CN110848568A - 一种焊割燃气的气化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃气气化器技术领域，具体涉及一种焊割燃气的气化装置，包括气化罐和切割炬，包括气化罐和切割炬，其特征在于，气化罐内部设置有与外界相连通的空气管道，空气管道的下端伸入气化罐的底部，且下端连接有气泡盘，位于气化罐外部的空气管道上连接有空气加热管，空气加热管中设置有电阻加热棒，空气加热管内部设置有绕电阻加热棒设置的盘管；本发明的其液体燃料适用更广，通过与热空气的作用能够使得该装置在不同的环境中使用，而且通过选择适当直径的管缝调节针能够保证该压强差形成的负压能够将气化罐内部液体燃料气化，从而降低注入氧气的量，避免过量氧气得不到有效利用的不足，降低了焊割燃气在使用时的成本。
Description
技术领域
本发明涉及燃气气化器技术领域，具体涉及一种焊割燃气的气化装置。
背景技术
气焊、气割金属是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧后，产生高温火焰对金属材料进行熔化焊接或切割的方法。现在焊、割使用的可燃气体通常为乙炔或改进后的液化气、天然气为主，此类气体对储存和使用的安全要求很高，气体必须贮存在压力容器内，由专业冲装站冲装，使用时对安全距离和环境温度都有着严格的要求，因此极大限制焊割、气割的适用环境。
专利号为CN101049649B的发明公布了一种以戊烷液体做为燃料进行火焰割焊的方法及其装置。其主要利用射吸式割焊炬工作时在燃料接管口所产生的负压，促使蒸发器中也产生负压，即可使戊烷液体在蒸发器中气化成气体，戊烷气体在割焊炬中与割焊炬内的氧气按所需比例混合成可燃气进行火焰割焊。该发明虽然可以将戊烷液体气化，然后与氧气混合进行火焰切割，但是戊烷液体在常压下的沸点≥36℃，即使射吸式割焊炬在工作时使得蒸发器内也产生负压，其降低戊烷液体的沸点值也在20~30℃之间，当外界环境较低时，例如冬季或者在北方无法进行上述的火焰切割，极大限制了其适用范围。另外，上述火焰割焊装置在工作时，欲使得其形成的足够的压强差，还需要提供较大压强的氧气，而戊烷气态燃料在燃烧时其所需的氧气值固定，过量的氧气均无法得到有效利用，因此造成了氧气的极大浪费，增加了其火焰切割时的成本。针对上述现有以戊烷液体做为燃料进行火焰割焊装置的不足，发明一种能够适用于不同温度环境、且无需提供较大压强氧气的用于焊割的燃气气化装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是设计了一种焊割燃气的气化装置，以解决现有以戊烷液体做为燃料进行火焰割焊时，其适用环境有限，且需要高压强的氧气流的不足。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种焊割燃气的气化装置，包括气化罐和切割炬，其特征在于，所述气化罐内部设置有与外界相连通的空气管道，所述空气管道的下端伸入气化罐的底部，且下端连接有气泡盘，位于所述气化罐外部的空气管道上连接有空气加热管，所述空气加热管中设置有电阻加热棒，所述空气加热管内部设置有绕电阻加热棒设置的盘管，所述盘管的右端与空气管道相连通，所述盘管的左端连接有空气进管，所述空气进管上设置有手动球阀，所述气化罐内部装有覆盖过气泡盘的液体燃料，所述气化罐上设置有进油管，所述进油管的顶端设置有密封塞，所述气化罐的顶壁上设置有气压传感器，所述气化罐外壁设设置有PLC，所述气压传感器与PLC的信号输入端相连接，所述电阻加热棒与PLC的信号输出端相连接，所述气化罐的顶端设置有出气口，所述出气口上连接有燃气软管，所述燃气软管上设置有燃气球阀；
所述切割炬包括切割嘴、氧气管、混合气体管道和负压形成室，所述混合气体管道与负压形成室的左侧面下端相连通，所述负压形成室的右侧面连接有燃气管道，所述燃气管道与燃气软管相连接，所述氧气管贯穿负压形成室的上端设置，所述氧气管的右端设置有氧气接口，其左端与切割嘴相连接，位于所述负压形成室的顶端设置有作用于氧气管的切割氧阀和氧气调节阀，位于所述切割氧阀和氧气调节阀之间的氧气管上连接有L型氧气射出管，所述L型氧气射出管的左下端伸入混合气体管道中，位于所述L型氧气射出管的左下端处的混合气体管道上设置有小直径的射流通道，位于所述射流通道内的L型氧气射出管端部设置有锥形氧气喷嘴，位于所述L型氧气射出管的右下端设置有针头插入管，位于所述针头插入管的右侧负压形成室上开设有螺纹孔，所述螺纹孔中螺接有直径不同的管缝调节针，所述管缝调节针伸入针头插入管，且其左端伸出锥形氧气喷嘴，位于所述管缝调节针的右端设置有密封圈，所述密封圈位于针头插入管中将针头插入管密封设置。
作为上述方案的进一步改进，所述空气进管的左端连接有喇叭状的进气罩头，位于所述空气加热管右侧的空气管道上设置有止回阀，能够加速空气进入气化罐内部，并且能防止气化罐内部液体燃料外流，造成原料浪费和易燃危险。
作为上述方案的进一步改进，所述液体燃料为戊烷和己烷其中的一种，其中戊烷和己烷的常压下的沸点分别为36℃和68℃，其不仅为液体燃料，而且易于负压气化制备气体燃料，其燃烧值高，为液体燃料的最佳选择。
作为上述方案的进一步改进，所述气化罐的侧面上设置有液位计，通过液位计能实时观察内部液体燃料的份量，进行及时补充。
作为上述方案的进一步改进，所述燃气管道的右端设置有燃气阀，便于对通入的气态燃料进行控制。
作为上述方案的进一步改进，所述混合气体管道的直径d1为5.5mm，射流通道的直径d2为3.0mm，锥形氧气喷嘴的左端直径d3为1.4mm，管缝调节针的直径d4为0.2~0.6mm，以上的d1、d2、d3的直径为最佳设置，而管缝调节针的直径d4的大小可依据通入氧气的压强进行调节，当时通入氧气的压强较低时，选用大直径的管缝调节针，从而使得锥形氧气喷嘴中射出的氧气气流压强增大；当通入氧气的压强较高时，可选用小直径的管缝调节针，从而保证进入射流通道时氧气流速度大小的恒定。
有益效果：
1、本发明与现有技术相比，在空气管道外部设置空气加热管，并在空气加热管中设置电阻加热棒和盘管，当该设备在低温条件下使用时，启动电阻加热棒对进入气化罐之前的空气进行预热，然后再向氧气管注入氧气，其高速氧气在锥形氧气喷嘴射出时由于其流速较快，使得锥形氧气喷嘴外侧形成了压强差，该压强差形成的负压会延至气化罐中使得气化罐内部的压强降低，从而使得液体燃料的沸点降低，同时负压能将预热好的空气吸入至气泡盘上，并形成密集小气泡，此时空气泡在上升过程中与液体燃料发生放热反应，提高液体燃料的温度，燃料分子不断的通过气泡表面进入到内部，携带燃料的气泡浮至原料表面而破裂，在气化器上部聚集、融合，从而达到气化液态原料的目的；另外，还在气化罐内部设置气压传感器，当气化罐压强较低时气压传感器输送信号给PLC，PLC控制电阻加热棒的功率增大，即使在空气管道内的空气进入气化罐内部的流速增大，其预热时间缩短的情况下也能保证对气化罐内部液体燃料的恒温控制，保证火焰割焊时的液体燃料的气化量。
2、本发明根据气化燃料在充分燃烧时的氧气值，通过氧气调节阀调节注入L型氧气射出管中氧气流量，同时选择适当直径的管缝调节针将其插入L型氧气射出管的下端，从而减小氧气的射流横截面，增加氧气射出时的流速，从而使得锥形氧气喷嘴外侧形成了足够的压强差，保证该压强差形成的负压能够将气化罐内部液体燃料气化，从而降低注入氧气的量，避免过量氧气得不到有效利用的不足，降低了焊割燃气在使用时的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的主视内部平面结构示意图；
图2为本发明中的空气加热管的内部结构图；
图3为本发明中使用大直径管缝调节针时的负压形成室内部结构图；
图4为本发明中使用小直径管缝调节针时的负压形成室内部结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~3并结合实施例来详细说明本申请。
本实施例具体介绍了一种焊割燃气的气化装置，主体结构包括气化罐1和切割炬2，气化罐2内部设置有与外界相连通的空气管道3，其空气管道3的下端伸入气化罐2的底部，并在其下端连接有气泡盘5，位于气化罐1外部的空气管道3上连接有空气加热管4，其空气加热管4中设置有电阻加热棒401，在空气加热管4内部设置有盘管402，其盘管402绕着电阻加热棒401设置，并且盘管402的右端与空气管道3相连通，并在盘管402的左端连接有空气进管6，空气进管6上设置有手动球阀（图中未标注），同时在空气进管6的左端连接有喇叭状的进气罩头7，在空气加热管4右侧的空气管道上设置有止回阀8。
在气化罐1内部装有覆盖过气泡盘的液体燃料9，具体液体燃料9可选用戊烷和乙烷其中的一种或者两者混合物。气化罐1上设置有进油管10，进油管10的顶端设置有密封塞（图中未标注），气化罐1的顶壁上设置有气压传感器11，并在气化罐1外壁设设置有PLC 12，其中，气压传感器11与PLC 12的信号输入端相连接，电阻加热棒401与PLC 12的信号输出端相连接。在气化罐1的顶端设置有出气口13，出气口13上连接有燃气软管14，燃气软管14上设置有燃气球阀（图中未标注）。
本实施例中的切割炬2包括切割嘴201、氧气管202、混合气体管道203和负压形成室204。其中，混合气体管道203与负压形成室204的左侧面下端相连通，在负压形成室204的右侧面连接有燃气管道15，其燃气管道15与燃气软管14相连接。氧气管202贯穿负压形成室204的上端设置，并在氧气管202的右端设置有氧气接口205，氧气管202左端与切割嘴201相连接，同时，在位于负压形成室204的顶端设置有作用于氧气管202的切割氧阀206和氧气调节阀207，位于切割氧阀206和氧气调节阀207之间的氧气管202上连接有L型氧气射出管208，其L型射出管208由竖直段和下端水平段组成，L型氧气射出管208的下端水平段伸入混合气体管道203中，位于L型氧气射出管208的左下端处的混合气体管道203上设置有小直径的射流通道209，并在射流通道209内的L型氧气射出管208端部设置有锥形氧气喷嘴210，在L型氧气射出管208的右下端设置有针头插入管211，位于针头插入管211的右侧负压形成室204上开设有螺纹孔（图中未标注），螺纹孔中可螺接直径不同的管缝调节针212，其中管缝调节针212伸入针头插入管212，并且其左端伸出锥形氧气喷嘴210，在管缝调节针212的右端设置有密封圈213，密封圈213位于针头插入管212中将针头插入管密封设置。本实施例通过选用不同直径的管缝调节针212插入L型氧气射出管208的下端水平段能够改变氧气流动时路径的横截面积，以达到改变氧气流速的效果。
另外，本实施例中的气化罐1的侧面上还设置有液位计16，通过液位计16能实时观察气化罐1内部液体燃料9的份量，进行及时补充。并在燃气管道15的右端设置有燃气阀17，便于对通入的气态燃料进行控制。
最后，本实施例中混合气体管道203的直径d1为5.5mm，射流通道209的直径d2为3.0mm，锥形氧气喷嘴210的左端直径d3为1.4mm，管缝调节针212的直径d4为0.2~0.6mm，其中d1、d2、d3的直径为最佳设置，而d4的大小可依据通入氧气的压强进行调节，当时通入氧气的压强较低时，选用大直径的管缝调节针，从而使得锥形氧气喷嘴中射出的氧气气流压强增大；当通入氧气的压强较高时，可选用小直径的管缝调节针，从而保证进入射流通道时氧气流速度大小的恒定。
本发明的具体应用：
使用本焊割燃气的气化装置对戊烷作为液体燃料进行火焰割焊时，当外界环境温度超过25℃时，不需要启动电阻加热棒401，按照专利号为CN101049649B的发明公布的方法进行火焰切割即可。当外界环境较低时，启动电阻加热棒401对进入气化罐1内部前的空气进行预热。在火焰切割过程中，将氧气接口205与压缩氧气罐（图中未画出）相接通，向氧气管202中输入压强0.2~0.3MPa的高压氧气，高压氧气进入L型氧气射出管208中，进入L型氧气射出管208的下端水平段时，由于直径为0.4mm管缝调节针212的作用使得该段的横截面积减小，氧气射出时的流速增加，当高压氧气从锥形氧气喷嘴210中射出时，使得负压形成室204中形成0.05~0.06MPa的射吸负压，该负压能将预热好的空气吸入至气化罐1中底部的气泡盘5上，并形成密集小气泡，空气泡在上升过程中与戊烷液体发生放热反应，燃油分子不断的通过气泡表面进入到内部，携带空燃混合气的气泡浮至原料表面而破裂，在气化罐1上部聚集、融合，从而达到气化液态原料的目的，气化后的燃气由出气口13经燃气软管14输送至焊割炬2的混合燃气通道203内与氧气混合，由焊割嘴201输出使用。
当增大通入的氧气压强时，其负压形成室204中形成的吸射负压增大，该负压使得气化罐1内部的负压值增大，空气进管6进入空气加热管4中的流速增大，导致其预热时间缩短。而此时，气压传感器11向PLC 12输送信号，PLC再控制空气加热管4中的电阻加热棒功率增大，保证预热的空气能保持气化罐1内部的液体燃料温度恒定，保证液态燃料气化量的稳定输出。
使用本焊割燃气的气化装置对己烷作为液体燃料进行火焰割焊时，调节电阻加热棒401的输出功率，保证其预热的空气始终能够将乙烷液体燃料的温度控制在50±5的范围内，后续输入氧气的压强、以及负压形成室204中的负压数值均可通过调节实现，本处不做具体说明。
本发明与现有的以戊烷液体做为燃料进行火焰割焊的装置相比，其液体燃料适用更广，不仅限于戊烷液体燃料，通过预热空气对液体燃料加热升温从而使得能够在不同的环境中使用，而且通过选择适当直径的管缝调节针将其插入L型氧气射出管的下端，能够减小氧气的射流横截面，增加氧气射出时的流速，从而使得锥形氧气喷嘴外侧形成了足够的压强差，保证该压强差形成的负压能够将气化罐内部液体燃料气化，从而降低注入氧气的量，避免过量氧气得不到有效利用的不足，降低了焊割燃气在使用时的成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种焊割燃气的气化装置，包括气化罐和切割炬，其特征在于，所述气化罐内部设置有与外界相连通的空气管道，所述空气管道的下端伸入气化罐的底部，且下端连接有气泡盘，位于所述气化罐外部的空气管道上连接有空气加热管，所述空气加热管中设置有电阻加热棒，所述空气加热管内部设置有绕电阻加热棒设置的盘管，所述盘管的右端与空气管道相连通，所述盘管的左端连接有空气进管，所述空气进管上设置有手动球阀，所述气化罐内部装有覆盖过气泡盘的液体燃料，所述气化罐上设置有进油管，所述进油管的顶端设置有密封塞，所述气化罐的顶壁上设置有气压传感器，所述气化罐外壁设设置有PLC，所述气压传感器与PLC的信号输入端相连接，所述电阻加热棒与PLC的信号输出端相连接，所述气化罐的顶端设置有出气口，所述出气口上连接有燃气软管，所述燃气软管上设置有燃气球阀；
所述切割炬包括切割嘴、氧气管、混合气体管道和负压形成室，所述混合气体管道与负压形成室的左侧面下端相连通，所述负压形成室的右侧面连接有燃气管道，所述燃气管道与燃气软管相连接，所述氧气管贯穿负压形成室的上端设置，所述氧气管的右端设置有氧气接口，其左端与切割嘴相连接，位于所述负压形成室的顶端设置有作用于氧气管的切割氧阀和氧气调节阀，位于所述切割氧阀和氧气调节阀之间的氧气管上连接有L型氧气射出管，所述L型氧气射出管的左下端伸入混合气体管道中，位于所述L型氧气射出管的左下端处的混合气体管道上设置有小直径的射流通道，位于所述射流通道内的L型氧气射出管端部设置有锥形氧气喷嘴，位于所述L型氧气射出管的右下端设置有针头插入管，位于所述针头插入管的右侧负压形成室上开设有螺纹孔，所述螺纹孔中螺接有直径不同的管缝调节针，所述管缝调节针伸入针头插入管，且其左端伸出锥形氧气喷嘴，位于所述管缝调节针的右端设置有密封圈，所述密封圈位于针头插入管中将针头插入管密封设置。
2.根据权利要求1所述的一种焊割燃气的气化装置，其特征在于：所述空气进管的左端连接有喇叭状的进气罩头，位于所述空气加热管右侧的空气管道上设置有止回阀。
3.根据权利要求1所述的一种焊割燃气的气化装置，其特征在于：所述液体燃料为戊烷和己烷其中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种焊割燃气的气化装置，其特征在于：所述气化罐的侧面上设置有液位计。
5.根据权利要求1所述的一种焊割燃气的气化装置，其特征在于：所述燃气管道的右端设置有燃气阀。
6.根据权利要求1所述的一种焊割燃气的气化装置，其特征在于：所述混合气体管道的直径d1为5.5mm，射流通道的直径d2为3.0mm，锥形氧气喷嘴的左端直径d3为1.4mm，管缝调节针的直径d4为0.2~0.6mm。
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