一种烤炬设备及其使用方法以及一种造船用背烧的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种烤炬设备的使用方法，灭火关闭时：所述供氧管路的阀门滞后所述供可燃气管路的阀门延时闭合，截断提供氧气和可燃气，从而保证烤炬的使用安全。为了方便控制本发明还提供了实现上述方法的设备，通过继电器开关，使得操作更容易，更可靠。此外，本发明还提供了具体使用上述方法的设备，造船用背烧机，能够高效自动化实现船舶钢结构建造过程中的背烧，从而满足船舶生产需要，提高背烧质量和效率，更有益于提高船舶钢结构建造的精度，具有成本低、工作效率高、使用寿命长等特点。
【专利说明】一种烤炬设备及其使用方法以及一种造船用背烧机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种烤炬设备，更具体地说，涉及烤炬设备燃气供给系统的改进。
【背景技术】
[0002]船舶建造过程中精度控制和外板的整齐美观是保证船舶建造质量和赢得船东信誉非常重要的一个方面，而影响船舶建造精度的重要因素之一，就是船体焊接变形。船体焊接变形是船舶建造过程的一种常见现象，船体发生变形以后，影响船舶整体建造的精度和质量，影响船舶的外观；通过火工矫正能减小船体的焊接变形，但由于工作量巨大，切大部分需要工人仰视工作，工作负荷大，由于上述原因，使火工矫正的工作周期长，常常影响到下道工序的正常进行，从而可能造成建造周期的延长，导致不能按期交船而影响企业的信誉；如果不进行火工矫正，极易造成线型与理论形状不合，从而改变船舶吃水，增加船体阻力，影响船舶的性能；甚至某些部位应力集中，构件易疲劳，随之影响船舶使用寿命和安全性。因此，有效矫正船体变形，具有非常重要的意义。
[0003]在船舶建造过程中，主船体和上层建筑各个构件的组合、各分段和总段的组装，均需采用焊接工艺。焊接会导致钢材变形，急需消除焊接内应力，减轻工人劳动强度，提高工人工作效率，提高船舶建造精度和美观造船的工装设备。
[0004]烤炬，是用于上述问题中消除应力、火工矫正的工具。通常包括氧气供给气源和管路，以及可燃气供给气源和管路。现有技术的烤炬，氧气和可燃气气源供给依靠阀门实现。通常使用方法，启动时同时开启氧气和可燃气阀门；灭火时，同时关闭氧气和可燃气阀门。问题在于，灭火时，存在氧气较可燃气提早截断供给的情况，进而发生可燃气回火燃烧，使可燃气气源产生危险。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提供一种设置安全控制系统的烤炬设备，并提供一种烤炬设备的安全使用方法，满足安全需要。进而将这种烤炬用于船舶建造火工矫正，特别是需要工人仰视火工矫正的区域，用在无轨道背烧装置中，消除焊接内应力，减轻工人劳动强度，提高工人工作效率。
[0006]为了达到上述目的，本发明一种烤炬设备的使用方法，烤炬设置有供氧管路和供可燃气管路，所述供氧管路和供可燃气管路分别设置阀门。具体使用方法包括点火方法和灭火方法。点火启动时:所述供氧管路和供可燃气管路的阀门同时打开，为烤炬即时提供氧气和可燃气。灭火关闭时:所述供氧管路的阀门滞后所述供可燃气管路的阀门延时闭合，截断提供氧气和可燃气。
[0007]本发明在灭火时通过氧气较可燃气延时关闭，进而确保了使用的安全性。为了实现上述使用方法，本发明还提供了一种电气控制实现的烤炬设备，包括供氧管路和供可燃气管路分别设置的供氧电磁阀和供燃气电磁阀；此外，还包括:
[0008]第五时间继电器，用于灭火时控制所述供氧电磁阀延时闭合；其中，所述供氧电磁阀通过所述第五时间继电器触点开关连接电源；
[0009]第七时间继电器，用于灭火时控制所述供燃气电磁阀即时闭合；其中，所述供燃气电磁阀通过所述第五时间继电器触点开关连接电源；
[0010]气体控制开关，是所述第五时间继电器、所述第七时间继电器连通电源的开关。
[0011]上述设置方式的烤炬设备，具有使用方便，安全可靠的特点。
[0012]最后，本发明还提供了一种采用上述烤炬设备及使用方法的造船用背烧机，包括底部设置永磁驱动轮的机体、所述机体中驱动所述驱动轮的电机及传动机构，以及所述机体上固定的利用管线连接燃气源的烤炬。本发明的背烧机主要改进在于控制烤炬及电机工作的电气控制系统。具体说，所述电气控制系统包括:
[0013]供氧电磁阀，用于控制烤炬供氧管路的开启和闭合；
[0014]第五时间继电器，用于控制所述供氧电磁阀的延时闭合；
[0015]供燃气电磁阀，用于控制烤炬供可燃气管路的开启和闭合；
[0016]第七时间继电器，用于控制所述供燃气电磁阀的即时闭合；
[0017]气体控制开关，是控制所述第五时间继电器、所述第七时间继电器的电源开关。
[0018]优选方式下，上述电气控制系统还包括:
[0019]传感器，用于检测背烧机设备的工作状态，可以根据具体情况设置，如设置气源状态传感器、电机状态传感器、背烧机位置传感器等等，其目的旨在用于检测背烧机是否处于正常工作状态下。非正常工作状态，即为紧急状态，此时通过控制限制或切断烤炬设备的工作，保证安全。
[0020]应急开关，连接于所述第五时间继电器、所述第七时间继电器的电源供电线路上，由所述传感器的检测信号控制，在检测信号为紧急状态下，断开所述第五时间继电器、所述第七时间继电器，进而即时闭合所述供燃气电磁阀以及延时闭合供氧电磁阀。
[0021]供氧状态指示灯，与所述供氧电磁阀同步开启和闭合，用于指示供氧状态。
[0022]供燃气状态指示灯，与所述供燃气电磁阀同步开启和闭合，用于指示供可燃气的状态。
[0023]第三时间继电器，通过应急开关连接电源，用于控制电机即时停车。
[0024]电机状态指示灯，用于指示电机的工作状态。
[0025]报警器，用于紧急状态的报警，通过第二时间继电器的触点开关连接电源。
[0026]第二时间继电器，通过应急开关连接电源，用于所述报警器的开启。
[0027]通过上述电气控制系统的设置，本发明的背烧机尤其适用于船舶建造领域，能够有效提高工作效率，降低工作强度。
[0028]此外，本发明船舶建造无轨道背烧机，优选方式下，机体上顺着行走方向位于两侧平行设置纵向轨道，所述纵向轨道上坐有轨道滑块；所述轨道滑块上通过连接板设置伸展杆固定座，所述伸展杆固定座上固定有横向的伸展杆；所述伸展杆上通过烤炬调整单元设置烤炬。
[0029]此外，最优方式下，所述烤炬为两个，分设于所述伸展杆的两侧。具体设置中的烤炬调整单元包括设置于所述伸展杆端部的横向调节杆，所述横向调节杆上设置了调节齿条，所述调节齿条与设置在左右移动座中的调节齿轮啮合；所述调节齿轮配设接触至调节齿条的调节手柄。此外，所述左右移动座的前端为竖向滑轨以及竖向的上下移动座配合连接，并且所述上下移动座穿设接触至所述竖向滑轨前端面的顶丝；所述上下移动座中固定所述烤炬。
[0030]同时，本发明无轨道背烧机，机体上位于所述永磁驱动轮以及烤炬之间隔置由隔热板。机体顺着行走的纵向位于前端面设置有激光校正器。机体上部两侧分别连接有手柄。所述传动机构包括连接了所述电机的多级齿轮减速箱，所述多级齿轮减速箱输出轴连接了主动齿轮，所述主动齿轮啮合了从动齿轮，所述从动齿轮中部传动连接了蜗杆，所述蜗杆前后两端等减速比方式连接了前后涡轮，所述前后涡轮分别连接了前后两对所述永磁驱动轮的驱动轴。
[0031]本发明提供的烤炬设备及烤炬设备的使用方法，能够满足安全需要，具有安全性高，操作方便的特点。选用本发明烤炬的背烧机，能够高效自动化实现船舶钢结构建造过程中的背烧，从而满足船舶生产需要，提高背烧质量和效率，更有益于提高船舶钢结构建造的精度。其中，通过设置烤炬纵向和横向调整单元增强了本发明设备的使用范围，同时在同一设备中设置两个烤炬，实现同时工作的目的，进一步提高了工作效率。此外，本发明通过设置保护单元，提高了设备的使用寿命。总体而言，本发明设备具有成本低、工作效率高、使用寿命长等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是本发明船舶建造无轨道背烧机的俯视结构示意图；
[0033]图2是本发明船舶建造无轨道背烧机的侧视结构示意图；
[0034]图3是本发明船舶建造无轨道背烧机的主机结构示意图；
[0035]图4是本发明船舶建造无轨道背烧机的主机驱动部分的正视结构示意图；
[0036]图5是图4所示主机驱动部分底部的结构示意图；
[0037]图6是图4所示主机驱动部分的侧视结构示意图；
[0038]图7是用于收放燃气管的卷管器结构示意图；
[0039]图8是本发明船舶建造无轨道背烧机控制单元的工作流程图；
[0040]图9是本发明船舶建造无轨道背烧机中电气控制系统原理示意图；
[0041]图10是本发明烤炬的电气控制基本原理示意图。
【具体实施方式】
[0042]如图10所示，本发明的烤炬设备，包括在供氧管路和供可燃气管路分别设置的供氧电磁阀Al和供燃气电磁阀A2。其中，电气控制部分包括:
[0043]第五时间继电器KT5，用于灭火时控制所述供氧电磁阀Al延时闭合；其中，所述电磁阀Al通过所述第五时间继电器KT5触点开关连接电源；
[0044]第七时间继电器KT7，用于灭火时控制所述供燃气电磁阀A2即时闭合；其中，所述电磁阀A2通过所述第五时间继电器KT7触点开关连接电源；
[0045]气体控制开关K 3，是所述第五时间继电器KT5、所述第七时间继电器KT7连通电源的开关。
[0046]烤炬点火时，气体控制开关K3闭合，第五时间继电器KT5、第七时间继电器KT7分别使得供氧电磁阀Al和供燃气电磁阀A2即使打开，烤炬燃气源供气，点火作业。[0047]烤炬灭火时:气体控制开关K 3断开，第七时间继电器KT7即时使得供燃气电磁阀A2闭合,供气截止。同时第五时间继电器KT5延时闭合供氧电磁阀Al,从而保证使用安全。
[0048]如图1-3所示，本发明还提供了一种船舶建造无轨道背烧机，包括主机、背烧烤炬调整单元、一体化气体和电气控制单元。其中，主要包括底部设置永磁驱动轮16的机体11、机体11中驱动所述驱动轮16的电机及传动机构，以及机体11上固定的利用管线连接燃气源的烤炬33。通过设置永磁驱动轮16，从而达到主机可以在钢板上O度(钢板上面)或180度(钢板下面)直线行走，同时在行走过程中，通过烤炬达到消除船舶钢材焊接过程中的内应力，省去了人工操作的需要，达到提高工作效率的目的。
[0049]烤炬根据需要可以设置一个或多个，一般设置于机体11的前端。优选方式通过背烧烤炬调整单元设置，背烧烤炬调整单元包括:纵向无盲区调节模块、烤炬横向、高度调节模块。烤炬调整单元主要用于烤炬工作位置的调整以便增强设备的工作适用范围。
[0050]一种优选设置方式为:机体11上顺着行走方向位于两侧平行设置纵向轨道21。纵向轨道21上坐有轨道滑块22。轨道滑块22上通过连接板23设置伸展杆固定座24，伸展杆固定座24上固定有横向的伸展杆25 ;伸展杆25上通过烤炬调整单元设置烤炬33。烤炬33可以设置于伸展杆25的一侧，优选方式下，选用两个烤炬，分设于伸展杆25的两侧。纵向轨道21、轨道滑块22、连接板23、伸展杆固定座24、伸展杆25构成了纵向无盲区调节模块。轨道滑块22可以在纵向轨道21上纵向滑动，轨道滑块22与连接板23可以通过螺栓快速连接，连接板23上用螺栓固定伸展杆固定座24，伸展杆固定座24上固定伸展杆25。
[0051]无盲区调节模块可以实现背烧无盲区和在工作区域外点燃火焰、调整火焰。烤炬横向、高度调节模块(烤炬调整单元)包括:横向调节杆31、调节手柄32、烤炬33、调节齿轮34、调节齿条35、调节手柄32、左右移动座36、上下移动座37、上下移动座固定顶丝38，在伸展杆25两端固定横向调节杆31，横向调节杆31上安装调节齿条35，左右移动座36上有调节齿轮34，调节齿轮34与调节齿条35啮合，与通过旋转调节手柄32带动调节齿轮34旋转，达到带动左右移动座36移动，左右移动座36上有燕尾槽轨道，上下移动座37上有燕尾槽托板，上下移动座37的燕尾槽托板可以在左右移动座36的燕尾槽轨道上移动，至预定调节位置时用，上下移动座固定顶丝38锁紧，上下移动座37上安装背烧烤炬33。
[0052]如图4-6所示，无轨道背烧机的驱动机构主要通过电机实现。传动机构包括连接了电机12的多级齿轮减速箱13，多级齿轮减速箱13输出轴连接了主动齿轮142，主动齿轮142啮合了从动齿轮141，从动齿轮141中部传动连接了蜗杆152，蜗杆152前后两端等减速比方式连接了前后涡轮151，前后涡轮151分别连接了前后两对永磁驱动轮6的驱动轴162。图中，机体11前后两端加工永磁驱动轮轴承孔，前后两端驱动轮轴承孔的轴线平行且位于同一平面内，并且驱动轮轴承孔的轴线与机体11行走方向的轴线垂直，永磁驱动轮轴承161固定在孔内，驱动轴162可绕永磁驱动轮轴承161转动，永磁驱动轮16固定在驱动轴162上，驱动轴162中段固定涡轮151，在机体11前后两端加工蜗杆轴承153固定孔，蜗杆轴承153上固定从动齿轮141，从动齿轮141与固定在多级齿轮减速箱13上的主动齿轮142形成齿轮传动副，将经过多级齿轮减速箱13的电机12的扭矩最终传递给永磁驱动轮16,永磁驱动轮16转动,前后润轮151、蜗杆152的减速比相同,4个永磁驱动轮16转动速度相问。
[0053]图4中，机体11上位于所述永磁驱动轮16以及烤炬之间隔置有隔热板19。隔热板19由耐热材料制作，防止火焰对永磁驱动轮16的消磁。而且，机体11顺着行走的纵向位于前端面设置有激光校正器17，激光校正器17的激光轴线与主机的行走轴线平行，可以预先设定主机的行走路线。图中，机体11上部两侧分别连接有手柄10，手柄10是移动主机的把手。此外，图中顶盖18是火焰三维调整单元(烤炬单元)的安装机座。
[0054]为了进一步规则工作过程，烤炬气源管线专设有卷管机构，如图7所示，卷管机构包括一个固定支架41，以及通过铰接于所述支架41上的中心轴42同心设置的卷筒；所述支架上还设置有手柄44。图中，手柄44通过中心轴42两侧的铰接点连接固定。转动手柄44，卷筒43的中心轴42可以绕固定支架41转动，中心轴42连接转动手柄44，可以将气管缠绕在卷筒43上，
[0055]本发明无轨道背烧机中一体化气体和电气控制单元包括:气体控制模块和电气控制模块，其中气体控制模块包括:电磁阀、卷管器、快速接头、调节阀，电磁阀为低压、防爆、常闭式电磁阀，电磁阀的控制控制信号由电气控制模块提供，电磁阀的进、出气口连接气体快速插头，气体快速插头设有一个防逆阀，可防止因焊割过程回火现象而可能引起的爆炸，在接头的连接处设计有一个顶开阀，具有装合开启撤离关闭的功能，使作业方便，杜绝燃爆气体泄漏隐患，氧气和可燃气体插头直径不同，防止插错。烤炬通过调节阀调节氧气和可燃气体的气体流量大小，可以控制烤炬火焰的温度，电气控制模块包括:电机控制器、传感器、继电器、开关电源、电源模块、指示灯、控制开关，电气控制模块连接电源。
[0056]本发明背烧机的电气控制系统，包括供电电源、开关，以及控制氧气和可燃气体导通的电磁阀。具体如图9所示:
[0057]设置供氧电磁阀Al，以及供氧状态指示灯M4 ;所述供氧电磁阀Al通过控制阀体延时闭合的第五时间继电器KT5的触点开关连接电源，所述供氧状态指示灯M4通过实现延时断路控制的第四时间继电器KT4的触点开关连接电源；
[0058]设置供燃气电磁阀A2，以及供燃气状态指示灯M5 ;所述供燃气电磁阀A2通过控制阀体即时闭合的第七时间继电器KT7的触点开关连接电源，所述供燃气状态指示灯M5通过实现即时断路控制的第六时间继电器KT6的触点开关连接电源；
[0059]设置控制电机即时停车的第三时间继电器KT3，以及电机状态指示灯M3 ;所述电机状态指示灯M3的回路上设置第一时间继电器KTl的触点开关；
[0060]设置报警器HA，报警器HA通过第二时间继电器KT2的触点开关连接电源；
[0061]设置用于检测设备工作状态的传感器，以及由所述传感器检测状态控制第一至第七时间继电器的应急开关K2;
[0062]设置用于控制所述第四至第七时间继电器的气体控制开关K3 ；
[0063]设置220V电源供电总开关Kl以及220V供电状态指示灯Ml ;设置将220V电源转换为24V的变压器，并设置24V供电状态指示灯M2。
[0064]本发明背烧机的工作过程如图8所示，结合图9进行说明如下:
[0065]220V控制开关Kl闭合，220V指示Ml亮，220V变20V变压器和24V开关电源供电，24V指示M2亮，传感器光电开关和接近开关供电。
[0066]当应急开关K2闭合，气体控制开关K3打开，且当机器本体位于钢板上时，传感器输出信号，继电器触发，继电器KT1、KT2、KT3闭合，电机工作指示灯M3亮，电机控制板向电机供电，电机可以正转或反转；如果K2打开或机器本体脱离钢板，传感器没有输出信号，继电器没有触发信号，继电器KT1、KT2、KT3打开，电机工作指示灯M3灭，电机控制板停止向电机供电，电机停，蜂鸣器HA导通，声光报警。
[0067]气体控制开关Κ3闭合,且当Κ2闭合,机器本体位于钢板上时,传感器输出信号,继电器触发，继电器ΚΤ4、ΚΤ5、ΚΤ6、ΚΤ7闭合，氧气接通指示灯Μ4、可燃气体接通指示灯Μ5亮，电磁阀Α1、Α2导通，氧气和可燃气体导通，烤炬可以点燃。
[0068]如果当Κ2、Κ3闭合，且机器本体位于钢板上，打开应急开关Κ2或机器本体脱离钢板时，传感器没有输出信号，继电器没有触发信号，继电器ΚΤ1、ΚΤ2、ΚΤ3、ΚΤ6、ΚΤ7打开，电机工作指TjV灯M3灭，电机控制板停止向电机供电，电机停，蜂鸣器HA导通,声光报警，电磁阀Α2及时闭合，可燃气体及时截止，燃气指示灯Μ5熄灭，继电器ΚΤ4、ΚΤ5延时打开，电磁阀Al延时闭合,氧气延时截止,防止回火，氧气指示灯Μ4与电磁阀Al同步延时闭合。
[0069]如果当Κ2、Κ3闭合，且机器本体位于钢板上，打开气体控制开关Κ3时，传感器没有输出信号，继电器没有触发信号，继电器ΚΤ6、ΚΤ7打开，电磁阀Α2及时闭合，可燃气体及时截止，燃气指示灯Μ5熄灭，继电器ΚΤ4、ΚΤ5延时打开，电磁阀Al延时闭合，氧气延时截止，防止回火，氧气指示灯Μ4与电磁阀Al同步延时闭合。
[0070]气体控制模块和电气控制模块放置在上下隔离的控制箱内；激光点触开关Κ4放置在机体上，激光供电由24V变5V电源模块提供，用于背烧机行走方向的校正，激光向行走方向正前方投射。
[0071]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种烤炬设备的使用方法，所述烤炬设置有供氧管路和供可燃气管路，所述供氧管路和供可燃气管路分别设置阀门，其特征在于， 点火启动时:所述供氧管路和供可燃气管路的阀门同时打开，为烤炬提供氧气和可燃气; 灭火关闭时:所述供氧管路的阀门滞后所述供可燃气管路的阀门延时闭合，截断提供氧气和可燃气。
2.一种实现上述方法的烤炬设备，包括在供氧管路和供可燃气管路分别设置的供氧电磁阀(Al)和供燃气电磁阀(A2)，其特征在于，还包括: 第五时间继电器(KT5)，用于灭火时控制所述供氧电磁阀(Al)延时闭合；其中，所述电磁阀(Al)通过所述第五时间继电器(KT5)触点开关连接电源； 第七时间继电器(KT7)，用于灭火时控制所述供燃气电磁阀(A2)即时闭合；其中，所述电磁阀(A2)通过所述第五时间继电器(KT7)触点开关连接电源； 气体控制开关(K3)，是所述第五时间继电器(KT5)、所述第七时间继电器(KT7)电源开关。
3.一种采用上述烤炬设备及使用方法的造船用背烧机，其特征在于，包括底部设置永磁驱动轮(16)的机体(11)、所述机体(11)中驱动所述驱动轮(16)的电机及传动机构，以及所述机体(11)上固定的利用管线连接燃气源的烤炬(33)； 还包括控制烤炬及电机工作的电气控制系统，所述电气控制系统包括: 供氧电磁阀(Al)，用于控制烤炬供氧管路的开启和闭合； 第五时间继电器(KT5)，用于控制所述供氧电磁阀(Al)的延时闭合； 供燃气电磁阀(A2)，用于控制烤炬供可燃气管路的开启和闭合； 第七时间继电器(KT7)，用于控制所述供燃气电磁阀(A2)的即时闭合； 气体控制开关(K3)，为控制所述第五时间继电器(KT5)、所述第七时间继电器(KT7)的电源开关。
4.根据权利要求3所述基于安全控制的船舶建造无轨道背烧机，其特征在于，所述电气控制系统还包括: 传感器，用于检测背烧机设备的工作状态； 应急开关(K2)，连接于所述第五时间继电器(KT5)、所述第七时间继电器(KT7)的电源供电线路上，由所述传感器的检测信号控制，在检测信号为紧急状态下，断开所述第五时间继电器(KT5)、所述第七时间继电器(KT7)，进而即时闭合所述供燃气电磁阀(A2)以及延时闭合供氧电磁阀(Al)。
5.根据权利要求4所述基于安全控制的船舶建造无轨道背烧机，其特征在于，所述电气控制系统还包括: 供氧状态指示灯(M4)，与所述供氧电磁阀(Al)同步开启和闭合，用于指示供氧状态；供燃气状态指示灯(M5)，与所述供燃气电磁阀(A2)同步开启和闭合，用于指示供可燃气的状态。
6.根据权利要求3-5任一所述基于安全控制的船舶建造无轨道背烧机，其特征在于，所述电气控制系统还包括: 第三时间继电器(KT3)，通 过应急开关(K2)连接电源，用于控制电机即时停车；电机状态指示灯(M3)，用于指示电机的工作状态。
7.根据权利要求6所述基于安全控制的船舶建造无轨道背烧机，其特征在于，所述电气控制系统还包括: 报警器(HA)，用于紧急状态的报警，通过第二时间继电器(KT2)的触点开关连接电源； 所述第二时间继电器( KT2)，通过应急开关(K2)连接电源，用于所述报警器的开启。
【文档编号】F23D14/38GK103512031SQ201210206083
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】杨震 申请人:大连理研船舶装备有限公司