本發(fā)明涉及等離子切割機，特別是一種水冷等離子切割機電極擊穿自停保護裝置。

背景技術(shù)：

1、數(shù)控等離子切割機的割槍總成包括割槍本體、電極、渦流環(huán)、噴嘴、保護帽、外保護罩，其中，如圖2所示，所述電極設(shè)有銅質(zhì)電極本體1、冷卻水回水管2、冷卻水進水管3、鉿絲4，在切割過程中電極與被切割鋼板之間會產(chǎn)生高溫高速等離子弧，其溫度可以高達15000-30000攝氏度，電極整體為空心銅制，其與電弧接觸點鑲嵌有耐高溫鉿絲4，并且電極內(nèi)部為空腔設(shè)置，腔體內(nèi)有高速流動的冷卻循環(huán)水，其產(chǎn)生的熱量由該循環(huán)冷卻系統(tǒng)通過專用散熱器將大部分熱量帶走，使電極可以維持大約2小時切割壽命，這時如果繼續(xù)使用，就會不定時的發(fā)生電極擊穿，輕則電極噴嘴燒毀，重則連帶割槍本體、割槍電纜全部燒毀。

2、一直以來，行業(yè)內(nèi)預(yù)防等離子電極擊穿后無法自停導(dǎo)致燒毀的方式有以下幾種：其一，設(shè)置電極工作時長報警，由于電極壽命與電極運行時長強相關(guān)，根據(jù)長期運行經(jīng)驗，將電極運行時長的報警值設(shè)置在一個相對安全的數(shù)值，超過此數(shù)值，自動報警，提醒操作者更換新電極，但是由于受被切割材料的材質(zhì)厚度、切割氣體質(zhì)量、切割平臺的平整度及掛渣程度等不確定因素影響，用該方法更換下來的電極現(xiàn)場經(jīng)實際測量發(fā)現(xiàn)，電極燒蝕深度相差較大，電極鉿絲燒蝕平均深度僅為62%，嚴重浪費電極使用壽命。其二，等離子切割設(shè)備有循環(huán)水低流量監(jiān)控，即當經(jīng)過電極后的回水流量低于一個閾值時，會觸發(fā)停車機制，切斷等離子弧，但是如果水泵狀況較好，即使電極擊穿后，有一部分冷卻液泄露，在割槍本體燒毀等故障擴大化之數(shù)秒時間，回水流量也會高于閾值，所以經(jīng)過實際分析，該保護系統(tǒng)，主要是對水泵的老化等原因引發(fā)的循環(huán)水流量低于閾值進行保護，對電極擊穿保護能力有限。

3、以上現(xiàn)有設(shè)備及技術(shù)無法實現(xiàn)電極鉿絲燒蝕完后立刻停機，無法實現(xiàn)電極擊穿現(xiàn)象的精準監(jiān)控。因此，業(yè)界亟需一種等離子切割機電極擊穿自停保護裝置進行解決。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種等離子切割機電極擊穿自停保護裝置，實現(xiàn)等離子切割機電極擊穿自停保護，避免割槍本體等高價值部件損壞，以及提高等離子電極使用壽命。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種等離子切割機電極擊穿自停保護裝置，包括流量檢測機構(gòu)、防飛濺光譜感應(yīng)機構(gòu)和運算控制單元，流量檢測機構(gòu)檢測電極冷卻水的進水流量和回水流量，將電信號傳輸至運算控制單元，運算控制單元判斷進水流量和回水流量的差值超出閾值時，輸出停車信號，停止等離子切割機工作；防飛濺光譜感應(yīng)機構(gòu)檢測電極擊穿時的弧光顏色變化，將電信號傳輸至運算控制單元，運算控制單元判斷光譜變化時，輸出停車信號，停止等離子切割機工作。

4、上述的等離子切割機電極擊穿自停保護裝置，所述流量檢測機構(gòu)包括冷卻水回水管、冷卻水進水管、散熱儲液箱、進水流量傳感器、回水流量傳感器，回水流量傳感器安裝在冷卻水回水管上，進水流量傳感器安裝在冷卻水進水管上，散熱儲液箱分別與冷卻水回水管、冷卻水進水管相連，進水流量傳感器、回水流量傳感器的電信號自流量信號輸入端輸入至運算控制單元。

5、上述的等離子切割機電極擊穿自停保護裝置，所述防飛濺光譜感應(yīng)機構(gòu)包括光譜傳感器、防飛濺光管，所述防飛濺光管的右端正對光譜傳感器，左端正對等離子切割機電極的弧光處，在防飛濺光管上設(shè)有壓縮空氣進口，壓縮空氣由壓縮空氣進口進入，在防飛濺光管的左端噴出，光譜傳感器的電信號自光譜信號輸入端輸入至運算控制單元。

6、上述的等離子切割機電極擊穿自停保護裝置，在運算控制單元上設(shè)有流量和光譜報警模式開關(guān)和報警復(fù)位輸入端。

7、本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

8、本發(fā)明設(shè)有流量檢測機構(gòu)、防飛濺光譜感應(yīng)機構(gòu)和運算控制單元，流量檢測機構(gòu)檢測電極冷卻水的進水流量和回水流量，若電極燒蝕擊穿，部分冷卻液泄露，進水流量和回水流量會產(chǎn)生差值，運算控制單元做出判斷后，會及時輸出停車信號，停止等離子切割機工作；防飛濺光譜感應(yīng)機構(gòu)檢測電極擊穿時的弧光顏色變化，運算控制單元判斷光譜變化時，輸出停車信號，及時停止等離子切割機工作，防飛濺光管的設(shè)置，減少了切割作業(yè)時，飛濺物對光譜傳感器的損傷。本發(fā)明實現(xiàn)了電極擊穿現(xiàn)象的精準監(jiān)控，在電極即將擊穿前，可及時停機，避免因停機不及時造成割槍本體等高價值的零部件損壞，同時，最大限度利用電極鉿絲的使用壽命，不造成浪費現(xiàn)象，可以使等離子電極使用壽命提高20%以上。

技術(shù)特征：

1.一種等離子切割機電極擊穿自停保護裝置，其特征在于：包括流量檢測機構(gòu)、防飛濺光譜感應(yīng)機構(gòu)和運算控制單元（18），流量檢測機構(gòu)檢測電極冷卻水的進水流量和回水流量，將電信號傳輸至運算控制單元（18），運算控制單元（18）判斷進水流量和回水流量的差值超出閾值時，輸出停車信號，停止等離子切割機工作；防飛濺光譜感應(yīng)機構(gòu)檢測電極擊穿時的弧光顏色變化，將電信號傳輸至運算控制單元（18），運算控制單元（18）判斷光譜變化時，輸出停車信號，停止等離子切割機工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子切割機電極擊穿自停保護裝置，其特征在于：所述流量檢測機構(gòu)包括冷卻水回水管（2）、冷卻水進水管（3）、散熱儲液箱（5）、進水流量傳感器（6）、回水流量傳感器（7），回水流量傳感器（7）安裝在冷卻水回水管（2）上，進水流量傳感器（6）安裝在冷卻水進水管（3）上，散熱儲液箱（5）分別與冷卻水回水管（2）、冷卻水進水管（3）相連，進水流量傳感器（6）、回水流量傳感器（7）的電信號自流量信號輸入端（15）輸入至運算控制單元（18）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子切割機電極擊穿自停保護裝置，其特征在于：所述防飛濺光譜感應(yīng)機構(gòu)包括光譜傳感器（8）、防飛濺光管（9），所述防飛濺光管（9）的右端正對光譜傳感器（8），左端正對等離子切割機電極的弧光處，在防飛濺光管（9）上設(shè)有壓縮空氣進口（10），壓縮空氣由壓縮空氣進口（10）進入，在防飛濺光管（9）的左端噴出，光譜傳感器（8）的電信號自光譜信號輸入端（16）輸入至運算控制單元（18）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子切割機電極擊穿自停保護裝置，其特征在于：在運算控制單元（18）上設(shè)有流量和光譜報警模式開關(guān)（14）和報警復(fù)位輸入端（17）。

技術(shù)總結(jié)
一種等離子切割機電極擊穿自停保護裝置，涉及等離子切割機技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)有流量檢測機構(gòu)、防飛濺光譜感應(yīng)機構(gòu)和運算控制單元，流量檢測機構(gòu)檢測電極冷卻水的進水流量和回水流量，若電極燒蝕擊穿，二者會產(chǎn)生差值，運算控制單元做出判斷后，及時輸出停車信號，停止等離子切割機工作；防飛濺光譜感應(yīng)機構(gòu)檢測電極擊穿時的弧光顏色變化，運算控制單元判斷光譜變化時，輸出停車信號，及時停止等離子切割機工作。本發(fā)明在電極擊穿前，可及時停機，避免因停機不及時造成割槍本體等高價值的零部件損壞，同時，最大限度利用電極鉿絲的使用壽命，不造成浪費現(xiàn)象，可以使等離子電極使用壽命提高20%以上。

技術(shù)研發(fā)人員：曹乾,李煒,梁海濤,張松濤,劉剛,費泓溥,彭景,張秀偉
受保護的技術(shù)使用者：山海關(guān)船舶重工有限責任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/20