專利名稱：一種采用液體燃料的射吸式金屬切割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型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液體燃料金屬 切割割槍及實(shí)現(xiàn)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(diǎn)， 廣泛應(yīng)用于金屬切割領(lǐng)域。
技術(shù)背景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)展了丙烷氣、丙烯氣、液化氣、煤氣等可燃?xì)怏w切割技術(shù)。 目前的可燃?xì)怏w切割技術(shù)存在可燃?xì)怏w的生產(chǎn)成本高、切割浪費(fèi)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(jī)，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(jī)，后來又出現(xiàn)了射吸式無壓汽油切割機(jī)。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(diǎn)，因其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn) 不能滿足使用要求而未能進(jìn)入市場?，F(xiàn)有的汽油切割機(jī)只是利用了乙炔氣射 吸割矩的射吸結(jié)構(gòu)，并沒有針對(duì)液體燃料的性能對(duì)割槍結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)， 割槍中缺少汽油霧化結(jié)構(gòu)以及切割氧和油氣混合氣穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)，同時(shí)霧化噴嘴 中也沒有使汽油氣化的結(jié)構(gòu)，致使現(xiàn)有的汽油切割機(jī)在現(xiàn)場使用時(shí)，只能在 一種氧壓下工作，氧氣壓力變化時(shí)，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(shí)，由于汽油沒有很好地在割槍中霧化，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(jī)由于存在結(jié)構(gòu)上的致 命缺陷，并沒有真正達(dá)到使用效果，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(chǔ)和運(yùn)輸方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)金屬熱切割是今后金屬熱 切割技術(shù)發(fā)展的一個(gè)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(diǎn)，是今后大力推廣的清潔環(huán)保能源，也 是今后金屬切割機(jī)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)適應(yīng)液體燃料切割技術(shù)的射吸式割槍，是 實(shí)現(xiàn)液體燃料切割裝置良好性能的關(guān)鍵。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的可燃?xì)怏w切割機(jī)及汽油切割機(jī)存在的缺 陷，結(jié)合液體燃料的性能，通過對(duì)射吸式割槍的結(jié)構(gòu)進(jìn)行再設(shè)計(jì)，提供的一 種能夠使用汽油、煤油、甲醇、乙醇及其混合燃料進(jìn)行金屬熱切割的射吸式 割槍，滿足液體燃料切割技術(shù)的要求，使液體燃料切割裝置具有切割質(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(shí)現(xiàn)火焰切割技術(shù)的革命。本實(shí)用新型提供的一種采用液體燃料的射吸式金屬切割裝置，該切割裝置包括割槍l、油箱2、供氧裝置3、燃油連接管4、氧氣連接管5、氣化割 嘴6。割槍1主要由槍尾11、手把柄10、射吸裝置14依次連接，射吸裝置 14的切割氧穩(wěn)壓管9和油氣穩(wěn)壓管13再分別與槍頭7連接構(gòu)成。槍尾11包 括氧氣連接管接頭18、燃油連接管接頭19、氧氣通孔56、燃油通孔I57、 燃油通孔I158、燃油調(diào)節(jié)閥桿59、燃油調(diào)節(jié)閥17、燃油調(diào)節(jié)閥口 60;槍尾 11的燃油通孔I158和燃油通孔I 57之間設(shè)有燃油調(diào)節(jié)閥17，調(diào)節(jié)燃油調(diào)節(jié) 閥17可使燃油調(diào)節(jié)閥桿59上下移動(dòng)，以改變?nèi)加驼{(diào)節(jié)閥口 60與:燃油調(diào)節(jié)閥 桿59形成的環(huán)形面積，從而既可以切斷燃油通孔I158和燃油通孔I 57的連 接，阻止燃油通過，也可調(diào)節(jié)經(jīng)燃油通孔II58和燃油通孔I57進(jìn)入燃油管52 內(nèi)的燃油流量?，F(xiàn)有的射吸裝置包括切割氧調(diào)節(jié)閥15、射吸氧調(diào)節(jié)閥16、切 割氧調(diào)節(jié)閥桿49、燃油通孔42、吸入室44、針閥套45、針閥46、切割氧調(diào) 節(jié)閥口47、切割氧通孔48、射吸氧通孔50、氧氣管5K燃油管52、射吸氧 閥腔53。割槍1的射吸裝置14設(shè)有切割氧穩(wěn)壓管9和油氣穩(wěn)壓管13;切割 氧穩(wěn)壓管9位于切割氧連接管8與切割氧通孔48之間；油氣穩(wěn)壓管13位于油氣連接管12與針閥套45之間；以氧氣入口方向?yàn)榍埃懈钛醴€(wěn)壓管9的前段是錐形擴(kuò)散管54，中間是切割氧穩(wěn)壓腔38，后段是錐形回縮管55;以油 氣混合氣入口方向?yàn)榍?，油氣穩(wěn)壓管13前段依次是油氣混合室43、臺(tái)階狀擴(kuò) 散管41，中間依次是油氣穩(wěn)壓腔40，后段是臺(tái)階狀回縮管39。切割氧穩(wěn)壓管 9的錐形擴(kuò)散管54和錐形回縮管55有利于切割氧在穩(wěn)壓腔38內(nèi)擴(kuò)散和匯流 的穩(wěn)定性，切割氧穩(wěn)壓腔38能夠有效吸收切割系統(tǒng)中氧氣壓力的波動(dòng)，可使 割槍在不同氧壓下可靠工作，保證割嘴6噴出的切割氧工作氣流的穩(wěn)定性， 免受系統(tǒng)氧氣壓力波動(dòng)的影響，有效提高金屬切割的質(zhì)量。油氣穩(wěn)壓管13的 臺(tái)階狀擴(kuò)散管41和臺(tái)階狀回縮管39有利于油氣混合氣在擴(kuò)散和匯流的過程 中進(jìn)一步霧化，并與射吸氧充分混合，形成更為均勻的油氣混合氣，油氣穩(wěn) 壓腔40能夠有效吸收切割系統(tǒng)中氧氣壓力的波動(dòng)以及射吸氧和油氣混合氣的 擾動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)割槍在不同氧壓下均能可靠工作，從而保證切割火焰的穩(wěn)定。 射吸裝置14設(shè)有切割氧流量調(diào)節(jié)閥15和射吸氧流量調(diào)節(jié)閥16。調(diào)節(jié)切割氧 流量調(diào)節(jié)閥15，可以使切割氧調(diào)節(jié)閥桿49上下移動(dòng)，以改變切割氧調(diào)節(jié)閥口 47與切割氧調(diào)節(jié)閥桿49形成的環(huán)形面積，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入切割氧穩(wěn)壓管9內(nèi)的 切割氧流量大??；調(diào)節(jié)射吸氧調(diào)節(jié)閥16，可以使針閥46前后移動(dòng)，可以封閉 和改變針閥套45和針閥46形成的環(huán)形微隙的大小，從而切斷射吸流道和調(diào) 節(jié)從針閥套45噴嘴處噴出的射吸氧流速大小，以改變射吸氧的吸射力，即吸 入室44內(nèi)的壓力。該射吸式割槍可以在不同氧壓下可靠工作，從而保證切割火焰的穩(wěn)定，滿 足液體燃料切割技術(shù)的要求，有效地避免切割火焰在作業(yè)過程中出現(xiàn)的"斷 焰或喘熄"現(xiàn)象，大大提高金屬切割的質(zhì)量和效率，節(jié)省氧氣和燃料，使液 體燃料切割機(jī)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(shí)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—?dú)饣钭臁?—割槍、2—油箱、3—供氧裝置、4一燃油連接管、 5—氧氣連接管。圖2為割槍外形結(jié)構(gòu)圖。圖中，6—?dú)饣钭臁?—槍頭、8—切割氧連接管、9一切割氧穩(wěn)壓管、IO—手把柄、ll一槍尾、12—油氣連接管、13—油氣穩(wěn)壓管、14一射吸裝置、 15—切割氧調(diào)節(jié)閥、16—射吸氧調(diào)節(jié)閥、17—燃油調(diào)節(jié)閥、18—氧氣連接管 接頭、19一燃油連接管接頭。圖3為射吸裝置結(jié)構(gòu)原理圖。圖中，8—切割氧連接管、9一切割氧穩(wěn)壓管、12—油氣連接管、13—油 氣穩(wěn)壓管、15—切割氧調(diào)節(jié)閥、16—射吸氧調(diào)節(jié)閥、38—切割氧穩(wěn)壓腔、39 一臺(tái)階狀回縮管、40—油氣穩(wěn)壓腔、41一臺(tái)階狀擴(kuò)散管、42—燃油通孔、43 一油氣混合室、44一吸入室、45—針閥套、46—針閥、47—切割氧調(diào)節(jié)閥口、 48—切割氧通孔、49—切割氧調(diào)節(jié)閥桿、50—射吸氧通孔、51—氧氣管、52 一燃油管、53—射吸氧閥腔、54—錐形擴(kuò)散管、55—錐形回縮管。 圖4a為槍尾結(jié)構(gòu)原理圖；圖4b為圖4a的A-A剖面圖。 圖中，17—燃油調(diào)節(jié)閥、18—氧氣連接管接頭、19一燃油連接管接頭、 51—氧氣管，52—燃油管、56—氧氣通孔、57—燃油通孔I 、 58—燃油通孔 II、 59—燃油調(diào)節(jié)閥桿、60—燃油調(diào)節(jié)閥口。
具體實(shí)施方式
工作時(shí)，氧氣經(jīng)氧氣連接管5、氧氣連接管接頭18、槍尾11中的氧氣通 孔56、手把柄10進(jìn)入射吸裝置14內(nèi)；氧氣進(jìn)入射吸裝置14的氧氣管51后， 一部分氧氣通過切割氧調(diào)節(jié)閥口 47，經(jīng)切割氧通孔48進(jìn)入切割氧穩(wěn)壓管9， 調(diào)節(jié)切割氧流量調(diào)節(jié)閥15，可以使切割氧調(diào)節(jié)閥桿49上下移動(dòng)，以改變切割 氧調(diào)節(jié)閥口 47與切割氧調(diào)節(jié)閥桿49形成的環(huán)形面積，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入切割氧 穩(wěn)壓管9內(nèi)的切割氧流量大??；切割氧穩(wěn)壓管9內(nèi)的錐形擴(kuò)散管54和錐形回 縮管55有利于切割氧在穩(wěn)壓腔38內(nèi)擴(kuò)散和匯流的穩(wěn)定性，切割氧穩(wěn)壓腔38 能夠有效吸收切割系統(tǒng)中氧氣壓力的波動(dòng)，保證割嘴6噴出的切割氧工作氣 流的穩(wěn)定性，免受系統(tǒng)氧氣壓力波動(dòng)的影響；切割氧穩(wěn)壓管9內(nèi)一定流速的 切割氧經(jīng)切割氧連接管8、槍頭7流入割嘴6。另一部分氧氣經(jīng)射吸氧通孔50 進(jìn)入射吸氧閥腔53,當(dāng)進(jìn)入射吸氧閥腔53內(nèi)的射吸氧經(jīng)針閥46與針閥套45 間的圓周間隙從針閥套45的噴嘴以一定流速射出時(shí)，會(huì)使噴嘴周圍的吸入室 44內(nèi)的壓力降低，形成局部真空，從而使油箱2內(nèi)的液體燃料在割槍內(nèi)射吸 力作用下，流入燃油連接管4，然后經(jīng)燃油連接管接頭19、槍尾ll中的燃油 通孔II5S、燃油調(diào)節(jié)閥17、燃油通孔I 57、手把柄10進(jìn)入射吸裝置14內(nèi)，液體燃料經(jīng)射吸裝置14內(nèi)的燃油通孔42進(jìn)入吸入室44，并與針閥套45噴嘴 處的高速射吸氧一起進(jìn)入油氣穩(wěn)壓管13的油氣混合室43，油氣混合室43內(nèi) 的液體燃料在射吸氧高速氣流的作用下充分霧化，形成油氣混合氣，并進(jìn)入 油氣穩(wěn)壓腔40;調(diào)節(jié)燃油調(diào)節(jié)閥17，可調(diào)節(jié)進(jìn)入燃油管52內(nèi)的燃油量大??； 調(diào)節(jié)切割氧流量調(diào)節(jié)閥15，可以調(diào)節(jié)進(jìn)入切割氧穩(wěn)壓管9內(nèi)的切割氧流量大 ??；調(diào)節(jié)射吸氧調(diào)節(jié)閥16可以封閉和改變環(huán)形微隙的大小，從而切斷射吸流 道和調(diào)節(jié)從針閥套45噴嘴處噴出的射吸氧流速大小，以改變射吸氧的吸射力， 即吸入室44內(nèi)的壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)切割火焰的調(diào)節(jié)；油氣穩(wěn)壓管13中的臺(tái) 階狀擴(kuò)散管41和臺(tái)階狀回縮管39有利于油氣混合氣在擴(kuò)散和匯流的過程中 進(jìn)一步霧化，并與射吸氧充分混合，形成更為均勻的油氣混合氣；油氣穩(wěn)壓 腔40能夠有效吸收切割系統(tǒng)中氧氣壓力的波動(dòng)以及射吸氧和油氣混合氣的擾 動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)割槍在不同氧壓下均能可靠工作，從而保證切割火焰的穩(wěn)定，有 效地避免切割火焰在作業(yè)過程中出現(xiàn)的"斷焰或喘熄"現(xiàn)象，大大提高金屬 切割的質(zhì)量和效率，節(jié)省氧氣和燃料；油氣穩(wěn)壓管13內(nèi)一定流速的油氣混合 氣經(jīng)油氣連接管12、槍頭7流入氣化割嘴6。
權(quán)利要求1、一種采用液體燃料的射吸式金屬切割裝置，該液體燃料切割裝置包括氣化割嘴(6)、割槍、燃油連接管(4)、氧氣連接管(5)、油箱(2)、供氧裝置(3)；割槍包括槍尾(11)、手把柄(10)、射吸裝置、切割氧連接管(8)、油氣連接管(12)、槍頭(7)；射吸裝置包括切割氧調(diào)節(jié)閥(15)、射吸氧調(diào)節(jié)閥(16)、切割氧調(diào)節(jié)閥桿(49)、燃油通孔(42)、吸入室(44)、針閥套(45)、針閥(46)、切割氧調(diào)節(jié)閥口(47)、切割氧通孔(48)、射吸氧通孔(50)、氧氣管(51)、燃油管(52)、射吸氧閥腔(53)；其特征在于割槍(1)的射吸裝置(14)設(shè)有切割氧穩(wěn)壓管(9)和油氣穩(wěn)壓管(13)；切割氧穩(wěn)壓管(9)位于切割氧連接管(8)與切割氧通孔(48)之間；油氣穩(wěn)壓管(13)位于油氣連接管(12)與針閥套(45)之間；以氧氣入口方向?yàn)榍?，切割氧穩(wěn)壓管(9)的前段是錐形的擴(kuò)散管(54)，中間是切割氧穩(wěn)壓腔(38)，后段是錐形的回縮管(55)；以油氣混合氣入口方向?yàn)榍?，油氣穩(wěn)壓管(13)前段依次是油氣混合室(43)、臺(tái)階狀擴(kuò)散管(41)，中間是油氣穩(wěn)壓腔(40)，后段是臺(tái)階狀回縮管(39)。
專利摘要一種采用液體燃料的射吸式金屬切割裝置屬于金屬熱切割領(lǐng)域。割槍(1)的射吸裝置(14)設(shè)有切割氧穩(wěn)壓管(9)和油氣穩(wěn)壓管(13)。切割氧穩(wěn)壓管(9)位于切割氧連接管(8)與切割氧通孔(48)之間；油氣穩(wěn)壓管(13)位于油氣連接管(12)與針閥套(45)之間；以氧氣入口方向?yàn)榍?，切割氧穩(wěn)壓管(9)的前段是錐形的擴(kuò)散管(54)，中間是切割氧穩(wěn)壓腔(38)，后段是錐形的回縮管(55)；以油氣混合氣入口方向?yàn)榍埃蜌夥€(wěn)壓管(13)前段依次是油氣混合室(43)、臺(tái)階狀擴(kuò)散管(41)，中間是油氣穩(wěn)壓腔(40)，后段是臺(tái)階狀回縮管(39)。該裝置切割火焰穩(wěn)定，能夠滿足液體燃料切割技術(shù)的要求。
文檔編號(hào)B23K7/00GK201172141SQ20072017370
公開日2008年12月31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)