預(yù)熱裝置制造方法
【專利摘要】在鋁熱焊接時使用的預(yù)熱裝置包括容納噴嘴（8）的、設(shè)置有液化氣輸送管路（9）的殼體（12）以及在流動方向上設(shè)置在噴嘴上游的蒸發(fā)器（10），其中，殼體（12）在其最遠(yuǎn)澆鑄模具的端部上具有在燃燒氣體的流出口（11）中結(jié)束的、容納噴嘴的燃燒室，以及包圍流出口（11）的、插入到成型到模具的上側(cè)中的開口中的區(qū)段（22），并且蒸發(fā)器（10）處于流出口（11）與噴嘴（8）之間，在此與燃燒空氣形成熱交換。
【專利說明】預(yù)熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的預(yù)熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在實施鋁熱焊接時，通常必須使鐵軌端部、用于焊接的澆鑄模具的包圍鐵軌端部的模具半部以及用于密封的材料如密封膏或型砂在注入液體鋼之前進(jìn)行預(yù)熱，以便脫去濕氣并且保證鐵軌端部的可靠焊接。通常已知的是，使用燃燒器的熱廢氣來預(yù)熱，在燃燒室中氣態(tài)或液體燃料與空氣或氧氣反應(yīng)。通常，在實施鋁熱焊接時使用氣焊炬，其利用氣態(tài)燃料譬如丙烷丁烷混合物或者乙炔和純氧來驅(qū)動。對此可替選地，也已知了以汽油和壓縮空氣驅(qū)動的燃燒器。
[0003]這種利用氣態(tài)燃料的預(yù)熱的缺點(diǎn)是需要攜帶沉重的且昂貴的氣瓶，這些氣瓶必須裝備復(fù)雜的壓力調(diào)節(jié)裝置。為了使用利用汽油和壓縮空氣驅(qū)動的燃燒器，需要攜帶沉重的且昂貴的壓縮空氣設(shè)備，其還需要外部電源。
[0004]在印刷物W000/76713A1中公開了在熱鋁焊接兩個鐵軌端部時所確定的、可放置到包圍鐵軌端部的澆鑄模具上的、以液化氣可驅(qū)動的預(yù)熱裝置。該預(yù)熱裝置包括保持氣體筒的框架，該框架帶有燃燒器，該燃燒器的排出口位于由兩個模具半部構(gòu)成的澆鑄模具的注入口之上。在氣體筒與燃燒器之間存在由銅構(gòu)成的蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器由構(gòu)成為完全體的、從管路區(qū)段穿過的蒸發(fā)塊和朝著氣體筒連接到蒸發(fā)塊上的螺旋狀蒸發(fā)區(qū)段組成。該燃燒器的效率極大地取決于，所使用的液化氣在完全蒸發(fā)的狀態(tài)中到達(dá)燃燒器。不完全蒸發(fā)或液化氣從噴嘴排出不僅加重燃燒器形成的熱輸出的負(fù)擔(dān)，而且可能也會意味著環(huán)境的安全風(fēng)險。
[0005]在熱鋁焊接通常在鋪設(shè)好的軌道中進(jìn)行之后，環(huán)境溫度對蒸發(fā)過程的影響不可避免，因此在較低溫度下蒸發(fā)過程會不充分。這樣的預(yù)熱裝置在鋪設(shè)好的軌道中工作時的使用因此會受到氣候決定的限制。
[0006]預(yù)熱裝置在對澆鑄模具預(yù)熱時被驅(qū)動為使得熱的燃燒氣體從上流入澆鑄模具中，流經(jīng)澆鑄模具，以便最后從側(cè)向通道排出。在此情況下，存在如下風(fēng)險:排出的并且接著上升的燃燒氣體與設(shè)計用于燃燒器的燃燒過程的空氣混合，所形成的燃燒器的熱輸出在此情況下減少。
[0007]在文獻(xiàn)DE4021819A1中公開了一種燃燒器單元，其還可以用液化氣驅(qū)動、裝備有氣體筒，尤其針對硬釬焊而設(shè)計，該燃燒器單元包括連接到氣體供給管路的、通過止回閥構(gòu)成的壓力增強(qiáng)器、連接于其上的由黃銅體構(gòu)成的并且從管路中穿過的蒸發(fā)裝置和用于與周圍空氣混合而確定的管狀燃燒室，該燃燒室從外側(cè)包圍蒸發(fā)裝置。通過如下方式力爭完全蒸發(fā)液化氣:通過燃燒室的金屬外殼將在燃燒室中由于燃燒過程形成的熱傳遞到黃銅體上。對燃燒器效率有幫助的影響是如下情況:氣體在通過止回閥的特征確定的壓力下進(jìn)入蒸發(fā)裝置中。
[0008]已知的燃燒器單元由于有壓力增強(qiáng)器盡管能夠?qū)崿F(xiàn)與位置無關(guān)的使用(然而在燃燒室設(shè)置針對燃燒空氣的進(jìn)入而設(shè)計的側(cè)向開口之后)，在鋁熱焊接中豎直使用的情況下并不能可靠地排除:已流經(jīng)澆鑄模具的燃燒氣體通過這些開口被抽吸并且降低燃燒器的熱輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在此背景下本發(fā)明的任務(wù)是，設(shè)計一種結(jié)構(gòu)小，可利用氣體尤其是液化氣驅(qū)動的、不需要外部能量供給的、高效的、可與氣候無關(guān)地使用的預(yù)熱裝置，其可在無需攜帶復(fù)雜的以及昂貴的并且沉重的附加裝置的情況下使用。該任務(wù)在這種預(yù)熱裝置方面通過權(quán)利要求1的特征部分所述的特征來解決。
[0010]預(yù)熱裝置因此具有直接布置在燃燒氣體的流出口上游的燃燒室，其中，蒸發(fā)器處于該室中，因此與燃燒氣體形成熱交換。處于噴嘴與流出口之間的蒸發(fā)器以此方式受到有效加熱，使得可實現(xiàn)液化氣的完全和可再現(xiàn)以及與氣候無關(guān)的蒸發(fā)。該裝置的可實現(xiàn)的熱輸出因此不受根據(jù)所處的溫度條件大致充分蒸發(fā)影響。
[0011]根據(jù)權(quán)利要求2和3的特征，殼體具有包圍流出口的下側(cè)區(qū)段，其設(shè)計用于插入到成型到澆鑄模具的所朝向的上側(cè)中的開口中。殼體和由此預(yù)熱裝置因此在澆鑄模具上占據(jù)確定的工作位置，該工作位置確定了在流出口與待焊接的鐵軌端部的上側(cè)之間的間距。以此方式確保了，在重復(fù)使用該預(yù)熱裝置時始終形成相同的預(yù)熱條件。在開口中優(yōu)選形鎖地緊固所述區(qū)段，使得構(gòu)建可靠的以及穩(wěn)定的工作位置。然而，同樣考慮其他對于本領(lǐng)域技術(shù)人常見類型的對工作位置的緊固。所述開口在最簡單的情況下可以是澆鑄模具的注入口。
[0012]根據(jù)權(quán)利要求4的特征，該裝置的殼體設(shè)置有至少一個側(cè)向伸出的、設(shè)計用于將燃燒空氣引入燃燒室中的管座。重要的是，直接使用在環(huán)境條件下形成的燃燒空氣，燃燒空氣由于經(jīng)由流出口排出的燃燒氣體而在其余閉合構(gòu)造的殼體中形成的負(fù)壓被抽吸。因此，得到該裝置的比較簡單的結(jié)構(gòu)，其工作同樣簡單地構(gòu)建，因為在放棄開頭描述的現(xiàn)有技術(shù)的情況下攜帶沉重的且昂貴的附加設(shè)備變得多余。
[0013]權(quán)利要求5的特征針對殼體的其他構(gòu)型，在此為至少一個管座的附裝部位。在其與噴嘴間隔地布置在其背離流出口的側(cè)上之后，燃燒室的特征在于能實現(xiàn)燃燒空氣與被蒸發(fā)的液化氣的最佳混合的恒定流動條件。
[0014]根據(jù)權(quán)利要求6的特征，蒸發(fā)器通過沿著殼體的內(nèi)壁在燃燒室內(nèi)延伸的管路裝置形成，其因此與流經(jīng)例如總體為圓柱形殼體的芯橫截面的燃燒氣體形成表面熱交換。
[0015]根據(jù)權(quán)利要求7的特征，殼體構(gòu)建用于放置液化氣筒，其中，在該部位處同時存在與液化氣供給管路的所朝向的端部的連接。可替選地，而在該部位處也通常可連接液化氣管路。
[0016]根據(jù)權(quán)利要求8的特征，用于引入燃燒空氣的管座的側(cè)向延伸設(shè)計為:實際上沒有在預(yù)熱過程期間從澆鑄模具側(cè)向排出的燃燒氣體會通過其進(jìn)入口被抽吸。以此方式，有助于形成燃燒過程的穩(wěn)定條件并且由此可再現(xiàn)的熱輸出。
[0017]權(quán)利要求9的特征針對燃燒器的可能的效率提升，其方式是，附加的燃燒空氣借助鼓風(fēng)機(jī)引入殼體中。由此可以使用電池驅(qū)動的鼓風(fēng)器。該措施盡管提高了預(yù)熱裝置的重量，但這與電機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)單元相比微不足道。
[0018]認(rèn)識到，利用根據(jù)本發(fā)明的預(yù)熱裝置提供高效、簡單、(即無需復(fù)雜的附加部件)可與氣候無關(guān)地驅(qū)動的并且因此尤其適于工作在鋪設(shè)好的軌道中的設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]以下參照附圖中示意性表示的實施例來更為詳細(xì)地闡述本發(fā)明。其中:
[0020]圖1示出了安置于澆鑄模具上的根據(jù)本發(fā)明的預(yù)熱裝置的側(cè)視圖；
[0021]圖2示出了預(yù)熱器在圖1的平面1-1I中的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0022]在圖1中，用1、2表示兩個要彼此焊接的鐵軌端部，其相互對置的間隔有焊縫的端側(cè)處于由兩個模具半部4、5 (圖2)構(gòu)成的澆鑄模具3內(nèi)。澆鑄模具3以本身已知的方式包圍澆鑄室，該澆鑄室在上側(cè)6中具有注入口以及排氣口，它們通過澆鑄室彼此形成連續(xù)連接。用7表示根據(jù)本發(fā)明的預(yù)熱裝置，該預(yù)熱裝置包括噴嘴8、液化氣輸送管路9和蒸發(fā)器10，其中，所有這些部件布置在下側(cè)形成流出口 11的總體上為圓柱形的殼體12中。
[0023]殼體12在流出口 11的區(qū)域中形成一區(qū)段22，該區(qū)段可插入成型到澆鑄模具3的上側(cè)6中的開口中并且形鎖合緊固地容納在開口中。該開口可以是所述注入口(然而也可考慮其他開口)。殼體12以此方法受到可靠保持，其中，得到另外的優(yōu)點(diǎn):流出口 11的位置以可復(fù)現(xiàn)的間距定位在鐵軌表面之上，使得形成相應(yīng)可復(fù)現(xiàn)的預(yù)熱條件。
[0024]殼體12以及液化氣輸送管路9可以以本身已知的方式與未以附圖不出的液化氣筒形成連接。
[0025]用13、14表示兩個徑向從殼體12伸出的管座，管座在其自由端部上形成燃燒空氣的流入口，并且管座與殼體12的內(nèi)部空間形成連續(xù)連接。
[0026]噴嘴8的排出口 15在殼體12內(nèi)間隔地位于流出口 11之前，由此限定了燃燒室并且噴嘴8與通過在周圍區(qū)域中沿著殼體12的內(nèi)側(cè)螺旋狀引導(dǎo)的管道形成的蒸發(fā)器10形成連接，使得通過液化氣輸送管路9引導(dǎo)的液化氣經(jīng)由噴嘴8首先進(jìn)入蒸發(fā)器10，在此情況下被蒸發(fā)，以便在該狀態(tài)下經(jīng)過噴嘴8的排出口 15達(dá)到殼體12中，其中，該蒸發(fā)器在噴嘴8的朝向排出口 11的側(cè)上因此在燃燒室內(nèi)延伸。在此，與通過管座13、14引入的燃燒空氣進(jìn)行混合并由此形成能夠燃燒的氣體蒸氣混合物，通過氣體蒸氣混合物在燃燒過程開始之后產(chǎn)生熱，該熱也輔助蒸發(fā)器10中的液化氣的蒸發(fā)。
[0027]由于燃燒氣體從排出口 12流出，所以在殼體12內(nèi)形成經(jīng)過管座13、14輔助燃燒空氣引入的負(fù)壓。
[0028]殼體12除了管座13、14和流出口 11之外閉合地構(gòu)造。
[0029]從流出口 11排出的燃燒氣體經(jīng)由澆鑄模具的所述開口沿著箭頭16的方向達(dá)到其澆鑄室中，因此為垂直向下指向的燃燒火焰17形式。燃燒氣體流經(jīng)澆鑄室，更確切地說，在熱傳遞到其壁上并且蒸發(fā)存在的濕氣的情況下，以便接著又基本上豎直上升地經(jīng)由側(cè)向排氣口沿著箭頭18、19的方向排出。
[0030]關(guān)于殼體12徑向延伸的管區(qū)段13、14的長度根據(jù)澆鑄模具3的常用尺寸尤其是其上側(cè)的排氣口設(shè)置，使得管區(qū)段的流入口在如下區(qū)域之外，在該區(qū)域中燃燒廢氣還可以被吸入。這意味著，沿著箭頭20的方向引入到管區(qū)段13、14的燃燒空氣適于在殼體12內(nèi)形成無缺陷的燃燒條件，從而使得利用從噴嘴8的排出口 15以蒸氣形式排出的液化氣形成最佳能燃燒的氣體蒸氣混合物。燃燒火焰17從上向下穿過澆鑄模具3之下的澆鑄室，以便接著從所述上側(cè)排氣口中的任意一個以火焰21的形式排出。
[0031]由于蒸發(fā)器10 (在燃燒氣體的流動方向上看)在殼體12內(nèi)直接連接到容納噴嘴8的區(qū)段上，因此在所述燃燒室中(在燃燒室中開始燃燒過程)確保了為蒸發(fā)器10的工作提供足夠的熱，使得與所處的氣候無關(guān)地始終能夠?qū)崿F(xiàn)液化氣的完全蒸發(fā)。
[0032]為了進(jìn)一步提高預(yù)熱裝置效率，可以借助電池驅(qū)動的鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)由管座13、14中的至少一個將額外的燃燒空氣引入殼體12中。
[0033]附圖標(biāo)記表
[0034]1.鐵軌端部
[0035]2.鐵軌端部
[0036]3.澆鑄模具
[0037]4.模具半部
[0038]5.模具半部
[0039]6.上側(cè)
[0040]7.預(yù)熱裝置
[0041]8.噴嘴
[0042]9.液化氣輸送管路
[0043]10.蒸發(fā)器
[0044]11.流出口
[0045]12.殼體
[0046]13.管座
[0047]14.管座
[0048]15.排出口
[0049]16.箭頭
[0050]17.燃燒火焰
[0051]18.箭頭
[0052]19.箭頭
[0053]20.箭頭
[0054]21.火焰
[0055]22.區(qū)段
【權(quán)利要求】
1.一種用于能在鋁熱焊接中使用的澆鑄模具(3)的預(yù)熱裝置，其具有容納噴嘴(8)的、設(shè)置有液化氣輸送管路(9)的殼體(12)以及在液化氣的流動方向上看設(shè)置在噴嘴(8)上游的蒸發(fā)器(10)，其特征在于，殼體(12)在朝向澆鑄模具(3)的端部上具有在燃燒氣體的流出口(11)中結(jié)束的、容納噴嘴(8)的燃燒室，并且蒸發(fā)器(10)處于流出口(11)與噴嘴(8)之間，在此與燃燒氣體形成熱交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，殼體(12)具有包圍流出口(11)的區(qū)段(22)，所述區(qū)段能插入到成型于澆鑄模具(3)的上側(cè)(6)中的開口中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，所述區(qū)段(12)被緊固地容納在所述開口中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，殼體(12)設(shè)置有至少一個側(cè)向伸出的、用于引導(dǎo)在環(huán)境條件下的燃燒空氣的管座(13,14)
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，所述管座(13，14)在殼體(12)的、處于殼體(12)的與噴嘴(8)的排出口(15)背離的一側(cè)上的位置處附接于該殼體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，蒸發(fā)器(10)通過沿著殼體(12)的內(nèi)側(cè)伸展的、與燃燒氣體形成表面熱交換的管路形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，殼體(12)構(gòu)建用于放置能與液化氣輸送管路(9 )連接的氣體筒。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7之一所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，所述至少一個管座(13，14)從殼體(12)側(cè)向伸出，使得至少不存在對從澆鑄模具(3)上升的燃燒氣體的顯著抽吸。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至7之一所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，所述管座(13，14)中的至少一個與構(gòu)建用于將附加燃燒空氣引入殼體(12 )中的鼓風(fēng)機(jī)形成作用連接。
【文檔編號】B23K23/00GK103561898SQ201280019852
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年4月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月23日
【發(fā)明者】J·漢圖施, W·安格嫩特 申請人:電鋁熱有限責(zé)任兩合公司