CN112226585A - 一种钢轨焊缝加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通技术领域，且公开了一种钢轨焊缝加热装置，包括加热器以及在加热器内部沿着焊缝处依次开设的与外界相通的喷头，加热器的内部固定安装有与喷头连通的乙炔管道，喷头的内部靠近乙炔管道处固定安装有点火器，所述喷头为T字形空腔，所述喷头出口一端的上下两侧均固定套接有球形管。该钢轨焊缝加热装置通过氧气通孔与调节通孔位置的调节，完成空气随乙炔通入量大小实现自适应调节，使乙炔充分燃烧，使得钢轨与加热器之间的碳颗粒减少甚至消失，不会使碳颗粒粘附在钢轨焊缝表面，提高正火效果，同时碳颗粒不会堵塞喷头，避免回火现象，提高装置使用的安全性，同时使用前不用疏通喷头，使得装置使用更加简便。

Description

一种钢轨焊缝加热装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体为一种钢轨焊缝加热装置。

背景技术

轨道钢轨需要加长或被破坏后，往往需要对多段钢轨进行焊接处理，两段钢轨焊接后，钢轨的焊缝处冷却速度比较快，使得焊缝处钢轨组织晶体粗大，韧性，塑性低，疲劳寿命短，所以需要在焊后需要使用钢轨焊缝加热装置对焊缝进行正火处理，从而提高焊缝处的强度和耐磨度，钢轨焊缝加热装置使用时参考附图9，是将两个相同构造的加热器1固定在钢轨焊缝的两侧，其加热器1上沿着焊缝处依次设置有喷头3，喷头3连通着乙炔管道2，喷头3的内部靠近乙炔管道2处设有点火器，当乙炔管道2向喷头3内通入乙炔后，由点火器点火，喷头3朝着钢轨焊缝进行喷火加热，使得钢轨焊缝质量得到提升。

首先，为保证喷头3处的火焰能直接作用在钢轨焊缝上，其喷头3与钢轨焊缝的间距设置相对靠近，使得钢轨与加热器1之间留有的间隙较小，由于喷头3的出口处，火焰在一直燃烧，使得钢轨与加热器1之间的间隙所存有的氧气被迅速消耗，而由于间隙较小，大气中的氧气无法迅速的补充到间隙时，即会出现乙炔气体燃烧不充分的现象，继而产生黑烟，而黑烟的主要成分是碳颗粒，这些碳颗粒存在钢轨与加热器1的间隙之间，继而影响焊缝的正火效果不佳；同时这些碳颗粒会沾附在喷头3上，继而造成喷头3的堵塞，使得喷头3内的乙炔回流，形成回火现象，造成装置爆炸，因此每次使用加热器1之前，需要对喷头3进行疏通清理。

其次，由于乙炔气体通过乙炔管道2输入时具有一定的流速，通过喷头3输出时产生的火焰相对比较集中，会造成作用在钢轨焊缝上时，焊缝的加热区域相对比较集中，虽然喷头3的设置是沿着钢轨焊缝等距均匀的分布，但相邻喷头3之间还是具有一定的间距，火焰的相对集中，会使得钢轨焊缝的处理效果，参差不齐，使得钢轨焊缝的正火效果较差。

发明内容

本发明提供了一种钢轨焊缝加热装置，具备防止装置回火的优点，解决了以上背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种钢轨焊缝加热装置，包括加热器以及在加热器内部沿着焊缝处依次开设的与外界相通的喷头，加热器的内部固定安装有与喷头连通的乙炔管道，喷头的内部靠近乙炔管道处固定安装有点火器，所述喷头为T字形空腔，所述喷头出口一端的上下两侧均固定套接有球形管，所述加热器的内部开设有与大气连通的凹槽，所述球形管远离喷头的一端与凹槽相连通，所述球形管的另一端活动套接有活动半球，所述球形管外表面的两侧均开设有氧气通孔，所述活动半球的外表面开同样开设有与氧气通孔位置对应的调节通孔，所述活动半球的底部固定连接有半球齿条，所述喷头内部的一侧固定安装锥型罩，所述锥型罩的另一侧活动套接有与半球齿条相啮合的齿环，所述喷头的内部固定安装有与锥型罩首尾对应的封闭环，所述齿环活动套接在锥型罩与封闭环之间，使得球形管周围形成密闭容腔，所述封闭环上开设有通孔，所述齿环的内圈延伸至锥型罩的内部，所述齿环的内环面上固定连接有位于锥型罩内部的旋转内壳，所述旋转内壳内壁上固定有均匀分布的扇叶。

优选的，所述锥型罩的端口处均匀开设有侧边孔，所述旋转内壳的一端固定连接有位于侧边孔另一侧的旋转挡片，所述锥型罩的内部通过轴承转动连接有旋转内壳。

优选的，位于锥型罩上方的所述活动半球的外壁和内壁之间设有空腔，位于锥型罩上方的所述活动半球内腔的部的底部固定安装有配重块。

优选的，所述调节通孔在初始状态下与氧气通孔位置错开。

优选的，所述通孔均匀分布在封闭环的四周，所述通孔朝喷头出口处倾斜设置。

优选的，所述旋转挡片在初始状态下与侧边孔的位置对应分布，所述侧边孔和旋转挡片上的挡片个数均为四个，所述旋转挡片上的挡片与侧边孔均为扇形，所述旋转挡片上的挡片与侧边孔大小一致。

本发明具备以下有益效果：

1、该钢轨焊缝加热装置，通过乙炔气体快速通入喷头后，齿环带动与之啮合的半球齿条转动，使得氧气通孔与调节通孔靠近后连通，使得空气进入密闭容腔中，及时补充入乙炔中，实现最佳燃烧配比，此时氧气量充足，乙炔能够充分燃烧，使得钢轨与加热器之间的碳颗粒减少甚至消失，不会使碳颗粒粘附在钢轨焊缝表面，提高正火效果；碳颗粒的消除，使得碳颗粒不会堵塞喷头，避免回火现象，提高装置使用的安全性，同时每次使用前不用再对喷头进行清理疏通，使得加热器使用更加简便。

2、该钢轨焊缝加热装置，通过旋转挡板片与旋转内壳连接，使得旋转挡片会跟着旋转内壳转动，将侧边孔暴露出来，使得侧边孔处内外连通，使得在乙炔快速通入后不会火焰集中，火焰在一定范围内灼烧钢轨焊缝表面，提高钢轨焊缝加热的均匀程度，提高钢轨焊缝处的正火效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明快速通入乙炔后活动半球运动示意图；

图3为本发明图2的A-A截面展示图；

图4为本发明球形管与活动半球连接示意图；

图5为本发明图2的B-B截面示意图；

图6为本发明旋转内壳侧面结构示意图；

图7为本发明喷头侧面结构示意图；

图8为本发明图3的C-C截面展示图；

图9为现有结构示意图。

图中：1、加热器；2、乙炔管道；3、喷头；4、凹槽；5、球形管；6、氧气通孔；7、活动半球；8、调节通孔；9、半球齿条；10、锥型罩；11、齿环；12、封闭环；13、通孔；14、旋转内壳；15、扇叶；16、旋转挡片；17、轴承；18、侧边孔；19、空腔；20、配重块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，一种钢轨焊缝加热装置，包括加热器1以及在加热器内部沿着焊缝处依次开设的与外界相通的喷头3，加热器1的内部固定安装有与喷头3连通的乙炔管道2，喷头3的内部靠近乙炔管道2处固定安装有点火器，喷头3为T字形空腔，喷头3出口一端的上下两侧均固定套接有球形管5，加热器1的内部开设有与大气连通的凹槽4，球形管5远离喷头3的一端与凹槽4相连通，球形管5的另一端活动套接有活动半球7，球形管5外表面的两侧均开设有氧气通孔6，活动半球7的外表面开同样开设有与氧气通孔6位置对应的调节通孔8，活动半球7的底部固定连接有半球齿条9，喷头3内部的一侧固定安装锥型罩10，锥型罩10的另一侧活动套接有与半球齿条9相啮合的齿环11，喷头3的内部固定安装有与锥型罩10首尾对应的封闭环12，齿环11活动套接在锥型罩10与封闭环12之间，使得球形管5周围形成密闭容腔封闭环12上开设有通孔13，通过在球形管5周围形成密闭容腔，使得喷头3乙炔流通路径与密闭容腔隔离开，空气存在密闭容腔中，通过乙炔流动产生负压以及封闭环12上的通孔13实现空气进入，同时密闭容腔设置在火焰出口附近，使得密闭容腔中的空气进行预加热，提高空气与乙炔混合后的燃烧质量，齿环11的内圈延伸至锥型罩10的内部，齿环11的内环面上固定连接有位于锥型罩10内部的旋转内壳14，旋转内壳14内壁上固定有均匀分布的扇叶15，通过乙炔气体快速通入喷头3后，齿环11带动与之啮合的半球齿条9转动，使得氧气通孔6与调节通孔8靠近后连通，使得球形管5与密闭容腔相连通，通过调整乙炔通入的速度，使得空气能够及时补充入乙炔中，实现最佳燃烧配比，避免因氧气量不足，使得乙炔不完全燃烧，产生大量碳颗粒，粘附在钢轨焊缝表面，阻碍加热效果，同时消除了碳颗粒堵塞喷头3，继而造成回火的问题，由于扇叶15的转动，使得乙炔与进入的空气可以在旋转内壳14内部混合均匀，提高燃烧质量。

其中，锥型罩10的端口处均匀开设有侧边孔18，旋转内壳14的一端固定连接有位于侧边孔18另一侧的旋转挡片16，锥型罩10的内部通过轴承17转动连接有旋转内壳14，通过乙炔快速通入喷头3，带动扇叶15转动，使得旋转内壳14跟着转动，而旋转挡片16与旋转内壳14连接，所以在扇叶15转动时，旋转挡片16也会跟着扇叶15一同转动，将侧边孔18暴露出来，使得侧边孔18处内外连通，使得火焰不会灼烧集中，还能从侧边孔18处喷出，扩大火焰的辐射范围，提高加热的均匀程度，提高正火效果。

其中，位于锥型罩10上方的活动半球7的外壁和内壁之间设有空腔19，位于锥型罩10上方的活动半球7内腔的底部固定安装有配重块20，通过锥型罩10上方的活动半球7的上部设置为空腔19，同时内腔底部设置有配重块20，使得活动半球7的重心位于活动半球7的底部位置，而在停止通入乙炔或通入乙炔速度降低后，能够通过重力返回原来状态，使得在乙炔通入量大时，空气能够进入封闭容腔，继而补充到乙炔中，而乙炔通入量少时，不需要通入空气，达到空气与乙炔的配比随乙炔通入量大小自适应调节的目的，实现不会因钢轨和加热器1之间空隙过小，氧气量不足造成乙炔的不完全燃烧，同时装置能够重复使用。

其中，调节通孔8在初始状态下与氧气通孔6位置错开，通过在初始状态时调节通孔8与氧气通孔6的位置设置为错开，使得在不通乙炔和通入乙炔速度较慢时，乙炔不会通过通孔13进入封闭容腔，而后进入球形管5扩散到大气中去。

其中，通孔13均匀分布在封闭环12的四周，通过封闭环12四周均匀开设通孔13，使得密闭容腔中的空气能从四周进入，与乙炔混合，使得混合更加均匀，通孔13朝喷头3出口处倾斜设置，通过通孔13设置为倾斜，使得空气通入时倾斜通过，使得空气流向与乙炔流向形成锐角，提高混合效果。

其中，旋转挡片16在初始状态下与侧边孔18的位置对应分布，侧边孔18和旋转挡片16上的挡片个数均为四个，旋转挡片16上的挡片与侧边孔18均为扇形，旋转挡片16上的挡片与侧边孔18大小一致，通过旋转挡片16在初始状态下与侧边孔18的位置对应，同时挡片与侧边孔18的大小相同，使得在通入乙炔量小时，侧边孔18不能内外连通，使得火焰喷出与原先一致，而当乙炔通入量大时，火焰喷出会相对集中，而此时旋转挡片16转动，使得侧边孔18打开，使得火焰可以通过侧边孔18喷出，在一定范围内对钢轨焊缝进行加热，使得喷口随乙炔通入量大小实现自适应调节。

本实施例的工作原理如下：

请参考附图9，将两个相同的加热器1固定安装在钢轨焊缝两侧，当钢轨焊缝处所需温度不高时，开启钢轨焊缝加热装置，请参考附图1，从乙炔管道2中向钢轨两侧的喷头3内缓慢通入乙炔气体，经过点火器点火后，使得喷头3向钢轨焊缝喷出火焰进行加热，由于通入乙炔速度缓慢，此时钢轨与加热器1之间间隙中的氧气在被消耗后，氧气能够及时从外界得到补充，使得乙炔充分燃烧，极少出现黑烟情况；

当钢轨焊缝处所需温度较高时，开启钢轨焊缝加热装置后，请参考附图2，此时从乙炔管道2中向钢轨两侧的喷头3内快速通入乙炔气体，由于乙炔通入速度快，使得乙炔在流经封闭环12时，带走氧气通孔6附近的空气，使得氧气通孔6附近的密闭容腔内实现真空状态，同时快速流动的乙炔气体吹动扇叶15转动，从而带动旋转内壳14转动一定角度，继而使得齿环11转动，由于齿环11与半球齿条9向啮合，使得半球齿条9转动的同时带动活动半球7向下转动一定角度，使得氧气通孔6和调节通孔8不断靠近，使得球形管5和喷头3联通，而乙炔的快速流动使得活动半球7周围产生负压，使得空气从调节通孔8处进入密闭腔内，同时空气又从通孔13处流出，在锥型罩10内部与乙炔以一定最佳比例混合，保证乙炔燃烧时有充足的氧气，同时旋转内壳14的转动带动旋转挡片16转动，将本来封闭的侧边孔18打开，此时火焰可以从侧边孔18处向外喷出，扩大火焰作用在钢轨焊缝表面的范围；

待加热工作结束后，乙炔管道2中停止向喷头3中通入乙炔气体，请参考附图5，由于位于锥型罩10上方活动半球7的上半部分为空腔，而活动半球7下半部分为实体，同时固定安装有配重块20，使得活动半球7的重心位于活动半球7的底部，当乙炔气体快速通入后，在风力作用下，齿环11带动活动半球7转动，使得重心偏移，当乙炔气体停止通入后，在重力作用下，活动半球7需回到原本状态，从而带动齿环11回转，此时旋转挡片16回转将侧边孔18关闭，同时在齿环11的作用下将锥型罩10下方的活动半球7恢复原来状态。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种钢轨焊缝加热装置，包括加热器(1)以及在加热器内部沿着焊缝处依次开设的与外界相通的喷头(3)，加热器(1)的内部固定安装有与喷头(3)连通的乙炔管道(2)，喷头(3)的内部靠近乙炔管道(2)处固定安装有点火器，其特征在于：所述喷头(3)为T字形空腔，所述喷头(3)出口一端的上下两侧均固定套接有球形管(5)，所述加热器(1)的内部开设有与大气连通的凹槽(4)，所述球形管(5)远离喷头(3)的一端与凹槽(4)相连通，所述球形管(5)的另一端活动套接有活动半球(7)，所述球形管(5)外表面的两侧均开设有氧气通孔(6)，所述活动半球(7)的外表面开同样开设有与氧气通孔(6)位置对应的调节通孔(8)，所述活动半球(7)的底部固定连接有半球齿条(9)，所述喷头(3)内部的一侧固定安装锥型罩(10)，所述锥型罩(10)的另一侧活动套接有与半球齿条(9)相啮合的齿环(11)，所述喷头(3)的内部固定安装有与锥型罩(10)首尾对应的封闭环(12)，所述齿环(11)活动套接在锥型罩(10)与封闭环(12)之间，使得球形管(5)周围形成密闭容腔，所述封闭环(12)上开设有通孔(13)，所述齿环(11)的内圈延伸至锥型罩(10)的内部，所述齿环(11)的内环面上固定连接有位于锥型罩(10)内部的旋转内壳(14)，所述旋转内壳(14)内壁上固定有均匀分布的扇叶(15)。

2.根据权利要求1所述的一种钢轨焊缝加热装置，其特征在于：所述锥型罩(10)的端口处均匀开设有侧边孔(18)，所述旋转内壳(14)的一端固定连接有位于侧边孔(18)另一侧的旋转挡片(16)，所述锥型罩(10)的内部通过轴承(17)转动连接有旋转内壳(14)。

3.根据权利要求1所述的一种钢轨焊缝加热装置，其特征在于：位于锥型罩(10)上方的所述活动半球(7)的外壁和内壁之间设有空腔(19)，位于锥型罩(10)上方的所述活动半球(7)内腔的部的底部固定安装有配重块(20)。

4.根据权利要求1所述的一种钢轨焊缝加热装置，其特征在于：所述调节通孔(8)在初始状态下与氧气通孔(6)位置错开。

5.根据权利要求1所述的一种钢轨焊缝加热装置，其特征在于：所述通孔(13)均匀分布在封闭环(12)的四周，所述通孔(13)朝喷头(3)出口处倾斜设置。

6.根据权利要求2所述的一种钢轨焊缝加热装置，其特征在于：所述旋转挡片(16)在初始状态下与侧边孔(18)的位置对应分布，所述侧边孔(18)和旋转挡片(16)上的挡片个数均为四个，所述旋转挡片(16)上的挡片与侧边孔(18)均为扇形，所述旋转挡片(16)上的挡片与侧边孔(18)大小一致。

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