专利名称：水解氢-氧火焰焊割装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于气焊／割设备，特别是关于由水电解产生的氢氧气燃烧进行焊接／切割的装置。
气焊／割装置通常是使用氧一乙炔火焰。近年来有使用水电解产生的氢氧和氧气燃烧来替代传统的氧一乙炔火焰进行焊接／切割金属。它比氧一乙炔火焰安全，且无电石产生的污染。中国专利87212134、89209060.X、91205737.8、91214913.2等号对电水解氢一氧气焊割装置均作了详尽的描述。这些电水解氢一氧气焊割装置的不足之处在于需用变压器将220伏或380伏工业交流电压降低；再者电解槽为整体式、各电解室中的电极距大，故设备笨重，二是现有电解槽采用稳定电流，电解效率较低、约60％左右。
本实用新型的目的在于提供一种体积小、重量轻、成本低、电解效率高的水解氢一氧火焰焊割装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种包含电解电源、电解槽、保安器和焊／割炬的水解氢一氧火焰焊割装置，其特征在于a、电解槽包含众多的具有电极、垫片和散热片的电解室单元，和将上述的电解室单元紧固成一体的夹板、螺栓和螺母。
b、电解电源由220／380伏电压转换而成的，其占空比或频率可调的脉冲直流电源。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型示意。
图2为脉冲电源电路图。
图3为电解槽结构示意。
图4为电解室单元结构图。
图5为保安器结构示意。
本实用新型包含脉冲电源1(
图1)、电解槽2、保安器3和焊／割炬4。作为电解电源的脉冲直流电源1将220／380伏的工业交流电变换为脉冲直流电施加在电解槽2的电极上。电解槽2在脉冲直流电的作用下将其中的含有氢氧化钾或氢氧化钠作为催化剂的水溶液电解成氢气和氧气。上述电解所生的氢气和氧气进入保安器3内后，其中冷凝的液体则流回至电解槽2，而氢氧混合气体则进入焊／割炬4作为燃料产生热量以进行焊接或切割。脉冲电源1通过控制电脉冲的占空比或频率来调节电解槽2的工作状态，使之符合焊、割需要。脉冲的频率范围为从5至20千赫芝。脉冲电源1的电路如图2所示，它包含由二极管D1、D2、D3和D4组成的桥式全波整流电路、和包含可控硅SCR1和SCR2自激多谐振荡电路。电解槽2的正电极接线柱与桥式全波整流电路的输出端A相连，其负电极接线柱与可控硅SCR2的正极相连，可控硅SCR2的控制极与电解槽2的负电极接线柱之间串接有二极管D8、D7和传感器5。可控硅SCR1的正极分别通过电容C2和电阻R1与可控硅SCR2正极和桥式全波整流电路的输出端A相连。可控硅SCR1的正极和控制极之间串接有可变电阻W、二极管D5和D6。可控硅SCR1和SCR2的负极共同与桥式全波整流电路的输入端B相连，电容C3和C4的一端分别与二极管D5和D6、D7和D8之间的节点C、D相连，它们的另一端与桥式全波整流电路的输入端B相连。起滤波作用的电容C1二端分别与桥式全波整流电路的输入端B和输出端A相连。传感器5中间设置有隔板7。隔板7将传感器5分隔成底部互通的两个内腔，其中一个内腔中设置有电阻6，且其顶部与电解槽2的出气口相通；另一内腔则与外界隔绝，传感器5中盛有导电的液体8。电阻6两端串接在二极管D7与电解槽2的负极接线柱之间。当阻容式振荡电路中的SCR1导通过，电解槽2不通电；而SCR2导通时，电解槽2通电进行电解。通过调节可变电阻W的阻值变换振荡频率。当电解槽2产生的氢氧气体大于或小于焊／割矩4需要时，其气压将发生变化，使传感器5两个内腔中的液体8液面发生变化。可控硅SCR2控制极上的控制电压也随之发生变化，可控硅SCR1和SCR2的导通时间比发生变化，使电解槽2增生的氢氧气体符合焊／割矩4的需要。脉冲直流电源1始终能使电解槽2处于较高的峰值电压下工作。
电解槽2如图3所示包含众多的电解室单元9、夹板11和16、螺栓12和螺母13。夹板11和16通过螺栓12和螺母将众多的电解室单元9紧固成一个整体。正电极接线柱10和负电极接线柱14分别与相应的电解室单元9的电极板18相连。夹板16上设置有电解液17的进口19和氢氧气的出气口15。电解室单元9包含电极板18、垫片20和散热片21(图4)。电解室单元9的上部设置有迷宫式的气液分离部分24，两侧设置有回流槽22。回流槽22将气液分离部分24中的电解液17导回电解室25，电解室25底部设置有进液槽23。气液分离部分24顶部设置有集气室26。电解室单元9叠合后集气室26与出气口15相通，而进液槽23与进口19相通。相邻两电极板18之间的距离为2～6毫米。各电解室按串／串并连组合。
保安器3包含隔板37、导管29、单向阀35、和泄压装置36。隔板37将保安器3分隔成上下两个室，上室外壁上设置泄压装置36进气口27和回液口28。导管29将上下两室沟通。下室内放置有液体30。液体30可以是甲醇、乙醇、丙酮、汽油或水。在焊接时，甲醇、乙醇、丙酮和汽油可调节火焰的特性，切割时只需加水即可，下室上部空间设置有与出气口32相连的单向阀35。由电解槽2来的气体从进气口27进入保安器的上室经冷凝后，其中的电解液经回液口28流向电解槽2的进口19、而气体从导管29进入下室的液体30中鼓泡上升。当下室空间所聚集的氢氧气体达到工作所需压力时克服单向阀35的弹簧33的弹力将阀门34推开，再经设置在单向阀35尾部的金属网31从出气口32进入焊／割炬4。单向阀35和液体30组成的复合式阻回火装置可有效地防止回火。一旦系统内气体压力超过安全压力时，泄压装置36上的膜片立即破裂而泄压。上述膜片通常采用铝、橡胶或塑料制造。
本实用新型还可在电解电源1和电解槽2之间设置极性转换开关。极性转换开关是双刀双投开关或四联开关。定期地用手动或机械控制改变极性转换开关的位置。改变电解槽2的两个电极接线柱与桥式全波整流电路输入、输出端的联结关系，使电解槽2电极片的极性改变，以延长其使用寿命。
本实用新型省去了巨大笨重的变压器、故具有体积小、重量轻、电解效率高的优点。电解电流为25安培时，其产气量达2000升／时，电解效率近90％，重量约120千克左右，当周期地改变电解槽电极板的极性时，能有效地延长寿命。
权利要求1.一种包含电解电源、电解槽、保安器、和焊炬(或割炬)的水解氢-氧火焰焊割装置，其特征在于a、电解槽包含众多的由电极、垫片和散热片组成的电解室单元，和将上述的电解室单元紧固成一体的夹板、螺栓和螺母，b、电解电源由220/380伏电压转换而成的、其占空比或频率可调的脉冲直流电源。
2.根据权利要求1所述的水解氢一氧火焰焊割装置，其特征在于所述的电解室单元设置有气液分离装置和回流槽。
3.根据权利要求1所述的水解氢一氧火焰焊割装置，其特征在于所述的电解室单元设置有进液槽。
4.根据权利要求1所述的水解氢一氧火焰焊割装置，其特征在于所述的保安器设置有包含单向阀和液体组成的复合式阻回装置。
5.根据权利要求4所述的水解氢一氧火焰焊割装置，其特征在于所述的液体是甲醇、乙醇、丙酮、汽油或水。
6.根据权利要求1所述的水解氢一氧火焰焊割装置，其特征在于在所述的电解电源和电解槽的联结电路之间设置有极性转换开关。
专利摘要一种包含电解电源，电解槽。保安器和焊/割炬的水解氢-氧火焰焊割装置，其特征在于电解槽包含众多的由电极、垫片和散热片组成的电解室单元。和将上述电解室单元紧固成一体的夹板、螺栓和螺母；电解电源由220/380伏电压转换而成的，其占空比或频率可调的脉冲直流电源。由于其省去了传统的变压器，整个设备体积小、重量轻，约120千克左右。电解槽能始终在较高的峰值电压下工作，电解效率高约90％左右。
文档编号B23K7/00GK2140277SQ9221581
公开日1993年8月18日 申请日期1992年7月4日 优先权日1992年7月4日
发明者龚政 申请人:龚政