一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置的制作方法

本发明涉及火焰切割，具体为一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置。

背景技术：

1、火焰切割装置是一种用于通过火焰将金属材料切割成所需形状的设备，它通常包括火焰切割枪、气体供应系统、控制系统和支架等组件，在火焰切割过程中，一种或多种气体（例如氧气和乙炔、丙烷等燃料气体）被混合并点燃，产生的高温火焰用来加热金属材料至熔化点，同时气流将熔化的金属吹除，从而实现切割，火焰切割通常用于切割较厚的金属板材或者棒材，在要求较高的应用中，可能需要对气体进行净化处理，以确保切割过程中产生的废气不会对环境造成污染或危害，气体净化通常包括过滤、吸附或其他处理方法，以去除有害物质或杂质，保证切割过程的安全性和环保性。

2、现有的切割装置中工装夹具普遍没有夹持棒材的功能，根据加工的不同则需要更换工装夹具，针对无害废气的处理则是直接排放在工作环境中，在炎热的夏季使得工作间的温度非常高，操作人员存在中暑的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置，包括切割室、水池、切割机械臂、乙炔管和输氧管，所述切割机械臂倒置安装在切割室内，所述乙炔管、输氧管和切割机械臂均与控制系统连接，所述水池的一半置于切割室内，水池的另一半置于切割室外，水池位于切割室外的一侧开设有溢水槽，水池位于切割室内的一侧开设有水管孔，水池中设置有出料装置，所述切割室的内部还设置有工装夹具，所述工装夹具安装在水池的两侧，所述切割室的外部设置有换热装置，所述换热装置分别通过管道与切割室和水池相连通，不论对不同轮廓形状的棒材进行切断，还是在板型材料上切割任意的形状，操作人员事先在控制系统中录入程序，以控制切割机械臂做确定的动作，切割室上安装有可以启闭的门，操作人员同时将材料放入切割室内，并利用工装夹具对材料进行夹持。

3、进一步的，所述工装夹具包括地轨、一对移动模组，一对所述移动模组安装在地轨上，每个所述移动模组上设置有一个夹具安装体，每个所述夹具安装体呈环状，每个夹具安装体上转动安装有四个液压缸，四个所述液压缸环形均布设置，四个液压缸均与液压系统相连接，所述夹具安装体的内部中空设置，所述中空部分设置有转位环，所述转位环同时带动四个液压缸运动。

4、进一步的，所述转位环由两段开设外齿廓的弧形条和两段开设内齿廓的弧形条组成，开设外齿廓弧形条的半径小于开设内齿廓弧形条的半径，两种所述弧形条相互间隔呈环状连接而成，一个开设内齿廓的弧形条外圈轮廓上还开设有蜗轮槽，控制系统通过驱动移动模组在地轨上移动，以调整工装夹具之间的距离，便于对型材进行夹持，控制系统同时控制微型电机转动，微型电机带动主动齿轮旋转，主动齿轮带动从动齿轮旋转，从动齿轮带动蜗杆转动，蜗杆进一步通过蜗轮槽驱动转位环转动。

5、进一步的，所述夹具安装体的内部还安装有蜗杆、从动齿轮、主动齿轮和微型电机，所述蜗杆转动安装在夹具安装体内，蜗杆与蜗轮槽相啮合，所述从动齿轮与蜗杆同轴连接，所述主动齿轮设置在微型电机上，主动齿轮与从动齿轮相啮合，通过电机的正反转控制转位环的正转和反转，转位环转动的同时驱动转位齿轮的转动，与内齿廓的弧形条相啮合的转位齿轮和与外齿廓的弧形条相啮合转位齿轮转向永远是相反的，通过转位环的设置，可以驱动一边四个液压缸上的分形卡钳同时向中心偏转或者同时向外侧偏转。

6、进一步的，每个所述液压缸的活塞杆上设置有一个分形卡钳，每个液压缸远离分形卡钳的一端固定设置有转位齿轮，所述转位齿轮贯穿夹具安装体，两个直径方向相对设置的转位齿轮与开设内齿廓的弧形条相啮合，另两个相对设置的转位齿轮与开设外齿廓的弧形条相啮合，当需要装夹板型材料时，转位环带动四个液压缸转动到竖直的状态，分形卡钳朝向板型材料，液压系统控制液压缸的活塞杆伸出，分形卡钳夹住板型材料，完成对板型材料的装夹，当需要装夹棒材时，转位环带动四个液压缸同时向中心偏转，活塞杆伸出后分形卡钳以相互90°的方向夹住棒材，分形卡钳通过自身的调整以适应棒材的轮廓形状，从而将棒材夹牢固，通过转位环的转动控制液压缸的姿态，通过分形卡钳适应棒材的轮廓形状，实现了对棒材和板材的装夹，提升了该装置的普适性能。

7、进一步的，所述出料装置包括设置在水池内部的三对导向链轮、设置在水池上部的一对驱动链轮，位于水池同一侧的三个导向链轮以及驱动链轮上连接有同一根链条，每个所述驱动链轮的一侧还连接有一个驱动电机，所述驱动电机安装在水池的外侧，两条所述链条之间连接有若干个细长杆，切割机械臂带动火焰喷枪进行切割时，熔化的金属熔渣滴落到水池进行降温，两个驱动电机同时带动驱动链轮进行转动，驱动链轮带动链条运动，若干个细长杆随着链条同步运动，火焰切割时滴落的熔渣顺着细长杆之间的空隙掉落到水池的底部，被从板材上切落的物料则随着细长杆被带出水池。

8、进一步的，所述换热装置包括气泵、凝水箱和换热塔，所述气泵和凝水箱均通过支架进行安装，气泵与凝水箱之间连接有变径管，所述换热塔设置在凝水箱的上方，换热塔与凝水箱的内部相连通，所述凝水箱与水管孔之间连接有输水管，所述换热塔的上方与切割室的内部通过抽气管连接，水池中的水用于对切割熔渣进行冷却，火焰切割时乙炔和氧气燃烧后产生二氧化碳和水蒸气，导致切割室内部的环境温度较高，气泵进行抽气，切割室内的气体通过抽气管进入到换热塔中，氧气管束中流动的氧气与抽入到换热塔中的热气进行充分换热，使得氧气的温度升高，二氧化碳和水蒸气温度降低，水蒸气在氧气管束上冷凝成水滴并滴落到凝水箱中，凝水箱中的冷却水顺着输水管进入水池中，水池中的水位升高后多出的水会从溢水槽中溢出，实现对水池中的水进行降温和替换，二氧化碳则被气泵抽出进行净化后排放。

9、进一步的，所述变径管与凝水箱连接的一端呈矩形，变径管与气泵抽气口连接的一端呈圆形，变径管呈矩形一端的内部安装有挡水板，所述输氧管的中部设置有氧气管束，所述氧气管束贯通凝水箱和换热塔，氧气温度升高后实现了初步的预热，增加火焰切割时的喷焰压力，实现了切割气体的净化，同时冷却反应生成的水替换水池中的水进行降温，还达到了对氧气进行预热的效果。

10、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过电机的正反转控制转位环的正转和反转，转位环转动的同时驱动转位齿轮的转动，与内齿廓的弧形条相啮合的转位齿轮和与外齿廓的弧形条相啮合转位齿轮转向永远是相反的，可以驱动一边四个液压缸上的分形卡钳同时向中心偏转或者同时向外侧偏转，转位环的转动控制液压缸的姿态，通过分形卡钳适应棒材的轮廓形状，实现了对棒材和板材的装夹，提升了该装置的普适性能；氧气温度升高后实现了初步的预热，增加火焰切割时的喷焰压力，实现了切割气体的净化，同时冷却反应生成的水替换水池中的水进行降温，还达到了对氧气进行预热的效果。

技术特征：

1.一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置，包括切割室（1）、水池（2）、切割机械臂、乙炔管和输氧管，其特征在于：所述切割机械臂倒置安装在切割室（1）内，所述乙炔管、输氧管和切割机械臂均与控制系统连接，所述水池（2）的一半置于切割室（1）内，水池（2）的另一半置于切割室（1）外，水池（2）位于切割室（1）外的一侧开设有溢水槽（18），水池（2）位于切割室（1）内的一侧开设有水管孔，水池（2）中设置有出料装置，所述切割室（1）的内部还设置有工装夹具，所述工装夹具安装在水池（2）的两侧，所述切割室（1）的外部设置有换热装置，所述换热装置分别通过管道与切割室（1）和水池（2）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置，其特征在于：所述工装夹具包括地轨（3）、一对移动模组（4），一对所述移动模组（4）安装在地轨（3）上，每个所述移动模组（4）上设置有一个夹具安装体（5），每个所述夹具安装体（5）呈环状，每个夹具安装体（5）上转动安装有四个液压缸（6），四个所述液压缸（6）环形均布设置，四个液压缸（6）均与液压系统相连接，所述夹具安装体（5）的内部中空设置，所述中空部分设置有转位环（9），所述转位环（9）同时带动四个液压缸（6）运动。

3.根据权利要求2所述的一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置，其特征在于：所述转位环（9）由两段开设外齿廓的弧形条和两段开设内齿廓的弧形条组成，开设外齿廓弧形条的半径小于开设内齿廓弧形条的半径，两种所述弧形条相互间隔呈环状连接而成，一个开设内齿廓的弧形条外圈轮廓上还开设有蜗轮槽。

4.根据权利要求3所述的一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置，其特征在于：所述夹具安装体（5）的内部还安装有蜗杆（10）、从动齿轮（11）、主动齿轮（12）和微型电机（13），所述蜗杆（10）转动安装在夹具安装体（5）内，蜗杆（10）与蜗轮槽相啮合，所述从动齿轮（11）与蜗杆（10）同轴连接，所述主动齿轮（12）设置在微型电机（13）上，主动齿轮（12）与从动齿轮（11）相啮合。

5.根据权利要求3所述的一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置，其特征在于：每个所述液压缸（6）的活塞杆上设置有一个分形卡钳（8），每个液压缸（6）远离分形卡钳（8）的一端固定设置有转位齿轮（7），所述转位齿轮（7）贯穿夹具安装体（5），两个直径方向相对设置的转位齿轮（7）与开设内齿廓的弧形条相啮合，另两个相对设置的转位齿轮（7）与开设外齿廓的弧形条相啮合。

6.根据权利要求1所述的一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置，其特征在于：所述出料装置包括设置在水池（2）内部的三对导向链轮（15）、设置在水池（2）上部的一对驱动链轮（14），位于水池（2）同一侧的三个导向链轮（15）以及驱动链轮（14）上连接有同一根链条（16），每个所述驱动链轮（14）的一侧还连接有一个驱动电机（19），所述驱动电机（19）安装在水池（2）的外侧，两条所述链条（16）之间连接有若干个细长杆（17）。

7.根据权利要求1所述的一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置，其特征在于：所述换热装置包括气泵（20）、凝水箱（21）和换热塔（24），所述气泵（20）和凝水箱（21）均通过支架进行安装，气泵（20）与凝水箱（21）之间连接有变径管（22），所述换热塔（24）设置在凝水箱（21）的上方，换热塔（24）与凝水箱（21）的内部相连通，所述凝水箱（21）与水管孔之间连接有输水管（26），所述换热塔（24）的上方与切割室（1）的内部通过抽气管（25）连接。

8.根据权利要求7所述的一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置，其特征在于：所述变径管（22）与凝水箱（21）连接的一端呈矩形，变径管（22）与气泵（20）抽气口连接的一端呈圆形，变径管（22）呈矩形一端的内部安装有挡水板，所述输氧管的中部设置有氧气管束（23），所述氧气管束（23）贯通凝水箱（21）和换热塔（24）。

技术总结
本发明涉及火焰切割技术领域，具体为一种具有气体净化功能的环保型火焰切割装置包括切割室、水池、切割机械臂、乙炔管和输氧管，所述切割机械臂倒置安装在切割室内，所述乙炔管、输氧管和切割机械臂均与控制系统连接，水池位于切割室外的一侧开设有溢水槽，水池位于切割室内的一侧开设有水管孔，水池中设置有出料装置，所述切割室的内部还设置有工装夹具，所述工装夹具安装在水池的两侧，所述切割室的外部设置有换热装置，所述换热装置分别通过管道与切割室和水池相连通，本发明实现了切割气体的净化，同时冷却反应生成的水替换水池中的水进行降温，还达到了对氧气进行预热的效果。

技术研发人员：杨健鹏,章永新,杨定官
受保护的技术使用者：振东冶金科技江苏有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23