專利名稱:自動(dòng)變光電焊面罩的制作方法
本發(fā)明是一種電焊工人的勞保用具。
電焊工人常用的保護(hù)面具是采用面罩，在面罩上鑲裝黑色玻璃片以保護(hù)眼睛的方法。由于深色玻璃片的透光率低，在引弧前不能觀察工件情況。一般情況是在焊槍接近工件時(shí)為防弧光刺眼先將面罩置于保護(hù)狀態(tài)，再開始引弧。這樣，由于深色片的透視很模糊，引弧時(shí)工件焊點(diǎn)難以觀察清楚，易影響焊接質(zhì)量。
為解決這些問題，人們搞過一些改進(jìn)。如法國2530039號(hào)專利，是采用大液晶屏自動(dòng)調(diào)節(jié)透光率的方法。存在著液晶屏壽命短、成本高、低溫下易變質(zhì)等不足。中國85202524號(hào)專利申請是手控護(hù)目鏡片開啟的方法，以便于工人在引弧前觀察工件。
本發(fā)明的目的是為電焊工人提供一種方便、可靠、能按工作程序的不同需要自動(dòng)變換透光率的勞保用具。
本發(fā)明的眼睛保護(hù)機(jī)理是在電焊時(shí)，電弧光對(duì)眼睛的有害成份是紫外線、強(qiáng)可見光和紅外線。紫外線和強(qiáng)可見光在透過正交偏光鏡之后已降到安全水平，藍(lán)色紅外線濾色片可吸收部分紅外線，從而既保護(hù)眼睛，又有相當(dāng)?shù)耐腹饴省?br>變光原理前后鏡各有一圓形偏振片，引弧后，使前、后偏振片振動(dòng)方向夾角為90度時(shí)，對(duì)可見光、紫外線基本不透明;當(dāng)電弧停止時(shí)，前、后偏振片振動(dòng)方向夾角為小角度，此時(shí)透明度很高。同時(shí)，藍(lán)色紅外線濾色片在變光過程中紅外線透過率不變。
圖1為變光鏡正視剖面示意圖。前鏡框(1)、后鏡框(2)、前偏振片振動(dòng)方向(3)、焊接操作時(shí)后偏振片振動(dòng)方向(4)、滾動(dòng)軸承(5)、換向齒輪(6)、吸合電磁鐵(7)、電磁鐵銜鐵(8)、拉力電磁鐵(9)、拉繩換向滑輪(10)、拉繩(11)、彈簧(12)、彈力調(diào)正塊(13)、最低透光率調(diào)節(jié)塊(14)、向高透光率變光時(shí)后框旋轉(zhuǎn)方向(15)、后鏡旋柄(16)、銜鐵限位調(diào)節(jié)塊(17)。
變光控制部分當(dāng)接通面罩電路時(shí)電磁鐵(7)吸動(dòng)，銜鐵(8)通過拉繩(11)帶動(dòng)后鏡旋柄(16)沿(15)方向旋轉(zhuǎn)。右鏡框齒沿通過兩個(gè)換向齒輪(6)帶動(dòng)左鏡框沿(15)方向旋轉(zhuǎn)。由于兩鏡對(duì)稱安裝，當(dāng)銜鐵(8)緊密吸合，后鏡停止旋轉(zhuǎn)而靜止時(shí)，左、右鏡的前后振動(dòng)片振動(dòng)方向(3)、(4)之間具有相等的不大夾角。這時(shí)，變光鏡透光度比較高，可較清晰看清工件細(xì)節(jié)。(若加大銜鐵行程，則可使(3)與(4)平行，變光鏡具最大透光率，幾乎完全透明。)在此狀態(tài)下，焊工從事焊接準(zhǔn)備及觀察。
當(dāng)引弧同時(shí)，電焊機(jī)輸出電壓立即由空載的60～70v變?yōu)?0～40v，這個(gè)電壓變化信號(hào)送入控制電路，電磁鐵(7)釋放銜鐵(8)在彈簧拉力和電磁鐵(9)拉力雙重作用下迅速向右移動(dòng)，拉繩(11)帶動(dòng)旋柄(16)以與(15)相反方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)后鏡旋轉(zhuǎn)，直到(16)與調(diào)節(jié)塊(14)相撞及銜鐵(8)與(17)相撞為止。這時(shí)，變光鏡具最小透光率，幾乎完全不透明。在此狀態(tài)下，焊工從事電弧焊。(焊工可根據(jù)個(gè)人特點(diǎn)調(diào)整調(diào)節(jié)塊(14)及(17)來決定他在焊接時(shí)需要多大透光率)一但拿開焊槍，電弧停止，電焊機(jī)又處于空載，電壓上升到60～70v，銜鐵又被電磁鐵(7)吸動(dòng)而向右移動(dòng)，鏡片重新變的透明。
在整個(gè)焊接過程中，以上過程反復(fù)進(jìn)行。
圖2為前、后鏡片之間連接的側(cè)視示意圖。圖中前鏡偏振片(8)、藍(lán)色紅外濾色片(1)與保護(hù)玻璃(3)緊貼后用漲圈固定于前鏡框(5)上，使偏振片保持振動(dòng)方向直立，前鏡框(5)與換向齒輪(6)軸都固定于面罩上(見圖1)。后偏振片(2)與保護(hù)玻璃(4)緊貼后用漲圈固定于后鏡框(6)上(見圖2)。后鏡框可旋轉(zhuǎn)。為降低旋轉(zhuǎn)阻力，采用滾珠軸承結(jié)構(gòu)。后鏡框?yàn)榻M合結(jié)構(gòu)(圖上未顯示)。前鏡框上的個(gè)漲圈、后鏡框的彎角和一個(gè)漲圈四者將滾珠限于軌道上，從而使后鏡框與前鏡框連接起來。
控制電路原理電路的電源來自電焊機(jī)輸出。正流橋路的設(shè)置是為了適應(yīng)交流電焊機(jī)。對(duì)直流電焊機(jī)則可不分火線與地線。集成穩(wěn)壓源W所需供電來自電阻分壓器。W的輸出為所有的CMOS電路及三極管提供穩(wěn)定電源。
圖3為控制電路原理圖閉合開關(guān)，B點(diǎn)高電平，E點(diǎn)高電平，f輸出高電平，C點(diǎn)高于觸發(fā)電壓而使KS1導(dǎo)通，電流流過電磁鐵(7)上的線圈L1，吸動(dòng)銜鐵(8)到行程最左端，鏡片‘透明’。很快，單穩(wěn)觸發(fā)器a完成由a點(diǎn)電位上升引起的脈沖上升沿所觸發(fā)的負(fù)脈沖，G點(diǎn)恢復(fù)高電平，由b、c、d組成的振蕩器起振，同時(shí)由于B點(diǎn)為高電平，E點(diǎn)就為高電平，振蕩脈沖得以通過門e及緩沖門f。正脈沖到來時(shí)，c點(diǎn)高于觸發(fā)電壓，而負(fù)脈沖到來時(shí)，c點(diǎn)低于觸發(fā)電壓，于是，總的結(jié)果是，a延時(shí)完畢之后，KS1變?yōu)榘胫軐?dǎo)通，電磁鐵(7)以原來一半功率保持吸合狀態(tài)。
引弧開時(shí)，電源電功率為30-40v，B點(diǎn)由高電平降為原來的一半電壓，穩(wěn)壓管截止，D點(diǎn)為高電平，E點(diǎn)為低電平，與非門關(guān)門，振蕩脈沖通不過，e輸出高電平，f輸出低電平，c點(diǎn)低于觸發(fā)電壓而使KS1截止，L1斷電，電磁鐵(7)停止吸合，彈簧(12)使拉繩(11)拉著銜鐵(8)向右移動(dòng)。同時(shí)，D點(diǎn)從低電平變?yōu)楦唠娖皆贖點(diǎn)形成一脈沖，脈沖上升觸發(fā)單穩(wěn)觸發(fā)器g，輸出一高電平寬脈沖，通過同向緩沖門h，觸發(fā)ks2，為電磁鐵(9)的線圈L2供電，電磁鐵(9)的拉力與彈簧(12)拉力同向，使銜鐵(8)加速向右移動(dòng)到與限位調(diào)節(jié)塊(17)相撞后停止。鏡片處于不透明狀態(tài)，保護(hù)焊工眼睛。
g的單穩(wěn)寬脈沖過去以后，輸出恢復(fù)低電平，F(xiàn)點(diǎn)為低電平，KS2截止，L2斷電，銜鐵(8)靠彈簧(12)拉力而靜止不動(dòng)。
當(dāng)焊條離開焊點(diǎn)，電弧停止，電源電壓上升，A點(diǎn)電壓的上升在電容后形成脈沖，a進(jìn)入單穩(wěn)，G為低電平，振蕩器停振，d輸出高電平，同時(shí)，B點(diǎn)高電平，D點(diǎn)低電平，E點(diǎn)高電平。e的兩個(gè)輸入端均為高電平，輸出低電平，f輸出高電平，c點(diǎn)高于觸發(fā)電壓，KS1導(dǎo)通，L1供電，電磁鐵(7)吸合。
鏡片透明之后，又是重復(fù)以上過程。
設(shè)置單穩(wěn)a及振蕩器的目的是為加塊電磁鐵(7)吸合速度，用全功率使(7)吸合。吸合后，用半功率保持吸合，以減少電磁鐵(7)發(fā)熱。
設(shè)置KS2的目的是引弧時(shí)，必須加塊從‘透明’向‘不透明’的轉(zhuǎn)換速度。彈簧(12)的拉力和電磁鐵(9)的共同作用可實(shí)現(xiàn)這一目的。
把彈簧(12)設(shè)置到‘不透明’狀態(tài)穩(wěn)定的目的是為了安全，一但電路故障或電源進(jìn)線突斷，電磁鐵失靈的情況下，寧可失去‘透明’狀態(tài)，也要‘不透明’狀態(tài)，保證不損害眼睛。
電磁鐵設(shè)計(jì)成長方型截面。除鏡片和調(diào)節(jié)塊(14)及(17)外，其余部分均用第二層面罩復(fù)蓋，以增加安全性。
本發(fā)明的缺點(diǎn)1.變光過程中電磁鐵會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)雜音;
2.若后鏡不清潔，變光時(shí)眼前會(huì)發(fā)現(xiàn)鏡片活動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種可自動(dòng)變光的電焊面罩，含一付自動(dòng)變光眼鏡。其特征是利用引弧前后電焊機(jī)輸出電壓的變化作為控制信號(hào)，以控制電路驅(qū)動(dòng)電磁鐵，電磁鐵帶動(dòng)偏光變光鏡旋轉(zhuǎn)來改變紫外光及可見光的透過率。用藍(lán)色濾光片吸收部分紅外線。
2.如權(quán)利要求
1所述的變光鏡，其電磁鐵為雙繞組同軸電磁鐵。
3.如權(quán)利要求
1所述的變光鏡，其左、右變光鏡間采用雙換向齒輪連接。
4.如權(quán)利要求
1所述的變光鏡，其前后鏡框采用鋼圈滾珠軸承連接。
專利摘要
本發(fā)明是一種電焊工人的勞保用具。
文檔編號(hào)G02B26/02GK87101805SQ87101805
公開日1988年9月21日 申請日期1987年3月7日
發(fā)明者邢澤民 申請人:邢澤民導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan