專利名稱：添加劑添加裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于切割中小型金屬的天然氣混合添加劑技術(shù)，具體涉及添加劑 添加裝置，其通過利用添加劑液體在天然氣中具有一定溶解度的特點(diǎn)，基于添加劑與天然 氣的濃度差以實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力自動(dòng)調(diào)節(jié)添加劑的添加量。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的中小型金屬切割工藝通常采用乙炔切割技術(shù)，其不僅耗能高、煙氣嗆，嚴(yán)重 污染大氣及地面環(huán)境，還容易發(fā)生聚合物反應(yīng)爆炸事故。早在20世紀(jì)70年代，日、美等發(fā) 達(dá)國(guó)家就有70%以上的乙炔被新型的工業(yè)燃?xì)馊〈?0世紀(jì)90年代初，美國(guó)采用工業(yè)燃 氣代替乙炔的比例已高達(dá)85 %。目前，應(yīng)用節(jié)能環(huán)保的新型工業(yè)燃?xì)?，逐步淘汰乙炔或其?高污染高耗能工業(yè)燃?xì)膺M(jìn)行金屬切割，加快研制生產(chǎn)符合環(huán)保節(jié)能綠色燃?xì)鈩?shì)在必行。天 然氣作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的綠色環(huán)保能源，其在氧氣中燃燒溫度較低，但通過添入一定的添 加劑，完全可以滿足金屬切割工藝要求。因此，在金屬切割工藝中使用天然氣代替乙炔進(jìn)行 高溫切割具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前廣泛使用的全自動(dòng)控制“液氣混合裝置”采用電磁驅(qū)動(dòng)隔膜式計(jì)量泵技術(shù)、工 業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及氣液兩相乳化塔技術(shù)，以解決燃?xì)廨斉渲卸俊⒕_、自動(dòng)混配的技 術(shù)要求。這種全自動(dòng)控制的“液氣混合裝置”可以完全根據(jù)燃?xì)饬髁康淖兓詣?dòng)調(diào)節(jié)添加 劑加料量來保證混合氣的恒定品質(zhì)。液氣混合裝置的工作原理為控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定 的設(shè)備運(yùn)行模式手動(dòng)或自動(dòng)輸出信號(hào)到加劑泵的動(dòng)力系統(tǒng)(即電磁驅(qū)動(dòng)器)。電磁驅(qū)動(dòng)器 往復(fù)移動(dòng)，帶動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生油壓使隔膜片產(chǎn)生彈性變形，排出隔 膜片一側(cè)的添加劑；活塞向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生負(fù)壓，迫使隔膜片反向彈性變形，吸入添加劑。單 向止逆閥配合膜片的正反向變形吸排添加劑，將微量添加劑注入到氣液兩相乳化塔，在塔 內(nèi)實(shí)現(xiàn)天然氣與添加劑的混合?，F(xiàn)有的這種全自動(dòng)控制“液氣混合裝置”不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜部件繁多，還必需配備專業(yè) 控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)控制。雖然過程比較可靠，但是其費(fèi)用較高，對(duì)于許多中小型企業(yè)，很難 獨(dú)自承擔(dān)該項(xiàng)支出從而使用受限，因此經(jīng)濟(jì)型差，決定受用面也比較窄。
發(fā)明內(nèi)容在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式
部分中進(jìn) 一步詳細(xì)說明。本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方 案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的不足，本實(shí)用新型提供采用小型填料塔，在塔徑和塔高 等參數(shù)均確定的條件下，通過改變填料的類型和填料的高度來調(diào)節(jié)添加的效果。本實(shí)用新 型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是添加劑添加裝置，包括進(jìn)行天然氣和添加劑混合的填料塔、添加劑儲(chǔ)槽、天然氣 氣源、小型氣體儲(chǔ)罐和氣體切割設(shè)備，其中，所述填料塔中的填料為拉西環(huán)填料，所述拉西環(huán)填料以堆積方式為亂堆。所述添加劑儲(chǔ)槽通過添加劑輸送管與所述填料塔的塔頂連接， 在所述添加劑輸送管靠近所述填料塔的入口部位處設(shè)置有循環(huán)泵，所述天然氣氣源通過天 然氣輸送管道與填料塔連接。優(yōu)選地，所述填料塔塔底通過輸送管道與添加劑儲(chǔ)槽相連，以便將剩余的添加劑 從塔底引出回送到添加劑儲(chǔ)槽中儲(chǔ)存以用于循環(huán)添加。所述天然氣氣源是天然氣瓶，所述 天然氣輸送管道上在天然氣氣源出口處設(shè)置至少兩個(gè)調(diào)壓器，其中一個(gè)調(diào)壓器開啟，至少 一個(gè)調(diào)壓器備用。進(jìn)一步地，在天然氣輸送管道調(diào)節(jié)器旁設(shè)置安全切斷部件。所述安全切斷部件為 緊急切斷閥，當(dāng)填料塔內(nèi)的天然氣壓力超過標(biāo)準(zhǔn)壓力時(shí)，緊急切斷閥自動(dòng)切斷全系統(tǒng)；同時(shí) 自動(dòng)開啟備用調(diào)壓器，以不影響正常供氣。進(jìn)一步地，所述填料塔通過輸送管道與小型氣體儲(chǔ)罐連接，所述小型氣體儲(chǔ)罐通 過輸送管道與氣體切割設(shè)備相連。優(yōu)選地，針對(duì)溶解度比較高的添加劑，利用浮閥塔替代所述填料塔進(jìn)行氣液混合。通過調(diào)換不同的噴嘴，改變添加劑的噴淋狀態(tài)，調(diào)整添加劑和天然氣的接觸面來 調(diào)節(jié)添加量。所述裝置的技術(shù)方案進(jìn)一步包括所述填料塔內(nèi)的填料為鮑爾環(huán)，所述填料塔內(nèi) 填料的堆積方式為亂堆。所述拉西環(huán)尺寸為25mm，所述鮑爾環(huán)尺寸為25mm。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型裝置采用小型填料塔，在塔徑和塔高等參數(shù) 均確定的條件下，通過改變填料的類型和填料的高度來調(diào)節(jié)添加的效果，從而使得本裝置 適用于不同的添加劑，具有調(diào)節(jié)靈活的特點(diǎn)。其次，本裝置運(yùn)行過程中耗功量非常小，只是 在液體進(jìn)口設(shè)置循環(huán)泵，為添加劑的循環(huán)提供動(dòng)力，其做功的大小也是可以調(diào)節(jié)的。此外， 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置采用微機(jī)監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)過程，操作復(fù)雜，部件繁多，且費(fèi)用 較高，經(jīng)濟(jì)性較差。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流程易于控制，受用面比較廣，特別適用于中小型企 業(yè)。

本實(shí)用新型的下列附圖在此作為本實(shí)用新型的一部分用于理解本實(shí)用新型。附圖 中示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例及其描述，用來解釋本實(shí)用新型的原理。圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的添加劑添加裝置的一個(gè)具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型裝置的進(jìn)行添加劑添加、金屬切割和添加劑循環(huán)利用的工 藝流程圖。
具體實(shí)施方式
在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本實(shí)用新型更為徹底的理 解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本實(shí)用新型可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì) 節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本實(shí)用新型發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些 技術(shù)特征未進(jìn)行描述。天然氣和添加劑的混合為氣液兩相混合，其混合過程將受到添加劑的霧化噴淋程 度、氣液接觸面積大小、操作溫度和壓力等相關(guān)參數(shù)影響。不同的添加劑在天然氣中具有不同的溶解度，而溶解度會(huì)隨著操作壓力和操作溫度的變化而變動(dòng)。本實(shí)用新型通過不同溫 度下達(dá)飽和態(tài)時(shí)天然氣中添加劑的含量，分析該添加劑的含量隨溫度和壓力的變化情況， 以此為基礎(chǔ)研制開發(fā)本裝置。本實(shí)用新型揭露了一種添加劑添加裝置，如圖1所示，所述添加劑添加裝置包括 進(jìn)行天然氣和添加劑混合的填料塔、添加劑儲(chǔ)槽、天然氣氣源、小型氣體儲(chǔ)罐和氣體切割設(shè) 備，其中，所述填料塔中的填料為拉西環(huán)填料，所述拉西環(huán)填料以堆積方式為亂堆；所述添 加劑儲(chǔ)槽通過添加劑輸送管與所述填料塔的塔頂連接，在所述添加劑輸送管靠近所述填料 塔的入口部位處設(shè)置有循環(huán)泵，所述天然氣氣源通過天然氣輸送管道與填料塔連接。如圖1所示，該裝置包括有用于進(jìn)行天然氣和添加劑混合的填料塔，該裝置采用 在小型填料塔內(nèi)對(duì)天然氣和添加劑進(jìn)行混合。其中，添加劑儲(chǔ)槽通過添加劑輸送管與填料 塔塔頂連接以便向填料塔輸送添加劑，在添加劑輸送管上，靠近填料塔入口部位處設(shè)置有 循環(huán)泵，該循環(huán)泵為添加劑的循環(huán)使用提供動(dòng)力。利用上述結(jié)構(gòu)，該裝置將添加劑添加到天 然氣中以改變天然氣的性能，提高其燃燒溫度。具體地，可以根據(jù)添加劑的性質(zhì)選擇填料的類型及高度，當(dāng)添加劑從塔上部噴淋 向下流動(dòng)，天然氣從塔下部進(jìn)入沿塔身向上流動(dòng)。兩股流體逆流接觸，在接觸面上出現(xiàn)填料 塔傳質(zhì)過程，借助濃度差的作用，添加劑一面蒸發(fā)，一面擴(kuò)散，進(jìn)入到天然氣中，完成添加過程。塔內(nèi)配置的選擇如下在塔徑和塔高等參數(shù)均確定的條件下，通過改變填料的類 型和填料高度來調(diào)節(jié)添加的效果?？梢葬槍?duì)不同的添加條件及添加劑類別改變填料塔的結(jié)構(gòu)和類型。在實(shí)際添加過 程中，當(dāng)天然氣用料減小時(shí)，可以減小填料塔內(nèi)填料的高度；反之，當(dāng)天然氣用料增加時(shí)則 需要增大填料塔內(nèi)填料的高度。如果不改變填料的高度，則可以通過改變填料的類型來實(shí)現(xiàn)較佳的添加效果。例 如，可以通過改變填料塔內(nèi)填料的形狀、尺寸和材質(zhì)來調(diào)節(jié)添加劑添加量。在一個(gè)具體實(shí)施 例中，例如，將填料塔內(nèi)的填料由拉西環(huán)填料改為鮑爾環(huán)填料，所述鮑爾環(huán)填料仍以亂堆方 式堆砌，此來滿足添加量的要求。在本實(shí)施例中，填料的尺寸等級(jí)都是固定的，如拉西環(huán)尺 寸為25mm，鮑爾環(huán)尺寸為25mm等，所述填料尺寸等級(jí)標(biāo)注是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)， 在此不作具體說明。填料的材料有金屬、陶瓷或塑料等。對(duì)于溶解度比較高的添加劑，可以 采用浮閥塔代替填料塔，從而降低裝置投資，提高經(jīng)濟(jì)性。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過調(diào)換不同的噴嘴，改變添加劑的噴淋狀態(tài)，調(diào)整添加 劑和燃?xì)獾慕佑|面，調(diào)節(jié)添加量。填料塔塔底通過輸送管道與添加劑儲(chǔ)槽相連上，以便將剩余的添加劑(也即輸入 填料塔后未參與與天然氣混合的添加劑)從塔底引出回送到添加劑儲(chǔ)槽中儲(chǔ)存以用于循 環(huán)添加。參看圖1，天然氣氣源(如天然氣瓶等)通過天然氣輸送管道與填料塔連接，天然 氣出口輸送管道上設(shè)置至少兩個(gè)調(diào)壓器，其中一個(gè)調(diào)壓器開啟，至少一個(gè)調(diào)壓器備用。通過 調(diào)壓器減壓作用來調(diào)節(jié)進(jìn)入填料塔鐘的天然氣的壓力。同時(shí)，在天然氣輸送管道調(diào)節(jié)器旁 設(shè)置安全切斷部件。如圖1中的緊急切斷閥，當(dāng)填料塔內(nèi)的天然氣壓力超過標(biāo)準(zhǔn)壓力時(shí)，緊 急切斷閥自動(dòng)切斷全系統(tǒng)；同時(shí)自動(dòng)開啟備用調(diào)壓器，以不影響正常供氣。
5[0029]填料塔通過輸送管道與小型氣體儲(chǔ)罐(例如，產(chǎn)品氣瓶)連接，該小型氣體儲(chǔ)罐通 過輸送管道與氣體切割設(shè)備相連，以便將添加有添加劑的天然氣從填料塔塔頂引出，進(jìn)入 小型氣體儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。而在需要進(jìn)行切割使用時(shí)，直接輸送到氣體切割設(shè)備，用于金屬切割操 作。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型裝置進(jìn)行添加劑添加、金屬切割和添加劑循環(huán)利用的工藝 流程圖，用于輔助說明本實(shí)用新型裝置。在本實(shí)用新型裝置中，天然氣和添加劑的混合為氣 液兩相混合，其混合過程將受到添加劑的霧化噴淋程度、氣液接觸面積大小、操作溫度和壓 力等相關(guān)參數(shù)影響。本裝置采用一個(gè)填料塔，添加劑從填料塔上部噴淋向下流動(dòng)，天然氣從 填料塔下部進(jìn)入并沿填料塔塔身向上流動(dòng)。兩股流體逆流接觸，在接觸面上出現(xiàn)傳質(zhì)過程， 添加劑一邊蒸發(fā)，一邊擴(kuò)散，進(jìn)入到天然氣中，完成添加過程。 添加后的天然氣從填料塔塔頂引出，剩余的添加劑從填料塔塔底引出。填料塔塔 頂?shù)奶砑託膺M(jìn)入小型氣體儲(chǔ)罐(如產(chǎn)品氣瓶)儲(chǔ)存，使用時(shí)，該混合燃?xì)庵苯舆M(jìn)入切割裝 置，用于切割操作。塔底剩余的添加劑進(jìn)入添加劑儲(chǔ)槽進(jìn)行儲(chǔ)存，可進(jìn)行循環(huán)添加。本實(shí)用新型裝置對(duì)于一定的流量及操作條件，添加的效果在一定范圍內(nèi)可滿足穩(wěn) 定、連續(xù)的要求。當(dāng)填料塔的塔高、塔徑、填料類型和填料高度均已確定時(shí)，添加劑的添加量 會(huì)隨進(jìn)塔的氣液量及操作參數(shù)發(fā)生變化，即當(dāng)其他參數(shù)固定時(shí)，添加量可隨進(jìn)口天然氣流 量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是 用于舉例和說明的目的，而非意在將本實(shí)用新型限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng) 域技術(shù)人員可以理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)還 可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍以 內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
權(quán)利要求添加劑添加裝置，其特征在于，包括進(jìn)行天然氣和添加劑混合的吸收塔、添加劑儲(chǔ)槽、天然氣氣源、小型氣體儲(chǔ)罐和氣體切割設(shè)備，其中，所述吸收塔為填料塔，所述填料塔中的填料為拉西環(huán)；所述添加劑儲(chǔ)槽通過添加劑輸送管與所述填料塔的塔頂連接，在所述添加劑輸送管靠近所述填料塔的入口部位處設(shè)置有循環(huán)泵，所述天然氣氣源通過天然氣輸送管道與填料塔連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑添加裝置，其特征在于，所述填料塔塔底通過輸送管 道與添加劑儲(chǔ)槽相連，以便將剩余的添加劑從塔底引出回送到添加劑儲(chǔ)槽中儲(chǔ)存以用于循 環(huán)添加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑添加裝置，其特征在于，所述天然氣氣源是天然氣瓶， 所述天然氣輸送管道上在天然氣氣源出口處設(shè)置至少兩個(gè)調(diào)壓器，其中一個(gè)調(diào)壓器開啟， 至少一個(gè)調(diào)壓器備用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑添加裝置，其特征在于，在天然氣輸送管道調(diào)壓器旁 設(shè)置安全切斷閥部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的添加劑添加裝置，其特征在于，所述安全切斷部件為緊急切 斷閥，當(dāng)填料塔內(nèi)的天然氣壓力超過標(biāo)準(zhǔn)壓力時(shí)，緊急切斷閥自動(dòng)切斷全系統(tǒng)；同時(shí)自動(dòng)開 啟備用調(diào)壓器，以不影響正常供氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑添加裝置，其特征在于，所述填料塔通過輸送管道與 小型氣體儲(chǔ)罐連接，所述小型氣體儲(chǔ)罐通過輸送管道與氣體切割設(shè)備相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑添加裝置，其特征在于，通過調(diào)換不同的噴嘴，改變添 加劑的噴淋狀態(tài)，調(diào)整添加劑和天然氣的接觸面來調(diào)節(jié)添加量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑添加裝置，其特征在于，所述填料塔內(nèi)的填料為鮑爾 環(huán)，所述填料塔內(nèi)填料的堆積方式為亂堆。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的添加劑添加裝置，其特征在于，所述拉西環(huán)尺寸為25mm， 所述鮑爾環(huán)尺寸為25mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑添加裝置，其特征在于，針對(duì)溶解度比較高的添加 劑，用浮閥塔替代所述填料塔，其他結(jié)構(gòu)不變。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種添加劑添加裝置，屬于金屬切割用燃?xì)饣旌霞夹g(shù)，包括進(jìn)行天然氣和添加劑混合的填料塔、添加劑儲(chǔ)槽、天然氣氣源、小型氣體儲(chǔ)罐和氣體切割設(shè)備，其中，所述填料塔中的填料為拉西環(huán)，所述拉西環(huán)填料以堆積方式為亂堆；所述添加劑儲(chǔ)槽通過添加劑輸送管與所述填料塔的塔頂連接，在所述添加劑輸送管靠近所述填料塔的入口部位處設(shè)置有循環(huán)泵，所述天然氣氣源通過天然氣輸送管道與填料塔連接。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流程易于控制，受用面比較廣，特別適用于中小型企業(yè)。此外，本裝置可適用于不同的添加劑，具有調(diào)節(jié)靈活的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K7/10GK201760685SQ20102050905
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者周東來, 唐志祥, 魏璠 申請(qǐng)人:北京世紀(jì)大地燃?xì)庥邢薰?br>