RU196666U1

RU196666U1 - UNDERWATER LASER CUTTING NOZZLE

Info

Publication number: RU196666U1
Application number: RU2019127321U
Authority: RU
Inventors: Александр Дмитриевич Белых; Александр Григорьевич Красюков; Роман Евгеньевич Романов; Дмитрий Дмитриевич Метляев; Борис Васильевич Мартынов; Сергей Сергеевич Балабанов
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2020-03-11

Abstract

Полезная модель относится к области резки металлов под водой и может быть использована для подводных работ по разделительной резке металлоконструкций при ведении ремонтно-восстановительных работ и утилизации морских нефтедобывающих платформ после прекращения их эксплуатации. Устройство содержит газовую камеру, цилиндрический канал для подвода лазерного излучения и режущего газа и присоединенный к газовой камере трубопровод для подачи защитного газа, цилиндрический канал для подвода лазерного излучения и режущего газа установлен соосно с продольной осью газовой камеры. Технический результат - упрощение конструкции. Достигается тем, что трубопровод для подачи защитного газа присоединен к газовой камере так, что ось трубопровода для подачи защитного газа перпендикулярна оси газовой камеры, но с ней не пересекается. 1 ил.The utility model relates to the field of cutting metals under water and can be used for underwater work on the separation cutting of metal structures during repair and restoration work and the disposal of offshore oil platforms after the termination of their operation. The device comprises a gas chamber, a cylindrical channel for supplying laser radiation and cutting gas, and a pipeline attached to the gas chamber for supplying protective gas, a cylindrical channel for supplying laser radiation and cutting gas is mounted coaxially with the longitudinal axis of the gas chamber. The technical result is a simplification of the design. This is achieved by the fact that the pipeline for supplying the protective gas is connected to the gas chamber so that the axis of the pipeline for supplying the protective gas is perpendicular to the axis of the gas chamber, but does not intersect with it. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области резки металлов под водой и может быть использована для подводных работ по разделительной резке металлоконструкций при ведении ремонтно-восстановительных работ и утилизации морских нефтедобывающих платформ после прекращения их эксплуатации.The utility model relates to the field of cutting metals under water and can be used for underwater work on the separation cutting of metal structures during repair and restoration work and the disposal of offshore oil platforms after the termination of their operation.

Из существующего уровня техники известно устройство, в котором предлагается использование нескольких газовых потоков для создания воздушной защитной зоны для подводной резки (патент JPH 0513683 U).A device is known from the state of the art in which it is proposed to use several gas streams to create an air protection zone for underwater cutting (JPH 0513683 U).

Недостатком данного технического решения является его сложность.The disadvantage of this technical solution is its complexity.

Известна подводная лазерная режущая насадка, содержащая газовую камеру, цилиндрический канал для подвода лазерного излучения и режущего газа и присоединенный к камере трубопровод для подачи защитного газа, цилиндрический канал для подвода лазерного излучения и режущего газа установлен соосно с продольной осью газовой камеры. Подводная лазерная режущая насадка обеспечивает три независимых потока газа. Это - струя газа высокого давления соосно с лазерным лучом для осуществления процесса газолазерной резки, поток газа из кольцевого газового сопла, окружающего центральный наконечник канала и поток газа из камеры, увеличивающий сухую зону, обеспечивая равновесный градиент давления между первым и вторым потоками газа. (Underwater Laser Cutting Phase 1 TWI-002 6-13). Однако конструкция известного устройства сложна и не обеспечивает оптимальные показатели защиты зоны резки, так как не позволяет менять угол подачи защитного газа.Known underwater laser cutting nozzle containing a gas chamber, a cylindrical channel for supplying laser radiation and cutting gas and a pipe connected to the chamber for supplying protective gas, a cylindrical channel for supplying laser radiation and cutting gas is installed coaxially with the longitudinal axis of the gas chamber. An underwater laser cutting nozzle provides three independent gas flows. This is a high-pressure gas jet coaxial with the laser beam for the gas laser cutting process, a gas stream from an annular gas nozzle surrounding the central tip of the channel and a gas stream from the chamber increasing the dry zone, providing an equilibrium pressure gradient between the first and second gas flows. (Underwater Laser Cutting Phase 1 TWI-002 6-13). However, the design of the known device is complex and does not provide optimal protection for the cutting zone, since it does not allow changing the angle of supply of the protective gas.

Техническим результатом данной полезной модели является упрощение конструкции.The technical result of this utility model is to simplify the design.

Для достижения указанного технического результата в известном устройстве, содержащем газовую камеру, цилиндрический канал для подвода лазерного излучения и режущего газа и присоединенный к газовой камере трубопровод для подачи защитного газа, цилиндрический канал для подвода лазерного излучения и режущего газа установлен соосно с продольной осью газовой камеры, предложено трубопровод для подачи защитного газа присоединять к газовой камере так что ось трубопровода для подачи защитного газа перпендикулярна оси газовой камеры, но не пересекается с осью газовой камеры.To achieve the specified technical result in a known device containing a gas chamber, a cylindrical channel for supplying laser radiation and cutting gas and a pipe connected to the gas chamber for supplying protective gas, a cylindrical channel for supplying laser radiation and cutting gas is installed coaxially with the longitudinal axis of the gas chamber, it is proposed to connect the shielding gas supply pipe to the gas chamber so that the axis of the shielding gas supply pipe is perpendicular to the axis of the gas chamber, but not intersects with the axis of the gas chamber.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется примером ее реализации и чертежом, на котором показаны основные элементы подводной лазерной режущей насадки и принцип работы (фиг. 1).The essence of the claimed utility model is illustrated by an example of its implementation and a drawing, which shows the main elements of an underwater laser cutting nozzle and the principle of operation (Fig. 1).

Подводная лазерная режущая насадка содержит газовую камеру 1, цилиндрический канал 2 для подвода лазерного излучения 3 и режущего газа 4 и присоединенный к газовой камере трубопровод 5 для подачи защитного газа 6, цилиндрический канал 2 для подвода лазерного излучения 3 и режущего газа 4 установлен соосно с продольной осью 7 газовой камеры 1. Трубопровод 5 для подачи защитного газа 6 присоединен к газовой камере 1 так что ось 8 трубопровода 5 для подачи защитного газа 6 перпендикулярна оси 7 газовой камеры 1, но не пересекается с осью 7 газовой камеры 1 т.е. тангенциально.The underwater laser cutting nozzle contains a gas chamber 1, a cylindrical channel 2 for supplying laser radiation 3 and cutting gas 4 and a pipe 5 for supplying protective gas 6 connected to the gas chamber, a cylindrical channel 2 for supplying laser radiation 3 and cutting gas 4 is mounted coaxially with the longitudinal the axis 7 of the gas chamber 1. The pipe 5 for supplying a protective gas 6 is connected to the gas chamber 1 so that the axis 8 of the pipe 5 for supplying a protective gas 6 is perpendicular to the axis 7 of the gas chamber 1, but does not intersect with the axis 7 of the gas chamber 1 ie tangentially.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Режущий газ 4 и лазерное излучение 3 подаются и выходят через цилиндрический канал 2. В процессе лазерной резки струя режущего газа 4 выдувает из зоны воздействия луча расплавленный лазерным излучением 3 разрезаемый материал детали 9. Режущий газ 4 выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала, например для металла применяют воздух или кислород. Защитный газ 6, например воздух, подают через трубопровод 5 в газовую камеру 1, формируя его спиралеобразное движение 10 за счет тангенциального ввода в газовую камеру 1. На выходе из подводной лазерной режущей насадки струя защитного газа 6 образует в окружающей водной среде 11 конусообразную сухую локальную зону 12 для осуществления лазерной резки, причем за счет изменения расхода защитного газа 6 изменяют угол подачи защитного газа 6 в пределах угла α от 20° до 55° (фиг. 1) и тем самым обеспечивают оптимальные условия для лазерной резки, увеличивая диаметр зоны локальной защиты 12 до 30% по сравнению с прототипом и минимизируя динамическую нестабильность потока защитного газа 6.Cutting gas 4 and laser radiation 3 are supplied and exit through a cylindrical channel 2. In the process of laser cutting, a jet of cutting gas 4 blows out the material of the component molten by laser radiation 3 from the area of the beam 3. Cutting gas 4 is selected depending on the type of material being processed, for example, metal use air or oxygen. The protective gas 6, for example air, is fed through the pipe 5 into the gas chamber 1, forming its spiral motion 10 due to the tangential entry into the gas chamber 1. At the exit from the underwater laser cutting nozzle, the protective gas jet 6 forms a cone-shaped dry local in the surrounding aqueous medium 11 zone 12 for laser cutting, and by changing the flow of shielding gas 6 change the angle of supply of the shielding gas 6 within the angle α from 20 ° to 55 ° (Fig. 1) and thereby provide optimal conditions for laser cutting, increasing I the diameter of the zone of local protection 12 to 30% compared with the prototype and minimizing the dynamic instability of the flow of protective gas 6.

Claims

An underwater laser cutting nozzle containing a gas chamber, a cylindrical channel for supplying laser radiation and cutting gas, and a pipe for supplying a protective gas connected to the gas chamber, wherein the cylindrical channel for supplying laser radiation and cutting gas is aligned with the longitudinal axis of the gas chamber, characterized in that the protective gas supply pipe is connected tangentially to the gas chamber, while the axis of the protective gas supply pipe is perpendicular to the axis of the gas chamber and does not intersect with the axis of the gas chamber.