CN212673213U - 乙炔割炬用环形割嘴出气口结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种乙炔割炬用环形割嘴出气口结构，包括割嘴芯头，所述割嘴芯头的后端设置有同轴固定在割嘴外套内的芯头定位段，所述割嘴芯头的前端设置有与割嘴外套之间间隙配合的芯头出口段，所述芯头出口段与割嘴外套之间设置有预热气环形出气道；本实用新型中通过设置芯头定位段实现所述割嘴芯头的同轴固定安装，可以有效避免出现由于芯头不同轴而出现出气不均匀的现象，同时由于该芯头定位段内还具有使得气流变得更加稳定有序的作用，使得由所述预热气环形出气道内排出的环形气流稳定、运动流速快，从而使得形成的火焰较长，提高了预热与切割速度。

Description

乙炔割炬用环形割嘴出气口结构

技术领域

本实用新型涉及割嘴技术领域，尤其涉及一种乙炔割炬用环形割嘴出气口结构。

背景技术

气体切割通过如下方式来进行：从气割嘴喷射由燃料气体和氧气而混合形成的混合燃气，燃烧形成的预热火焰对钢板等被切割件进行预热，并向被充分预热后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。

气体切割的燃料气体包括乙炔气、液化石油气、天然气、乙烯气、氢气等，每种燃料气体具有专用的割嘴，割嘴是割炬的重要部件，对整个割炬的性能影响至关重要。其中乙炔气主要采用环形割嘴，而液化石油气或天然气等主要采用梅花型割嘴。

传统的环形割嘴一般由割嘴外套、割嘴芯、割嘴座三部分组成，三个部件之间采用螺纹配合连接，参见图8为现有技术中常用的环形割嘴。该种通过螺纹连接的割嘴当受高温膨胀后，螺纹连接处容易变形、松动，一方面造成漏气以至产生回火现象，另一方面扰乱原有的气流秩序导致切割质量降低；此外，现有技术中的割嘴芯仅是通过螺纹连接在割嘴座上，并且割嘴芯与割嘴外套前端之间具有出口通道，所以导致割嘴芯的外端由于不具有定位而形成了悬臂结构，长时间高温切割后，割嘴芯会产生一定变形，导致割嘴芯与割嘴外套之间的不再同轴，使得气体从割嘴芯与割嘴外套之间的出口通道出气不均匀，造成切割质量不好。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、设计合理、割嘴芯前端定位准确的乙炔割炬用环形割嘴出气口结构。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：乙炔割炬用环形割嘴出气口结构，包括割嘴芯头，所述割嘴芯头的后端设置有同轴固定在割嘴外套内的芯头定位段，所述割嘴芯头的前端设置有与割嘴外套之间间隙配合的芯头出口段，所述芯头出口段与割嘴外套之间设置有预热气环形出气道。

作为优选的技术方案，所述芯头定位段的外周设置有多个呈环形阵列的芯头定位凸起，相邻两所述芯头定位凸起之间设置有预热气导槽。

作为优选的技术方案，所有芯头定位凸起的外周共同构成用于紧固在所述割嘴外套上的芯头定位面。

作为优选的技术方案，其中至少三个均匀布置的芯头定位凸起的外周共同构成用于紧固在所述割嘴外套上的芯头定位面，其余芯头定位凸起均与割嘴外套之间间隙配合。

由于采用了上述技术方案，乙炔割炬用环形割嘴出气口结构，包括割嘴芯头，所述割嘴芯头的后端设置有同轴固定在割嘴外套内的芯头定位段，所述割嘴芯头的前端设置有与割嘴外套之间间隙配合的芯头出口段，所述芯头出口段与割嘴外套之间设置有预热气环形出气道；本实用新型的有益效果是：本实用新型中通过设置芯头定位段实现所述割嘴芯头的同轴固定安装，可以有效避免出现由于芯头不同轴而出现出气不均匀的现象，同时由于该芯头定位段内还具有使得气流变得更加稳定有序的作用，使得由所述预热气环形出气道内排出的环形气流稳定、运动流速快，从而使得形成的火焰较长，提高了预热与切割速度。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的结构原理图；

图3是本实用新型实施例一割嘴芯套的结构示意图；

图4是图3中C处的放大示意图；

图5是图2中A-A向的剖面放大图；

图6是图2中B向的截面放大图；

图7是本实用新型实施例二割嘴芯头与割嘴外套的配合示意图；

图8是背景技术的结构原理图；

图中：1-割嘴外套；2-割嘴芯杆；3-割嘴杆座；4-割嘴芯头；41-预热气导槽；42-芯头定位凸起；43-芯头定位面；44-芯头定位段；45-芯头出口段；5-氧气通道；6-预热气通道；7-预热气进口；8-预热气环形出气道；9-定位台肩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

实施例一：

如图1至图6所示，乙炔割炬用粉末冶金割嘴，主要用于乙炔气；该结构包括割嘴外套1，所述割嘴外套1内安装有割嘴芯杆2，所述割嘴芯杆2的后端设置有割嘴杆座3，所述割嘴杆座3采用锥面配合安装在所述割嘴外套1的后端，所述割嘴芯杆2的前端设置有割嘴芯头4，所述割嘴杆座与所述割嘴外套之间还设置有杆座固定结构；所述割嘴芯杆2、所述割嘴杆座3与所述割嘴芯头4一体成型形成割嘴芯套。

所述割嘴芯套的中心贯穿设置有氧气通道5，所述氧气通道5内用于通入氧气实现切割作用；所述割嘴芯杆2与所述割嘴外套1之间设置有混合燃气通道6，所述割嘴杆座3与所述割嘴外套1之间设置有多个与所述混合燃气通道6连通的混合燃气进口7，所述割嘴外套1的前端设置有用于安装所述割嘴芯头4的柱形孔，所述割嘴芯头4的后端同轴固定在所述割嘴外套1内，所述割嘴芯头4的前端与所述割嘴外套1之间设置有与所述混合燃气通道6连通的混合燃气环形出气道8，混合燃气从所述混合燃气进口7进入至所述混合燃气通道6内，然后再由所述混合燃气环形出气道8排出，在此混合燃气指乙炔气与氧气的混合气体。

所述割嘴芯套的后端通过所述割嘴杆座3采用锥面配合安装在所述割嘴外套1的后端，保证了所述割嘴杆座3与割嘴外套1之间的同轴度，所述割嘴芯套的前端通过将所述割嘴芯头4同轴固定在所述割嘴外套1的前端，保证了所述割嘴芯头4与割嘴外套1之间的同轴度；所述割嘴芯套的前端与后端的同轴度均得到了保证，尤其所述割嘴芯头4的同轴度得到了保证，当所述割嘴芯头4长时间高温切割后，所述割嘴芯头4受热即使会发生变形，但是仍然会保持与所述割嘴外套1之间的同轴度，混合燃气从所述割嘴芯头4与所述割嘴外套1之间的缝隙出气始终保持均匀，出气流畅，有效避免出现传统设计中通过螺纹连接出现配合不同轴而造成出气不均匀等问题。

所述割嘴杆座3通过所述杆座固定结构安装在所述割嘴外套1上，不再如现有技术中一样将嘴杆通过螺纹连接在外套上，配合安装方式较为简单，可以实现快速安装效果；同时可以保证所述割嘴杆座3与所述割嘴外套1之间连接的稳定性，避免出现连接脱落等影响使用安全性的问题。

所述割嘴芯杆2、所述割嘴杆座3与所述割嘴芯头4一体成型形成割嘴芯套，不再如现有技术中一样将嘴芯通过螺纹连接在芯杆上，本装置的一体成型结构通过模具一次成型，加工方式更加方便，成本较低，可大批量生产；且不需要如现有技术中分别加工后再加工螺纹进行配合，因此本装置割嘴芯套与割嘴外套1之间的互换性较高，配合度较好；并且氧气通过所述氧气通道5时，不存在由于螺纹配合而产生的连接缝，气流阻力较小，可以有效保证氧气流动的流畅性与稳定性，使得出气快速与稳定，形成的割缝具有一致性，有效提高切割质量；此外由于割嘴芯头4与割嘴芯杆2之间为一体结构，氧气通过时，不会出现漏气的现象，具有较好的安全性。

本实用新型结构简单、设计合理，采用一体成型结构加工方便，并且通过锥度配合使得拆装更加方便，不会出现漏气现象；此外所述割嘴芯杆2的前端与后端的同轴度均能得到保证，尤其所述割嘴芯头4与割嘴外套1之间的同轴度，可以有效保证出气更加顺畅，提高出气速度，保证切割质量。

所述割嘴芯头4的前端与所述割嘴外套1的前端齐平，与现有技术中用于乙炔的环形割嘴结构相同。

所述氧气通道5从后往前由大直径圆柱通道通过锥面过渡形成小直径圆柱通道，当氧气由大直径圆柱通道通过进入至小直径圆柱通道时，由于直径突然变小，使得氧气流速突然增大，可以实现快速出气效果；所述混合燃气通道6从后往前由大直径圆环通道通过锥面过渡形成小直径圆环通道，混合燃气由大直径圆环通道进入至小直径圆环通道时，由于直径突然变小，使得混合燃气流速突然增大，可以实现快速出气效果。

参见图3，所述割嘴杆座3的外周设置有外锥面31，所述割嘴外套1的后端设置有与所述外锥面31配合安装的内锥孔，在圆锥配合中，外锥面31与内锥孔在轴向力的作用下能自动对中，以保证内、外锥的轴线具有较高的同轴度，并能快速安装。

现有技术中的割嘴主要采用紫铜材质，并且利用数控机床进行机加工，由于铜材质较软，因此导致割嘴硬度不够，耐磨性较差，而现有技术中为解决这一问题会在割嘴外套1表面镀铬来提高硬度，成本较高，操作复杂；因此本实用新型所述割嘴外套1为粉末冶金外套，所述割嘴芯套为粉末冶金芯套。采用粉末冶金工艺对割嘴外套1和割嘴芯套进行加工制造，加工的具体步骤包括：

(1)选择符合要求的金属粉末，根据金属粉末类型选择粘结剂，将金属粉末与粘结剂进行混料、造粒，制成适合注射成型用的原料，在本实施例中，金属粉末选用不锈钢粉末；

(2)根据所述割嘴外套1和割嘴芯套的尺寸和结构制作注射成型所用的模具，将原料利用注射成型机注入模具内成型；

(3)将模具成型后的制品经过化学办法或者加热分解的办法脱除制品中的粘结剂；

(4)将脱除粘结剂后的制品进行高温烧结致密化后得到烧结制品；

(5)将烧结制品根据需要进行后处理后得到最终成品；

其中，由于所述割嘴芯套的结构复杂，包括所述割嘴芯杆2、割嘴杆座3与割嘴芯头4三部分，为了保证脱模时更加方便与顺利，因此在加工割嘴芯套时采用组合模具，分别为左半模、右半模和下半模，下半模用于成型割嘴芯头4，左半模与右半模配合用于成型割嘴芯杆2与割嘴杆座3；成型脱模时，左半模向左侧开模，参见图3中Ⅰ方向，右半模向右侧开模，参见图3中Ⅱ方向，下半模向前端开模，参见图3中Ⅲ方向，通过此种方式形成的成品，不再需要额外加工孔或者燃气导槽等，加工方式更加简单，生产效率高，生产的割嘴一致性较好，在割嘴装配过程中，各个割嘴芯套与割嘴外套1可以相互替换；此外，本实用新型形成的割嘴为不锈钢割嘴，其结构的硬度以及耐磨性等均较好，不易变形，使用寿命长。

参见图3至图6，所述割嘴芯头4的后端设置有同轴固定在所述割嘴外套1内的芯头定位段44，所述割嘴芯头4的前端设置有与所述割嘴外套1之间间隙配合的芯头出口段45，所述混合燃气环形出气道8设置在所述芯头出口段45与所述割嘴外套1之间。所述芯头定位段44的外周设置有多个呈环形阵列的混合燃气导条42，相邻两所述混合燃气导条42之间设置有混合燃气导槽41，混合燃气导槽41沿轴线方向延伸，所述混合燃气导槽41将所述混合燃气环形出气道8与所述混合燃气通道6之间连通。参见图2，所述混合燃气导槽41的后端位于所述混合燃气导条42与割嘴外套1之间配合处的后方，即所述混合燃气导槽41的后端不与所述割嘴外套1配合而是与所述混合燃气通道6连通用于实现气流导通，所述混合燃气导槽41的前端向前延伸至混合燃气环形出气道8，因此，所述混合燃气通道6内的混合燃气首先通过所述混合燃气导槽41的后端进入至所述混合燃气导槽41内，然后沿着所述混合燃气导槽41向前运动，由所述混合燃气环形出气道8的前端排出。

所述混合燃气通道6内的混合燃气进入至所述混合燃气导槽41内时，由于混合燃气的运动路径发生改变，因此导致气流的运动方向是无序且混乱的，如果不采取措施，气流继续以此种混乱方式继续运动，会使得排出后的气流发生出气不稳定、不流畅等现象，影响到预热效果；为解决此问题，本实用新型所有混合燃气导条42的外周共同构成用于紧固在所述割嘴外套1上的芯头定位面43，所有所述混合燃气导条42与割嘴外套1之间为过盈配合，即所有所述混合燃气导条42共同构成一个用于紧固在所述割嘴外套1内的定位结构，用于保证所述割嘴芯头4与割嘴外套1之间的安装同轴度；此段由于所有混合燃气导条42与所述割嘴外套1之间均无间隙，因此此段内任意相邻两所述混合燃气导槽41均被位于中间的混合燃气导条42分隔，所以经过所述芯头定位段44内各所述混合燃气导槽41内的混合燃气是相互独立的，在芯头定位段44中每个混合燃气导槽41内形成单独的燃气束，由所述混合燃气通道运动至芯头定位段44的混合燃气被强制分离成分散的气流，将整体无序且混乱的气流分成若干小份的气流，然后让气流沿着各个混合燃气导槽41内运动，运动过程中，由于各个所述混合燃气导槽41内气流之间相互不干扰，且各个气流还单独运动了一段行程，因此在各个混合燃气导槽41内的气流能快速变得有序且稳定，此时进入至混合燃气环形出气道8内的气流已经趋于稳定，排出至割嘴外的气流稳定性与现有技术相比明显较好；由于芯头出口段45的所述混合燃气环形出气道8为环形结构，因此此段不具有定位作用；此外，进入至芯头出口段45内的混合燃气不再被强制分离，而是形成连续的环形气流，并沿着所述混合燃气环形出气道8呈环形状排出，有利于切割件的预热；本实用新型中通过设置芯头定位段44实现所述割嘴芯头4的同轴固定安装，可以有效避免出现由于芯头不同轴而出现出气不均匀的现象，同时由于该芯头定位段44内还具有使得气流变得更加稳定有序的作用，使得由所述混合燃气环形出气道8内排出的环形气流稳定、运动流速快，从而使得形成的火焰较长，提高了预热与切割速度。

在本实施例中，所有混合燃气导条42的结构完全相同，同时所述芯头定位段44形成的芯头定位面43为圆柱面，加工方便，当然芯头定位面43也可是设置为朝向前端内缩的锥形的定位面，这样可以更加方便与割嘴外套1的柱形孔进行定位；芯头出口段45也设置为圆柱结构，这样与割嘴外套1形成的柱形孔之间形成的间隙时是不变的，可以保证气流的运动是稳定的；当然所述芯头出口段45也可以为锥形结构，此时芯头出口段45外壁与割嘴外套1之间的间隙会逐渐增大。

所述混合燃气导条42的数量至少为3个，用于具有同轴固定安装作用，当然混合燃气导条42的数量越多，固定安装效果越好，且将气流分隔的越分散，气流经过后越趋于稳定；混合燃气导条42的数量根据实际使用需要进行设置，但不可过多，因为数量过多，会影响气流的快速通过，导致气流运动阻力过大。在本实施例中，设置有八个均匀布置的混合燃气导条42。

实施例二：

实施例二与实施例一的结构基本相同，区别主要在于所述割嘴芯头4的结构不同：参见图7，所述芯头定位段44内其中至少三个均匀布置的混合燃气导条42的外周共同构成用于紧固在所述割嘴外套1上的芯头定位面43，其余混合燃气导条42均与割嘴外套1之间间隙配合。混合燃气导条42的总数量至少为六个，其中至少三个用于同轴固定；参见图7，在本实施例中，共设置有八个混合燃气导条42，四个均匀设置的混合燃气导条42的外周形成芯头定位面43，共同构成用于紧固在所述割嘴外套1内的定位结构，用于保证所述割嘴芯头4与割嘴外套1之间连接的同轴度；同时该混合燃气导条42不仅具有定位作用，同时由于其将连续的气流分隔，具有与实施例一中混合燃气导条42相同的作用，将气流分散，用于提高气流的有序与稳定性；而为了避免如实施例一由于混合燃气导条42数量较多，使得阻力过大，导致燃气流速降低，预热效果差，因此在本实施例中，其余混合燃气导条42与割嘴外套1之间有间隙，不具有定位作用，仅具有导流作用，由于此处两混合燃气导槽41之间没有完全隔开，降低气流与预热导气槽之间的运动阻力，燃气流速相对较快，形成的火焰长，从而提高预热与切割速度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.乙炔割炬用环形割嘴出气口结构，其特征在于：包括割嘴芯头，所述割嘴芯头的后端设置有同轴固定在割嘴外套内的芯头定位段，所述割嘴芯头的前端设置有与割嘴外套之间间隙配合的芯头出口段，所述芯头出口段与割嘴外套之间设置有预热气环形出气道。

2.如权利要求1所述的乙炔割炬用环形割嘴出气口结构，其特征在于：所述芯头定位段的外周设置有多个呈环形阵列的芯头定位凸起，相邻两所述芯头定位凸起之间设置有预热气导槽。

3.如权利要求2所述的乙炔割炬用环形割嘴出气口结构，其特征在于：所有芯头定位凸起的外周共同构成用于紧固在所述割嘴外套上的芯头定位面。

4.如权利要求2所述的乙炔割炬用环形割嘴出气口结构，其特征在于：其中至少三个均匀布置的芯头定位凸起的外周共同构成用于紧固在所述割嘴外套上的芯头定位面，其余芯头定位凸起均与割嘴外套之间间隙配合。

Images