[發明專利]用于氣體或煙、尤其是焊接煙的具有氧化裝置的抽吸裝置,焊接設備及相關方法

無效

• 申請號: 201080011150.2
• 申請日: 2010-03-02
• 公開（公告）號: CN102348526A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 托馬斯·舒伯特;米夏埃爾·蓋斯勒;伯恩特·布羅克;馬庫斯·明特
• 申請（專利權）人: 先進核能燃料有限公司
• 主分類號: B23K9/32
• 分類號: B23K9/32;B23K37/00;B08B15/04;F23J15/06;F24F7/06
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 許偉群;張文

本發明涉及一種抽吸裝置，其具有用于抽吸包含金屬顆粒的煙或塵的抽吸管。此外，本發明還涉及一種具有這種抽吸裝置的焊接設備以及用于處理焊接煙或焊接塵的相應方法。

在焊接某些金屬材料時，釋放出可燃金屬顆粒構成的細塵或煙。尤其是在處理鋯時所釋放的焊接煙極其可燃并且易爆。降低燃燒或爆炸危險的一種可能是：在封閉的焊接室內執行焊接過程。盡管如此，在焊接煙的干燥狀態中以及在不正確的操作情況下還存在爆炸危險。根據目前的現有技術，在焊接時在焊接室內形成的包含可燃顆粒的煙或塵因此借助抽吸裝置引導到蓄水設備中并且在那里部分被結合。然而，蓄水設備通常不能完全結合煙或塵，使得需要使用連接在蓄水設備之后的余塵過濾器，易燃材料進一步地積聚在該余塵過濾器中。通過將所吸取的空氣氧引入到吸取段中或余塵過濾器中，始終存在潛在危險，其只能通過比較費事地處理在濕潤或潮濕狀態中的焊接煙而略微可靠地進行控制。

因此，本發明基于的任務是提出一種方法和一種相關的裝置，其在保持較小的裝置和運行開銷的情況下實現可靠地處理可燃的焊接煙。

根據本發明，與裝置有關的任務通過如下方式來解決：設置有至少一個作用于在抽吸管中引導的煙或塵的氧化裝置，該氧化裝置選自：微波輻射生成器、激光器尤其是二極管激光器或YAG激光器、加熱燈或鹵素燈、加熱螺旋體、電感線圈、氣火焰。

本發明基于如下設計：可燃的焊接煙對環境的危害可以通過使可燃顆粒盡可能早地并且盡可能完全地、受控地氧化來避免，由此使可燃顆粒不可燃。在此，應優選避免顆粒與明焰接觸以及與熱表面接觸，以避免點燃，并且不通過氧化裝置本身產生危險源。

更確切地說，為了引入能量現在有利地設置了無接觸的作用原理：通過優選在前面盡可能遠地定位在吸取段的起始區域中的氧化設備，將流經的金屬顆粒盡可能早地加熱到其氧化溫度。由于顆粒的加熱，在表面上出現與周圍的空氣氧(或與其他氧化劑)增多的但受控的氧化。如在根據模型粗略計算的范圍中已證實的那樣，焊接煙點燃的危險在該方案中在合適地控制或調節工作參數的情況下明顯較低。

能量引入焊接顆粒在此可以在其流動路徑的比較短的路徑內在抽吸管中無接觸并且以比較高的效率來進行。根據所監控的并且可調節的參數例如抽吸管中的質量流密度或體積流密度、流動速度和/或在焊接煙中的空氣或氧氣比例，能夠實現精確、可靠且特別符合需求地對能量引入定計量并且由此也對氧化率定計量。

術語“抽吸管”在此不能限制性地在剛性管的意義下予以解釋。更確切地說，例如也可以使用柔性的軟管等等。

氧化裝置可以以不同的方式實施。尤其是可以使用磁控管(用于產生微波輻射)或激光器譬如二極管激光器或者YAG激光器。可替選地或附加地，可以使用燈譬如鹵素燈或者紅外燈，以及加熱螺旋體、電感線圈或氣火焰。不同的實施或多種類似構建的部件也可以并聯地和/或相繼連接地工作。氧化裝置有利地在結構上設置在抽吸管的區域中。氧化裝置根據構型例如可以集成到抽吸管中，可以設置在抽吸管旁并且必要時通過通道與該抽吸管的內部區域連接，或可以圍繞抽吸管地設置。

有利地，氧化裝置包括電磁輻射的生成器。優選的輻射形式在此是微波輻射。由于波長范圍在大約1m和1mm之間，該輻射適于介電加熱或者適于激發分子或者帶電粒子的雙極或多極振蕩。微波輻射的發生器在此優選被使用為使得盡可能大的空間范圍盡可能均勻地被微波輻射穿過。為此，抽吸管可以構建為微波頻率范圍中的諧振波導。

對此可替選地或與其組合地，激光輻射可以用于加熱顆粒，該激光輻射由至少一個激光器尤其是二極管激光器或YAG激光器產生。使用釹摻雜的YAG晶體作為活性介質的Nd:YAG激光器產生波長為1064nm的紅外范圍中的輻射。二極管激光器由于其緊湊結構而特別適于作為氧化裝置。

在有利的擴展方案中，顆粒的加熱也可以通過具有合適設計的輻射功率的鹵素燈等等來實現。

氧化裝置的另一有利的實施形式包括電加熱螺旋體(電阻加熱)。流經加熱螺旋體的電流導致加熱螺旋體的加熱，并且因此引起在抽吸管中的顆粒流或氣體流的加熱。加熱螺旋體可以圍繞抽吸管盤繞。該加熱螺旋體也可以插入到抽吸管中。如果加熱螺旋體圍繞抽吸管，則該加熱螺旋體優選由如下材料構成：該材料將由加熱螺旋體發出的熱盡可能無損耗地引導到抽吸管的內部空間中。