CN1099936C - 等离子体弧应用装置 - Google Patents

Abstract

等离子体弧应用装置，包含一个设置在腔室内的电源部。该电源部将交流电压转换成直流电压，该直流电压作用于负载上以便在那里产生电弧。压缩机设置在同一腔室中，用于给负载提供由电弧离子化的压缩气体。该压缩机具有支脚，通过其压缩机被稳固在腔室上。该支脚嵌入于稳固在腔室中的弹性材料中。

Description

等离子体弧应用装置

发明领域

本发明涉及一种等离子体弧应用装置，比如等离子体弧焊接器和等离子体弧切割器，更特别是，涉及一种具有腔室的等离子体弧应用装置，这种装置的腔室包含有一个压缩机，以用于提供在产生等离子体弧时所使用的压缩空气；也包含一个电源部，以用来产生等离子体弧。

背景技术

等离子体弧应用装置，比如等离子体弧切割机，都包含有电源部。在这种电源部的例子中，交流电压被转化成直流电压，然后再由变换器转化成高频电压。这种高频电压通过变频器进行转换，得到转换的高频电压，经过整流和平滑，成为直流电压。最终得到的直流电压被用于切割器和工作件之间，比如需要由等离子体弧切割器进行切割的材料，电弧就产生在切割器和工作件之间的地方。由压缩机供应的压缩气体，比如压缩空气，从切割器射向工作件，并通过该切割器和该工作件之间所产生的电弧进行离子化，从而切割该工作件。在这种等离子体弧切割器中使用变换器，能避免在电源部中采用大尺寸变频器和电抗线圈的必要性，因此该电源部可以是小尺寸的。既然电源部的尺寸可变小，压缩机也能被安置在电源部所处的腔室内。因此，等离子体弧应用装置在整体上可以是小尺寸的。在1994年5月25日公开的日本专利申请特公平6-38985中公开了这种等离子体弧切割器的例子。

当压缩机工作时，它振动得很厉害。因此，当压缩机被安装在腔室内，与电源部配置在一起时，有必要采取措施尽量防止振动由压缩机传递至腔室上。一种可能的措施是使用吸振橡胶。螺栓可延伸穿过腔室的下部板、压缩机的支脚和吸振橡胶构件，这些橡胶构件安插在下部板和压缩机各自的支脚之间。螺帽拧在这些螺栓上，以此来将压缩机稳固在腔室的下部板上。由压缩机产生的振动被各自的橡胶构件所吸收，以便使可能由振动而引起的噪声在某种程度上被抑制。它同样可在某种程度上减小那些否则可能会传递到印刷电路板上的振动，这些印刷电路板及其电子元件构成所配置的电源部。

然而，对以上描述的防振布置，由压缩机产生的振动通过螺栓传递到腔室，并且通过腔室传递至腔室内的印刷电路板上。因此，它不可能完全抑制振动的传播。当印刷电路板振动时，在板上电子元件的导线可能会切断，它会造成电源部的失效。更进一步地，它很难使螺栓和螺帽来稳固住压缩机的支脚。

发明概述

因此，本发明的目的是提供一种可充分抑制压缩机振动的等离子体弧应用装置。

依据本发明的一个实施例的等离子体弧应用装置包含一个腔室，其内配置有电源部。该电源部将交流电压转换成直流电压，该直流电压作用于负载以产生电弧。压缩机被配置在腔室内，用于将压缩气体供应给该负载。该电弧离子化压缩气体。压缩机有一个支脚，通过其可固定在腔室上。一个弹性构件，其可能是一块弹性材料，被布置在腔室内，并固定在该腔室上。该弹性构件缠绕着压缩机的支脚。

压缩机可能有多个支脚，并且腔室可划分成两半部分。压缩机的支脚可以定位于腔室各自的两半部分上。

对于以上描述的布置，由于通过弹性构件缠绕住压缩机的支脚，也就不能够使压缩机的振动传递至腔室上。

腔室可以包含相互间隔的上部板和下部板、和两块侧板，每块侧板分别与上部板和下部板的侧边相连接。弹性构件具有接触面与腔室的侧板和下部板接触。

既然弹性构件与腔室的底部和侧板接触，它就能吸收可能传递至该底部和侧板的振动。

弹性构件可以有顶面和底面。腔室在其内有接触部分，它们与弹性构件的顶面和底面相接触，由此来防止弹性构件的垂直移动。

由于弹性构件的顶面和底面与腔室的接触部分相接触，由此而防止了弹性构件的垂直移动，压缩机在垂直方向上的振动就由该弹性构件所吸收，并且不会传递至腔室上。

腔室可以包括相间隔的上部板和下部板、以及两块侧板，每个侧板与上部板和下部板的相应侧边相连接，并且弹性构件可以有顶面和底面和两个端面，它们在本质上相对于腔室侧板垂直延伸。腔室具有接触部分与弹性构件的底面和端面接触，以防止弹性构件产生移动。

由于弹性构件的顶面、底面和端面与腔室的接触部分相接触，并且，因此而防止了弹性构件的移动，压缩机在垂直方向上的振动和在本质上平行于腔室侧板的振动被弹性构件所吸收，并且不会传递至腔室上。

腔室可包含相间隔的上部板和下部板、和两块侧板，每块侧板与上部板和下部板的相应侧边相连接，并且弹性构件可以有顶面和底面，在本质上与腔室侧板相平行的侧面和两个端面，它们在本质上相对于腔室侧板垂直延伸。腔室还进一步地包括接触部分，它们与弹性构件的顶面、底面、端面和侧面相接触，由此而防止弹性构件的移动。

因此，压缩机在垂直方向和横向、以及在本质上平行于腔室侧侧板方向的振动被弹性构件所吸收，并且不会传递至腔室上。

腔室可包含相间隔的上部板和下部板和两块侧块，每块侧板与上部板和下部板的相应侧边相连接，并且可包含两个半部分，它们具有拼合面，该拼合面本质上位于与侧板平行的平面内。这两个半部分相互抵靠以形成腔室。压缩机可具有两个支脚，它们当压缩机被安置在腔室内时，位于腔室各自的半部分上。压缩机各自的支脚使用了两个弹性构件，每个弹性构件具有顶面和底面。它还具有：第一侧面，位于接近于并本质上平行于在腔室半部分内布置的侧板；第二侧面，其与第一侧面相比，位于距侧板较远的地方；以及两块端面，它们本质上相对于侧板垂直延伸。压缩机的每个支脚通过第二侧面伸进相应的弹性构件。腔室具有接触部分，它们与两个弹性构件的顶面、底面、第一侧面和两个端面相接触，由此而防止各自的弹性构件进行移动。

压缩机两个支脚的末端通过弹性构件的第二侧面被放进各自的弹性构件中。然后，其带有一个支脚的弹性构件之一被放置进由所对应的腔室半部分的接触部分所限定的间隔内，而另一弹性构件则被放置进另一腔室半部分的类似间隔内。两个腔室半部连接在一起，以便使压缩机能方便地安装进腔室内，而不需要使用螺栓或同类物。

对附图的简要说明

图1是依据本发明的一个实施例的空气等离子体弧切割器的侧视分解视图，两腔室半部分的其中一个被省去了；以及

图2是沿着图1中所示的II-II线的横截面视图，在图中显示了图1中省去的腔室半部分。

对推荐实施例的详细说明

图1和图2显示了依据本发明实施例的等离子体弧切割器。该等离子体弧切割器包含一个腔室2，它具有延伸的平行管道形状，并由两个具有相等形状的腔室半部分2a和2b组成。腔室半部分2a和2b可以由，比如塑性材料形成。

腔室半部分2a和2b具有各自的上部延伸板半部分4a和4b，同时也有下部延伸板半部分6a和6b，其与相应的上部板半部分4a和4b平行，并与4a和4b有垂直间隔。腔室半部分2a还包含一侧板8，其与上部板半部分4a的一侧边和下部板半部分6a的一侧边相连接。类似地，侧板10与上部板半部分4b和下部板半部分6b的侧边相连接。

具有拼合面的把手半部分12a和12b成形于各自的上部板半部分4a和4b上。把手半部分12a和12b成形的位置是这样的：即当腔室半部分2a和2b连接在一起时，把手半部分12a和12b的拼合面相互抵靠，以形成一个把手，通过其可以搬起等离子体弧切割器。把手半部分12a和12b可以分别与腔室半部分2a和2b进行整体成形。

槽沟13a和13b分别在上部板半部分4a和4b的后部成形，以向内或向下开口。类似地，槽沟15a和15b分别在下部板半部分6a和6b的后部成形，以向内和向下开口。图1中仅仅显示了槽沟13b和15b。槽沟21a和21b也在侧板8和10的后部成形。图中仅仅显示了槽沟21b。槽沟21a和21b所处的位置是这样的，即它们与槽沟13a、13b、15a和15b一起形成沿着切割器腔室后部的内表面延伸的槽沟。后部板14的周边部分被插进到槽沟21a、21b、13a、13b、15a和15b中，由此而封住腔室的后端部分。

类似地，槽沟17a、17b、19a和19b分别在上、下部板半部分4a、4b、6a和6b的前部成形。同样，槽沟23a和23b与槽沟21a和21b相似，在侧板8和10的前部成形。槽沟17a、17b、19a、19b、23a和23b形成一个连续的槽沟，其沿着腔室前部分的内表面延伸。前板16的周边边缘放置在槽沟17a、17b、19a、19b、23a和23b中，以封住腔室的前部。

虽然在图中没有显示出来，但是用于控制工作电流和等离子体弧切割器的其它因素的控制按钮，输入和输出接线端，压缩气体的出口部分和其它必要的控制装置和开头被布置在前板和后板14和16上。

接触部分18a和20a成形于腔室半部分2a的下部板半部分6a中。同样，接触部分18b和20b在与接触部分18a和20a所处的相应位置处，成形于另一块下部板半部分6b中。接触部分20a并没有出现在图示中。

接触部分18a和20a沿着下部板半部分6a的长度相互间隔，并延伸横跨下部板半部分6a的整个宽度。类似地，接触部分18b和20b沿着下部板半部分6b的长度相互间隔。接触部分18a、18b、20a和20b所处的位置是这样的，即当腔室半部分2a和2b连接在一起时，接触部分18a和18b的内侧表面与接触部分20a和20b的内侧表面相互抵靠。接触部分18a、18b、20a和20b可能与下部板半部分6a和6b整体形成肋条。

接触部分18a、18b、20a和20b分别具有穿孔22a、22b、24a、和24b。图1中仅仅显示了穿孔22b和24b。螺栓被插进并延伸穿过穿孔22a和22b，另一只螺栓被插进并延伸穿过穿孔24a和24b。在每只螺栓上拧上螺帽，以便使腔室半部分2a和2b紧固在一起。螺栓和螺帽并没有在图中显示。

类似地，把手半部分12a和12b分别具有穿孔26a和26b，以及穿孔28a和28b。只有穿孔26b和28b在图中得到显示。螺栓被插进并延伸穿过穿孔26a和26b，另一只螺栓被插进穿过穿孔28a和28b。每只螺栓上拧有螺帽，以紧固住把手半部分12a和12b，因此，腔室半部分2a和2b连在了一起。螺栓和螺帽并没有在图中得到显示。

电源部30被安装在腔室2中。该电源部30在电源输入接线端接收商用交流电压，将所接收的交流电压在一个输入端整流器和平滑装置中进行整流和平滑，变成直流电压。电源部30包含有一个转换器，其将直流电压转换成具有频率为，比如，20KHz至100KHz的高频电压。该高频电压通过变频器进行转换。电压转换的高频电压通过输出端整流器和平滑装置进行整流和平滑，以产生直流电压。在电源输出接线端产生的相应直流电压被用来产生电弧负载。具体地说，直流电压作用于，比如，等离子体弧切割器的切割器与所要切割的工作件之间，以便能在它们之间产生电弧。电源部30包含许多印刷电路板(未在图中显示)，在其上包含有各种元件，它们被布置在腔室2中。

同样，压缩机32被设置在腔室2中。该压缩机32可以是，比如，一个空气压缩机。压缩机32抽吸。并且压缩气体，比如空气，通过进口端(未在图中显示)流进腔室2中，并且将压缩气体通过压缩空气出口端(未在图中显示)供应至切割器。所供应给切割器的空气通过切割器和工作件之间的电弧，被离子化成等离子体。

压缩机32具有支脚34和36。正如图2所示，支脚34和36分别包含有倾斜部分34a和36a，它们从压缩机32的底部朝腔室半部分2a和2b斜向延伸。水平部分34b和36b从倾斜部分34a和36a的尖端分别朝侧板8和10水平延伸。正如在图1中虚线所标识的那样，支脚34和36在沿着压缩机32的底部长度方向具有给定的长度。

支脚34和36被缠绕或嵌入在弹性构件38和40中，比如海绵式构件或者橡胶式构件。弹性构件38和40是大致呈长方体形状的弹性材料块。弹性构件38和40沿着侧板8和10的长度具有一定的长度。

弹性构件38和40具有底面38a和40a，它们分别与下部板半部分6a和6b进行面接触，并且还具有侧面38b和40b，它们分别与侧板8和10进行面接触。更进一步地，弹性构件38和40具有顶面38c和40c，它们平行于底面38a和40a，并进行延伸。顶面38c和40c分别与接触部分42和44的水平延伸底面42a和44a进行面接触，而接触部分42和44分别向腔室侧板8和10的内侧凸出。弹性构件38的端面38d和38e的下部，其面向腔室2的前板和后板16和14，与腔室半部分2a的接触部分18a和20a接触，同时，弹性构件40的端面40d和40e的下部，其面向腔室2的前板和后板16和14，与腔室半部分2b的接触部分18b和20b接触。

正如以上描述的，弹性构件38和40的表面38a-38e和40a-40e与下部板半部分6a和6b、侧板8和10、接触部分42和44的底面42d和42b、以及接触面18a、18b、20a和20b进行接触。因此，在垂直方向、纵向(即朝向和远离前板或后板的方向)或者横向(即朝向和远离侧板的方向)上防止了弹性构件38和40的移动。

同样，弹性构件38和40具有侧面38f和40f，它们在侧面38b和40b的对面。侧面38f和40f分别包括38f1和40f1，它们与压缩机32的底部接触，侧面38f和40f还包括38f2部分和40f2部分，它们与压缩机32各自的支脚34和36的倾斜部分34a和36a接触。在相对于支脚34和36的水平延伸部分34b和36b的位置上，表面部分38f2和40f2设有槽。这些槽朝侧板8和10延伸，并且相对于支脚部分34b和36b具有一定的尺寸。水平延伸的支脚部分34b和36b被插进这些槽中。

通过这种方式，水平支脚部分34b和36b被插进至弹性构件38和40中，使得压缩机32被稳固在腔室2中。应该值得注意的是，并没有用螺栓来稳固压缩机32。

当水平延伸的支脚部分34b和36b被插进弹性构件38和40之后，它们与底面38a和40a、侧面38b和40b、顶面38c和40c、以及弹性构件38和40的端面38d、40d、38e和40e都留有间隔。

因此，即使当压缩机32在工作时沿着垂直方向、纵向或者横向发生振动，这种振动也被弹性构件38和40所吸收，因此，在本质上没有振动可传递至腔室2中。特别是，垂直方向的振动得到足够的吸收，因为弹性构件38和40的顶面和底面38c、40c、38a和40a与下部板半部分6a和6b、以及接触部分42和44的底面42a和44a相接触。如果没有接触部分42和44，弹性构件38和40就会垂直振动，并且不能够吸收压缩机32的振动。

同样，由于弹性构件38和40的端面38d、40d、38e和40e被接触部分18a、18b、20a和20b所约束，压缩机32沿着纵向的振动被弹性构件38和40所吸收。更进一步地，弹性构件38和40的侧面38b和40b分别与侧板8和10相接触，因此，压缩机32沿着横向的振动也被弹性构件38和40所吸收。

因此，在本质上，也就没有压缩机32的振动被传递到腔室2中，因而，也就不会被传递到腔室2内的印刷电路板上和从印刷电路板引出的导线上。

以下描述的是如何安装上面描述的等离子体弧切割器。首先，将腔室半部分2a放置在工作台上，该工作台的内部可被观察到。在弹性构件38和40的相应槽中插入压缩机32支脚34和36的水平延伸部分34b和36b。然后，将压缩机32与弹性构件38和40相对于腔室半部分2a进行布置。具体地讲，即将弹性构件38的端面38d和38e与腔室半部分2a的接触部分18a和20a进行接触，将底面38a与下部板半部分6a进行接触，将侧面38b与侧板8的内面进行接触，再将顶面38c与接触部分42的底面42a进行接触。

再者，将装有必需元件的前板16的边缘放置在槽沟17a、19a和23a内，这些槽沟未在图中显示。类似地，将装有必需元件的后板14的边缘放置在槽沟13a、15a和21a中，这些槽沟未在图中显示。随后，将操作压缩机32的装置、电源部30的元件和印刷电路板放置在腔室半部分2a内，并提供必要的导线。

再者，将腔室半部分2a与腔室半部分2b拼合起来，以这种方式使得，上部板和下部板半部分4a、4b、6a和6b的内边缘表面、把手半部分12a和12b的内边缘表面、以及接触部分18a和18b的内边缘表面，能抵靠至相应的边缘表面。当两部分2a和2b相拼合时，另一弹性构件40被自动放置在由下部板半部分6b、接触部分42的底面42a、侧板10和接触部分18b和20b所限定的间隔内。

然后，插进螺栓，使其延伸穿过穿孔22a和22b、穿孔24a和24b、穿孔26a和26b和穿孔28a和28b。在各自的螺栓上拧上螺母，以将腔室半部分2a和2b紧固在一起。

正如由以上描述所理解的那样，在腔室2内并没有用螺栓来稳固压缩机32。这是很理想的，因为如果用螺栓将压缩机32的支脚34和36稳固在两腔室半部分上的话，就需要做那些不必要的很烦琐的工作。因为，压缩机32的一个支脚要通过螺栓来稳固在其中一个腔室半部分上，随后再将两个腔室半部分紧固在一起，然后再将另一支脚稳固在另一腔室半部分上。

相比之下，依据本发明，由于它不需要用螺栓来稳固压缩机32，空气等离子体弧切割器就可以很容易被安装起来。

在上面描述的实施例中，弹性构件38的端面38d和38e，以及弹性构件40的端面40d和40e，分别与下部板半部分6a的接触部分18a和18b，以及下部板半部分6b的接触部分20a和20b相接触。然而，代替接触部分18a、18b、20a和20b，可以形成两个凸出部分，它们从每个侧板8和10向内延伸，并且与弹性构件38和40的端面38d、38e、40d和40e相接触。类似地，代替在侧板8和10上所形成的接触部分42和44，而该侧板8和10是与弹性构件38和40的顶面38c和40c相接触的，可以形成板式构件，使其从下部板半部分6a和6b垂直向上延伸至近似与弹性构件38和40的顶面38c和40c所处的在同一平面上。另一板式构件可被形成为由垂直延伸的板式构件的尖端开始，沿着水平方向延伸，以便使弹性构件38和40的顶面38c和40c能与这些水平板式构件的底面相接触。

上部和下部板半部分4a和6a、侧板8、把手半部分12a和接触部分18a、20a和42可以是整体成形。类似地，上部和下部板半部分、侧板10把手半部分12b和接触部分18b、20b和44可以是整体成形。同样，可用于代替接触部分的板式构件也可以与其它部分整体成形。

在上面描述的实施例中，压缩机32具有两个支脚。然而，相类似地，也可采用具有一个或者两个以上支脚的压缩机。同样，可采用其它不同结构的腔室，以代替由两个同样尺寸的半部分组成的腔室，只要它们允许在其内设置压缩机。

本发明尽管被描述为适用于空气等离子体弧切割器，但它也可以作为其它等离子体弧应用装置的实施例，比如，空气等离子体弧焊接器。

Claims (6)

1.一种等离子体弧应用装置，包括：

一个腔室；

一个布置在腔室内的电源部，其将交流电压转换成直流电压，以作用于负载上来产生电弧；

压缩机，其设置在所述腔室中，用于给所述负载提供由所述电弧离子化的压缩气体，所述压缩机具有支脚，通过其所述压缩机被稳固在所述腔室上；和

一弹性材料块，缠绕住所述压缩机的所述支脚，并且稳固在所述腔室内。

2.如权利要求1所述的等离子体弧应用装置，其中，所述腔室包含垂直间隔的上部和下部板、和两块侧板，它们将所述上部和下部板的相应边缘连接起来；并且所述的弹性材料块具有接触面，其与所述腔室的所述侧板和下部板进行接触。

3.如权利要求1所述的等离子体弧应用装置，其中，所述的弹性材料块具有顶面和底面；并且所述腔室在其内具有接触部分，它们与所述弹性材料块的所述顶面和底面相接触，以防止所述弹性材料块在垂直方向上的位移。

4.如权利要求1所述的等离子体弧应用装置，其中，所述腔室包含垂直间隔的上部和下部板、以及连接所述上部和下部板的相应边缘的两块侧板；所述弹性材料块具有顶面和底面和两个端面，它们总体上相对于所述腔室的所述侧板垂直延伸；并且所述腔室在其内具有接触部分，它们与所述弹性材料块的所述底面和端面接触，由此而防止所述弹性材料块的移动。

5.如权利要求1所述的等离子体弧应用装置，其中，所述腔室包括垂直间隔的上部和下部板和连接所述上部和下部板的相应边缘的两块侧板；所述弹性材料块具有：顶面和底面；侧面，其总体上相对于所述腔室的所述侧板平行延伸；和两个端面，其总体上相对于所述腔室的所述侧板垂直延伸；并且所述腔室在其内具有接触部分，它与所述弹性材料块的所述顶面、底面、侧面和端面相接触，由此而防止所述弹性材料块的移动。

6.如权利要求1所述的等离子体弧应用装置，其中：

所述腔室包含垂直间隔的上部和下部板，和连接所述上部板和下部板的相应边缘的侧板，所述腔室由两个腔室半部分组成，腔室半部分具有拼合面，其位于与所述侧板相平行的平面内；

所述压缩机具有两个支脚，每个支脚位于所述的两腔室半部分之一上；

所述弹性材料块被设置与所述压缩机的所述两个支脚之一相关联，每个所述弹性材料块具有：顶面；底面；第一侧面，该侧面位于所述腔室的相关的一个所述侧板附近；第二侧面，它位于较所述第一侧面距离所述相关侧面更远的位置；以及两个端面，它们总体上相对于所述腔室的所述侧边垂直延伸；

每个所述压缩机的所述两个支脚嵌入于所述弹性材料块，它们是通过与其相应的弹性材料块的所述第二侧面而嵌入的；和

所述腔室还进一步地包含接触部分，它们与除了所述的第二侧面之外的所述两个弹性材料块的表面接触，由此而防止所述弹性材料块的移动。

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