專利名稱：天然氣切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種天然氣切割機(jī)，尤其是一種天然氣鋼材切割機(jī)。
背景技術(shù)：
目前金屬切割工藝包括激光、等離子、氧-火焰切割等切割技術(shù)，氧-火焰切割工 藝以其投資少、易操作、工藝成熟等特點(diǎn)成為國內(nèi)外工業(yè)企業(yè)鋼材切割加工技術(shù)的主要選 擇。其中，氧一乙炔切割又是氧-火焰切割工藝中最為成熟、廣泛采用的方法。但是乙炔在 生產(chǎn)和使用過程中不僅能耗高、不安全且“三廢”污染俱全，乙炔的原料電石是一種高耗能 產(chǎn)品，每生產(chǎn)1噸乙炔氣耗電10800度、焦碳4. 5噸，排出3. 5t電石渣及CO、H2S, SO2等有 害氣體及16噸污水，每使用Im3乙炔氣，就排放出1500mg硫化氫(H2S)和1200mg磷化氫 (PH3)有害氣體，嚴(yán)重污染空氣，對環(huán)境、生態(tài)的危害更為惡劣。由于乙炔的分子結(jié)構(gòu)不是飽 和鍵，易發(fā)生聚合反應(yīng)而引起爆炸，因此乙炔在使用中還存在安全性差的問題，其爆炸極限 范圍寬達(dá)2. 4 80%。自2004年以來乙炔平均每年發(fā)生爆炸數(shù)十起，損失非常慘重。為此，工業(yè)發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)60年代后根據(jù)各自實(shí)際情況相繼開發(fā)了丙烯、丙烷 等燃?xì)馓娲胰沧鳛榍懈钊剂?。?0世紀(jì)90年代初起，我國也開始限制乙炔發(fā)展，積極推 廣環(huán)保節(jié)能工業(yè)燃?xì)猓⒁M(jìn)了丙烷類切割氣技術(shù)。但由于國內(nèi)油氣資源缺乏、丙烷液化氣 的價(jià)格上漲較快、燃?xì)馇懈钚阅懿焕硐氲仍?，替代乙炔切割氣的進(jìn)展很緩慢，以致乙炔還 在我國焊割市場占據(jù)統(tǒng)治地位。另外，丙烷氣密度大于空氣，不宜在船艙等密閉場所使用， 并且生產(chǎn)成本較高、運(yùn)輸不便，在一定程度上也影響了丙烷切割氣的使用推廣。我國從80年代后期開始引入燃?xì)庵继砑觿┑男滦腿細(xì)?，像美國?“CHEMTANE2”、“FLAMEX”，日本的“霞普氣”等，90年代推廣應(yīng)用，一般燃?xì)舛急炔簧涎?炔 焰的燃燒溫度，通過在燃?xì)庥绕涫翘烊粴庵屑尤胩砑觿┨岣呷細(xì)馊紵郎囟群托阅?，天然?切割氣由于在其清潔、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全等方面都有一定優(yōu)勢，再加上天然氣在能源中比例 的提高，也有了氣源保障，從而成為替代乙炔的最佳選擇。但在天然氣中加入助燃添加劑的 方法，同樣存在著增大切割成本和使用方法不便的問題。而且在天然氣當(dāng)中加入助燃劑，普 遍存在燃燒率不足，火焰溫度不足以滿足切割較厚鋼板；與母氣混溶后出現(xiàn)掛壁、無沉淀現(xiàn) 象(即固體懸濁物、固體顆粒結(jié)晶)，導(dǎo)致堵塞瓶口，造成切割安全隱患；添加劑本身成分復(fù) 雜，帶有一定毒性，燃燒有黑煙，對環(huán)境有污染等一系列問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對上述存在的問題，提供一種不采用天然氣助燃劑的 天然氣切割裝置。本實(shí)用新型天然氣切割機(jī)采用的技術(shù)方案是包括依次管路連接的低壓過濾裝置， 增壓機(jī)，高壓過濾裝置，緩沖罐，調(diào)節(jié)器，切割裝置，所述低壓過濾裝置的進(jìn)氣口與天然氣輸 送管路連接。采用上述裝置，從管網(wǎng)中輸送來的低壓天然氣經(jīng)過低壓過濾裝置如金屬過濾網(wǎng)過
3濾后，去除管網(wǎng)中天然氣攜帶的殘?jiān)⑺值任⒘吭?，并通過增壓機(jī)加壓使凈化后的天然 氣在切割過程中達(dá)到一定的工作壓力參數(shù)值，增壓后的天然氣，送入高壓過濾裝置如纖維 高分子篩，將微量水氣和其他雜質(zhì)吸附、過濾處理后，使天然氣純度達(dá)到98%以上，再送入 緩沖儲氣罐儲存，儲氣罐在工作環(huán)節(jié)中起到穩(wěn)壓調(diào)值作用，從儲氣罐輸出的天然氣經(jīng)調(diào)節(jié) 器調(diào)壓，送入到切割裝置如割槍機(jī)具，用于切割金屬材料如鋼材。采用本實(shí)用新型裝置解決 了一般燃?xì)馊紵郎囟炔蛔愕碾y題，火焰溫度最高可達(dá)3200°C，切割質(zhì)量優(yōu)于乙炔切割效果， 滿足切割的要求。更進(jìn)一步的是，本實(shí)用新型裝置還包括壓力控制器，所述壓力控制器的傳感器輸 入端與緩沖罐管路連通，傳感器的輸出端與壓力控制器的控制器輸入端連接；控制器輸出 端與增壓機(jī)的電源控制裝置連通。當(dāng)傳感器采集的天然氣壓力值達(dá)到限定高壓值時(shí)，壓力 控制器會(huì)自動(dòng)切斷電源，使增壓機(jī)停止工作，達(dá)到安全控制的目的。當(dāng)采集的天然氣壓力值 小于設(shè)定的壓力值時(shí)，壓力控制器接通電源，增壓機(jī)啟動(dòng)工作，既保證了切割機(jī)切割過程中 的天然氣氣流穩(wěn)定運(yùn)行，又實(shí)現(xiàn)了切割過程中的安全控制。更進(jìn)一步的是，本實(shí)用新型裝置的增壓機(jī)的供電電源還設(shè)置有過載保護(hù)裝置。即 當(dāng)該機(jī)工作電流超過限定值時(shí)開關(guān)自動(dòng)切斷電源，對設(shè)備起到供電安全保護(hù)作用。更進(jìn)一步的是，本實(shí)用新型裝置的增壓機(jī)設(shè)置有降溫裝置，如風(fēng)冷裝置或水冷裝 置。通過降溫裝置對增壓機(jī)和高壓管路進(jìn)行充分冷卻，起到對增壓機(jī)的安全運(yùn)行保護(hù)。更進(jìn)一步的是，本實(shí)用新型裝置的緩沖罐的內(nèi)腔為0.8-1. 3m3，增壓機(jī)的功率為 0. 75-1. 5KW。特別是緩沖罐的內(nèi)腔為0. 8m3，增壓機(jī)的功率為1KW，通過合理的配置緩沖罐的 腔體容積與增壓機(jī)的功率大小，實(shí)現(xiàn)設(shè)備購置成本低，增壓機(jī)工作和停止的時(shí)間設(shè)計(jì)合理， 從而延長增壓機(jī)的壽命。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型不需要添加任何助燃劑就能實(shí) 現(xiàn)最簡便的切割方式，降低了切割用燃?xì)獾某杀?，也沒有添加劑與母液混合后的掛壁、沉淀 現(xiàn)象和導(dǎo)致堵塞瓶口的安全問題，且使用時(shí)不堵割咀，不須頻繁清咀捅咀，較乙炔延長割嘴 壽命數(shù)倍，有效降低生產(chǎn)成本。裝置中采用的多級安全保護(hù)措施，確保了整套裝置不僅切割 成本低，質(zhì)量好、低碳環(huán)保，且使用安全，是目前天然氣切割鋼材技術(shù)的最高水平體現(xiàn)。

本實(shí)用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1是本實(shí)用新型工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1所示，從普通管網(wǎng)中輸送來的天然氣通過管路進(jìn)入低壓過濾裝置如金屬過 濾網(wǎng)過濾，去除管網(wǎng)中天然氣攜帶的殘?jiān)?、水分等微量元素；過濾后的天然氣經(jīng)管路進(jìn)入增 壓機(jī)，增壓后的天然氣，經(jīng)管路進(jìn)入高壓過濾裝置如纖維高分子篩過濾，將增壓過程中產(chǎn)生的微量水氣和其他雜質(zhì)過濾消除；提純后的天然氣通過管路進(jìn)入緩沖罐，緩沖罐內(nèi)儲存的 氣體經(jīng)管路中的調(diào)節(jié)器輸出到切割槍。緩沖罐上的采氣口還與壓力控制器輸入端連通，壓 力控制器輸出端與增壓機(jī)的電源控制裝置連通。采用天然氣作為切割氣的難點(diǎn)主要在于烷烴類燃?xì)?天然氣主要成分是甲烷， CH4)本身具有很穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)，在燃燒過程中的熱裂解速度，及裂解后的有效成分不及 乙炔，因此在切割過程中火焰溫度明顯低于氧炔焰，導(dǎo)致切割火焰達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在切 割厚度IOOmm及以上的鋼板時(shí)更是無法進(jìn)行切割工作。而采用本裝置，管網(wǎng)中的低壓天然 氣經(jīng)上述提純、增壓處理，清除管網(wǎng)中的殘?jiān)?、水分等微量元素，使天然氣純度達(dá)到98%以 上，并通過加壓方式使凈化后的天然氣在切割過程中達(dá)到一定的工作壓力，通過采用控制 設(shè)備壓力控制器、緩沖罐和調(diào)節(jié)器穩(wěn)定氣體工作流量等技術(shù)手段提高切割速度，當(dāng)壓力控 制器的傳感器將采集的緩沖罐內(nèi)的天然氣壓力信號傳輸?shù)娇刂破?，與控制器中設(shè)定的壓力 限定值進(jìn)行比較，當(dāng)緩沖罐內(nèi)天然氣壓力大于設(shè)定的最高壓力值時(shí)，控制器輸出控制信號 到電源控制管路，開關(guān)斷開，切斷電源，使增壓機(jī)停止工作。當(dāng)緩沖罐內(nèi)天然氣壓力值小于 設(shè)定的最高壓力值時(shí)，控制器輸出控制信號到電源控制管路，開關(guān)閉合，接通電源，增壓機(jī) 重新開始工作，實(shí)現(xiàn)安全控制的目的。整個(gè)裝置中增壓機(jī)還設(shè)置風(fēng)冷裝置，增壓后的氣體溫度升高，經(jīng)風(fēng)冷裝置對增壓 機(jī)和高壓管路冷卻后，再進(jìn)入高壓過濾裝置凈化過濾進(jìn)入緩沖器儲存，然后再經(jīng)過減壓器 輸出，使凈化后氣流穩(wěn)定的天然氣供給切割槍切割鋼材。上述裝置中還安裝了低、中高壓力表顯示工作壓力，方便對裝置中各工作段氣壓 狀態(tài)進(jìn)行觀察和控制。上述裝置中增壓機(jī)電路控制部分安裝了 6A的空氣開關(guān)，當(dāng)該機(jī)工作電流超過限 定值時(shí)開關(guān)自動(dòng)切斷電源，對設(shè)備起到供電安全保護(hù)作用。上述裝置中緩沖罐的內(nèi)腔容積為0. 8m3，增壓機(jī)的功率為1KW，確保了增壓機(jī)每工 作4分鐘即可停機(jī)6分鐘，從而延長增壓機(jī)的壽命。本實(shí)用新型裝置經(jīng)重慶江東機(jī)械制造有限公司、成都五冶鋼構(gòu)廠、成都132飛機(jī) 制造公司、四川石油管理局內(nèi)江石油容器廠、成都巨能恒泰焊割機(jī)械設(shè)備廠等單位試用，為 用戶節(jié)約了大量經(jīng)費(fèi)，無一起安全事故發(fā)生，效果反應(yīng)良好。2009年8月19日，本實(shí)用新型設(shè)備由重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測研究院根據(jù)JB/ T10045. 3-1999標(biāo)準(zhǔn)檢測，采用本項(xiàng)目技術(shù)切割I(lǐng)OOmm鋼板，切割面平面度彡0. 15mm，割紋 深度彡100 μ m，缺口最小間距> 2000mm，指標(biāo)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。以下表1、表2分別為本實(shí)用新型與乙炔、丙炔切割效能及經(jīng)濟(jì)價(jià)值測試對比表。 切割對象為相同材質(zhì)鋼板厚度30mm，切割速度一致，價(jià)格按照川渝地區(qū)天然氣現(xiàn)價(jià)測算。
權(quán)利要求一種天然氣切割機(jī)，其特征在于包括依次管路連接的低壓過濾裝置，增壓機(jī)，高壓過濾裝置，緩沖罐，調(diào)節(jié)器，切割裝置，所述低壓過濾裝置的進(jìn)氣口與天然氣輸送管路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣切割機(jī)，其特征在于還包括壓力控制器，所述壓力控 制器的傳感器輸入端與緩沖罐管路連通，傳感器的輸出端與壓力控制器的控制器輸入端連 接；控制器輸出端與增壓機(jī)的電源控制裝置連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣切割機(jī)，其特征在于所述增壓機(jī)的供電電源還設(shè)置 有過載保護(hù)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣切割機(jī)，其特征在于所述增壓機(jī)還設(shè)置有降溫裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣切割機(jī)，其特征在于所述降溫裝置為風(fēng)冷裝置或水 冷裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣切割機(jī)，其特征在于所述低壓過濾裝置為金屬過濾網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣切割機(jī)，其特征在于所述高壓過濾裝置為纖維高分 子篩。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣切割機(jī)，其特征在于所述緩沖罐的內(nèi)腔為 0. 8-1. 3m3，增壓機(jī)的功率為0. 75-1. 5KW。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣切割機(jī)，其特征在于所述緩沖罐的內(nèi)腔為0.8m3，增 壓機(jī)的功率為0. 75KW。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種天然氣切割機(jī)，包括依次管路連接的低壓過濾裝置，增壓機(jī)，高壓過濾裝置，緩沖罐，調(diào)節(jié)器，切割裝置，所述低壓過濾裝置的進(jìn)氣口與天然氣輸送管路連接。采用上述裝置，管路輸送來的天然氣經(jīng)過過濾、提純、增壓，天然氣燃燒時(shí)的火焰溫度最高可達(dá)3200℃。本實(shí)用新型不需要添加任何助燃劑就能實(shí)現(xiàn)對金屬尤其是鋼材的切割。天然氣成本低，也沒有添加劑與母液混合后的掛壁、沉淀、堵塞瓶口、割咀的安全問題。特別是管路中設(shè)置有壓力控制器和供電電源過載保護(hù)裝置，對切割機(jī)起到了供電安全保護(hù)和安全控制的作用。整套裝置不僅切割成本低，質(zhì)量好、低碳環(huán)保，且使用安全，是氧-乙炔切割技術(shù)中乙炔的理想替代品。
文檔編號B23K7/10GK201744770SQ20102027365
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者呂令 申請人:成都華泰環(huán)球能源科技發(fā)展有限公司