CN101413663B

CN101413663B - 气体横向均匀输出装置

Info

Publication number: CN101413663B
Application number: CN2008102030576A
Authority: CN
Inventors: 王兴南
Original assignee: Shanghai Yuhui Chemical Coltd
Current assignee: Shanghai Yuhui Chemical Coltd
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2010-11-03
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: CN101413663A

Abstract

本发明为一种气体横向均匀输出装置，包括分配部和喷口部，其中所述分配部包括至少一个进气口，所述进气口与分配部内形成的流道相连通；所述喷口部设置在分配部的底侧，并且所述喷口部内设有固定尺寸的狭缝，所述狭缝与流道相连通；并且从所述进气口经过所述流道到达所述狭缝的各处气体流动路径为定值。采用本发明结构，气体从进气口到达狭缝的路径在理论上是一致的，或者可以根据需要将路径距离差控制在误差范围之内，使得从喷口部喷出的气体沿长度方向保持压力均匀。并且本发明的结构简单，加工方便，制作成本较低。

Description

气体横向均匀输出装置

技术领域

本发明涉及一种气体横向均匀输出装置，尤其是一种能均匀地将气体从横向连续的喷口进行分配而达到均一、稳定的气体输出装置。

背景技术

传统的切割装置，无论电火花切割机、火焰切割机、还是激光切割机，其切割机的喷口都是圆束状的，这样就势必出现无论电火花、火焰还是激光从喷口出来时总是象类似的火焰形状(束状)，分内焰(不完全燃烧部分)，外焰(充分燃烧部分)，由此造成的问题有：切割时不断调整火焰与被切割物体的距离，以使外焰能够充分接触被切割物体，造成施工不方便；由于施工时间的延长，对燃气等的资源是一个极大浪费；如果切割大面积的物体，则这种束状的切割机显然效率不高。而采用线型喷口切割机则可以实现将火焰保持同样的燃烧状态(无论外焰、内焰高度一致)，能够集中火力，而不向两边过多的散发，节约能源，切割物体时能够保持一条直线，切割大型物体时实现高效，快速，稳定。

传统的切割装置方式如下：

无论是气体火焰切割、激光切割、等离子切割，原理与切割方式没有什么不同，它们都是利用高温的流体、激光、等离子弧来进行切割。唯一不同的，只是使用的原料不同罢了。以气体火焰切割为例：燃料是产生火焰的必需品，它可以决定火焰的最高温度，同时也决定了氧气的消耗量。所以，氧气切割简称气割，也称氧—火焰切割。

基材的氧气切割是利用气体火焰(称预热火焰)将基材表层加热到燃点，并形成活化状态，然后送进高纯度、高流速的切割氧，使基材中的某些材料在氧氛围中燃烧生成氧化物熔渣同时放出大量的热，借助这些燃烧热和熔渣不断加热基材的下层和切口前缘使之也达到燃点，直至工件的底部。与此同时，切割氧流的动量把熔渣吹除，从而形成切口将基材割开。因此，从宏观上来说，氧气切割是基材中的可燃烧材料在高纯度氧中燃烧的化学过程和借切割氧流动量排除熔渣的物理过程相结合的一种加工方法。整个氧气切割过程可分为互有关联的4个阶段：

1.起割点处的基材表面用预热火焰加热到其燃点，随之在切割氧中开始燃烧反应。

2.燃烧反应向金属下层传播。

3.排除燃烧反应生成的熔渣，沿厚度方向割开基材。

4.利用熔渣和预热火焰的热量将切口前缘的基材上层加热到燃点，使之继续与氧产生燃烧反应。

如果要实现大型机床上的铸铁基材的切割，则利用切割车、定尺装置、支撑框架，该支撑框架上部为可移动的走行梁，框架上部设置导轮，走行梁安装在导轮上，切割车由走行梁支撑连接，切割车的运动与走行梁的运动同步，定尺装置安装在走行梁上，为机械装置，通过与走行梁同步运动和机械控制方式实现定尺功能。

但是这类装置中，无论是点切割还是线切割，其火焰、激光、等离子的喷口都是属于喷枪式的，不可避免的出现类似火焰那样的内外焰温度差异和火焰的发散，造成热能损失，另外，火焰高度的不一致和喷口移动式切割，使用效率降低。

造成这些缺陷的原因在于，燃气喷出口各处的压力不均匀。如能使得气体喷口处的压力一致，则可以避免上述缺陷，同时也能提高使用效率。

发明内容

为此，本发明的主要目的是提供一种能够使气体横向输出压力保持一致的装置。

本发明的另一目的在于提供一种均匀喷出横向火焰的火焰切割装置。

为达成上述目的，本发明提供一种气体横向均匀输出装置，包括分配部和喷口部，其中所述分配部包括至少一个进气口，所述进气口与分配部内形成的流道相连通；所述喷口部设置在分配部的底侧，并且所述喷口部内设有固定尺寸的狭缝，所述狭缝与流道相连通；并且从所述进气口经过所述流道到达所述狭缝的各处气体流动路径为定值。

上述的气体横向均匀输出装置中，所述进气口设置在所述分配部的顶面，所述流道包括沿水平方向设置的第一流道段、第二流道段以及连接所述第一流道段和所述第二流道段的连接段，其中所述第一流道段与进气口连通，所述第二流道段与所述狭缝连通，从所述进气口经过所述第一流道段到达所述连接段的第一路径与从所述连接段经过所述第二流道段到达所述狭缝的第二路径之和为定值。

上述的气体横向均匀输出装置中，所述进气口两侧沿狭缝对称形成有两个流道。

上述的气体横向均匀输出装置中，其特征在于：所述进气口设置在所述分配部的侧面，所述流道包括沿竖直方向设置的第一流道段、第二流道段以及连接所述第一流道段和所述第二流道段的连接段，其中所述第一流道段与进气口连通，所述第二流道段与所述狭缝连通，从所述进气口经过所述第一流道段到达所述连接段的第一路径与从所述连接段经过所述第二流道段到达所述狭缝的第二路径之和为定值。

上述的气体横向均匀输出装置中，所述进气口设置在所述分配部的顶面，所述流道包括沿竖直方向设置的第一流道段、第二流道段以及连接所述第一流道段和所述第二流道段的连接段，其中所述第一流道段与进气口连通并且整体呈底边为曲线状的等腰三角形，所述第二流道段位于第一流道段的下方，由多条彼此平行的斜槽组成，各斜槽的下端平齐与所述狭缝连通，各斜槽的上端的连线构成所述第一流道的曲线状底边，从所述进气口经过所述第一流道段到达所述曲线状底边的第一路径与从所述曲线状底边经过所述第二流道段到达所述狭缝的第二路径之和为定值。

根据本发明的另一方面，提供一种包括上述的气体横向均匀输出装置的火焰切割装置。

采用本发明的上述结构，气体从进气口到达狭缝的路径在理论上是一致的，或者可以根据需要将路径距离差控制在误差范围之内，使得从喷口部喷出的气体沿长度方向保持压力均匀，且流动方向一致。并且本发明的结构简单，加工方便，制作成本较低。

采用上述结构后的火焰切割装置，其喷口的火焰长度均匀稳定，使用效率高。该火焰切割装置可应用于纺织的气体烧毛工艺中。

附图说明

图1为本发明第一实施例的立体图。

图2为本发明第一实施例的俯视图。

图3为本发明第一实施例的主视图。

图4为本发明第一实施例的截面示意立体图。

图5为本发明第二实施例的立体图。

图6为本发明第二实施例的主视图。

图7为本发明第二实施例的俯视图。

图8为本发明第三实施例的立体图。

图9为本发明第三实施例的主视图。

图10为本发明第三实施例的俯视图。

具体实施方式

如图1-3所示，为本发明气体横向均匀输出装置的第一种实施方式。该气体横向均匀输出装置包括气体分配部10和喷口部20。

分配部10的顶面设有进气口11，底面与喷口部20连接。喷口部20处于分配部10底面，其长度与分配部10基本相同，而宽度比分配部10小得多。喷口部20内沿长度方向形成狭缝21。在本实施例中，该进气口11与狭缝21的上端在垂直方向上的位置是相对应的。

气体从进气口11进入分配部10，通过分配部10内形成的气体流道12，流到喷口部20内的狭缝21。结合图4的放大示意图所示，进气口11的两侧沿狭缝21对称形成有两个流道12。各流道12包括与进气口11相连通的第一流道段12a和与狭缝21连通的第二流道段12b，以及连接该第一流道段12a和第二流道段12b的连接段12c。该第一流道段12a和第二流道段12b是沿水平方向形成的。该第一流道段12a和第二流道段12b之间设有隔块13将两者隔开。

气体流入时，先从进气口11流到第一流道段12a，再经过连接段12c，流到第二流道段12b，从狭缝21中喷出，如图中的箭头所示。在这种状况下，如图2所示，气体的路径为从进气口11(O点)沿第一流道段12a扩散到连接段12c(A点)，然后从连接段12c再扩散到狭缝21上(B点)。根据气体扩散的特性，从O到达A点的路径可以是任意的，但按照能量消耗最小的原理，从A点到达B点的路径是垂直于狭缝水平线的方向。

为了使气体流出的压力保持均匀，需要使从进气口11到达狭缝21上的各处路径长度为定值。即，如图2所示，OA+AB＝OA’+A’B’。其中OA为从进气口11到达连接段12c的距离，AB为连接段12c到达狭缝21的距离。因为狭缝21各处是均匀的，这样能够保证气体运行的路径一致，压力下降的大小理论上完全一样的，当气体输出后能够在横向上保持均一稳定。因此，根据上述条件形成该连接段12c的形状和隔块13边缘的形状需为如图2所示的曲线形。

在该第一实施例中，分配部10内设有两个进气口11，每个进气口11分别对应有一组流道12。也可设置多个进气口11和相对应数量的流道12。

如图5-7所示为本发明第二种实施例，该气体横向均匀输出装置包括气体分配部10a和喷口部20a。

进气口11a设置在该分配部10a的侧面。底面与喷口部20a连接。喷口部20a处于分配部10a底面，其长度与分配部10a基本相同，而宽度比分配部10小。喷口部20a内沿长度方向形成狭缝21a。在本实施例中，该进气口11a与狭缝21a的上端在水平方向上的位置是相对应的。

分配部10a内设置有气体流道120。各流道120包括与进气口11a相连通的第一流道段120a和与狭缝21a连通的第二流道段120b，以及连接该第一流道段120a和第二流道段120b的连接段120c。该第一流道段120a和第二流道段120b是沿垂直方向形成的。该第一流道段120a和第二流道段120b之间设有隔块13a将两者隔开。

气体流入时，先从进气口11a流到第一流道段120a，再经过连接段120c，流到第二流道段120b，从狭缝21a中喷出，如图中的箭头所示。在这种状况下，如图6所示，气体的路径为从进气口11a(O点)沿第一流道段120a扩散到连接段120c(A点)，然后从连接段120c再扩散到狭缝21a上(B点)。根据气体扩散的特性，从O到达A点的路径可以是任意的，但按照能量消耗最小的原理，从A点到达B点的路径是垂直于狭缝水平线的方向。

为了使气体流出的压力保持均匀，需要使从进气口11a到达狭缝21a上的各处路径长度为定值。即，如图6所示，OA+AB＝OA’+A’B’。其中OA为从进气口11a到达连接段120c的距离，AB为连接段120c到达狭缝21a的距离。因为狭缝21a各处是均匀的，这样能够保证气体运行的路径一致，压力下降的大小理论上完全一样的，保证流体输出后能够在横向上保持均一稳定。因此，根据上述条件形成该连接段120c的形状和隔块13a边缘的形状为如图6所示的曲线形。

在该第二实施例中，分配部10a内仅包括一个进气口11a，和一个对应该进气口11a的流道12。也可设置两个或两个以上的进气口11a和相对应数量的流道12a。

如图8-10所示为本发明的第三实施例，该气体横向均匀输出装置包括气体分配部10b和喷口部20b。

分配部10b的顶面设有进气口11b，底面与喷口部20b连接。喷口部20b处于分配部10底面，其长度与分配部10b基本相同或略短(如图10所示)，宽度与分配部10b基本相同。喷口部20b内沿长度方向形成狭缝21b。在本实施例中，该进气口11b与狭缝21b的上端在垂直方向上的位置是相对应的。

气体从进气口11b进入分配部10b，通过分配部10b内形成的气体流道121，流到喷口部20b内的狭缝21b。各流道121包括与进气口11b相连通的第一流道段121a和与狭缝21b连通的第二流道段121b。

该第一流道段121a、第二流道段121b是沿垂直方向形成的。该第一流道段121a的整体形状为底边为曲线状的等腰三角形。第二流道段121b位于第一流道段121a的下方，由多条彼此平行的斜槽122组成。各斜槽122的长度不同，其上端连线构成第一流道段121a的曲线状底边121c，下端平齐而与狭缝21b连通。

气体流入时，先从进气口11b流到第一流道段121a，再经过曲线状底边121c，流到第二流道段121b，从狭缝21b中喷出，如图中的箭头所示。在这种状况下，如图2所示，气体的路径为从进气口11b(O点)沿第一流道段121a扩散到曲线状底边121c(A1、A2、A3点)，然后从曲线状底边121c通过斜槽122的导引扩散到狭缝21b上(B1、B2、B3点)。

为了使气体流出的压力保持均匀，需要使从进气口11b到达狭缝21b上的各处路径长度为定值。即，如图10所示，OA1+A1B1＝OA2+A2B2＝OA3+A3B3。其中OA1、OA2、OA3为从进气口11b到达曲线状底边121c的距离，A1B1、A2B2、A3B3为斜槽122的长度。因为狭缝21b各处是均匀的，这样能够保证气体运行的路径一致，压力下降的大小理论上完全一样的，保证流体输出后能够在横向上保持均一稳定。因此，可根据斜槽122的倾斜角度和位置来确定斜槽122的长度。斜槽122的数量也可以根据需要来设置，数量越多，间隔约小，则喷出的气体均匀度也越高。这一点很容易为本领域技术人员所理解，在此不作详细说明。

在该第三实施例中，分配部10b内设有两个进气口11b，每个进气口11b分别对应有一组流道12b。也可设置多个进气口11b和相对应数量的流道12b。

采用本发明的上述结构，气体从进气口到达狭缝的路径在理论上是一致的，或者可以根据需要将路径距离差控制在误差范围之内，使得从喷口部喷出的气体沿长度方向保持压力均匀，且流动方向一致。因此，可将本发明的结构应用于气体火焰切割器等结构中，用于形成一排沿长度方向均匀稳定的气体火焰。

本发明装置中，气体分配部可以是单个进行应用，也可进行多个组合应用。

本发明可以应用于纺织的气体烧毛工艺中。目前的烧毛工艺是多个喷口并列达到火焰在出口方向尽量一致来对纺织品表面的绒毛进行烧毛。而本发明的装置可以直接应用于该传统的烧毛工艺，从而不必采用将多个喷口并列设置。

Claims

1.一种气体横向均匀输出装置，包括分配部和喷口部，其特征在于：

所述分配部包括至少一个进气口，所述进气口与分配部内形成的流道相连通；

所述喷口部设置在分配部的底侧，并且所述喷口部内设有固定尺寸的狭缝，所述狭缝与流道相连通；并且

从所述进气口经过所述流道到达所述狭缝的各处气体流动路径为定值。

2.如权利要求1所述的气体横向均匀输出装置，其特征在于：所述进气口设置在所述分配部的顶面，所述流道包括沿水平方向设置的第一流道段、第二流道段以及连接所述第一流道段和所述第二流道段的连接段，其中所述第一流道段与进气口连通，所述第二流道段与所述狭缝连通，从所述进气口经过所述第一流道段到达所述连接段的第一路径与从所述连接段经过所述第二流道段到达所述狭缝的第二路径之和为定值。

3.如权利要求2所述的气体横向均匀输出装置，其特征在于：所述进气口两侧沿狭缝对称形成有两个流道。

4.如权利要求1所述的气体横向均匀输出装置，其特征在于：所述进气口设置在所述分配部的侧面，所述流道包括沿竖直方向设置的第一流道段、第二流道段以及连接所述第一流道段和所述第二流道段的连接段，其中所述第一流道段与进气口连通，所述第二流道段与所述狭缝连通，从所述进气口经过所述第一流道段到达所述连接段的第一路径与从所述连接段经过所述第二流道段到达所述狭缝的第二路径之和为定值。

5.如权利要求1所述的气体横向均匀输出装置，其特征在于：所述进气口设置在所述分配部的顶面，所述流道包括沿竖直方向设置的第一流道段、第二流道段以及连接所述第一流道段和所述第二流道段的连接段，其中所述第一流道段与进气口连通并且整体呈底边为曲线状的等腰三角形，所述第二流道段位于第一流道段的下方，由多条彼此平行的斜槽组成，各斜槽的下端平齐与所述狭缝连通，各斜槽的上端的连线构成所述第一流道的曲线状底边，从所述进气口经过所述第一流道段到达所述曲线状底边的第一路径与从所述曲线状底边经过所述第二流道段到达所述狭缝的第二路径之和为定值。

6.一种包括如权利要求1-5中任意一项所述的气体横向均匀输出装置的火焰切割装置。