[发明专利]水蒸汽切割方法以及用于该方法的喷枪

说明书

本发明涉及一种将液体转变为气态的方法，该方法用于使用水蒸汽切割设备的切割过程，还涉及用于所述切割过程的喷枪，如权利要求1和16的前序部分所限定的。

用于使用水蒸汽切割设备的焊接过程的将液体转变为气态的方法是现有技术已知的，其中通过加热喷嘴而蒸发液体，所述喷嘴将电弧产生的热量返回到喷枪中的蒸发器，由此液体蒸发为气体。

在此不利的是，液体在没有额外加热单元的情况下蒸发，由此不执行主动的温度调整。此外，所蒸发液体的压力取决于返回的能量，由此该压力也不受调节的控制。

此外，水蒸汽切割设备根据EP1050200B1是已知的，其中加热元件安排在喷枪中。而且，喷枪包括蒸发器、能量和液体的供应线，其中液体的蒸发需要合适的温度。然而在此，对于喷枪中的温度调节没有给出进一步的细节。

本发明的目的在于提供一种方法和装置，通过其可以实现对所蒸发液体的主动的压力和温度调节。

本发明的目的通过上面提到的方法实现，其中在操作过程中对温度进行调节，从而传感器感测蒸发器的温度并且将其发送给调节单元，调节单元为加热元件相应地提供所需能量，并且调节单元对提供给喷枪的液体的所需压力进行调节，从而为切割过程提供所蒸发液体的近似恒定的温度。

此外，本发明的目的还通过上面提到的喷枪实现，该喷枪包括传感器，所述传感器感测加热元件产生的热量并且所述传感器与用于加热元件的调节单元相连。

在此有利的是，通过温度和压力调节的结合实现对温度变化的迅速响应。从而，可能迅速对切割过程中的不同状态做出反应，而与应用无关。同样地，从而可以实现对磨损组件的磨损的调节和/或补偿，由此那些磨损组件可以使用得更久。同样地，可以相应地指示出磨损。

同样有利的是，传感器集成在喷枪内，由此调节可以迅速进行。

通过持久性为加热元件提供能量的措施，有利地实现了加热元件在喷枪中产生恒定温度，并且在能量供应发生变化时没有响应时间。

通过可变调节的加热元件，有利地实现了可以使用低功率的加热元件。从而，更多的功率可以提供给切割过程。同样地，喷枪的尺寸通过低功率加热元件而显著减小。

同样有利的是，由于稳定的蒸发区，可以避免在从液体变化为气态的过程中出现的温度变化。从而，为切割过程提供了具有恒定特性的气体。

通过经由压力对温度进行调节以及从而温度变化被迅速平衡的措施，有利地实现了为切割过程提供近似恒定的温度。从而，切割特性显著改进。

升温时间具有有利的效果，即，具有恒定温度的切割过程可以更快速地开始。

同样有利的是，升温时间取决于喷枪的温度，由此对水蒸汽切割设备的能量供应的迅速变化导致短的升温时间，并且切割过程可以迅速开始。

通过检测突发温度变化的措施，有利地实现了切割过程不被突然中断。从而，对于切割过程，可以获得较好的结果。

有利的是，作为升温时间的函数而设定基本负荷，由此更加迅速地为切割过程提供恒定温度。

磨损检测具有有利的效果，即，磨损部件可以使用得更久。

通过所附的示意性附图，将更加详细地对本发明进行说明。

其中：

图1显示了水蒸汽切割设备的示例性视图；

图2显示了水蒸汽等离子喷枪的横截面的示例性视图；

图3显示了切割操作过程中温度、加热负荷和压力的性质的示意图；以及

图4显示了在温度突发变化的情况下温度和加热负荷的性质的示意图。

首先说明，示例性实施方式的相同部件由相同的附图标记来表示。

在图1中，显示了一种具有基本设备1a的水蒸汽切割设备1，用于水蒸汽切割过程。基本设备1a包括电流源2、控制单元3和闭锁元件4，该闭锁元件分配给控制单元3。闭锁元件4通过供应线7与储存器5和水蒸汽等离子喷枪6相连，从而可以为水蒸汽等离子喷枪6提供储存器5中的液体8。通过电流源2的线9、10向水蒸汽等离子喷枪6供给电能。

为了冷却目的，水蒸汽等离子喷枪6通过冷却电路11与液体储存器13相连，还可能插置有流量监测器12。当喷枪6和/或水蒸汽切割设备1工作时，冷却电路11可以由控制单元3启动，从而通过冷却电路11实现喷枪6的冷却。为了产生冷却电路11，喷枪6通过冷却线14、15与液体储存器13相连。

此外，水蒸汽切割设备1可以包括输入和/或显示设备16，通过其可以设置和显示水蒸汽切割设备1的大部分不同参数和/或操作模式。通过输入和/或显示设备16设置的参数被转送到控制单元3，控制单元3相应地激活水蒸汽切割设备1的各个组件。