RU2214895C1 - Устройство для газопламенной обработки металлов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к газопламенной обработке металлов и может быть использовано при ручной и машинной сварке, пайке и резке металлов. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и безопасности работы устройства путем обеспечения защиты от обратных ударов и взрывобезопасности, а также обеспечении высоких газодинамических параметров в реальной эксплуатации и ремонтопригодность. Ствол с каналами подвода горючего газа, режущего кислорода и кислорода для горения соединен соответственно с трубками подвода горючего газа, режущего кислорода и кислорода для горения. Сменная насадка выполнена с возможностью крепления на головке, имеет переходник с конусообразной смесительной камерой и стержень с коническим хвостовиком, расположенным в конусообразной смесительной камере. Смеситель концентрично расположен на стержне и выполнен с отверстиями для смешивания газов и сообщающимися с ними отверстиями для подачи горючего газа и кислорода для горения, соединенными с трубками для подвода соответственно горючего газа и кислорода для горения. Отверстия для смешивания газов сообщаются с конусообразной смесительной камерой переходника. Конический хвостовик стержня выполнен в виде завихрителя с винтовой поверхностью. Сменная насадка для газовой резки имеет стержень, в котором выполнен центральный канал для подвода кислорода, соединенный с соответствующей трубкой. Сменная насадка для рихтовки и правки имеет сменный наконечник, выполненный в виде втулки с перегородкой со сквозными отверстиями и расширяющейся частью смесительной камеры переходника, обращенной в сторону сменного наконечника. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к газопламенной обработке металлов и может быть использовано при ручной и машинной сварке, пайке и резке металлов.

Известно устройство для газопламенной обработки металлов, состоящее из рукоятки, трубопроводов горючего газа и кислорода, корпуса с регулировочными вентилями, наконечника со смесительной камерой и инжектором, с головкой и с мундштуком (Д.Л.Глизманенко. "Сварка и резка металлов". - М.: Высшая школа, 1974, с.162-164). Это устройство предназначено для сварки и пайки металлов, оно снабжено комплектом из сменных наконечников. В каждом наконечнике установлены смесительная камера с инжектором и головка с мундштуком.

Недостатками этого устройства являются высокая сложность и металлоемкость сменных наконечников и невозможность использования его в качестве газокислородного резака, низкая эффективность защиты при обратном ударе.

Известно инжекторное устройство для газопламенной обработки металлов, предназначенное для сварки, пайки и резки, состоящее из корпуса с каналами входа горючего газа и кислорода и каналами выхода горючей смеси и режущего кислорода, сменных наконечников для газокислородной резки и сварки металлов и трубок горючей смеси, в которых имеются смесительные камеры (FR 498521, F 23 D 3/24, 1919).

Недостатком этого устройства является то, что его невозможно использовать без замены всего наконечника для резки металлов различными газами, при использовании его в качестве газосварочной горелки вентиль режущего кислорода остается на корпусе, что создает лишний вес и громоздкость горелки, кроме того, устройство не имеет системы пламягашения при обратном ударе.

Наиболее близким по конструктивным особенностям является устройство для газопламенной обработки металлов, состоящее из ствола (рукоятки) с вентилями горючего газа и кислорода на подводящих газовой и кислородной трубках и с выходным каналом горючей смеси, соединенным со сменной насадкой, имеющей сменный наконечник со сменной смесительной камерой в виде диффузора и муфты, в которую ввернут инжектор, и головку. Наконечник выполнен в виде трубки горючей смеси, на одном конце которой закреплена головка с мундштуком, а на другом посредством резьбового соединения закреплена смесительная камера с инжектором, рукоятка является неизменной при смене насадок (RU 2076790 C1, B 23 K 5/00, 7/00, 10.04.1997).

Это устройство обладает рядом недостатков: смешивание газов в сменных насадках происходит рядом с вентильной группой у ствола, после выхода из ствола газы смешиваются и перемещаются к сменному наконечнику по одной трубке, являясь взрывоопасной смесью определенного объема, и при определенных условиях это может привести к взрыву в трубке и к несчастному случаю; неудобство в обслуживании при очистке трубки, так как для очистки трубки необходимо отвертывать смесительную камеру, а после очистки снова необходимо ввернуть ее, обеспечив при этом необходимую герметичность; значительный износ резьбового соединения и сокращение срока службы; необходимость замены полного комплекта смесительной камеры с инжектором. Для каждого типоразмера свариваемого металла необходимо иметь свою смесительную камеру с инжектором; недостаточно эффективная система пламягашения при обратном ударе, выполненная в виде нескольких, например пяти, отверстий в торце инжектора; высокая сложность сменяемых инжекторно-смесительных узлов, так как в каждом инжекторе необходимо выполнить как наклонные для прохода кислорода, так и продольные для прохода горючего газа (ацетилена) отверстия.

Задачей создания данного изобретения является повышение надежности и безопасности работы устройства путем обеспечения защиты от обратных ударов и взрывобезопасности, а также обеспечение высоких газодинамических параметров в реальной эксплуатации и ремонтопригодность.

Для этого в устройстве для газопламенной обработки материалов, содержащем ствол с каналами подвода горючего газа, режущего кислорода и кислорода для горения, соединенными соответственно с трубками подвода горючего газа, режущего кислорода и кислорода для горения, головку и сменную насадку, имеющую сменный наконечник и смеситель, трубки подвода горючего газа, режущего кислорода и кислорода для горения смонтированы на головке, сменная насадка выполнена с возможностью крепления на головке и снабжена переходником с конусообразной смесительной камерой и стержнем с коническим хвостовиком, расположенным в упомянутой конусообразной смесительной камере, который одним концом закреплен в сменном наконечнике, а на другом его конце смонтирован смеситель, концентрично расположенный на стержне, при этом смеситель выполнен с отверстиями для смешивания газов и сообщающимися с ними отверстиями для подачи горючего газа и кислорода для горения, соединенными с трубками для подвода соответственно горючего газа и кислорода для горения, причем отверстия для смешивания газов сообщаются с конусообразной смесительной камерой переходника.

Для улучшения смешивания газов в минимальном объеме конический хвостовик стержня выполнен в виде завихрителя с винтовой поверхностью.

Сменная насадка для газовой резки имеет стержень, в котором выполнен центральный канал для подвода кислорода, соединенный с соответствующей трубкой подачи кислорода, сменный наконечник в ней выполнен в виде мундштука с сопловым отверстием, а сужающаяся часть смесительной камеры переходника обращена в сторону мундштука.

Сменная насадка для газовой сварки имеет сменный наконечник, выполненный в виде мундштука с сопловым отверстием, и сужающуюся часть конусообразной смесительной камеры переходника, обращенную в сторону мундштука.

Сменная насадка для рихтовки и правки имеет сменный наконечник, выполненный в виде втулки с перегородкой со сквозными отверстиями и расширяющейся частью смесительной камеры переходника, обращенной в сторону сменного наконечника.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого устройства, вариант применения его в качестве газосварочной горелки; на фиг.2 - общий вид устройства, вариант использования его в качестве резака для газокислородной резки металлов; на фиг.3 - сменная насадка для газовой сварки; на фиг.4 - сменная насадка для рихтовки и правки; на фиг.5 - вид А фиг.4; на фиг.6 - головка для резки; на фиг.7 - сменная насадка для резки.

Устройство для газопламенной обработки металлов состоит из ствола 1 с вентилем 2 режущего кислорода, вентилем 3 кислорода для горения и вентилем 4 горючего газа, головки 20 с трубками 7, 8 и 9 подвода режущего кислорода, кислорода для горения и горючего газа и сменной насадки 5 со сменным наконечником 6. Ствол 1 имеет каналы подвода горючего газа, режущего кислорода и кислорода для горения (на чертеже не показаны), соединенными соответственно с трубками 7, 8 и 9 подвода режущего кислорода, кислорода для горения и горючего газа. Сменная насадка 5 крепится к головке и состоит из переходника 10 с конусообразной смесительной камерой 11 для смешивания газов горючего и кислорода для горения при осуществлении сварки или горючего газа, кислорода для горения и режущего кислорода при газовой резке, стержня 12 с коническим хвостовиком 13, расположенным в смесительной камере 11 для смешивания. Одним концом переходник 10 закреплен в сменном наконечнике 6, а на другом его конце смонтирован смеситель 14, концентрично расположенный на стержне 12. Смеситель 14 выполнен с отверстиями 21 для смешивания газов и сообщающимися с ними отверстиями 15 и 16 для подачи горючего газа и кислорода для горения. Эти отверстия соединены с трубками 9 и 8 для подвода соответственно горючего газа и кислорода для горения. При выходе из смесителя 14 газ направляется в расширяющуюся или сужающуюся в направлении к наконечнику 6 смесительную камеру 11. Для улучшения смешивания газов в минимальном объеме конический хвостовик 13 стержня 12 выполнен в виде завихрителя с винтовой поверхностью. Номенклатура и количество сменных насадок 5 выбираются в зависимости от применяемых горючих газов и видов выполняемых работ. Для газовой резки в стержне 12 выполнен центральный канал 17 для подвода режущего кислорода, соединенный с соответствующей трубкой 8 головки 20. Сменный наконечник 6 в ней выполнен в виде мундштука с сопловым отверстием 18. Сужающаяся часть конусообразной смесительной камеры 11 переходника 10 обращена в сторону мундштука.

Для газовой сварки используют сменный наконечник 6 в виде мундштука с сопловым отверстием 18, а сужающаяся часть конусообразной камеры 11 переходника обращена в сторону мундштука.

Сменная насадка 5 для рихтовки и правки имеет сменный наконечник 6, выполненный в виде втулки с перегородкой с множеством сквозных отверстий 19, а расширяющаяся часть конусообразной смесительной камеры 11 переходника, обращенной в сторону сменного наконечника, для создания рассеянного потока пламени при обработке.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В зависимости от применяемого горючего газа и вида выполняемых работ выбирается соответствующая сменная насадка 5, которая крепится к головке 20.

При необходимости выполнения газосварочных работ берется сменная насадка со сменным наконечником 6 в виде мундштука с сопловым отверстием 18 и сужающейся частью конусообразной смесительной камеры 11 переходника, обращенной в сторону мундштука. Собранный газосварочный наконечник присоединяется к головке 20 с трубками горючей смеси 9 и кислорода для горения 8, которые соединены с соответствующими каналами в стволе 1. Открывая поочередно вентиль кислорода для горения 3 и вентиль горючего газа 4, рабочий устанавливает на выходе из мундштука 6 факел необходимой мощности и производит сварку металла. По окончании сварки закрывают вентиль горючего газа 4 и вентиль кислорода 3. При необходимости переналадки на сварку металла другой толщины отсоединяют газосварочный наконечник 5 от головки 20 ствола 1 и заменяют мундштук 6. Собранный газосварочный наконечник присоединяют к головке 20 с соответствующими трубками подачи газа 9 и 8 и производят сварку. При необходимости выполнения газорезательных работ от головки 20 ствола 1 отсоединяют газосварочный наконечник 5. В зависимости от применяемого горючего газа (ацетилен, пропан, бутан, природный газ) выбирают насадку с соответствующей смесительной камерой 11 переходника 10, стержнем 12 с центральным каналом 17 для подачи режущего кислорода и смесителем 14 с соответствующими калиброванными отверстиями 15 и 16. Насадку соединяют с головкой с трубками горючей смеси 9, режущего кислорода 7 и кислорода для горения 8. Открывая поочередно вентиль 3 кислорода для горения и вентиль 4 горючего газа на стволе 1, регулируют величину факела на выходе из мундштука 6, нагревают металл, а затем, открывая вентиль 2 режущего кислорода, производят резку металла. По окончании резки закрывают поочередно вентиль 2 режущего кислорода, вентиль 4 горючего газа и вентиль 3 кислорода для горения. Таким образом, при смене насадок в устройстве несменяемым остается ствол с вентильной группой и головкой 20 с трубками для подачи газов к насадке.

При обратном ударе горючая смесь горит только в сопловом канале 18 мундштука 6 или смесительной камере 11 переходника 12 газосварочной или газорезательной насадок 5 или насадки для рихтовки и правки и, поскольку она имеет минимальный объем, при возможном взрыве обратный удар не может вызвать разрыв устройства, что гарантирует безопасность работы, и увлекаемая горючей смесью, через наружный мундштук 18 выбрасывается наружу, чем и предохраняется от разрушения все устройство и обеспечивается безопасность работающего. После гашения обратного удара перекрывают все вентили и производят ремонт сменного узла.

Преимущества данной конструкции устройства для газопламенной обработки металлов заключается в следующем:
- рабочие газы транспортируются к сопловому каналу от ствола по отдельным магистралям;
- смешивание газов происходит непосредственно перед входом в сопловой канал или в самом сопловом канале;
- взрывоопасная горючая смесь находится только в рабочем сопловом канале и вследствие этого имеет самый минимальный возможный объем, который при взрыве не может вызвать разрыв изделия, что гарантирует резкое повышение безопасности проведения работ;
- конструкция устройства предусматривает сменные насадки, предназначенные для выполнения различных функций, как то резки, сварки, пайки и нагрева при рихтовке или правке, при этом несменяемыми остаются ствол и головка с трубками для транспортировки газов, на которой фиксируются насадки;
- применение завихрителя позволяет произвести качественное смешивание газов в минимальном объеме смесительной камеры;
- поскольку сопловой канал непосредственно соединен со смесительной камерой, то при нестандартной ситуации не происходит взрыва, возможны лишь легкие хлопки, т.к. возникающее высокое давление разряжается через сопловой канал.

Claims (5)

1. Устройство для газопламенной обработки материалов, содержащее ствол с каналами подвода горючего газа, режущего кислорода и кислорода для горения, соединенными соответственно с трубками подвода горючего газа, режущего кислорода и кислорода для горения, головку и сменную насадку, имеющую сменный наконечник и смеситель, отличающееся тем, что трубки подвода горючего газа, режущего кислорода и кислорода для горения смонтированы на головке, сменная насадка выполнена с возможностью крепления на головке и снабжена переходником с конусообразной смесительной камерой и стержнем с коническим хвостовиком, расположенным в упомянутой конусообразной смесительной камере, который одним концом закреплен в сменном наконечнике, а на другом его конце смонтирован смеситель, концентрично расположенный на стержне, при этом смеситель выполнен с отверстиями для смешивания газов и сообщающимися с ними отверстиями для подачи горючего газа и кислорода для горения, соединенными с трубками для подвода соответственно горючего газа и кислорода для горения, причем отверстия для смешивания газов сообщаются с конусообразной смесительной камерой переходника.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что конический хвостовик стержня выполнен в виде завихрителя с винтовой поверхностью.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что сменная насадка выполнена газорезательной, при этом в стержне выполнен центральный канал для подвода кислорода, соединенный с соответствующей трубкой подачи кислорода головки, сменный наконечник насадки выполнен в виде мундштука с сопловым каналом, а сужающаяся часть смесительной камеры переходника обращена в сторону мундштука.

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что сменная насадка выполнена газосварочной, при этом сменный наконечник выполнен в виде мундштука с сопловым каналом, а сужающаяся часть конусообразной смесительной камеры переходника обращена в сторону мундштука.

5. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что сменная насадка выполнена для рихтовки и правки, при этом сменный наконечник выполнен в виде втулки с перегородкой со сквозными отверстиями, а расширяющаяся часть смесительной камеры переходника обращена в сторону сменного наконечника.

Images