自动调气的等离子喷枪设备及其调节方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及等离子体应用技术和自动控制技术，特别涉及带有自动调气装置的等尚子喷枪设备。
【背景技术】
[0002]等离子体应用技术是目前广泛应用于点火、超(亚)声速喷涂、垃圾焚烧、废物处理、金属冶炼、材料筛选、切割等用途的一种新型技术手段。主要利用其产生的高达8000摄氏度的等离子体射流对处理对象进行高温处理，从而达到点燃、新材料制备、喷涂、切割的目的。
[0003]目前市场上等离子体点火装置形式单一，有如下几个缺点:
[0004]1.寿命偏低，目前国内市场上主要使用的等离子点火装置电极寿命不足国外同类产品的一半。
[0005]2.电弧等离子体喷枪设备运行状态下介质气体参数基本固定，所以电弧一直烧蚀其产生的固定地方，导致寿命减少，据统计，多数损坏的电极是由单一某处的严重烧蚀而引起的。
[0006]3.功率可调范围很窄，适应性达不到期望值。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是要提供一种带有自动调气装置的电压可调的恒定直流源等离子喷枪设备，通过电弧等离子体喷枪设备介质气体参数的自动调节，使电压值不断变化；同时由于介质气体不断变化，装置内产生电弧的位置也在不断变化，避免电弧固定的烧蚀一个地方，从而延长电极的寿命。
[0008]本发明的自动调气的等离子喷枪设备，包括等离子喷枪、等离子喷枪电源、阴极与阳极循环冷却水系统、自动调气装置，所述自动调气装置包括阀门、主控单元和无刷电机，所述阀门安装于连接等离子发生器介质气体压缩空气源与所述离子喷枪之间的输气管道上，所述主控单元控制所述无刷电机驱动所述阀门在阀门开度的40%至100%之间变换。
[0009]优选所述自动调气装置还包括反馈单元，用于反馈所述阀门的开度。
[0010]本发明的等离子喷枪设备的调节方法包括:步骤一、通过主控单元和反馈单元对阀门开度的0%、40%和100%进行检验；步骤二、主控单元控制无刷电机驱动所述阀门开度进行变换。
[0011 ] 优选所述步骤二中，首先将阀门开度开到100 %，然后通过主控单元控制无刷电机驱动所述阀门以每5秒阀门开度的2%的速度递减直至开度为40% ;接着以每5秒阀门开度的2%的速度递增至100%，重复该步骤直至完成作业为止。
[0012]本发明的优点在于:电弧等离子体喷枪设备运行状态下介质气体参数循环变化，所以电弧产生的地方不固定，不会固定的只对一处产生烧蚀，从而大大的增加电极的寿命，从目前的效果看，使用自动调气装置之后的喷枪设备，电极的寿命增加；同时电压变化，而电流恒定，这样喷枪设备的功率可以调节，适应性大大增加。
【附图说明】
[0013]图1为带有自动调气装置的电压可调的恒定直流源等离子喷枪设备示意图。
[0014]图2为自动调气体装置不意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图和具体实施对发明做进一步的详细描述:
[0016]如图1所示，本发明的带有自动调气装置的电压可调的恒定直流源等离子喷枪设备包括等离子喷枪5，以及与之配套的等离子喷枪电源1，阴极与阳极循环冷却水系统2，等离子发生器介质气体压缩空气源3以及与自动调气装置4。
[0017]等离子发生器介质气体压缩空气源3经自动调气装置4送到等离子喷枪5进行点火，阴极与阳极循环冷却水系统2以高的流速冲刷阳极和阴极起到降温的作用，等离子喷枪电源1为等离子点火装置提供能源。
[0018]如图2所示，自动调气装置4包括主控PLC设备41，阀门电动执行机构中央处理器42，以及与之配套的控制面板44、无刷电机驱动板45、无刷电机46，阀门本体43，阀门开度反馈装置47。
[0019]自动调气装置以主控PLC设备41作为主控单元，通过4-20mA信号传递给阀门电动执行机构中央处理器42，阀门电动执行机构中央处理器42根据指令发送数据给无刷电机驱动板45，由无刷电机驱动板45来控制无刷电机46驱动阀门本体43运转，同时利用阀门开度反馈装置47采集阀门开度4-20mA信息进行反馈。开机初始化，首先进行“全关”0%开度、40%开度、“全开”100%开度进行校验，然后从100%开度作为起始点以每5秒阀门开度的2%的速度递减直至开度为40% ;随后从40%开度以每5秒阀门开度2%的速度递增直至开度为100% ;再以相同速度递减至40%......如此循环，直至完成作业。从而保证介质气体以等百分比流量特性的形式始终处于不断变化之中。
[0020]本发明将自动调气装置，S卩，具有等百分比流量特性的自动调节介质气体的装置使用在等离子喷枪设备上。该装置利用的特性是，阀门开度变化所引起的相对流量变化成正比关系，即控制阀的放大系数随着相对流量的增大而增大，该装置在不同开度下，相对行程变化引起的流量相对变化是相等的，它在全行程范围内具有相同的控制精度。该装置由电动调节阀和PLC控制设备二部分组成，使压缩空气按照程序的设定精确地变化，同时压缩空气变化的过程具有良好的等百分比流量特性，从而实现电压可调的特点。
[0021]等离子发生器介质气体压缩空气源经自动调气装置送到等离子点火装置，阴极与阳极循环冷却水系统以高的流速冲刷阳极和阴极起到降温的作用，等离子喷枪电源为等离子点火装置提供能源，循环冷却水带走热量为喷枪设备降温，电源控制柜作为整套设备的主要控制和显示设备。
[0022]本发明的优点在于:电弧等离子体喷枪设备运行状态下介质气体参数循环变化，所以电弧产生的地方不固定，不会固定的只对一处产生烧蚀，从而大大的增加电极的寿命，从目前的效果看，使用自动调气装置之后的喷枪设备，电极的寿命增加；同时电压变化，而电流恒定，这样喷枪设备的功率可以调节，适应性大大增加。
【主权项】
1.一种自动调气的等离子喷枪设备，包括等离子喷枪、等离子喷枪电源、阴极与阳极循环冷却水系统和自动调气装置，其特征在于:所述自动调气装置包括阀门、主控单元和无刷电机，所述阀门安装于连接等离子发生器介质气体压缩空气源与所述离子喷枪之间的输气管道上，所述主控单元控制所述无刷电机驱动所述阀门在阀门开度的40%至100%之间变换。2.如权利要求1所述的自动调气的等离子喷枪设备，其特征在于:所述自动调气装置还包括反馈单元，用于反馈显示所述阀门的开度。3.一种等离子喷枪设备的调节方法，其特征在于，包括: 步骤一、通过主控单元和反馈单元对阀门开度的0%、40%和100%进行校验； 步骤二、主控单元控制无刷电机驱动所述阀门开度进行变换。4.如权利要求3所述的等离子喷枪设备的调节方法，其特征在于:所述步骤二中，首先将阀门开度开到100%，然后通过主控单元控制无刷电机驱动所述阀门以每5秒阀门开度的2%的速度递减直至开度为40% ;接着以每5秒阀门开度的2%的速度递增至100%，重复该步骤直至完成作业为止。
【专利摘要】本发明公开了一种自动调气的等离子喷枪设备及其调节方法，自动调气的等离子喷枪设备包括等离子喷枪、等离子喷枪电源、阴极与阳极循环冷却水系统和自动调气装置，其中自动调气装置又包括阀门、主控单元和无刷电机，阀门安装于连接等离子发生器介质气体压缩空气源与离子喷枪之间的输气管道上，主控单元控制无刷电机驱动阀门在阀门开度的40％至100％之间变换。该设备通过介质气体参数的自动调节，使电压值不断变化；由于介质气体不断变化，装置内产生电弧的位置也在不断变化，避免电弧固定的烧蚀一个地方来延长电极的寿命。从目前的效果看，电弧等离子体喷枪设备运行状态下介质气体参数循环变化，使用了自动调气装置之后的等离子喷枪设备，其电极的寿命增加。
【IPC分类】H05H1/42
【公开号】CN105376922
【申请号】CN201510918344
【发明人】秦威, 陈 峰
【申请人】北京航天益森风洞工程技术有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月10日