專利名稱：一種采用氣化割嘴實現(xiàn)液體燃料切割的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬熱切割技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以汽油、煤油、甲醇、乙醇 及其混合燃料如甲醇汽油、乙醇汽油等可燃液體為燃料的金屬切割氣化割嘴 及裝置，能夠取代目前廣泛使用的乙炔氣、煤氣、丙烷氣、液化氣等氣體燃 料切割技術(shù)，具有節(jié)能環(huán)保、安全可靠、使用方便等突出優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于 金屬切割領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
乙炔氣體火焰切割技術(shù)是最早也是目前普遍采用的一種金屬熱切割工藝 方法，后來又發(fā)展了丙垸氣、丙烯氣、液化氣、煤氣等可燃氣體切割技術(shù)。 目前的可燃氣體切割技術(shù)都需要配置燃氣瓶和氧氣瓶，存在鋼瓶運儲以及可 燃氣體的生產(chǎn)成本高、切割浪費大、易爆炸、切割回火、環(huán)境污染嚴(yán)重等缺 陷，并且切割過程中的落渣多，易出現(xiàn)掛渣結(jié)瘤以及增碳、硬化等現(xiàn)象，影 響切割質(zhì)量。為此，近年來市場上又出現(xiàn)了以汽油為燃料的可燃液體切割機， 最早出現(xiàn)的是電子加熱式、高頻振蕩式、打氣筒加壓式等汽油切割機，后來 又出現(xiàn)了射吸式無壓汽油切割機。加熱式和振蕩式都設(shè)有電子溫控裝置，電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性低；打氣筒式雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是打氣加壓頻繁， 使用操作不便；并且它們都存在汽油殘液量大、切割作業(yè)速度慢、切割火焰 不穩(wěn)定、切割質(zhì)量差等缺點，因其性能遠遠不能滿足使用要求而未能進入市 場。目前，市場上出現(xiàn)的均是射吸式汽油切割機，它是在原有的乙炔氣射吸 割矩基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其基本結(jié)構(gòu)都是由割嘴、割槍、氧氣連接管、燃油 連接管、油箱、供氧裝置等部分構(gòu)成?，F(xiàn)有的汽油切割機只是利用了乙炔氣 射吸割矩的射吸結(jié)構(gòu)，割嘴中沒有使汽油氣化的結(jié)構(gòu)，致使現(xiàn)有的汽油切割 機在現(xiàn)場使用時，只能在一種氧壓下工作，氧氣壓力變化時，則出現(xiàn)切割火 焰不穩(wěn)定，以至"斷焰或喘熄"現(xiàn)象，無法正常工作。同時，由于汽油沒有 很好地在割嘴中霧化以至氣化，工作中經(jīng)常出現(xiàn)"滴油"現(xiàn)象。因此，現(xiàn)有 的汽油切割機由于存在結(jié)構(gòu)上的致命缺陷，并沒有真正達到使用要求的效果， 以至在市場上難以得到推廣應(yīng)用，目前市場上乙炔切割技術(shù)仍占火焰切割的 90%以上。 由于液體燃料較氣體燃料存儲和運輸方便、安全可靠等優(yōu)點，特別 是在乙炔生產(chǎn)過程中所用的電石生產(chǎn)成本高、能耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重，急需 取代乙炔氣，使用清潔能源。因此，采用液體燃料實現(xiàn)金屬熱切割是今后金 屬熱切割技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。在液體燃料中，汽油、煤油是石化燃料， 完全依賴石油能源，是一種不可再生的燃料；甲醇和乙醇等醇類燃料具有來 源廣泛、可再生和可降解性等突出優(yōu)點，是今后大力推廣的清潔環(huán)保能源， 也是今后金屬切割機必須推廣和使用的液體燃料。目前的液體燃料可以是汽 油、煤油、甲醇、乙醇等單質(zhì)燃料以及甲醇汽油、甲醇煤油、乙醇汽油、乙 醇煤油等混合燃料。因此，研制和開發(fā)能適應(yīng)液體燃料切割的新型割嘴，是 實現(xiàn)液體燃料切割技術(shù)的關(guān)鍵。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的可燃氣體切割機及汽油切割機存在的缺陷， 結(jié)合液體燃料的性能，通過對割嘴的結(jié)構(gòu)進行再設(shè)計，提供的一種能夠適應(yīng) 汽油、煤油、甲醇、乙醇及其混合燃料進行金屬熱切割的氣化割嘴，滿足液 體燃料切割技術(shù)的需要，使液體燃料切割機具有切割質(zhì)量好、切割火焰穩(wěn)定、 切割效率高、使用方便、安全可靠、節(jié)能環(huán)保等功能，從而真正實現(xiàn)火焰切 割技術(shù)的革命。本發(fā)明提供的一種采用氣化割嘴實現(xiàn)液體燃料切割的裝置，液體燃料切割裝置包括割嘴、割槍1、燃油連接管4、氧氣連接管5、油箱2、供氧裝置3。 氣化割嘴6是實現(xiàn)液體燃料切割技術(shù)的關(guān)鍵部件，包括割嘴芯、割嘴芯座、 割嘴外套。以氧氣入口方向為前，割嘴芯35沿氣化割嘴6的軸線方向裝配， 割嘴座26位于割嘴芯35的前側(cè)，割嘴座錐形孔I125與割嘴芯35上的錐形密 封端面相連；帶有割嘴芯座套筒28的割嘴芯座27位于割嘴座26的后側(cè)并套 在割嘴芯35外側(cè)，割嘴芯座27上的錐形密封端面與割嘴座錐形孔I 23相連; 隔離套30通過間隙配合裝在割嘴芯35與割嘴芯座套筒28之間；割嘴座26、 割嘴芯座27、割嘴外套29通過連接螺母36依次連接固定。氣化割嘴6的割 嘴芯35內(nèi)開有割嘴芯通孔33，割嘴芯35其芯桿外側(cè)開有割嘴芯桿軸向條形 槽66;割嘴芯座27帶有割嘴芯座套筒28;隔離套30前端開有隔離套徑向齒 槽61，隔離套30外側(cè)面開有隔離套軸向條形槽65，隔離套30后端部開有隔 離套氣化通孔34及環(huán)形槽96;割嘴座套筒28外側(cè)面與割嘴外套29內(nèi)側(cè)面形
成環(huán)形流道64。氣化割嘴6的燃燒室32是由帶有割嘴外套軸向齒槽63的圓. 柱孔與割嘴芯35后端面和隔離套30后端面形成，割嘴外套軸向齒槽63 —方 面能增加燃燒室32的受熱面積，另一方面對切割火焰起導(dǎo)流作用，增加切割 火焰的焰芯長度和平直性，提高切割質(zhì)量，并且燃燒室32內(nèi)燃燒的切割火焰 能夠?qū)θ紵?2的內(nèi)側(cè)壁進行加熱，利于氣化割嘴6內(nèi)燃料氣化；氣化割嘴 6設(shè)有利于液體燃料氣化的氣化室31，氣化室31是由隔離套30后端部的環(huán) 形槽96與割嘴外套29后端部內(nèi)底面形成，燃燒室32的內(nèi)側(cè)壁受熱后經(jīng)熱傳 導(dǎo)能夠?qū)Ω钭焱馓?9端部及側(cè)壁以及隔離套30的端部進行加熱，溫度上升 很高，從而使進入氣化室31的油氣混合氣在高溫作用下迅速氣化。割嘴外套 29和隔離套30材料采用高導(dǎo)熱材料，以提高熱傳導(dǎo)的效率；在熱傳導(dǎo)作用下， 來自燃燒室32的燃燒熱使割嘴外套29與割嘴座套筒28產(chǎn)生熱效應(yīng)，對進入 環(huán)形流道64、隔離套軸向齒槽62內(nèi)的油氣混合氣進行預(yù)熱，對沿隔離套軸向 條形槽65和割嘴芯桿軸向條形槽66內(nèi)的氣化混合氣起保溫作用。由于該氣化割嘴6對油氣混合氣的預(yù)熱、氣化、保溫，確保液體燃料在 氣化噴嘴6中完全氣化并一直保持氣化狀態(tài)，從而大大提高切割火焰的燃燒 效率，提高火焰溫度，使液體燃料切割機具有切割質(zhì)量好、切割火焰穩(wěn)定， 最終達到了提高切割效率的目的，并且使用方便、安全可靠、節(jié)能環(huán)保，真 正實現(xiàn)火焰切割技術(shù)的革命。


圖1為液體燃料切割裝置系統(tǒng)原理圖。圖中，6—氣化割嘴、l一割槍、5—氧氣連接管、4一燃油連接管、2 —油箱、3—供氧裝置。圖2氣化割嘴結(jié)構(gòu)原理圖。圖中，8—切割氧連接管、12—油氣連接管、20—切割氧連接孔、21—油 氣連接孔、22—割嘴座油氣通孔、23—割嘴座錐形孔I 、 24—割嘴座切割氧 通孔、25—割嘴座錐形孔II、 26—割嘴座、27—割嘴芯座、28—割嘴芯座套 筒、29—割嘴外套、30—隔離套、31—氣化室、32—燃燒室、33—割嘴芯通 孔、34—隔離套氣化通孔、35—割嘴芯、36—連接螺母、37—割嘴芯座通孔、 61—隔離套徑向齒槽、62—隔離套軸向齒槽、63—割嘴外套軸向齒槽、64— 環(huán)形流道、65—隔離套軸向條形槽、66—割嘴芯桿軸向條形槽、96—環(huán)形槽。
具體實施方式
工作時，來自切割氧連接管8中的切割氧經(jīng)切割氧連接孔20、割嘴座切 割氧通孔24及割嘴芯通孔33射出，對金屬進行切割；來自油氣連接管12中 的油氣混合氣經(jīng)油氣連接孔21、割嘴座油氣通孔22及割嘴芯座通孔37進入 割嘴外套29與割嘴芯座套筒28間的環(huán)形流道64，由于熱傳導(dǎo)作用，來自燃 燒室32的燃燒熱使割嘴外套29與割嘴芯座套筒28產(chǎn)生熱效應(yīng)，對進入環(huán)形 流道64內(nèi)的油氣混合氣進行預(yù)熱，預(yù)熱后的油氣混合氣經(jīng)隔離套軸向齒槽62 進入氣化室31，在氣化室31壁面高溫作用下迅速氣化，氣化后的油氣混合'氣 經(jīng)隔離套氣化通孔34沿隔離套軸向條形槽I 65上行，并經(jīng)隔離套徑向齒槽 61沿割嘴芯桿軸向條形槽66下行，進入燃燒室32，點燃后形成切割火焰。 由于熱傳導(dǎo)作用，來自燃燒室32的燃燒熱使割嘴芯座套筒28與隔離套30及 割嘴芯35的芯桿產(chǎn)生熱效應(yīng)，對沿隔離套軸向條形槽65和割嘴芯桿軸向條 形槽66內(nèi)的氣化混合氣起保溫作用，使之一直保持氣化狀態(tài)。氣化噴嘴6能 確保液體燃料在氣化噴嘴6中完全氣化，使液體燃料切割機具有切割質(zhì)量好、 切割火焰穩(wěn)定、切割效率高、使用方便、安全可靠、節(jié)能環(huán)保等功能，從而 滿足液體燃料切割技術(shù)的要求，真正實現(xiàn)火焰切割技術(shù)的革命。
權(quán)利要求
1、一種采用氣化割嘴實現(xiàn)液體燃料切割的裝置，該液體燃料切割裝置包括割嘴、割槍(1)、油箱(2)、供氧裝置(3)、燃油連接管(4)、氧氣連接管(5)；割嘴包括割嘴芯、割嘴芯座、割嘴外套；其特征在于以氧氣入口方向為前，割嘴芯(35)沿氣化割嘴(6)的軸線方向裝配，割嘴座(26)位于割嘴芯(35)的前側(cè)，割嘴座錐形孔II(25)與割嘴芯(35)上的錐形密封端面相連；帶有割嘴芯座套筒(28)的割嘴芯座(27)位于割嘴座(26)的后側(cè)并套在割嘴芯(35)外側(cè)，割嘴芯座(27)上的錐形密封端面與割嘴座錐形孔I(23)相連；隔離套(30)通過間隙配合裝在割嘴芯(35)與割嘴芯座套筒(28)之間；氣化割嘴(6)的割嘴芯(35)內(nèi)開有割嘴芯通孔(33)，割嘴芯(35)芯桿外側(cè)開有割嘴芯桿軸向條形槽(66)；隔離套(30)前端開有隔離套徑向齒槽(61)，隔離套(30)外側(cè)面開有隔離套軸向條形槽(65)，隔離套(30)后端部開有隔離套氣化通孔(34)、隔離套軸向齒槽(62)及環(huán)形槽(96)；割嘴座套筒(28)外側(cè)面與割嘴外套(29)內(nèi)側(cè)面形成環(huán)形流道(64)；氣化割嘴(6)的燃燒室(32)是由帶有割嘴外套軸向齒槽(63)的圓柱孔與割嘴芯(35)后端面和隔離套(30)后端面形成；氣化割嘴(6)設(shè)有利于液體燃料氣化的氣化室(31)，氣化室(31)是由隔離套(30)后端部的環(huán)形槽(96)與割嘴外套(29)后端部內(nèi)底面形成。
全文摘要
一種采用氣化割嘴實現(xiàn)液體燃料切割的裝置屬于金屬熱切割領(lǐng)域。以氧氣入口方向為前，割嘴芯(35)沿氣化割嘴(6)的軸線方向裝配，割嘴座(26)位于割嘴芯(35)的前側(cè)，帶有割嘴芯座套筒(28)的割嘴芯座(27)位于割嘴座(26)的后側(cè)并套在割嘴芯(35)外側(cè)，隔離套(30)通過間隙配合裝在割嘴芯(35)與割嘴芯座套筒(28)之間；氣化割嘴(6)設(shè)有利于液體燃料氣化的氣化室(31)，氣化室(31)是由隔離套(30)后端部的環(huán)形槽(96)與割嘴外套(29)后端部內(nèi)底面形成。該裝置切割質(zhì)量好、切割火焰穩(wěn)定、切割效率高，能夠滿足高吸程作業(yè)和液體燃料切割技術(shù)的要求。
文檔編號F23D11/40GK101130215SQ200710176090
公開日2008年2月27日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者王新華, 鄭秋月, 高汝銀 申請人:北京工業(yè)大學(xué)