侧设有水箱，后腔顶部设有通气孔，底座上设有进气口，进气口与前腔相通，前腔内设有发电机和发电机同轴设置的柴油发动机，发电机侧面设有储电器，储电器用于控制发动机启动和为控制电路供电，发电机上部通过水平隔热板设有箱式焊接电源，焊接电源内部设有吹风机，所述的发动机上连接有排气管，排气管经过前腔排除壳体外，所述的排气管包括壳体内的连接软管和壳体外的蛇形管，连接软管和蛇形管连接处设有一级消音器，蛇形管末端设有二级消音器，二级消音器上方设有防雨罩，所述的焊接电源包括主控制回路和IGBT驱动电路，主控制回路用于将发电机输出的三相交流电整流成直流，直流电通过IGBT驱动电路逆变变成20KHZ的脉冲交流，高频交流电经过高频变压器降压，再经过快速恢复二极管整流单元和电抗器滤波后变为所需要的直流输出，所述的发动机具有油压、水温实时显示和报警模块，发电机具有温升保护模块，焊接电源具有热保护模块。上述的壳体内表面贴有隔音棉。上述的进气口分布在底座两侧，进气管路为迂回式结构，每个进气口均设有百叶窗。上述的主控制回路中还设有脉宽调制器。本实用新型取得的技术效果1、本实用新型结构简单，其采用了全封闭的结构，不同功能组件封闭模块化设计， 发动机风道采用了从机器前端冷风进气和机器尾端热风排气的结构，同时机器各功能部件
3均设计为保护封闭结构，焊接电源采用独立冷却风道结构，减少了空气从机器前端吹向发动机水箱途中带入污染物的机会，同时消音器封闭在独立腔体内并装吸音材料，减少了噪
曰；2、本实用新型设计独立的两级消音器设置，一方面减小装置的体积，改善散热效果，另一方面，约束噪声源传播空间，并在隔离室四壁贴附吸音、隔热材料，显著降低消音器运行噪声及其工作热源对本设备电器元部件工作环境的影响；3、本实用新型不仅解决焊接电源热风循环与发动机散热风道相互干扰问题，还解决了发动机热源对焊接电源的热辐射影响问题，而且显著降低发电机发热，并减小发动机机体热辐射对焊接电源电气化性能的影响；4、本实用新型的焊接设备具有恒流、恒压特性输出，能实现手工电弧焊，纤维素下向焊，直流氩弧焊和药芯半自动焊接等多种功能。
图1为本实用新型的拆开壳体后主视图；图2为本实用新型的拆开壳体后结构示意图。其中，1-底座、2-立柱、3-封闭壳体、4-隔热板、5-发电机、6-发动机、7_发动机风扇、8-焊接电源、9-吹风机、10-储电器、11-进气口、12-显示屏、13-连接软管、14-蛇形管、15-—级消音器、16-二级消音器、17-防雨罩、18-通气孔、19-百叶窗、20-水箱
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。参见图1-2，一种水冷式柴油机驱动的静音内燃弧焊设备，它包括由底座1和底座上立柱2构成的框架结构，框架的外侧设有封闭壳体3，壳体外侧设有显示屏12，壳体内表面贴有隔音棉，壳体内通过中间隔热板4把壳体分割成前腔和后腔，后腔内靠近中间隔热板设有发动机风扇7，风扇外侧设有水箱20，后腔顶部设有通气孔18，底座上设有进气口 11，进气口分布在底座两侧，进气管路为迂回式结构，每个进气口均设有百叶窗19，进气口与前腔相通，前腔内设有发电机5和发电机同轴设置的柴油发动机6，发电机侧面设有储电器10，储电器用于控制发动机启动和为控制电路供电，发电机上部通过水平隔热板设有箱式焊接电源8，焊接电源内部设有吹风机9，所述的发动机上连接有排气管12，排气管经过前腔排除壳体外，所述的排气管包括壳体内的连接软管13和壳体外的蛇形管14，连接软管和蛇形管连接处设有一级消音器15，蛇形管末端设有二级消音器16，二级消音器上方设有防雨罩17，所述的焊接电源包括主控制回路和IGBT驱动电路，主控制回路用于将发电机输出的三相交流电整流成直流，直流电通过IGBT驱动电路逆变变成20KHZ的脉冲交流，高频交流电经过高频变压器降压，再经过快速恢复二极管整流单元和电抗器滤波后变为所需要的直流输出，所述的发动机具有油压、水温实时显示和报警模块，发电机具有温升保护模块，焊接电源具有热保护模块。本实用新型主要由以下几部分组成水冷式柴油引擎，无刷励磁交流发电机，交流电输出控制单元，焊接电源主回路及控制回路，柴油机启动及保护控制单元。选择水冷式柴油发动机作为动力源，发动机由三部分组成在发动机轴向方向上依次是发动机本体，风扇，水箱。发动机的风扇旋转时，从发动机方向抽风吹向散热水箱，热风通过水箱排向外部。这样解决了风道流向的布置问题。因为整机做静音型设计，发动机的功率在满足正常输出的功率前提下增加了 15%，主要考虑到静音型设备的功率损耗，发动机的转速选择1500RPM，转速越低，噪声越低。采用无刷交流励磁发电机，发电机可以自成一个独立单元。对发电机机体温度进行监控，如果温度有异常，温度过高，将及时切断发动机运转。面板报警灯将显示发电机温度尚。设计了一种双腔隔热结构该系统由以下几大部分组成底座，立柱，全封闭壳体结构，前后面板，中间隔(热)板。底座是框架式结构，两侧设计有迂回式管状的进风系统， 进风口设置在发动机方，进风口设计有百叶窗。立柱是固定在底座上，立柱是固定和安装外壳，顶盖等覆盖件的。安装好后的底座和全封闭的外壳结构及中间隔热板自然形成双重隔热腔，发动机及发电机，焊接电源及启动控制部分安装在前腔内，发动机的冷却风扇及消音器及发动机的水箱安装在后腔内。前腔采用全封闭结构，四周敷有20MM厚的隔音绵，后腔四周采用封闭结构，但后腔顶部开有透气孔及消音器排气管出口，后腔内四臂安装有20MM 厚的隔音绵。中间隔板处在发动机风扇位置处将整机分成前后两个腔，中间隔板两边都贴有20MM厚的隔音绵，保证后腔内的热量不对前腔进行对流、辐射。设计了一个沿发动机轴向的单一风道发动机风扇是抽风式，发动机自身风扇旋转时，将前腔内的空气抽出吹向水箱，水箱内的冷却液温度得到良好散热，保证了发动机机体及前腔内发电机的温度保持一恒定值。前腔是一个封闭的腔体，进风口设计在底座上，出风口是发动机的风扇，因为发动机风扇自身的旋转，在前腔内形成一个单一抽风风道，冷空气从底座进，将焊接电源及发电机等的产生热量通过水箱吹到后腔，发动机后腔内的热空气从上方开孔处排出机体。焊接电源模块化结构设计，其自身设计有专用散热风道，焊接电源所用的轴流风机为吹风，风的流向为发动机轴向，焊接电源吹出的热风被发动机的风扇自然抽走，形成一个流畅的风道。发电机自身带有风扇，给定转子散热用，发电机的风道是从远离发动机端抽风，经过电机定转子，然后从电机与发动机的连接处的栅栏排出，排出的热风被发动机的大风机自然抽走，不会对整个风道形成障碍，形成一个流畅的风道。前腔采用全封闭结构，且内侧四周都设计有2(MM的隔热棉，前腔内的发动机运转的声音被极大削弱。同时因为进风管道是在底座两侧，进风管路采用迂回式结构，对前腔发动机声音的排放也有直接的削弱功能。设计了一个多段立体式消音系统。多段式消音系统由以下几大部分组成发动机输出排气管、金属波纹连接软管、一级消音器、消音器输出蛇形管、二级消音器、防雨罩。发动机输出排气管上在发动机机体上，是在前腔内。发动机排气管因为直接与发动机连接在一起，会和发动机一起振动，为防止发动机将振动传递到固定的消音器上，损坏消音器，在中间设置了一个连接软管。设立两极消音器的目的是每一级的消音器可以相应做小，每一级不要全部负担消音负载，外型设计成瘦长型，便于安装和节省体积，因为一级消音器是安装在水箱下，体积小，同时温升比较少，对水箱的加热效果会相应降低，同时两极的消音负载可以变化比较灵活调整；一级消音器后是蛇形消音管网，进一步对消音器排出的声音进行降噪处理。蛇形消音管出口端上方连接有第二级消音器，进一步对发动机排出的噪声进行削弱。后腔内产生的热量被水箱吹出来的风从后腔顶部带走。本装置还设计一个完善热保护系统因为整机是一个封闭系统，对温度比较敏感。设计有发动机油压，水温实时显示和报警功能。发动机的水温传感器实时显示温度值，当发动机的散热系统受到破坏等因素造成发动机温升过高，发动机将被切断燃油停机，前面板报警灯闪烁。设计了发电机的温升保护功能，当发电机温度上升到某一值，将自动切断发电机的励磁系统，前面板上报警灯闪烁。焊接电源模块设计了热保护功能，但焊接电源大功率模块的散热器超过某一温度，自动切断焊接电源输出。前面板上报警灯闪烁。焊接功能的实现焊接电源采用高频软开关逆变器，其主回路将发电机输出的三相交流电整流成直流，直流电通过IGBT逆变变成20KHZ的脉冲交流，高频交流电经过超微晶高频变压器降压，再经过快速恢复二极管整流单元和电抗器滤波后变为所需要的直流输出。为达到适合焊接工艺要求的直流输出要求，必须有高性能的控制回路，IGBT驱动回路寸。电流或电压给定值，通过和电流传感器反馈(电压传感器反馈值)信号进行误差比较放大，将误差参考电压送到脉宽调制器，输出相应宽度的脉冲信号，经过隔离放大去驱动 IGBT。电流负反馈控制实现了恒流特性，因为逆变控制器的工作频率达到20KHZ以上， 动态响应非常快，电流的变化趋势被很快得到修正。同时可以根据焊接工艺的需求，在控制回路中叠加一些其他控制回路，比如推力控制，起弧电流控制等，良好满足手工电弧焊工艺需求。本设备在此控制基础上实现了普通电弧焊，纤维素下向焊，直流氩弧焊等功能电压负反馈控制实现了恒压特性，焊接电源输出电压的微小变化趋势能被快速休正，保证输出电压的恒定。同样可以对焊接过程的一些特殊要求进行快速调度，调整，满足焊接过程的随机变化输出，保证焊接过程的稳定。本设备在此控制基础上实现了药芯半自动焊接功能。本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。
权利要求1.一种水冷式柴油机驱动的静音内燃弧焊设备，它包括由底座(1)和底座上的立柱 (2)构成的框架结构，其特征在于框架的外侧设有封闭壳体(3)，壳体外侧设有显示屏 (12)，壳体内通过中间隔热板(4)把壳体分割成前腔和后腔，后腔内靠近中间隔热板设有发动机风扇(7)，风扇外侧设有水箱(20)，后腔顶部设有通气孔(18)，底座上设有进气口 (11)，进气口与前腔相通，前腔内设有发电机(5)和发电机同轴设置的柴油发动机(6)，发电机侧面设有储电器(10)，储电器用于控制发动机启动和为控制电路供电，发电机上部通过水平隔热板设有箱式焊接电源(8)，焊接电源内部设有吹风机(9)，所述的发动机上连接有排气管，排气管经过前腔排出壳体外，所述的排气管包括壳体内的连接软管(13)和壳体外的蛇形管(14)，连接软管和蛇形管连接处设有一级消音器(15)，蛇形管末端设有二级消音器(16)，二级消音器上方设有防雨罩(17)，所述的焊接电源包括主控制回路和IGBT驱动电路，主控制回路用于将发电机输出的三相交流电整流成直流，直流电通过IGBT驱动电路逆变变成20KHZ的脉冲交流，高频交流电经过高频变压器降压，再经过快速恢复二极管整流单元和电抗器滤波后变为所需要的直流输出，所述的发动机具有油压、水温实时显示和报警模块，发电机具有温升保护模块，焊接电源具有热保护模块。
2.根据权利要求1所述的水冷式柴油机驱动的静音内燃弧焊设备，其特征在于所述的壳体内表面贴有隔音棉。
3.根据权利要求1或2所述的水冷式柴油机驱动的静音内燃弧焊设备，其特征在于 所述的进气口分布在底座两侧，进气管路为迂回式结构，每个进气口均设有百叶窗(19)。
4.根据权利要求1或2所述的水冷式柴油机驱动的静音内燃弧焊设备，其特征在于 所述的主控制回路中还设有脉宽调制器。
专利摘要本实用新型涉及一种水冷式柴油机驱动的静音内燃弧焊设备，它包括由底座和底座上立柱构成的框架结构，框架的外侧设有封闭壳体，壳体外侧设有显示屏，壳体内通过中间隔热板把壳体分割成前腔和后腔，后腔内靠近中间隔热板设有发动机风扇，风扇外侧设有水箱，后腔顶部设有通气孔，底座上设有进气口，进气口与前腔相通，前腔内设有发电机和发电机同轴设置的柴油发动机，发电机侧面设有储电器，储电器用于控制发动机启动和为控制电路供电，发电机上部通过水平隔热板设有箱式焊接电源，焊接电源内部设有吹风机，所述的发动机上设有消音系统。本实用新型结构简单，采用了全封闭的结构，模块化设计方式，同时噪音大大降低。
文档编号B23K9/00GK202006335SQ20102068110
公开日2011年10月12日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者周兴平, 彭书松, 李红, 王俊, 肖莉, 邢新, 郑勇, 马朝辉 申请人:重庆运达科技有限公司