CN109676214B - 一种中厚型高强材质钢板数控火焰切割前的预热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及重型机械制造业的数控火焰切割前预热技术领域，具体涉及一种实现火焰切割区域、预热区域同步进行的中厚型高强材质钢板数控火焰切割前的预热系统，包括气体预混控制柜和预热单元，气体预混控制柜内安装有混气枪，混气枪的出气口通过主管道连接预热单元，预热单元包括与主管道连接的预混气体气包，预混气体气包上有一组出气口，该组出气口上分别连接有分流管道，分流管道的另一端分别连接有燃烧排管，燃烧排管安装在切割放料架上，燃烧排管上安装有燃烧喷嘴，燃烧排管的两端通过带座轴承安装在切割放料架的侧壁上，燃烧排管和分流管道之间通过快速接头连接，燃烧排管的端部连接有旋转扳手，用来旋转燃烧排管，防止切割料堵塞燃烧喷嘴。

Description

一种中厚型高强材质钢板数控火焰切割前的预热系统
技术领域
本发明涉及重型机械制造业的数控火焰切割前预热技术领域，具体涉及一种与数控火焰切割设备互不干扰、可以对板材分段预热，亦可整板预热，可实现火焰切割区域、预热区域同步进行，无缝衔接、提升效率的中厚型高强材质钢板数控火焰切割前的预热系统。
背景技术
目前，在重型机械制造行业中，在生产准备阶段对于板材常用的下料手段是利用数控火焰切割来获取板件，在数控火焰切割时，不同材质的钢板的切割性能是不一样的，因而需要针对根据不同材质、不同厚度的钢板而确定不同的切割方案。通常情况，中厚型高强材质钢板是直接切割或切割前使用数控火焰切割设备进行预热处理，直接切割存在较高质量风险、切割面易产生锯齿类缺陷；如果采用数控火焰切割设备预热钢板，需打开设备割炬火焰按设定路径缓慢空运行对板材进行预热，此方法预热火焰覆盖面积小、预热不均匀、达到预热要求的温度耗时较长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种与数控火焰切割设备互不干扰、可以对板材分段预热，亦可整板预热，实现火焰切割区域、预热区域同步进行，无缝衔接、提升效率的中厚型高强材质钢板数控火焰切割前的预热系统。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种中厚型高强材质钢板数控火焰切割前的预热系统，包括气体预混控制柜和预热单元，气体预混控制柜内安装有混气枪，混气枪具有两个进气口一个出气口，进气口分别连接外接管道流入预混气体，混气枪的出气口通过主管道连接预热单元，预热单元包括与主管道连接的预混气体气包，预混气体气包上设置有一组出气口，该组出气口上分别连接有分流管道，分流管道的另一端分别连接有燃烧排管，燃烧排管安装在切割放料架上，切割放料架为焊接架体，所述的燃烧排管为一端有进气口的管状结构，燃烧排管上安装有燃烧喷嘴，燃烧排管的两端通过带座轴承安装在切割放料架的侧壁上且燃烧喷嘴的顶部低于切割放料架的顶部，燃烧排管的进气口位于切割放料架上靠近气体预混控制柜的一侧，燃烧排管的进气口连接有快速接头，快速接头和燃烧排管连接后穿入轴承内孔并和轴承内孔形成过盈配合，快速接头的另一端连接分流管道，使得分流管道与燃烧排管相连通，燃烧排管和快速接头的连接处还设置有旋转扳手，旋转扳手带动燃烧排管转动。
所述的燃烧喷嘴包括套装在一起的内芯和外罩，所述的内芯为管状结构，内芯的内部设置有轴向的通孔，通孔从上至下包括内径依次增大的中心喷气孔、辅通气腔和主通气腔，主通气腔上靠近辅通气腔的一端的四周设置有圆周喷气孔，圆周喷气孔径向设置并贯穿内芯，圆周喷气孔与主通气腔相连通，主通气腔与辅通气腔之间通过锥面过渡连接，内芯的上端外部圆周设置有安装卡头，安装卡头在竖直方向上的长度与中心喷气孔的长度相一致，安装卡头的下方设置有阻流台阶，阻流台阶的外径大于安装卡头，阻流台阶的下方设置有稳流段，稳流段的外径小于安装卡头的外径，阻流台阶和稳流段对应内芯内部的辅通气腔，稳流段下方设置有喷气段，喷气段的外经大于稳流段的外径，喷气段与稳流段之间通过锥面过渡连接，喷气段对应圆周喷气孔，喷气段的下方设置有卡装凸沿，卡装凸沿的外径大于喷气段的外径以及阻流台阶的外径，卡装凸沿的下方设置有安装螺纹段，安装螺纹段的外径小于卡装凸沿的外径，安装螺纹段延伸至内芯的末端；所述的外罩的内部设置有与内芯相匹配的通孔，外罩内部的通孔包括从上至下内径依次减小的火焰喷出孔、内芯安装孔和螺纹连接孔，螺纹连接孔的内径与内芯的安装螺纹段的外经相一致且螺纹连接孔的内壁设置有与安装螺纹段相匹配的内螺纹，螺纹连接孔的长度小于安装螺纹段的长度，内芯安装孔的内径与卡装凸沿的外径相匹配，稳流段与内芯安装孔之间的空隙形成稳流腔。
内芯和外罩安装在一起时，内芯的顶部不高于内芯安装孔的顶部，内芯的安装螺纹段的末端露出在外罩末端的下方，用来连接燃烧排管。
所述的切割放料架包括两块平行的侧部立板以及焊接在两块侧部立板之间的一组支撑立板，支撑立板垂直于侧部立板且两者的顶部齐平，支撑立板的底部与地面之间有间隙，燃烧排管位于支撑立板之间的间隙内。
本发明的积极效果是：预热面积广、预热均匀、预热效率高，且与数控火焰切割设备互不干扰、可以对板材分段预热，亦可整板预热，可实现火焰切割区域、预热区域同步进行，无缝衔接、提升效率；预热完成后可以对燃烧排管进行整体旋转，有效防止料渣落入阻塞喷嘴；喷嘴由固定螺纹固定在燃烧排管上，预混好的气体由喷嘴喷出，由主通气腔流入后，一部分气流通过圆周喷气孔流出，转而进入稳流腔，稳流腔上方设置有阻流台阶，使从四个圆周喷气孔喷出的混合气体由紊流变为层流，进而保证火焰的形状；另一部分混合气体则由主通气腔流入辅通气腔，最终通过中心喷气孔喷出，形成一股较强的气流，从而保证火焰的高度；两者结合之后即可形成具有一定高度和直径的火焰，保障对结构件有效的预热。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的俯视结构示意图。
图3是本发明的侧视结构示意图。
图4是本发明在预热时燃烧排管与切割放料架的位置关系示意图。
图5是本发明在预热完成后燃烧排管与切割放料架的位置关系示意图。
图6是本发明的燃烧喷嘴的内芯的轴向剖面结构示意图。
图7是本发明的燃烧喷嘴的内芯的立体结构示意图。
图8是本发明的燃烧喷嘴的外罩的轴向剖面结构示意图。
图9是本发明的燃烧喷嘴的轴向剖面结构示意图。
具体实施方式
如图1到5所示，一种中厚型高强材质钢板数控火焰切割前的预热系统，包括气体预混控制柜1和预热单元，气体预混控制柜1内安装有混气枪，混气枪采用文丘里混气枪，混气枪具有两个进气口一个出气口，进气口分别连接外接管道流入预混气体，混气枪的出气口通过主管道2连接预热单元，预热单元包括与主管道2连接的预混气体气包3，预混气体气包3上设有一组出气口，该组出气口上分别连接有分流管道4，分流管道4的另一端分别连接有燃烧排管5，燃烧排管5安装在切割放料架6上，切割放料架6为焊接架体，切割放料架6包括两块平行的侧部立板以及焊接在两块侧部立板之间的一组支撑立板，支撑立板垂直于侧部立板且两者的顶部齐平，支撑立板的底部与地面之间有间隙，燃烧排管5位于支撑立板之间的间隙内，燃烧排管5为一端有进气口的管状结构，燃烧排管5上安装有燃烧喷嘴7，燃烧排管5的两端通过带座轴承8安装在切割放料架6的侧壁上且燃烧喷嘴7的顶部低于切割放料架的顶部，燃烧排管5的进气口位于切割放料架6上靠近气体预混控制柜的一侧，燃烧排管5的进气口连接有快速接头9，快速接头9和燃烧排管5连接后穿入轴承内孔并和轴承内孔形成过盈配合，快速接头9的另一端连接分流管道4，使得分流管道4与燃烧排管5相连通，燃烧排管5和快速接头9的连接处还连接有旋转扳手10，旋转扳手10带动燃烧排管转动。
燃烧喷嘴7包括套装在一起的内芯8和外罩9，内芯8为管状结构，内芯8的内部设有轴向的通孔，通孔从上至下包括内径依次增大的中心喷气孔801、辅通气腔802和主通气腔803，主通气腔803上靠近辅通气腔的一端的四周留有圆周喷气孔804，圆周喷气孔804径向设置并贯穿内芯，圆周喷气孔804与主通气腔803相连通，主通气腔803与辅通气腔802之间通过锥面过渡连接，内芯8的上端外部圆周设有安装卡头805，安装卡头805为外三方安装卡头，安装卡头805在竖直方向上的长度与中心喷气孔801的长度相一致，安装卡头805的下方设有环状的阻流台阶806，阻流台阶806的外径大于安装卡头805的外径，阻流台阶806的下方设有稳流段807，稳流段807的外径小于安装卡头805的外径，阻流台阶806和稳流段807对应内芯内部的辅通气腔802，稳流段807下方设有喷气段808，喷气段808的外经大于稳流段807的外径，喷气段808与稳流段807之间通过锥面过渡连接，喷气段808对应圆周喷气孔804，喷气段808的下方设有环状的卡装凸沿809，卡装凸沿809的外径大于喷气段808的外径以及阻流台阶806的外径，卡装凸沿809的下方设有安装螺纹段810，安装螺纹段810的外径小于卡装凸沿809的外径，安装螺纹段810延伸至内芯的末端。
外罩9的内部设有与内芯8相匹配的通孔，外罩9内部的通孔包括从上至下内径依次减小的火焰喷出孔901、内芯安装孔902和螺纹连接孔903，螺纹连接孔903的内径与内芯的安装螺纹段810的外经相一致且螺纹连接孔903的内壁设有与安装螺纹段相匹配的内螺纹，螺纹连接孔903的长度小于安装螺纹段的长度，内芯安装孔902的内径与卡装凸沿809的外径相匹配，稳流段807与内芯安装孔902之间的空隙形成稳流腔10。
内芯8和外罩9安装在一起时，内芯8的顶部不高于内芯安装孔902的顶部，内芯的安装螺纹段810的末端露出在外罩9末端的下方，用来连接燃烧排管。
本发明的预热单元可以根据下料的大小独立使用或组合使用，与数控火焰切割设备互不干扰、可以对板材分段预热，亦可整板预热，可实现火焰切割区域、预热区域同步进行，无缝衔接、提升效率；预热完成后可以通过旋转扳手对燃烧排管进行整体旋转，有效防止料渣落入燃烧喷嘴阻塞喷嘴。

Claims (3)

1.一种中厚型高强材质钢板数控火焰切割前的预热系统，包括气体预混控制柜和预热单元，其特征在于：气体预混控制柜内安装有混气枪，混气枪采用文丘里混气枪，混气枪具有两个进气口一个出气口，进气口分别连接外接管道流入预混气体，混气枪的出气口通过主管道连接预热单元，预热单元包括与主管道连接的预混气体气包，预混气体气包上设置有一组出气口，该组出气口上分别连接有分流管道，分流管道的另一端分别连接有燃烧排管，燃烧排管安装在切割放料架上，切割放料架为焊接架体，所述的燃烧排管为一端有进气口的管状结构，燃烧排管上安装有燃烧喷嘴，燃烧排管的两端通过带座轴承安装在切割放料架的侧壁上且燃烧喷嘴的顶部低于切割放料架的顶部，燃烧排管的进气口位于切割放料架上靠近气体预混控制柜的一侧，燃烧排管的进气口连接有快速接头，快速接头和燃烧排管连接后穿入轴承内孔并和轴承内孔形成过盈配合，快速接头的另一端连接分流管道，使得分流管道与燃烧排管相连通，燃烧排管和快速接头的连接处还设置有旋转扳手，旋转扳手带动燃烧排管转动；
所述的燃烧喷嘴包括套装在一起的内芯和外罩，所述的内芯为管状结构，内芯的内部设置有轴向的通孔，通孔从上至下包括内径依次增大的中心喷气孔、辅通气腔和主通气腔，主通气腔上靠近辅通气腔的一端的四周设置有圆周喷气孔，圆周喷气孔径向设置并贯穿内芯，圆周喷气孔与主通气腔相连通，主通气腔与辅通气腔之间通过锥面过渡连接，内芯的上端外部圆周设置有安装卡头，安装卡头在竖直方向上的长度与中心喷气孔的长度相一致，安装卡头的下方设置有阻流台阶，阻流台阶的外径大于安装卡头，阻流台阶的下方设置有稳流段，稳流段的外径小于安装卡头的外径，阻流台阶和稳流段对应内芯内部的辅通气腔，稳流段下方设置有喷气段，喷气段的外经大于稳流段的外径，喷气段与稳流段之间通过锥面过渡连接，喷气段对应圆周喷气孔，喷气段的下方设置有卡装凸沿，卡装凸沿的外径大于喷气段的外径以及阻流台阶的外径，卡装凸沿的下方设置有安装螺纹段，安装螺纹段的外径小于卡装凸沿的外径，安装螺纹段延伸至内芯的末端；所述的外罩的内部设置有与内芯相匹配的通孔，外罩内部的通孔包括从上至下内径依次减小的火焰喷出孔、内芯安装孔和螺纹连接孔，螺纹连接孔的内径与内芯的安装螺纹段的外经相一致且螺纹连接孔的内壁设置有与安装螺纹段相匹配的内螺纹，螺纹连接孔的长度小于安装螺纹段的长度，内芯安装孔的内径与卡装凸沿的外径相匹配，稳流段与内芯安装孔之间的空隙形成稳流腔。
2.根据权利要求1所述的中厚型高强材质钢板数控火焰切割前的预热系统，其特征在于：内芯和外罩安装在一起时，内芯的顶部不高于内芯安装孔的顶部，内芯的安装螺纹段的末端露出在外罩末端的下方，用来连接燃烧排管。
3.根据权利要求2所述的中厚型高强材质钢板数控火焰切割前的预热系统，其特征在于：所述的切割放料架包括两块平行的侧部立板以及焊接在两块侧部立板之间的一组支撑立板，支撑立板垂直于侧部立板且两者的顶部齐平，支撑立板的底部与地面之间有间隙，燃烧排管位于支撑立板之间的间隙内。
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