CN110315166A - 喷嘴罩、气割嘴以及气割炬 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过增大外周面的表面积而提高散热性的喷嘴罩和利用该喷嘴罩的气割嘴以及气割炬。罩(A)在内部具有供喷出切割氧的喷嘴(10)插入的孔(1)，且在外周面具有由多个凹凸构成的凹凸部(5)。割嘴(B)通过将具有配置于中心的切割氧喷射孔和包围所述切割氧喷射孔而配置的预热气体喷射槽的喷嘴(10)插入到在罩A的内部形成的孔(1)而构成。割炬(C)具有包括在外周面上的端部配置的外螺纹部(7)的罩(A)，且通过将该罩(A)紧固于在割炬主体(20)的端部配置的内螺纹部(24)而构成。

Description

喷嘴罩、气割嘴以及气割炬

技术领域

本发明涉及通过增大外周面的表面积而提高散热性的喷嘴罩和利用该喷嘴罩的气割嘴以及气割炬。

背景技术

气体切割通过如下方式来进行：从气割嘴喷射使燃料气体和预热氧混合而燃烧的预热火焰对钢板等被切割件进行预热，并向被充分预热的被切割件喷射切割氧而使母材燃烧，并且利用喷射能量来去除熔融母材、氧化生成物。然后，通过在持续进行气体切割的同时使气割嘴向目标方向行驶，由此能够将被切割件切割为目标形状。

作为燃料气体，具有乙炔气、液化石油气、天然气、乙烯气、氢气等，提供有与各种燃料气体对应的气割嘴。例如，使用乙炔气作为燃料气体的气割嘴构成为，形成于中心的切割氧喷射孔和在该切割氧喷射孔的周围形成的预热气体喷射孔配置在一块材料上。

使用从液化石油气、天然气、乙烯气、氢气中选择出的气体作为燃料气体的气割嘴包括：在中心形成有切割氧喷射孔且在外周形成有用于使预热气体通过的狭缝的喷嘴；以及供喷嘴插入的罩。在这样的气割嘴中，当向罩插入有喷嘴时，在罩的内周面与喷嘴的外周面之间形成有空间，燃料气体和预热氧混合后的预热气体通过该空间而从狭缝喷射。

尤其是在使用气割嘴而进行相对于被切割件的开孔加工即穿孔的情况下，在到孔贯穿为止的期间，存在如下问题：由熔融的母材、氧化生成物构成的溅射物被吹向气割嘴侧，并附着于温度上升的气割嘴。为了防止该溅射物的附着，通常将气割嘴距被切割件的高度保持为比进行气体切割时的高度高出数倍而进行穿孔。

在使用气割嘴对钢板进行穿孔时，将该气割嘴设为与被切割件向上方隔离的状态，但在该情况下，存在预热火焰对被切割件的预热效率降低、伴随着预热时间增加而耗费穿孔所需要的时间这样的问题。

另外，由于将气割嘴保持在比普通切割时距被切割件的高度高的位置，因此在穿孔结束之后，需要进行使气割嘴接近钢板的操作。在通过单纯地使气割嘴接近被切割件来进行该操作的情况下，孔的周围的母材的温度降低而不能实现连续的气体切割。因此，在将气割嘴从穿孔时的高度移至气体切割时的高度时，需要使气割嘴行驶并持续进行相对于被切割件的气体切割。因此，进行相对于被切割件的多余的切割，产生成品率降低这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种通过增大外周面的表面积而提高散热性的喷嘴罩和利用该喷嘴罩的气割嘴以及气割炬。

为了解决上述课题，本发明所涉及的具有代表性的喷嘴罩是在内部具有供喷出切割氧的喷嘴插入的孔的喷嘴罩，该喷嘴罩在外周面具有由多个凹凸构成的凹凸部。

另外，本发明所涉及的气割嘴通过将喷嘴插入到在上述喷嘴罩的内部形成的孔而构成，所述喷嘴具有配置于中心的切割氧喷射孔、和包围所述切割氧喷射孔而配置的预热气体喷射槽。

另外，本发明所涉及的气割炬具有包括在外周面上的另一侧的端部配置的外螺纹部的上述喷嘴罩，并通过将所述喷嘴罩紧固于在割炬主体的端部配置的内螺纹部而构成。

发明效果

在本发明所涉及的喷嘴罩(以下，仅称作“罩”)中，由于在外周面具有由多个凹凸构成的凹凸部，因此能够增加外周面的表面积。因此，能够使散热面积增加，从而减轻气体切割时的温度上升。

其结果是，尤其是穿孔时的溅射物的附着减轻，能够以比以往更接近被切割件的状态进行预热、穿孔。因此，能够实现预热时间的短缩化，并且与以往相比能够干净地保持罩。

另外，在本发明所涉及的气割嘴(以下仅称作“割嘴”)中，当向罩插入了具有切割氧喷射孔和预热气体喷射槽的喷嘴时，由罩的内周面和喷嘴的外周面形成与预热气体喷射槽连通的空间。因此，罩除了伴随着散热面积的增加而减轻温度上升之外，还在气体切割时被在所述空间中流通的预热气体冷却，从而能够进一步减轻温度上升。

另外，在本发明所涉及的气割炬(以下仅称作“割炬”)中，通过将在端部具有外螺纹部的罩紧固于在割炬主体的端部形成的内螺纹部而构成。因此，能够充分地扩大罩，能够增大外周面的表面积，从而能够进一步减轻温度上升。

附图说明

图1是说明罩的结构的图。

图2是说明罩的结构的剖视图。

图3是说明将罩和喷嘴组合后的割嘴的结构的展开图。

图4是说明将罩和割炬主体组合后的割炬的结构的图。

图5是说明将割炬、罩以及喷嘴组合后的状态的图。

图6是说明罩的另一例的图。

附图标记说明：

A 罩；

B 割嘴；

C 割炬；

1 孔；

2 流通孔；

5 凹凸部；

5a 槽；

5b 凸部；

5c 斜坡部；

6 锥部；

7 外螺纹部；

7a 外螺纹；

7b 避让部；

8 端面；

9 双倒角部；

10 喷嘴；

11 主轴；

11a 前端；

11b 狭缝；

11c 后端；

12 分配构件；

12a 分配部；

12b～12d 座体；

12e 前端侧；

12f 端面；

13 流通路；

20 割炬主体；

21 器头；

22 分配构件；

23 切割氧配管；

24 内螺纹；

25a～25c 座体；

26a、26b 槽；

27 孔；

28 针阀；

30 隔壁。

具体实施方式

以下，对本发明所涉及的罩、利用该罩的割嘴、利用该罩的割炬进行说明。本发明所涉及的罩通过在外周面具有由多个凹凸构成的凹凸部而作为增大了外周面的表面积的散热面。另外，在内部形成有供喷射切割氧的喷嘴插入的孔，通过向该孔插入喷嘴而能够发挥作为割嘴的功能。此外，通过在端部具有与割炬主体的内螺纹螺合的外螺纹部，能够作为将喷嘴安装于割炬主体的螺母发挥功能而构成割炬。

罩的尺寸不受限定，也可以是与将液化石油气(LPG)、天然气、乙烯气、氢气等(以下作为代表而称作“LPG”)作为燃料气体的割嘴的割嘴罩相同的形状和尺寸。但是，为了实现更有效的散热，长度优选为与所述割嘴罩相同，外径优选为远大于所述割嘴罩。

形成于罩的外周面的凹凸部并不限定凹凸的形状。例如，能够在罩的长度方向上交替地形成多个槽和多个突起而形成凹凸部，另外也可以在外周面的圆周方向上交替地形成多个槽和多个突起而构成凹凸部。这样的凹凸能够通过机械加工来切削槽而形成，另外也可以通过滚轧加工而形成。

因此，凹凸的剖面形状具有从由连续的直线构成的三角形、四边形、台形、梯形、或者由连续的曲线构成的波形状等形状之中选择出的形状。这样，通过在罩形成有多个凹凸，外周面的面积增加，其结果是，散热面积增加，能够减轻罩的温度上升。

为了在进行气体切割作业时顺利地进行确认预热火焰、或者确认所喷射的切割氧的气流的作业，优选将罩的喷出切割氧的端部(以下称作“前端部”)侧形成为细尖状。因此，在罩的前端部侧形成有细尖状的锥部，与该锥部连续地而在另一方的端部(以下称作“割炬主体侧端部”)侧形成有凹凸部。

通过在罩的前端部形成细尖状的锥部，具有沿长度方向形成于凹凸部的槽的凹凸形成为该槽的前端部侧向锥部开放。另外，构成凹凸部的槽无需一定是在前端部侧开放的形状，也可以经由隔壁而与锥部连接。

在构成凹凸部的槽向锥部开放的情况下，用于形成凹凸的加工是容易的。另外，在槽经由隔壁而与锥部连接的情况下，即便在穿孔作业时溅射物、熔渣喷起的情况下，它们附着于槽的可能性也变小。

以下，使用图1、图2对本实施例所涉及的罩A进行说明。本实施例所涉及的罩A具有远大于气体切割中通常使用的割嘴罩(未图示)的外径的外径。而且，通过与喷嘴组合而能够发挥作为割嘴B的功能，另外通过与割炬主体组合而能够发挥作为割炬C的功能。

如图1、2所示，在罩A的内部形成有供喷出切割氧的喷嘴(参照图3)插入的孔1和与该孔1连续而成为预热气体的流通路的流通孔2。

在罩A的外周面形成有由多个四边形状的槽5a和多个凸部5b构成的凹凸部5。槽5a的条数、宽度尺寸并没有特别地限定，优选与应组合的喷嘴的规格对应地适当设定。

另外，在罩A的前端部侧形成有直径朝向前端部变小的细尖锥状的锥部6，该锥部6与凹凸部5连续。锥部6的锥角度并无特别地限定，优选与凹凸部5的外径、前端部的外径对应地适当设定。

在本实施例中，各槽5a的锥部6侧的端部在该锥部6开放。

在罩A的与锥部6相反的一侧的端部形成有由与在后述的割炬主体20形成的内螺纹24螺合的外螺纹7a和避让部7b构成的外螺纹部7。另外，外螺纹部7的端面8具有如下功能：在构成后述的割嘴B时，与构成喷嘴10的主轴11的分配构件12的端面12f抵接而将该喷嘴10固定于割炬主体20。

在凹凸部5的外螺纹部7侧的端部且与该外螺纹部7分离的部位形成有平行地形成的双倒角部9，通过对该双倒角部9使用扳手，能够将罩A相对于割炬主体紧固。

在如上述那样构成的罩A中，由凹凸部5中的槽5a和凸部5b构成的侧壁部分的表面积增加。而且，通过使罩A的表面积增加，在进行气体切割时受到预热火焰所产生的辐射热、熔融的母材及氧化生成物所产生的辐射热的面积也增加。但是，受到辐射热的较大影响的主要是锥部6的表面，凹凸部5的表面发挥作为散热面的功能，能够提高散热效果。

伴随着罩A的凹凸部5中的表面积的增加，散热效果提高，其结果是，能够实现罩A的温度的降低。因此，即便伴随着对被切割件的气体切割或者伴随着对被切割件的穿孔而产生的溅射物附着于罩A，该溅射物牢固地熔合的可能性也降低。

另外，通过使罩A的外形大于构成普通的气割嘴的割嘴罩的外径，能够增大罩A的壁厚。其结果是，罩A的热容量变大而能够进一步减轻因辐射热导致的温度上升的情况。

接下来，基于图3对使用了本实施例所涉及的上述罩A的割嘴B的结构进行说明。割嘴B由罩A和插入到该罩A的孔1的喷嘴10的组合构成。

喷嘴10由主轴11和分配构件12构成，且通过将主轴11紧固于分配构件12而形成为一体。而且，通过将主轴11的前端11a插入在罩A的内部形成的孔1，从而由该罩A和喷嘴10构成割嘴B。

主轴11在中心配置有未图示的切割氧喷出孔，且在外周面的前端11a侧形成有成为由燃料气体和预热氧的混合气体构成的预热气体的喷射槽的多个狭缝11b。另外，在主轴11的后端11c形成有外螺纹，经由该外螺纹而将主轴11紧固于分配构件12。

形成于主轴11的切割氧喷出孔与应切割的被切割件的厚度对应地设定直径。另外，狭缝11b的宽度尺寸、深度尺寸及数量与应切割的被切割件的厚度、被切割件的表面性状、或者燃料气体的种类等条件对应地设定。

分配构件12具有形成为有着预先设定的角度的锥状的分配部12a，在该分配部12a形成有座体12b、12c、12d。在分配构件12的中心贯穿长度方向(中心轴向)而形成有供给切割氧的孔，在该孔的前端侧12e(图3中的右边的端部侧)形成有将主轴11紧固的内螺纹。

在座体12b与座体12c之间形成有供给预热氧的多个孔，座体12c与座体12d之间也形成有供给燃料气体的多个孔。另外，在分配构件12的内部形成有供给预热氧的孔和供给燃料气体的孔交叉的气体混合部，所供给的预热氧和燃料气体在该气体混合部成为混合气体，从前端侧12e的端面喷出而向主轴11的外周面供给。

分配部12a的主轴11侧的端面12f成为与罩A的端面8抵接而作用将该罩A的外螺纹7紧固于割炬主体20的内螺纹24时的按压力的面。

在向罩A的孔1插入喷嘴10而构成的割嘴B中，如图5所示，在罩A的内周面与主轴11的外周面之间构成混合气体的流通路13。因此，在利用割嘴B对被切割件进行气体切割的期间，罩A被在流通路13中流通的混合气体冷却。因此，伴随着形成于罩A的外周面的凹凸部5中的散热面积的增加，能够进行高效的冷却，从而能够减轻割嘴B的温度的上升。

需要说明的是，在前述的实施例中，虽然利用了构成为在喷嘴10的分配构件12使预热氧和燃料气体混合的芯体混合方式的割嘴，但也可以利用在罩与喷嘴之间形成供混合气体流通的流通路那样的方式的割嘴，例如割炬混合割嘴。

接下来，基于图4对使用了本实施例所涉及的罩A的割炬C的结构进行说明。割炬C通过将罩A和割炬主体20组合而构成。

割炬主体20能够直接利用通常使用的中压割炬。即，在割炬主体20的一侧的端部配置有器头21，在另一侧的端部配置有分配构件22。器头21和分配构件22经由切割氧配管23、及未图示的预热氧配管、燃料气体而连接。

在器头21经由罩A而安装了喷嘴10时，向该喷嘴10分别独立地供给切割氧、预热氧、燃料气体。因此，在割炬主体20的器头21的端部形成有内螺纹24。而且，构成为能够相对于形成在罩A上的外螺纹7紧固或者卸下。

在器头21的内表面形成有由与设于喷嘴10的分配构件12的分配部12a相同的锥度构成的座体25a、25b、25c。在座体25a与座体25b之间形成有槽26a，在座体25b与座体25c之间形成有槽26b。另外，在器头21的中心形成有孔27，该孔27向座体25a开口。而且，在孔27连接有切割氧配管23，在槽26a连接有预热氧配管，在槽26b连接有燃料气体配管。

在分配构件22分别独立地形成有未图示的切割氧通路、预热氧通路、燃料气体通路，在各通路配置有针阀28。而且，通过单独地对各针阀进行开闭操作，能够调整各气体的流量。

如上所述构成的割炬C由罩A和割炬主体20的组合构成，喷嘴10的规格不受限制。例如能够选择地使用用于对薄板进行气体切割且切割氧喷出孔的直径小的喷嘴、或者用于对厚板进行气体切割且切割氧喷出孔的直径大的喷嘴等的与应切割的被切割件的厚度对应地具有最佳直径的切割氧喷出孔的喷嘴10。

而且，如图5所示，通过向罩A的孔1插入喷嘴10而构成割嘴B，将罩A的外螺纹7紧固于器头21的内螺纹24，由此能够向割炬主体20安装割嘴B。此时，喷嘴10的分配构件12的座体12b与在割炬主体20的器头21形成的座体25a压接，座体12c与座体25b压接，座体12d与座体25c压接，从而能够防止所供给的气体的泄漏。

因此，通过对设于割炬主体20的分配构件22的针阀28进行开闭操作，能够将预热氧、燃料气体向割嘴B供给而作为混合气体喷出。而且，对喷出的混合气体进行点火而形成预热火焰，能够利用该预热火焰对被切割件进行预热。在被切割件被充分预热之后，供给切割氧并使切割氧从割嘴B的切割氧喷出孔喷出，由此能够进行对被切割件的穿孔及切割。

在对被切割件进行预热的期间，对罩A作用预热火焰所产生的辐射热。另外，在切割被切割件的期间，对罩A作用预热火焰所产生的辐射热和熔融氧化物所产生的辐射热，此外，喷起的溅射物可能附着。但是，在形成于罩A与喷嘴10的主轴11之间的流通路13中流通的混合气体发挥相对于罩A的冷却作用，从而减轻罩A的温度上升。因此，能够减轻溅射物相对于罩A的附着。

因此，在对被切割件进行穿孔时，能够接近罩A，从而能够实现预热时间的短缩化。

本申请发明人制作将长度设为与以现有的LPG为燃料气体的割嘴的盖相同的尺寸、将凹凸部5的外径设为约30mm且形成有24条宽度约2mm、深度约2mm的槽5a的罩A而进行了穿孔实验。实验中，设为如下高度：即，使进行穿孔后的溅射物相对于罩A的附着成为与现有的气割嘴大致相同的程度，并计测出预热时间。

在被切割件的厚度为70mm的情况下，在现有的气割嘴中，将高度设定为约50mm而进行预热，到开始穿孔为止的预热时间为约60秒。在使用前述的罩的情况下，能够使高度接近至6～10mm，预热时间为20秒～30秒。此时的溅射物相对于罩A的附着为与上述现有的溅射物相对于气割嘴的附着大致相同的程度。

接下来，使用图6对罩A的另一例进行说明。需要说明的是，在附图中对与前述的实施例相同的部分及具有相同的功能的部分标注相同的附图标记而省略说明。

如图所示，凹凸部5和锥部6经由隔壁30而连接。即，在构成凹凸部5的槽5a的锥部6侧的端部形成有向构成该凹凸部5的外周面开放的斜坡部5c，该斜坡部5c与锥部6之间构成为隔壁30。

因此，凹凸部5的槽5a不向锥部6开放而被隔壁30堵塞。因此，凹凸部5被隔壁30保护不受相对于被切割件的预热时或切割时的辐射热的伤害，从而能够进一步提高散热性。此外，穿孔时飞散的溅射物也能够被隔壁30遮挡，从而能够减少附着于凹凸部5的溅射物。

因此，与以往相比，能够将罩A保持为干净的状态，从而能够有助于切割性能的保持、寿命的延长。

工业实用性

本发明所涉及的罩A不仅适用于芯体混合方式的喷嘴，还可以适用于割炬混合方式的喷嘴。

Claims (5)

1.一种喷嘴罩，在内部具有供喷出切割氧的喷嘴插入的孔，

其特征在于，

在外周面具有由多个凹凸构成的凹凸部。

2.根据权利要求1所述的喷嘴罩，其特征在于，

所述外周面具有：

锥部，其直径朝向从插入到在内部形成的孔的喷嘴喷出切割氧的端部侧而变小；

凹凸部，其由从所述锥部配置到另一方的端部侧的多个凹凸构成。

3.根据权利要求2所述的喷嘴罩，其特征在于，

配置于所述凹凸部的多个凹凸经由隔壁而与所述锥部连接。

4.一种气割嘴，其特征在于，

所述气割嘴通过将喷嘴插入到在权利要求1至3中任一项所述的喷嘴罩的内部形成的孔而构成，所述喷嘴具有配置于中心的切割氧喷射孔、和包围所述切割氧喷射孔而配置的预热气体喷射槽。

5.一种气割炬，其特征在于，

所述气割炬具有权利要求1至3中任一项所述的喷嘴罩，该喷嘴罩具有在外周面上的另一侧的端部配置的外螺纹部，

所述气割炬通过将所述喷嘴罩紧固于在割炬主体的端部配置的内螺纹部而构成。