背气保护装置技术领域
本发明涉及等离子焊接技术领域，特别涉及一种滑轮式等离子弧焊背气保护装
置。
背景技术
金属等离子焊接为单面焊双面成型，焊接时除焊缝正面的高温熔池需要保护外，
焊缝的背面也要采取措施以阻隔空气中的氧对焊缝的氧化作用。通常采用氩气作为保护介
质。能用来实施焊缝背面气体保护的装置被称为“背气保护装置”。
在容器罐车薄壁筒节环缝等离子焊接过程中，需要对环焊缝背面采用“背气保护
装置”对其进行氩气保护，防止焊缝氧化。
但传统技术存在如下缺点：由于受到薄壁筒体圆度的影响，背气盒需要一个恒定
的向上顶升力，在筒体旋转对环缝焊接时，能克服筒体的不圆度，始终保证背气盒与筒体贴
合。传统的背气保护装置是在背气盒下部设置弹簧，以使弹簧作为背气盒向上的顶升力，但
是，使用一段时间后，弹簧弹力逐渐失效，造成背气盒支撑力不足，背气盒与筒体间产生间
隙，导致漏气，影响焊缝质量，所以目前在筒体环缝等离子焊接时，需一人在筒体内操作现
有的等离子焊背气保护工装，随着筒体的旋转，需不断的调整背气保护工装的方位，增加了
人工成本，难以实现背气保护工装无人操作。为实现等离子焊接背气保护工装无人操作，特
设计制造滑轮式等离子弧焊背气保护装置。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明在于提供一种背气保护装置，以解决现有技术中
因背气盒缺乏向上的顶升力而与筒体之间产生间隙等问题。
针对上述技术问题，本发明提出一种背气保护装置，设置于筒体内的支架上，包
括：支撑杆、伸缩杆和滑轮组件。支撑杆与所述支架铰接；所述支撑杆的下端设有固定配重；
伸缩杆的下端活动插设于所述支撑杆的上端内，所述伸缩杆的上端固定连接有背气盒，所
述背气盒抵顶于筒体内壁的待焊接处；滑轮组件包括至少一定滑轮、绳索和滑动配重；所述
定滑轮固定设于所述支撑杆上；所述绳索的一端系固定于所述伸缩杆上，所述绳索的另一
端经绕所述定滑轮之后与所述滑动配重相连，以使所述伸缩杆具有一恒定的沿所述支撑杆
上端长度方向的拉力，从而实现所述背气盒始终能够贴合于筒体内壁的待焊接处。
在优选方案中，所述定滑轮的数量为两个，一个设置于所述支撑杆上端外侧壁上，
另一个设置于所述支撑杆与所述支架连接位置的外侧壁上。
在优选方案中，所述支撑杆上设有一导向环，所述导向环能够沿所述支撑杆上下
移动；所述导向环与所述滑动配重连接。
在优选方案中，所述支撑杆包括：首尾固定相连的第一支撑杆分段和第二支撑杆
分段；所述第一支撑杆分段套设于所述伸缩杆上，所述第二支撑杆分段的下端连接所述固
定配重；所述第一支撑杆分段和第二支撑杆分段的夹角为钝角，且其二者相连的位置与所
述支架铰接。
在优选方案中，所述伸缩杆包括一能够在所述支撑杆内活动的伸缩杆分段，所述
绳索系固于所述伸缩杆分段上。
在优选方案中，所述支撑杆的外壁上设有多个开口，所述多个开口在所述支撑杆
的外壁上交错分布；每个开口位置固定设有第一滚轮；所述伸缩杆分段相对于所述支撑杆
活动时，所述伸缩杆分段的外壁能够带动所述第一滚轮滚动。
在优选方案中，所述背气盒的开口抵顶于筒壁的待焊接处，所述背气盒的开口边
缘上设有柔性件。
在优选方案中，所述背气盒的开口边缘内侧设有多个第二滚轮；所述背气盒和筒
体发生相对移动时，所述第二滚轮能够在筒体内壁上滚动。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明背气保护装置采用定滑轮与
滑动配重相互配合的原理以使背气盒具有沿支撑杆上端长度方向的恒定顶升力，避免了现
有技术的在背气盒下部设置弹簧支撑力易失效的问题。通过计算合理的背气盒顶升力，确
定滑动配重的重量，在无人操作使用过程中，背气盒支撑力可保持恒定不变，避免背气盒与
筒体产生间隙而导致漏气的问题，实现等离子焊背气保护装置的无人操作，减少了人工成
本，操作方便。
附图说明
图1是本实施例背气保护装置的结构示意图。
图2是本实施例背气保护装置与支架的装配结构示意图。
附图标记说明如下：10、背气保护装置；11、支撑杆；111、第一支撑杆分段；112、第
二支撑杆分段；12、伸缩杆；121、伸缩杆分段；131、第一定滑轮；132、第二定滑轮；133、绳索；
134、滑动配重；14、固定配重；15、背气盒；151、柔性件；152、第二滚轮；153、气管；16、第一滚
轮；17、导向环； 20、支架；21、中心轴；22、支脚。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是
本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说
明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，本实施例的背气保护装置10，设置于筒体内的支架20的横向设
置的中心轴21上，该背气保护装置10包括：支撑杆11、伸缩杆12和滑轮组件。
支撑杆11与支架20的中心轴21铰接；支撑杆11的下端设有固定配重14，支撑杆11
的上端与伸缩杆12相连。
进一步地，本实施例中的支撑杆11包括：首尾固定相连的第一支撑杆分段111和第
二支撑杆分段112。
第一支撑杆分段111的套设于伸缩杆12上，第二支撑杆分段112的下端连接固定配
重14。第一支撑杆分段111和第二支撑杆分段112的夹角为钝角，且其二者相连的位置与支
架20的中心轴21铰接。
伸缩杆12的下端活动插设于支撑杆11的上端内，伸缩杆12的上端固定连接有背气
盒15，背气盒15抵顶于筒体内壁的待焊接处。
滑轮组件包括第一定滑轮131、第二定滑轮132、绳索133和滑动配重134。
第一定滑轮131设置于第一支撑杆分段111上端外侧壁上，第二定滑轮132设置于
第一支撑杆分段111和第二支撑杆分段112连接位置的外侧壁上。绳索133的一端系固定于
伸缩杆12上，绳索133的另一端依次经绕第一定滑轮131和第二定滑轮132之后与滑动配重
134相连，以使伸缩杆12具有一恒定的沿支撑杆11上端长度方向的拉力，从而实现背气盒15
始终能够贴合于筒体内壁环的待焊接处。
进一步地，伸缩杆12包括一能够在支撑杆11内活动的伸缩杆分段121，绳索133系
固于伸缩杆分段121上。
第一支撑杆分段111的外壁上设有多个开口，多个开口在第一支撑杆分段111的外
壁上交错分布；每个开口位置固定设有第一滚轮16。伸缩杆分段121相对于第一支撑杆分段
111活动时，伸缩杆分段121的外壁能够带动第一滚轮16滚动，以减少伸缩杆12和第一支撑
杆分段111之间的摩擦力。
较优地，第二支撑杆分段112上设有导向环17，导向环17能够沿第二支撑杆分段
112上下移动；导向环17与滑动配重134连接，以避免滑动配重134上下滑动时自身左右晃
动。
在本实施例中，背气盒15的开口抵顶于筒壁环的待焊接处，背气盒15的开口边缘
上设有柔性件151，以使背气盒15与筒体内壁密封贴合，防止惰性气体泄露。
背气盒15的开口边缘内侧设有多个第二滚轮152；背气盒15和筒体发生相对移动
时，第二滚轮152能够在筒体内壁上滚动，以减少背气盒15与筒体之间的摩擦。
背气盒15的侧面连接有气管153，氩气通过气管153进入至背气盒15内。
本实施例背气保护装置的工作原理是：将背气保护装置10与支架20装配好（如图2
所示），并将支架20的支脚22固定在筒体内壁上，由于受滑动配重134的重力影响，加上套合
的支撑杆11和伸缩杆12的配合，使背气盒15始终有着沿第一支撑杆分段111方向的恒定顶
升力；另外，受固定配重14的重力影响，在筒体和支架20旋转的情况下背气盒15保持固定角
度位置不变。此外，该支撑杆11和伸缩杆12配合的结构能够使背气盒15顶住筒体内壁的位
置不是最高点，有利于与焊枪配合，为焊接提供方便。
本发明背气保护装置采用定滑轮与滑动配重相互配合的原理以使背气盒具有沿
支撑杆上端长度方向的恒定顶升力，避免了现有技术的在背气盒下部设置弹簧支撑力易失
效的问题。通过计算合理的背气盒顶升力，确定滑动配重的重量，在无人操作使用过程中，
背气盒支撑力可保持恒定不变，避免背气盒与筒体产生间隙而导致漏气的问题，实现等离
子焊背气保护装置的无人操作，减少了人工成本，操作方便。
虽然已参照以上典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和
示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或
实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的
精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随
附权利要求所涵盖。