專利名稱：一種微型制氧液體燃料切割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實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，采用變壓吸附制氧的液體燃料金屬切割裝置，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)都需要配置燃?xì)馄亢脱鯕馄?，存在鋼瓶運儲以及可燃?xì)怏w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)，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(jī)仍需配備氧氣瓶，存在氣瓶運儲問題，使用不方便；并且只能在一種氧壓下工作，當(dāng)氧氣壓力變化時，出現(xiàn)切割火焰不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)“斷焰或喘息”現(xiàn)象，以至無法正常工作；同時由于氧氣工作壓力有限，也無法實現(xiàn)高吸程作業(yè)。
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，急需使用清潔能源取代乙炔氣。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(jī)必須推廣和使用的液體燃料。因此，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。此外，為了提高金屬切割作業(yè)的方便性和靈活性及作業(yè)高度，降低氧氣運儲成本，今后的金屬熱切割技術(shù)，還應(yīng)實現(xiàn)現(xiàn)場制氧，取消氧氣運儲環(huán)節(jié)，并能實現(xiàn)氧氣壓力的寬范圍調(diào)節(jié)，滿足高吸程作業(yè)的需要。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的可燃?xì)怏w切割機(jī)及汽油切割機(jī)存在的上述缺陷，結(jié)合液體燃料的性能，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)行金屬熱切割的裝置，同時采用兩床變壓吸附微型制氧工藝，并輔以增壓、調(diào)壓技術(shù)，提供一種能夠進(jìn)行現(xiàn)場制氧的工藝及裝置，以取代現(xiàn)有的氧氣瓶，并能根據(jù)切割要求對氧氣壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，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，并滿足高吸程作業(yè)的需要，從而真正實現(xiàn)火焰切割技術(shù)的革命。
本實用新型提供的一種微型制氧液體燃料切割裝置，該裝置包括氣化割嘴6、割槍1、燃油連接管4、氧氣連接管5、防爆油箱2、微型制氧裝置3部分。
其特征在于所述的供氧裝置為微型制氧裝置3，構(gòu)成如下過濾器79、無油空氣壓縮機(jī)80、冷卻器81、儲氣罐82依次連接，儲氣罐82分別連接兩位五通電磁閥I 83和兩位五通電磁閥II 85，兩位五通電磁閥I 83和兩位五通電磁閥II 85之間連接消音器84，兩位五通電磁閥I 83、吸附器I 87、兩位兩通電磁閥III 90依次連接；兩位五通電磁閥II 85、吸附器II 86、兩位兩通電磁閥II 89依次連接；吸附器I 87和吸附器II 86之間連接兩位兩通電磁閥I 88；兩位兩通電磁閥90和兩位兩通電磁閥II 89與兩位三通電磁閥91連接，兩位三通電磁閥91、氧氣罐92、增壓器93、減壓閥94、流量調(diào)節(jié)閥95依次連接。
油箱包括箱體76、空氣濾清器67、油標(biāo)78、油管接頭69、連接油管70，連接油管70通過油管接頭69連接燃油連接管4；其特征在于所述的油箱為防爆油箱2，構(gòu)成如下箱體76內(nèi)充滿阻燃防爆材料74；箱體76下部設(shè)置過濾裝置，過濾裝置包括換油塞71、濾油器75，濾油器75通過螺紋連接在換油塞71外部，換油塞71連接連接油管70；油標(biāo)78設(shè)在箱體76外部。
空氣濾清器67既可過濾吸入的空氣，又可作為注油口，使注入的工作油液經(jīng)空氣濾清器67后過濾掉油液內(nèi)的臟物顆粒，起到凈化油液的作用；過濾裝置進(jìn)一步保證進(jìn)入油管及割槍系統(tǒng)工作油液的清潔，以防臟物顆粒堵塞射吸噴嘴及流道，并且濾油器75與換油塞71螺紋連接，能夠便于濾油器75的清洗和更換；油標(biāo)78設(shè)在箱體76的外部，便于隨時觀察油箱油量。工作時，油箱76內(nèi)的液體燃料在射吸力作用下，經(jīng)濾油器75進(jìn)入換油塞71的油腔73內(nèi)，然后通過換油塞71上的出油口72沿連接油管70經(jīng)油管接頭69流入燃油連接管4，繼而進(jìn)入割槍1中；防爆油箱2中的阻燃防爆材料74具有良好的吸熱性能，能高效地遏制火焰的傳播，從而達(dá)到抑爆的目的，可使油箱能在明火下工作而不發(fā)生爆炸，從根本上消除了安全隱患，大大提高了設(shè)備使用的安全性。
本實用新型中的微型制氧裝置3采用兩床變壓吸附微型制氧工藝實現(xiàn)現(xiàn)場制氧，取代了目前火焰切割工藝中的氧氣瓶，不存在氧氣運儲問題能夠現(xiàn)場制氧，滿足火焰切割技術(shù)的用氧要求，具有移動靈活、使用方便、制氧純度高，并能夠?qū)崿F(xiàn)高吸程作業(yè)，徹底解決了原有火焰切割技術(shù)中氧氣瓶帶來的運儲問題，是對火焰切割技術(shù)的一次徹底革命。

圖1為一種微型制氧液體燃料切割裝置系統(tǒng)原理圖。
圖中，6-氣化割嘴、1-割槍、5-氧氣連接管、4-燃油連接管、2-防爆油箱、3-微型制氧裝置。
圖2為防爆油箱結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中，2-防爆油箱、76-箱體、67-空氣濾清氣、78-油標(biāo)、69-油管接頭、70-連接油管、71-換油塞、72-換油塞出油口、73-換油塞油腔、75-濾油器、74-阻燃防爆材料。
圖3為微型制氧裝置工藝流程圖。
圖中，79-過濾器、80-無油空氣壓縮機(jī)、81-冷卻器、82-儲氣罐、83-兩位五通電磁閥I、84-消音器、85-兩位五通電磁閥II、86-吸附器II、87-吸附器I、88-兩位兩通電磁閥I、89-兩位兩通電磁閥II、90-兩位兩通電磁閥III、91-兩位三通電磁閥、92-氧氣罐、93-增壓器、94-減壓閥、95-流量調(diào)節(jié)閥。
具體實施方式
工作時，首先檢查制氧機(jī)組中氧氣罐92出口處氧氣表壓力顯示是否滿足作業(yè)要求，再查看油箱油標(biāo)78高度是否有滿足切割需要，如果均滿足要求，方可進(jìn)行切割作業(yè)；如果制氧裝置中氧氣罐92出口處氧氣表壓力顯示不足，不能滿足切割作業(yè)要求，應(yīng)先開機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場制氧。
以下結(jié)合附圖3說明微型制氧裝置工藝流程 微型制氧技術(shù)的工藝原理采用“增壓吸附、均壓降壓、降壓解吸、反吹清洗、均壓升壓”兩床變壓吸附制氧工藝。以空氣為原料，通過變壓吸附技術(shù)，將空氣中氮氣脫除，并經(jīng)凈化處理，制成濃度和純度符合要求的氧氣。空氣經(jīng)過濾器79濾掉空氣中的灰塵和雜質(zhì)，進(jìn)入空氣壓縮機(jī)80加壓，高壓氣體在冷卻器81中冷卻后進(jìn)入儲氣罐82穩(wěn)壓，穩(wěn)壓后的高壓空氣通過兩位五通電磁閥I 83進(jìn)入吸附器I 87增壓吸附，吸附器I 87和吸附器II 86中裝有5A和13x沸石分子篩，能有效吸附掉空氣中的N2、CO2、C2H2及水分，剩余的氧氣和少量氬氣富集于吸附器I 87的上部，吸附器I 87產(chǎn)生的氧氣經(jīng)兩位兩通電磁閥III 90及兩位三通電磁閥91進(jìn)入氧氣罐92；與此同時，吸附器II 86在前次吸附過程中吸附于沸石分子篩上的N2、CO2、C2H2、H2O等廢氣經(jīng)脫附解吸后通過兩位五通電磁閥II 85經(jīng)消音器84排入大氣，沸石分子篩得到再生；當(dāng)吸附器II 86完成解吸后，由吸附器I 87產(chǎn)生的一部分氧氣通過兩位兩通電磁閥I 88進(jìn)入吸附器II 86，對吸附器II 86進(jìn)行反吹清洗，將存留于吸附器II 86內(nèi)死空間的N2趕出吸附器II 86，降低吸附器II 86內(nèi)N2的分壓，以利吸附于分子篩內(nèi)的N2盡可能多的解吸出來；當(dāng)清洗完成后，兩位兩通電磁閥III 90切斷，通過兩位五通電磁閥I 83和兩位五通電磁閥II 85的切換，將吸附器I 87與吸附器II 86的入口接通，兩位兩通電磁閥I 88將吸附器I 87與吸附器II 86的出口接通，吸附器I 87入口流出的高壓空氣和其出口流出的高濃度氧氣進(jìn)入吸附器II 86，從而實現(xiàn)第一次均壓過程；均壓結(jié)束后，吸附器I 87通過兩位五通電磁閥I 83與消音器84連通，吸附器I 87在吸附過程中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)解吸后由消音器84排入大氣；與此同時，來自儲氣罐82的高壓空氣通過兩位五通電磁閥II 85進(jìn)入吸附器II 86進(jìn)行增壓吸附，吸附器II 86產(chǎn)生的氧氣經(jīng)兩位兩通電磁閥II 89通過兩位三通電磁閥91進(jìn)入氧氣罐92；當(dāng)吸附器I 87完成脫附解吸后，由吸附器II 86產(chǎn)生的一部分氧氣通過兩位兩通電磁閥I 88進(jìn)入吸附器I 87，對吸附器I 87進(jìn)行反吹清洗；清洗完成后，兩位兩通電磁閥II 89切斷，通過兩位五通電磁閥I 83和兩位五通電磁閥II 85的切換，將吸附器II 86與吸附器I 87的入口接通，兩位兩通電磁閥I 88將吸附器II 86與吸附器I 87的出口接通，吸附器II 86入口流出的高壓空氣和其出口流出的高濃度氧氣進(jìn)入吸附器I 87，從而實現(xiàn)第二次均壓過程。這樣，通過兩個兩位五通電磁閥(兩位五通電磁閥I 83和兩位五通電磁閥II 85)及三個兩位兩通電磁閥(兩位兩通電磁閥I 88、兩位兩通電磁閥II 89、兩位兩通電磁閥III 90)和一個兩位三通電磁閥91控制兩個吸附器(吸附器I 87和吸附器II 86)交替工作，完成“增壓吸附、均壓降壓、降壓解吸、反吹清洗、均壓升壓”兩端均壓的制氧工藝流程，產(chǎn)出高濃度氧氣。氧氣罐92具有穩(wěn)壓作用，增壓器93能夠?qū)⒀鯕夤?2中的氣體壓力增壓到割槍工作所需要的壓力，并根據(jù)現(xiàn)場切割要求，通過減壓閥94調(diào)節(jié)壓力和穩(wěn)壓，流量調(diào)節(jié)閥95調(diào)節(jié)氧氣流量，從而滿足現(xiàn)場切割的要求。兩床變壓吸附微型制氧工藝及裝置能夠現(xiàn)場制氧，滿足火焰切割技術(shù)的用氧要求，具有移動靈活、使用方便、制氧純度高，并能夠?qū)崿F(xiàn)高吸程作業(yè)，徹底解決了原有火焰切割技術(shù)中氧氣瓶帶來的運儲問題。
權(quán)利要求1.一種微型制氧液體燃料切割裝置，該裝置包括割槍(1)、油箱、供氧裝置、燃油連接管(4)、氧氣連接管(5)、氣化割嘴(6)；
其特征在于所述的供氧裝置為微型制氧裝置(3)，構(gòu)成如下過濾器(79)、無油空氣壓縮機(jī)(80)、冷卻器(81)、儲氣罐(82)依次連接，儲氣罐(82)分別連接兩位五通電磁閥I(83)和兩位五通電磁閥II(85)，兩位五通電磁閥I(83)和兩位五通電磁閥II(85)之間連接消音器(84)，兩位五通電磁閥I(83)、吸附器I(87)、兩位兩通電磁閥III(90)依次連接；兩位五通電磁閥II(85)、吸附器II(86)、兩位兩通電磁閥II(89)依次連接；吸附器I(87)和吸附器II(86)之間連接兩位兩通電磁閥I(88)；兩位兩通電磁閥(90)和兩位兩通電磁閥II(89)與兩位三通電磁閥(91)連接，兩位三通電磁閥(91)、氧氣罐(92)、增壓器(93)、減壓閥(94)、流量調(diào)節(jié)閥(95)依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型制氧液體燃料切割裝置，油箱包括箱體(76)、空氣濾清器(67)、油標(biāo)(78)、油管接頭(69)、連接油管(70)，連接油管(70)通過油管接頭(69)連接燃油連接管(4)；
其特征在于所述的油箱為防爆油箱(2)，構(gòu)成如下箱體(76)內(nèi)充滿阻燃防爆材料(74)；箱體(76)下部設(shè)置過濾裝置，過濾裝置包括換油塞(71)、濾油器(75)，濾油器(75)通過螺紋連接在換油塞(71)外部，換油塞(71)連接連接油管(70)；油標(biāo)(78)設(shè)在箱體(76)外部。
專利摘要一種微型制氧液體燃料切割裝置屬于金屬熱切割領(lǐng)域。該裝置的供氧裝置為過濾器、無油空氣壓縮機(jī)、冷卻器、儲氣罐依次連接，儲氣罐分別連接兩位五通電磁閥I和兩位五通電磁閥II，該兩個兩位五通電磁閥之間連接消音器，兩位五通電磁閥I、吸附器I、兩位兩通電磁閥III依次連接；兩位五通電磁閥II、吸附器II、兩位兩通電磁閥II依次連接；兩個吸附器之間連接兩位兩通電磁閥I；兩位兩通電磁閥和兩位兩通電磁閥II與兩位三通電磁閥連接，再依次連接氧氣罐、增壓器、減壓閥、流量調(diào)節(jié)閥。該裝置能夠現(xiàn)場制氧，移動靈活、使用方便、制氧純度高。
文檔編號F17D1/04GK201089054SQ20072017359
公開日2008年7月23日 申請日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月11日
發(fā)明者王新華, 高汝銀, 鄭秋月, 李景文 申請人:北京工業(yè)大學(xué)