CN101474701B

CN101474701B - 一种高效节能环保焊割装置

Info

Publication number: CN101474701B
Application number: CN2008101890611A
Authority: CN
Inventors: 闻永汉; 于哲德; 赵丹
Original assignee: SHANGLIAN MECHANICAL EQUIPMENT CO Ltd QINGDAO
Current assignee: Wenzhou Metallurgical Machinery Equipment Co., Ltd.
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2028-12-16
Also published as: CN101474701A

Abstract

一种高效节能环保焊割装置，由丙烷增效剂合成装置(含电器)及与之配套的双环快速焊割炬及双环快速切割嘴等部分构成。其中的丙烷增效剂合成装置由机体1、气剂合成罐2、增效剂进料管路3、丙烷进料管路4、燃气输出管路5组合构成。实际工作时，合成的燃气由双环快速割嘴的内环喷出与氧气首先混合燃烧形成一次燃烧动力场，随后外环燃气在割嘴斜度作用下喷出与一次燃烧动力场交汇燃烧，形成二次高温集中燃烧动力场，火燃温度高达3410度，极大的提高了切割速度，切割质量，切割成品率高达97％，切割氧节约35％，燃气与乙炔比较节约30％，割缝由原来的8-10mm减少到2-2.5mm。该装置是钢厂连铸车间轧钢线、胚火焰切割改造的理想设备，具有较好的推广价值，可广泛适用于冶金、造船、石油、化工、金属结构等行业。

Description

一种高效节能环保焊割装置

技术领域

本发明属于金属焊割技术领域，特别涉及一种焊割装置。

背景技术

20世纪80年代以前，国内外金属焊割普便采用：氧-乙炔-焊炬，火焰焊割技术。但是乙炔气存在着制造成本高、工艺复杂、污染环境、易回火、易爆炸、安全性差的缺点。因此，国外发达国家近几年以来，加速了对高效、节能、环保、安全型焊割气及其增效剂的研制力度，同时也加速了与之配套的新型、快速焊割炬的研制和应用。

目前，在国内外焊割技术市场上，氧-乙炔-焊割炬火焰焊割技术，已开始被有计划、有步骤的淘汰出局。而丙烷、丙稀增效剂的混合改性焊割气，以及与之配套的快速焊割炬、焊割嘴等新技术正在被大力推广应用。因此，各种新型燃气增效剂、混合改性合成设备开始在市场上出现，但目前普遍存在成本高，技术复杂，推广难度较高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、安全、节能、环保的新型的焊割装置，以求克服现有焊割装置存在的缺点。

本发明由燃气配制装置、氧气供应装置、焊割装置组合构成，焊割装置的一端设有焊割嘴，焊割装置的另一端分别通过燃气输送管和氧气输送管连通燃气配制装置和氧气供应装置的输出端。

本发明的燃气配制装置为丙烷及其增效剂的专用配制装置，包括机体、气剂合成罐、增效剂进料管路、丙烷进料管路、燃气输出管路；气剂合成罐、增效剂进料管路、丙烷进料管路、燃气输出管路均设置在机体中；其中，气剂合成罐固定在机体的底部，罐体顶部压盖上的增效剂注入端、丙烷注入端、燃气输出端分别管接增效剂进料管路的输出端、丙烷进料管路的输出端、燃气输出管路的输入端；增效剂进料管路、丙烷进料管路、燃气输出管路还各有一端管接在同一四通阀上。

所述的气剂合成罐包括罐体、压盖、液位计、阻液板、输入管；压盖上设有增效剂注入端、丙烷注入端和燃气输出端及相应的管接头；罐体为一端敞开的桶状腔体，腔体内设有阻液板和输入管，压盖封闭腔体的敞开端，输入管穿过阻液板并连通压盖上的丙烷注入端，腔体外表面上设有液位计，增效剂回流端设在压盖上或设在腔体上。

所述的阻液板为中心设有轴心孔的圆形板，其外径与罐体的内径相同，且板面上均匀设有多个透孔。

所述的阻液板设有二级或多级；固定或可动。

所述的增效剂进料管路包括进料斗、增效剂贮罐、四通阀、球阀B1、球阀B2、球阀B3及输送管；增效剂贮罐上设有进料端、出料端、加压端及相应的管接头，进料斗通过球阀B1及输送管连接其进料端，其出料端通过球阀B2及输送管连接气剂合成罐的增效剂注入端，其加压端通过球阀B3及输送管连接四通阀，增效剂贮罐上还设有排气阀。

所述的丙烷进料管路包括减压阀A1、四通阀、球阀A2及输送管；气剂合成罐的丙烷注入端通过输送管及球阀A2、四通阀、减压阀A1连通丙烷进料管。

所述的燃气输出管路包括球阀C1、燃气贮罐、球阀C2、球阀C3、球阀C4及输送管；燃气贮罐上设有燃气输出端、丙烷输入端、燃气输入端、增效剂回流端及相应的管接头；燃气输出端通过球阀C1连通燃气输送管，丙烷输入端通过球阀C3及输送管连通四通阀，燃气输入端通过球阀C4及输送管连通气剂合成罐的燃气输出端，增效剂回流端通过球阀C2及输送管连通气剂合成罐的增效剂回流端。

所述的焊割嘴包括割咀主体、割咀联体、一环内咀、二环内咀、二环割咀；割咀主体一端设为三层圆台，圆台锥度为28～32°，另一端设为带外螺纹的圆柱，圆柱端设有中心孔和带内螺纹的沉孔，环绕中心孔还均匀设有多个透过两层圆台的透孔；割咀联体一端为带外螺纹圆柱并设有中心孔和一环状台，环状台设有外螺纹，环状台上环绕中心孔还均匀设有多个透孔，另一端设为圆柱形并设有内螺纹沉孔；一环内咀的一端设为圆柱形并在圆柱中心设有中心孔和外螺纹沉孔，另一端为圆形，沿圆周均匀设有多个槽口；二环内咀的一端设为圆柱形并设有内螺纹沉孔，环沉孔外表面一周均匀设有多个圆孔，另一端为圆形，沿圆周均匀设有多个槽口；二环割咀设为筒形，一端设有圆环台及内螺纹，另一端筒形内壁向中心收敛；割咀主体的圆柱端内螺纹沉孔匹配连接割咀联体的外螺纹圆柱端，割咀联体的内螺纹沉孔匹配连接一环内咀外螺纹沉孔端，二环内咀的内螺纹沉孔端，匹配连接割咀联体的环状台外螺纹，二环内咀的多槽口端中心孔与一环内咀的多槽口端匹配支撑，二环割咀的圆环台端内螺纹与割咀主体的圆柱端外螺纹匹配连接，另一端筒形的收敛内壁与二环内咀的多槽口端匹配支撑。

在本发明中，机体用于支承、密封、固定各零部件；增效剂进料管路用于增效剂添加输送，球阀用于流量控制，排气阀用于排气；丙烷进料管路起输送、调整，压力、控制燃气流量，确保装置工作流畅；燃气输出管路的软管、管件用于连接固定线路内各组件，球阀用于流量控制，燃气贮罐用于合成燃气贮存、、输出回流，回流管路用于将剩余增效剂返流至合成罐再用；气剂合成罐是本发明的核心部件，罐上安装液位仪用于液位显示及灯光警示，合成罐内设有阻液板，阻液板用于控制罐内增效剂丙烷(燃气)的混合合成活化改性。

本发明在实际工作时，其燃气配制装置以丙烷为母液，在其中按比例添加SE增效剂，SE在气剂合成罐中，经二级、多级、固定或可动阻液板调控实现同步催化、气化、活化、合成为高效节能、环保、安全的新型燃气。合成燃气经输送管路进入焊割炬双环快速割嘴的内环，内环燃气与氧气首先混合燃烧形成一次燃烧动力场，随后外环燃气在割嘴斜度作用下喷出与一次燃烧动力场交汇燃烧，形成二次高温集中燃烧动力场，火燃温度高达3410度，炽热的火燃以较窄较快的烽路迅速穿透切割钢坯，极大的提高了切割速度，切割质量、切割宽度进一步减少为2～2.5mm，燃气、氧气消耗量进一步减少，从而实现高效节能、安全、环保的技术要求。

本发明所提供的焊割装置，由丙烷增效剂合成装置(含电器)及与之配套的双环快速焊割炬等部分构成，具有高效、节能、安全、环保等优点。技术性能达到或超过国家标准、行业标准、及工艺规范要求。青岛钢铁集团第一轧钢厂采用该成套装置后，切割成品率高达97％，切割氧节约35％，燃气与乙炔比较节约30％，割缝由原来的8-10mm减少到2-2.5mm。用户认为该成套装置是：钢厂连铸车间轧钢线、钢胚火焰切割改造的理想设备，具有较好的推广价值，可广泛适用于冶金、造船、石油、化工、金属结构等行业。

附图说明

图1为本发明实施例燃气配制装置的主视图

图2为本发明实施例燃气配制装置的左视图

图3为本发明实施例燃气配制装置的俯视图

图4为本发明实施例气剂合成罐的主视图

图5为本发明实施例气剂合成罐的俯视图

图6为本发明实施例气剂合成罐阻液板的主视图

图7为本发明实施例气剂合成罐阻液板的俯视图

图8为本发明实施例燃气配制装置的工作原理图

图9为本发明实施例焊割嘴的主视图

图10为本发明实施例焊割嘴的俯视图

图11为本发明实施例焊割嘴的A向放大图

图12为本发明实施例焊割嘴的割咀主体主视图

图13为本发明实施例焊割嘴的割咀主体俯视图

图14为本发明实施例焊割嘴的割咀主体A-A向剖视图

图15为本发明实施例焊割嘴的割咀联体主视图

图16为本发明实施例焊割嘴的割咀联体A-A向剖视图

图17为本发明实施例焊割嘴的一环内咀主视图

图18为本发明实施例焊割嘴的一环内咀俯视图

图19为本发明实施例焊割嘴的一环内咀A向放大图

图20为本发明实施例焊割嘴的二环内咀主视图

图21为本发明实施例焊割嘴的二环内咀俯视图

图22为本发明实施例焊割嘴的二环割咀主视图

图中标注：

1.机体 2.气剂合成罐 3.增效剂进料管路 4.丙烷进料管路

5.燃气输出管路 6.罐体 7.压盖 8.液位计 9.阻液板

10.输入管 11.增效剂注入端 12.丙烷注入端 13.燃气输出端

14.增效剂回流端 15.轴心孔 16.透孔 17.进料斗 18.增效剂贮罐

19.四通阀 20.进料端 21.出料端 22.加压端 23.排气阀

24.燃气贮罐 25.球阀燃气输出端 26丙烷输入端 27.燃气输入端

28.增效剂回流端 29.主体 30.割咀联体 31.一环内咀 32.二环内咀

33.二环割咀

A1.减压阀

A2、B1～B3、C1～C4均为球阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行具体说明：

本发明实施例由丙烷增效剂合成装置(含电器)及与之配套的双环快速焊割炬等部分构成，双环快速切割炬的一端设有双环快速切割嘴，另一端分别通过燃气和氧气输送软管连通丙烷增效剂合成装置和氧气供应装置的输出端。

参考附图1～3，本发明实施例的燃气配制装置为丙烷及其SE曾效剂的专用配制装置，包括机体1、气剂合成罐2、增效剂进料管路3、丙烷进料管路4、燃气输出管路5；气剂合成罐2、增效剂进料管路3、丙烷进料管路4、燃气输出管路5均设置在机体1中；其中，气剂合成罐2通过螺母、螺栓固定在机体1的底部，罐体顶部压盖上的增效剂注入端、丙烷注入端、燃气输出端分别管接增效剂进料管路3的输出端、丙烷进料管路4的输出端、燃气输出管路5的输入端；增效剂进料管路3、丙烷进料管路4、燃气输出管路5还各有一端管接在同一四通阀上。

参考附图4～7，本发明实施例的气剂合成罐2包括罐体6、压盖7、液位计8、阻液板9、输入管10；压盖7上设有增效剂注入端11、丙烷注入端12和燃气输出端13及相应的管接头；罐体6为一端敞开的桶状腔体，腔体内设有阻液板9和输入管10，压盖7封闭腔体的敞开端，输入管10穿过阻液板9并连通压盖7上的丙烷注入端12，腔体外表面上设有液位计8，增效剂回流端14设在压盖7上或设在腔体上。其中，阻液板9为中心设有轴心孔15的圆形板，其外径与罐体6的内径相同，且板面上均匀设有多个透孔16。本发明实施例的阻液板9设为二级、固定形式。

丙烷和SE在气剂合成罐2中，经二级、固定阻液板调控实现同步催化、气化、活化、合成为高效节能、环保、安全的新型燃气。

参考附图1～3、8，本发明实施例的增效剂进料管路3包括进料斗17、增效剂贮罐18、四通阀19、球阀B1、球阀B2、球阀B3及输送管；增效剂贮罐18上设有进料端20、出料端21、加压端22及相应的管接头，进料斗17通过球阀B1及输送管连接其进料端20，其出料端21通过球阀B2及输送管连接气剂合成罐2的增效剂注入端11，其加压端通过球阀B3及输送管连接四通阀19，增效剂贮罐17上还设有排气阀23。

本发明实施例的丙烷进料管路4包括减压阀A1、四通阀19、球阀A2及输送管；气剂合成罐2的丙烷注入端12通过输送管及球阀A2、四通阀19、减压阀A1连通丙烷进料管。

本发明实施例的燃气输出管路5包括球阀C1、燃气贮罐24、球阀C2、球阀C3、球阀C4及输送管；燃气贮罐24上设有燃气输出端25、丙烷输入端26、燃气输入端27、增效剂回流端28及相应的管接头；燃气输出端25通过球阀C1连通燃气输送管，丙烷输入端26通过球阀C3及输送管连通四通阀19，燃气输入端27通过球阀C4及输送管连通气剂合成罐2的燃气输出端13，增效剂回流端28通过球阀C2及输送管连通气剂合成罐2的增效剂回流端14。

参考附图8，本发明实施例的主要工作过程如下：

1、增效剂加入过程：

<1>无压加入：关闭球阀A1、B3，打开球阀B1、B2及排气阀23，增效剂从漏斗加入(一次5kg)，加入后关闭球阀B1、B2及排气阀23，增效剂加入量从液位计上显示，配制装置工作时球阀B1、B2、排气阀23关闭。

<2>有压加入：球阀B2、B3处于关闭状态，打开B1增效剂从漏斗加入后关闭球阀B1，打开球阀B2、B3增效剂在B2管路气压下进入气剂合成罐2，增效剂的加入量从液位计上显示，加完后关闭B2、B3。

2、燃气的使用过程：

<1>末合成丙烷气使用：打开球阀A1、C3，关闭球阀A2、C2、C4将减压器压力调节至工作压力打开球阀C1，燃气经C3、C1输出。

<2>合成后的燃气使用：打开A1关闭C3，打开A2、C4、C1将减压器燃气压力调节到工作压力，燃气经A2至气剂合成罐2与增效剂充分混合后经C4、C1输出到双环快速割炬。

<3>混合燃气的使用：打开A1将减压器压力调节到工作压力，打开A2、C4、C3分别调节C4、C3开闭度就能得到不同比例的混合燃气经C1输出到双环快速割炬进行快速焊割。

3、增效剂回流过程：

合成燃气中如有多余的增效剂在燃气贮罐24内气体、液体的比重不同，可自行分离，经C2流回气剂合成罐2。

参考附图9～11，本发明实施例的焊割嘴包括割咀主体29、割咀联体30、一环内咀31、二环内咀32、二环割咀33；割咀主体29一端设为三层圆台，圆台锥度为30°，另一端设为带外螺纹的圆柱，圆柱端设有中心孔和带内螺纹的沉孔，环绕中心孔还均匀设有12个透过两层圆台的透孔(参考附图12～14)；割咀联体30一端为带外螺纹圆柱并设有中心孔和一环状台，环状台设有外螺纹，环状台上环绕中心孔还均匀设有12个透孔，另一端设为圆柱形并设有内螺纹沉孔(参考附图15～16)；一环内咀31的一端设为圆柱形并在圆柱中心设有中心孔和外螺纹沉孔，另一端为圆形，沿圆周均匀设有16个槽口(参考附图17～19)；二环内咀32的一端设为圆柱形并设有内螺纹沉孔，环沉孔外表面一周均匀设有12个圆孔，另一端为圆形，沿圆周均匀设有16个槽口(参考附图20、21)；二环割咀33设为筒形，一端设有圆环台及内螺纹，另一端筒形内壁向中心收敛(参考附图22)；割咀主体29的圆柱端内螺纹沉孔匹配连接割咀联体30的外螺纹圆柱端，割咀联体30的内螺纹沉孔匹配连接一环内咀31外螺纹沉孔端，二环内咀32的内螺纹沉孔端，匹配连接割咀联体30的环状台外螺纹，二环内咀32的16槽口端中心孔与一环内咀31的16槽口端匹配支撑，二环割咀33的圆环台端内螺纹与割咀主体29的圆柱端外螺纹匹配连接，另一端筒形的收敛内壁与二环内咀32的16槽口端匹配支撑。

在本发明实施例中，机体用角钢及钢板加工用于支承、密封、固定各另部件；丙烷输入压力：0～2.5MPA；合成罐内压力：0.3～0.6MPA；合成气工作压力：0.02～0.06MPA。

实际工作时，合成的新型燃气经输送管路进入焊割炬双环快速割嘴的内环，内环燃气与氧气首先混合燃烧形成一次燃烧动力场，随后外环燃气在割嘴斜度作用下喷出与一次燃烧动力场交汇燃烧，形成二次高温集中燃烧动力场，火燃温度高达3410度，炽热的火燃以较窄较快的烽路迅速穿透切割钢坯，极大的提高了切割速度，切割质量、切割宽度进一步减少为2～2.5mm，节燃气30～50％，节氧气20％～35％，从而实现高效节能、安全、环保的技术要求。

Claims

1.一种高效节能环保焊割装置，由燃气配制装置、氧气供应装置、焊割装置组合构成，焊割装置的一端设有焊割嘴，焊割装置的另一端分别通过燃气输送管和氧气输送管连通燃气配制装置和氧气供应装置的输出端，其特征在于：该装置的燃气配制装置为丙烷及其增效剂的专用配制装置，包括机体(1)、气剂合成罐(2)、增效剂进料管路(3)、丙烷进料管路(4)、燃气输出管路(5)；气剂合成罐(2)、增效剂进料管路(3)、丙烷进料管路(4)、燃气输出管路(5)均设置在机体(1)中；其中，气剂合成罐(2)固定在机体(1)的底部，罐体顶部压盖上的增效剂注入端、丙烷注入端、燃气输出端分别管接增效剂进料管路(3)的输出端、丙烷进料管路(4)的输出端、燃气输出管路(5)的输入端；增效剂进料管路(3)、丙烷进料管路(4)、燃气输出管路(5)还各有一端管接在同一四通阀上；以上所述的气剂合成罐(2)包括罐体(6)、压盖(7)、液位计(8)、阻液板(9)、输入管(10)；压盖(7)上设有增效剂注入端(11)、丙烷注入端(12)和燃气输出端(13)及相应的管接头；罐体(6)为一端敞开的桶状腔体，腔体内设有阻液板(9)和输入管(10)，压盖(7)封闭腔体的敞开端，输入管(10)穿过阻液板(9)并连通压盖(7)上的丙烷注入端(12)，腔体外表面上设有液位计(8)，增效剂回流端(14)设在压盖(7)上或设在腔体上；以上所述的焊割嘴包括割咀主体(29)、割咀联体(30)、一环内咀(31)、二环内咀(32)、二环割咀(33)；割咀主体(29)一端设为三层圆台，圆台锥度为28～32°，另一端设为带外螺纹的圆柱，圆柱端设有中心孔和带内螺纹的沉孔，环绕中心孔还均匀设有多个透过两层圆台的透孔；割咀联体(30)一端为带外螺纹圆柱并设有中心孔和一环状台，环状台设有外螺纹，环状台上环绕中心孔还均匀设有多个透孔，另一端设为圆柱形并设有内螺纹沉孔；一环内咀(31)的一端设为圆柱形并在圆柱中心设有中心孔和外螺纹沉孔，另一端为圆形，沿圆周均匀设有多个槽口；二环内咀(32)的一端设为圆柱形并设有内螺纹沉孔，环沉孔外表面一周均匀设有多个圆孔，另一端为圆形，沿圆周均匀设有多个槽口；二环割咀(33)设为筒形，一端设有圆环台及内螺纹，另一端筒形内壁向中心收敛；割咀主体(29)的圆柱端内螺纹沉孔匹配连接割咀联体(30)的外螺纹圆柱端，割咀联体(30)的内螺纹沉孔匹配连接一环内咀(31)外螺纹沉孔端，二环内咀(32)的内螺纹沉孔端，匹配连接割咀联体(30)的环状台外螺纹，二环内咀(32)的多槽口端中心孔与一环内咀(31)的多槽口端匹配支撑，二环割咀(33)的圆环台端内螺纹与割咀主体(29)的圆柱端外螺纹匹配连接，另一端筒形的收敛内壁与二环内咀(32)的多槽口端匹配支撑。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能环保焊割装置，其特征在于：所述的阻液板(9)为中心设有轴心孔(15)的圆形板，其外径与罐体(6)的内径相同，且板面上均匀设有多个透孔(16)。

3.根据权利要求1或2所述的一种高效节能环保焊割装置，其特征在于：所述的阻液板(9)设有多级；固定或可动。

4.根据权利要求1所述的一种高效节能环保焊割装置，其特征在于：所述的增效剂进料管路(3)包括进料斗(17)、增效剂贮罐(18)、四通阀(19)、球阀B1、球阀B2、球阀B3及输送管；增效剂贮罐(18)上设有进料端(20)、出料端(21)、加压端(22)及相应的管接头，进料斗(17)通过球阀B1及输送管连接其进料端(20)，其出料端(21)通过球阀B2及输送管连接气剂合成罐(2)的增效剂注入端(11)，其加压端通过球阀B3及输送管连接四通阀(19)，增效剂贮罐(17)上还设有排气阀(23)。

5.根据权利要求1所述的一种高效节能环保焊割装置，其特征在于：所述的丙烷进料管路(4)包括减压阀(A1)、四通阀(19)、球阀(A2)及输送管；气剂合成罐(2)的丙烷注入端(12)通过输送管及球阀(A2)、四通阀(19)、减压阀(A1)连通丙烷进料管。

6.根据权利要求1所述的一种高效节能环保焊割装置，其特征在于：所述的燃气输出管路(5)包括球阀C1、燃气贮罐(24)、球阀C2、球阀C3、球阀C4及输送管；燃气贮罐(24)上设有燃气输出端(25)、丙烷输入端(26)、燃气输入端(27)、增效剂回流端(28)及相应的管接头；燃气输出端(25)通过球阀C 1连通燃气输送管，丙烷输入端(26)通过球阀C3及输送管连通四通阀(19)，燃气输入端(27)通过球阀C4及输送管连通气剂合成罐(2)的燃气输出端(13)，增效剂回流端(28)通过球阀C2及输送管连通气剂合成罐(2)的增效剂回流端(14)。