RU2281840C1

RU2281840C1 - Gas cutter

Info

Publication number: RU2281840C1
Application number: RU2005113923/02A
Authority: RU
Inventors: Александр Георгиевич Корниенко (RU); Александр Георгиевич Корниенко; Александр Константинович Никитин (RU); Александр Константинович Никитин
Original assignee: Александр Георгиевич Корниенко; Александр Константинович Никитин
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-08-20

Abstract

FIELD: welding equipment, possibly gas-oxygen cutting.

SUBSTANCE: cutter includes head having ducts for feeding gas fuel, heating and cutting oxygen; mouth with unit for preparing fuel mixture; cooling unit; stem with unions for supplying gas fuel and heating oxygen and with central union for supplying cutting oxygen; calibration orifices for separately supplying gas fuel and heating oxygen. Cooling unit includes additional annular chamber and unions communicated with ducts for supplying and discharging cooling liquid. Unit for preparing fuel mixture includes two concentric (outer and inner) rows of round openings. Axes of round openings of outer row are inclined by angle 3° relative to mouth axis; axes of round openings of inner row are parallel to mouth axis. Number of calibrated orifices for separate supply of gas fuel and heating oxygen in inner and outer rows is equal to that of round openings respectively of concentric outer and inner rows of round openings of unit for preparing fuel mixture.

EFFECT: improved quality, increased rate of cutting, prevention of back flame shocks.

3 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к сварочному оборудованию и может быть использовано для газокислородной резки.The invention relates to welding equipment and can be used for oxy-fuel cutting.

Известен резак для кислородной резки, содержащий головку с закрепленным на ней наружным и внутренним мундштуком и средства для охлаждения в виде коллектора, установленного между головкой и наружным мундштуком с соплами для подачи воздушно-водяной смеси (см. SU а.с. №863218, 1979 г.).A known cutting torch for oxygen cutting, containing a head with an external and internal mouthpiece mounted on it and means for cooling in the form of a collector installed between the head and an external mouthpiece with nozzles for supplying an air-water mixture (see SU a.s. No. 863218, 1979 g.).

Недостаток этого устройства состоит в невозможности охлаждения кромок реза и прилегающего к ним металла, что ведет к получению кромок низкого качества и к дополнительным трудозатратам для удаления грата.The disadvantage of this device is the impossibility of cooling the edges of the cut and the metal adjacent to them, which leads to poor quality edges and additional labor costs for removing grata.

Известен резак для кислородной резки стали, содержащий хвостовик со штуцерами подвода горючего газа и кислорода, головку с монолитным мундштуком, в котором выполнены концентрично расположенные отверстия для подачи горючей смеси в атмосферу и сообщенные с ними калибровочные отверстия (см. пат. GB №2048155, 1980 г.).Known cutter for oxygen cutting of steel, containing a shank with fittings for the supply of combustible gas and oxygen, a head with a monolithic mouthpiece, which are made concentrically located holes for supplying a combustible mixture into the atmosphere and the calibration holes communicated with them (see US Pat. GB No. 2048155, 1980 g.).

Однако этот резак имеет ограниченное применение, поскольку не может работать на горючем газе с низким давлением.However, this cutter is of limited use since it cannot operate on low pressure flammable gas.

Известен газокислородный резак, содержащий головку с каналами подачи режущего и подогревающего кислорода и горючего газа. Головка связана с наружным и внутренним мундштуками через смеситель с плоским прилеганием и скреплена с внешним мундштуком накидной гайкой, а внутренний мундштук соединен со смесителем резьбовым соединением. Наружный и внутренний мундштуки образуют один концентричный ряд отверстий подачи горючей смеси. Предложено несколько вариантов отверстий подачи горючей смеси сложной конфигурации (см. пат. RU №2196667, 2003 г.).Known oxy-fuel cutter containing a head with feed channels for cutting and heating oxygen and combustible gas. The head is connected to the outer and inner mouthpieces through a mixer with a flat fit and fastened to the outer mouthpiece with a union nut, and the inner mouthpiece is connected to the mixer by a threaded connection. The outer and inner mouthpieces form one concentric row of holes for supplying the combustible mixture. Several options have been proposed for supplying a combustible mixture with a complex configuration (see US Pat. RU No. 2196667, 2003).

Недостатками этого устройства являются сложность и ненадежность в работе. Кроме того, наличие внутреннего и внешнего мундштуков и выполнение одного ряда отверстий подачи горючей смеси замедляет скорость резания. В этом устройстве отсутствуют средства для охлаждения, что при интенсивном горении приводит к самовывинчиванию мундштука из смесителя, к обратному удару и к аварийной ситуации.The disadvantages of this device are the complexity and unreliability of work. In addition, the presence of internal and external mouthpieces and the execution of one row of holes for supplying a combustible mixture slows the cutting speed. In this device, there are no means for cooling, which, with intense burning, leads to self-screwing of the mouthpiece from the mixer, to a reverse impact and to an emergency.

Наиболее близким аналогом является газовый резак, содержащий головку с каналами подачи соответственно горючего газа и подогревающего кислорода, мундштук, соединенный с головкой, сопряженный с ней по конической поверхности с образованием раздельных кольцевых полостей для горючего газа и подогревающего кислорода и выполненный со средствами для образования горючей смеси, хвостовик со штуцерами подачи соответственно горючего газа и подогревающего кислорода, которые сообщены с соответствующими каналами, и с центральным штуцером подачи режущего кислорода, который сообщен с проходящим через головку и мундштук центральным каналом подачи режущего кислорода, имеющим в мундштуке расширенную на выходе коническую форму, и калиброванные отверстия для раздельной подачи горючего газа и подогревающего кислорода, сообщенные с выходом соответствующей кольцевой полости (см. пат. РФ №2113949, кл. В 23 К 7/00, опубл. 1998 г.).The closest analogue is a gas cutter containing a head with channels for supplying combustible gas and heating oxygen respectively, a mouthpiece connected to the head, mating with it on a conical surface to form separate annular cavities for combustible gas and heating oxygen and made with means for forming a combustible mixture , a shank with nozzles for supplying, respectively, combustible gas and heating oxygen, which are in communication with the respective channels, and with a central nozzle for feeding burning oxygen, which is in communication with the central cutting oxygen supply channel passing through the head and mouthpiece, having a conical shape expanded at the outlet in the mouthpiece and calibrated openings for separate supply of combustible gas and heating oxygen, communicated with the output of the corresponding annular cavity (see US Pat. No. 21193949, class B 23 K 7/00, publ. 1998).

Однако в этом устройстве подача подогревающего кислорода и горючего газа к головке выполняется недостаточно равномерно, что ведет к снижению активности их перемешивания.However, in this device, the supply of heating oxygen and combustible gas to the head is not uniformly performed, which leads to a decrease in the activity of their mixing.

Кроме того, наличие составного мундштука и одного ряда круглых отверстий приводит к снижению скорости резания, к ухудшению качества реза, а отсутствие средств для охлаждения может привести к аварийной ситуации.In addition, the presence of a composite mouthpiece and one row of round holes leads to a decrease in cutting speed, to a deterioration in the quality of the cut, and the lack of cooling means can lead to an emergency.

Задачей предложенного технического решения является исключение обратных ударов пламени и опасности аварийной ситуации при одновременном увеличении устойчивости горения пламени, повышении скорости резания, возможность подбора необходимых параметров мундштука и режимов резания как для слябов, так и для блюмов и улучшение качества реза.The objective of the proposed technical solution is to eliminate reverse blows of the flame and the danger of an emergency while increasing the stability of the flame, increasing the cutting speed, the ability to select the necessary parameters of the mouthpiece and cutting conditions for both slabs and blooms and improving the quality of the cut.

Для решения поставленной задачи в предложенном газовом резаке, содержащем головку с каналами подачи соответственно горючего газа и подогревающего кислорода, мундштук, соединенный с головкой, сопряженный с ней по конической поверхности с образованием раздельных кольцевых камер для горючего газа и подогревающего кислорода и выполненный со средствами для образования горючей смеси, хвостовик со штуцерами подачи соответственно горючего газа и подогревающего кислорода и с центральным штуцером подачи режущего кислорода, которые сообщены с соответствующими каналами, при этом штуцер подачи режущего кислорода сообщен с проходящим через головку и мундштук центральным каналом подачи режущего кислорода, имеющим в мундштуке расширенную на выходе коническую форму, и калиброванные отверстия для раздельной подачи горючего газа и подогревающего кислорода, сообщенные с выходом соответствующей кольцевой камеры, согласно изобретению средства для образования горючей смеси, расположенные в мундштуке, выполненном монолитным, образованы двумя концентричными рядами круглых отверстий - внешним и внутренним, длина круглых отверстий в 23-28 раз больше их диаметра, оси их внешнего ряда расположены под углом наклона, равным 3° к оси мундштука, а оси внутреннего ряда круглых отверстий - параллельно оси мундштука, при этом калиброванные отверстия для подачи горючего газа и подогревающего кислорода расположены в мундштуке и выполнены в виде внешнего и внутреннего рядов раздельных для подачи подогревающего кислорода и горючего газа, причем число калиброванных отверстий соответственно во внешнем и внутреннем рядах равно числу круглых отверстий средства образования горючей смеси соответственно внешнего и внутреннего концентричных рядов, а каждый канал подачи подогревающего кислорода и горючего газа перед входом в головку разветвлен на два канала, которые сообщены с входом соответствующей кольцевой камеры, при этом выход каждого калибровочного отверстия подачи горючего газа и каждого калибровочного отверстия подачи подогревающего кислорода, расположенного во внутреннем и внешнем рядах, сообщен с входом соответствующего круглого отверстия соответственно внутреннего и внешнего рядов, причем резак снабжен средством для охлаждения, которое выполнено в виде дополнительной кольцевой камеры, образованной сопряженными частями головки и мундштука и расположенной ниже кольцевой камеры подачи горючего газа, штуцеров и каналов подачи и отвода охлаждающей жидкости, а кольцевая камера подачи горючего газа расположена под кольцевой камерой подогревающего кислорода.To solve the problem in the proposed gas cutter containing a head with channels for supplying combustible gas and heating oxygen, respectively, a mouthpiece connected to the head, mating with it on a conical surface with the formation of separate annular chambers for combustible gas and heating oxygen and made with means for education of a combustible mixture, a shank with nozzles for supplying respectively combustible gas and heating oxygen and with a central nozzle for supplying cutting oxygen, which are communicated corresponding channels, wherein the cutting oxygen supply nozzle is in communication with a central cutting oxygen supply channel passing through the head and mouthpiece, having a conical shape expanded at the outlet in the mouthpiece and calibrated openings for separate supply of combustible gas and heating oxygen in communication with the output of the corresponding annular chamber, According to the invention, means for forming a combustible mixture located in a monolithic mouthpiece are formed by two concentric rows of round holes d - external and internal, the length of the round holes is 23-28 times greater than their diameter, the axes of their outer row are located at an angle of inclination equal to 3 ° to the axis of the mouthpiece, and the axis of the inner row of round holes are parallel to the axis of the mouthpiece, with calibrated holes for supply of combustible gas and heating oxygen are located in the mouthpiece and are made in the form of external and internal rows separate for supplying heating oxygen and combustible gas, and the number of calibrated holes in the outer and inner rows, respectively, is equal to the number round holes of the means of forming a combustible mixture, respectively, of the external and internal concentric rows, and each channel for supplying heating oxygen and combustible gas before entering the head is branched into two channels that are in communication with the input of the corresponding annular chamber, while the output of each calibration hole for supplying combustible gas and each a calibration hole for supplying a heating oxygen located in the inner and outer rows is in communication with the input of the corresponding round hole, respectively inner and outer rows, and the cutter is equipped with cooling means, which is made in the form of an additional annular chamber formed by the mating parts of the head and mouthpiece and located below the annular combustible gas supply chamber, fittings and coolant supply and exhaust channels, and the annular combustible gas supply chamber located under the annular chamber of the heating oxygen.

Кроме того, решение поставленных задач достигается, согласно изобретению, тем, что при количестве круглых отверстий подачи горючей смеси, выполненных во внешнем и внутреннем концентричных рядах мундштука, соответственно равном 12 и 6, отношение суммарной площади сечений калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода к суммарной площади сечений калиброванных отверстий подачи горючего газа равно 11/17, отношение суммарной площади сечений внешнего ряда калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода к суммарной площади сечений внутреннего ряда калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода равно 5,5, а отношение суммарной площади сечений внешнего ряда калиброванных отверстий подачи горючего газа к суммарной площади сечений внутреннего ряда калиброванных отверстий подачи горючего газа равно 0,8.In addition, the solution of the tasks is achieved, according to the invention, in that when the number of round holes for supplying a combustible mixture made in the outer and inner concentric rows of the mouthpiece is 12 and 6, respectively, the ratio of the total cross-sectional area of the calibrated heating oxygen supply holes to the total cross-sectional area calibrated holes for the supply of combustible gas is 11/17, the ratio of the total cross-sectional area of the outer row of calibrated holes for the supply of heating oxygen to the total area with section of the inner row of calibrated holes for supplying heating oxygen is 5.5, and the ratio of the total cross-sectional area of the outer row of calibrated holes for supplying combustible gas to the total cross-sectional area of the inner row of calibrated holes for feeding combustible gas is 0.8.

Кроме того, согласно изобретению, при количестве круглых отверстий подачи горючей смеси, выполненных во внешнем и внутреннем концентричных рядах, соответственно равном 16 и 8, отношение суммарной площади сечений калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода к суммарной площади сечений калиброванных отверстий подачи горючего газа равно 3/5, отношение суммарной площади сечений внешнего ряда калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода к суммарной площади сечений внутреннего ряда калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода равно 4,5, а отношение суммарной площади сечений внешнего ряда калиброванных отверстий подачи горючего газа к суммарной площади сечений внутреннего ряда калиброванных отверстий подачи горючего газа равно 0,65.In addition, according to the invention, when the number of round holes for supplying the combustible mixture made in the outer and inner concentric rows is 16 and 8, respectively, the ratio of the total cross-sectional area of the calibrated heating oxygen supply holes to the total cross-sectional area of the calibrated fuel gas supply holes is 3/5 , the ratio of the total cross-sectional area of the outer row of calibrated supply holes for heating oxygen to the total cross-sectional area of the inner row of calibrated supply holes for grevayuschego oxygen equal to 4.5, and the ratio of the total area of the grooved sections of the outer row of fuel gas supply holes to the total area of the cross sections of the inner row of calibrated holes combustion gas equal to 0.65.

Технический результат предложенного решения состоит в исключении обратных ударов пламени и опасности аварийной ситуации при одновременном увеличении устойчивости горения пламени, повышении скорости резания, в возможности подбора необходимых параметров мундштука и режимов резания как для слябов, так и для блюмов и в улучшении качества реза.The technical result of the proposed solution consists in eliminating reverse blows of the flame and the danger of an emergency while increasing the stability of the flame, increasing the cutting speed, in the possibility of selecting the necessary parameters of the mouthpiece and cutting conditions for both slabs and blooms, and to improve the quality of the cut.

На фиг.1 показан разрез резака и видно разветвление каналов подачи подогревающего кислорода и горючего газа перед входом в головку.In Fig.1 shows a section of the torch and the branching of the supply channels of the heating oxygen and combustible gas before entering the head.

На фиг.2 показан вид резака со стороны хвостовика.Figure 2 shows the cutter from the side of the shank.

На фиг.3 показан вид резака по стрелке Б (при количестве круглых отверстий во внешнем и внутреннем рядах средства для образования горючей смеси мундштука, соответственно равном 12 и 6).Figure 3 shows the cutter in arrow B (with the number of round holes in the outer and inner rows of the means for forming a combustible mixture of the mouthpiece, respectively, 12 and 6).

На фиг.4 показан вид резака по стрелке Б (при количестве круглых отверстий во внешнем и внутреннем рядах средства для образования горючей смеси мундштука, соответственно равном 16 и 8).Figure 4 shows the cutter in arrow B (with the number of round holes in the outer and inner rows of the means for forming a combustible mixture of the mouthpiece, respectively, 16 and 8).

На фиг.5 показан разрез фиг 1 по В-В.In Fig.5 shows a section of Fig 1 on BB.

На фиг.6 показан разрез фиг.5 по Д-Д.Figure 6 shows a section of figure 5 on DD.

На фиг.7 показан разрез фиг.2 по Г- Г.Figure 7 shows a section of figure 2 on G-G.

На фиг.8 показан разрез фиг.5 по Е-Е.On Fig shows a section of figure 5 on EE.

На фиг.9 показан разрез фиг.5 по Ж-Ж.In Fig.9 shows a section of Fig.5 according to FJ.

Устройство содержит головку 1 с каналами подачи соответственно подогревающего кислорода 2 и горючего газа 3. Мундштук 4 сопряжен с головкой 1 по конической поверхности 5 с образованием верхней, средней и нижней кольцевых камер 6, 7, 8 резака, предназначенных соответственно для подогревающего кислорода, горючего газа и для охлаждающей жидкости средства 8¹ для охлаждения.The device comprises a head 1 with channels for supplying, respectively, heating oxygen 2 and combustible gas 3. The mouthpiece 4 is paired with the head 1 on a conical surface 5 to form the upper, middle and lower annular chambers 6, 7, 8 of the torch, respectively designed for heating oxygen, combustible gas and for coolant 8 ¹ for cooling.

На входе резака установлен хвостовик 9 со штуцерами 10, 11 подачи соответственно горючего газа и подогревающего кислорода и со штуцером 12 подачи режущего кислорода, а также с входным и выходным штуцерами 13, 14 подачи и отвода охлаждающей жидкости соответственно по каналам 15, 16. Штуцер 12 подачи режущего кислорода сообщен с соосно проходящим через головку 1 и мундштук 4 каналом подачи режущего кислорода 17, имеющим в мундштуке расширенную на выходе коническую форму 18.A shank 9 is installed at the inlet of the torch with nozzles 10, 11 for supplying combustible gas and heating oxygen, respectively, and with a nozzle 12 for supplying cutting oxygen, and also with inlet and outlet nozzles 13, 14 for supplying and discharging coolant, respectively, through channels 15, 16. Fitting 12 the supply of cutting oxygen is communicated with the channel for supplying cutting oxygen 17 coaxially passing through the head 1 and the mouthpiece 4, having a conical shape 18 expanded at the outlet in the mouthpiece.

Каналы 2, 3 подачи подогревающего кислорода и горючего газа перед входом в головку 1 соответственно разветвлены на два канала 2¹, 2¹¹ и 3¹, 3¹¹.The channels 2, 3 of the supply of heating oxygen and combustible gas before entering the head 1 are respectively branched into two channels 2 ¹ , 2 ¹¹ and 3 ¹ , 3 ¹¹ .

Входы верхней кольцевой камеры 6, образованной сопряженными частями головки и мундштука, сообщены с разветвленными каналами подачи подогревающего кислорода 2¹, 2¹¹ (см. фиг.6). Входы средней кольцевой камеры 7 - с разветвленными каналами подачи горючего газа 3¹, 3¹¹ (см. фиг.8), а вход и выход нижней кольцевой камеры 8 - соответственно через каналы подачи и отвода 15, 16 охлаждающей жидкости с входным и выходным штуцерами 13, 14 средства 8¹ для охлаждения. Выходы верхней кольцевой камеры 6 сообщены с входами выполненного в мундштуке внутреннего и внешнего рядов калиброванных отверстий 19, 20 подачи подогревающего кислорода. Выходы средней кольцевой камеры 7 сообщены с входами выполненного в мундштуке внутреннего и внешнего ряда калиброванных отверстий 21, 22 подачи горючего газа.The inputs of the upper annular chamber 6, formed by the mating parts of the head and mouthpiece, are in communication with the branched supply channels of the heating oxygen 2 ¹ , 2 ¹¹ (see Fig.6). The inputs of the middle annular chamber 7 with branched channels for the supply of combustible gas 3 ¹ , 3 ¹¹ (see Fig. 8), and the inlet and outlet of the lower annular chamber 8, respectively, through the channels for supplying and discharging 15, 16 coolant with inlet and outlet fittings 13, 14 means 8 ¹ for cooling. The outputs of the upper annular chamber 6 communicated with the inputs made in the mouthpiece of the inner and outer rows of calibrated holes 19, 20 supply of heating oxygen. The outputs of the middle annular chamber 7 are communicated with the inputs of the internal and external rows of calibrated holes 21, 22 for supplying combustible gas made in the mouthpiece.

В мундштуке 4 выполнены два концентричных ряда 23, 24 круглых отверстий 25 средства 25¹ образования горючей смеси. Длина концентричных рядов 23, 24 соответственно обозначена L₁, L₂, а диаметр круглых отверстий 25-d. Оси круглых отверстий 25 внутреннего ряда 23 параллельны оси мундштука 4, а оси их внешнего ряда 24 расположены под углом 3° к оси мундштука.In the mouthpiece 4, two concentric rows 23, 24 of the circular holes 25 of the means 25 ^{1 for} forming the combustible mixture are made. The length of the concentric rows 23, 24 is respectively indicated by L ₁ , L ₂ , and the diameter of the round holes 25-d. The axis of the circular holes 25 of the inner row 23 is parallel to the axis of the mouthpiece 4, and the axis of their outer row 24 are located at an angle of 3 ° to the axis of the mouthpiece.

Каждое из выполненных в мундштуке калиброванных отверстий 19 подачи подогревающего кислорода внутреннего ряда и соответствующее калиброванное отверстие 21 подачи горючего газа внутреннего ряда сообщено с соответствующим круглым отверстием внутреннего ряда 23 средства 25¹ образования горючей смеси. Каждое калиброванное отверстие 20 подогревающего кислорода внешнего ряда и соответствующее калиброванное отверстие 22 подачи горючего газа внешнего ряда сообщено с соответствующим круглым отверстием внешнего ряда 24 средства 25¹.Each of the calibrated holes for supplying oxygen of the inner row and the corresponding calibrated hole 21 for supplying combustible gas of the inner row made in the mouthpiece is in communication with a corresponding round hole of the inner row 23 of the means 25 ^{1 for} forming the combustible mixture. Each calibrated hole 20 of the oxygen heating of the outer row and the corresponding calibrated hole 22 of the supply of combustible gas of the outer row is associated with a corresponding round hole of the outer row 24 of the means 25 ¹ .

Мундштук 4 скреплен с головкой 1 гайкой 26. Кожух 27 соединяет головку и хвостовик 9 резака.The mouthpiece 4 is fastened to the head 1 by a nut 26. A casing 27 connects the head and the shank 9 of the torch.

Работа устройства состоит в следующем.The operation of the device is as follows.

Режущий кислород от штуцера 12 подачи режущего кислорода далее поступает в центральный канал 17 подачи режущего кислорода мундштука, имеющий на выходе расширенную часть 18, что дает возможность получить концентрированную струю режущего кислорода.The cutting oxygen from the cutting oxygen supply 12 further enters the central channel 17 of the cutting oxygen supply of the mouthpiece having an expanded part 18 at the outlet, which makes it possible to obtain a concentrated stream of cutting oxygen.

Горючий газ и подогревающий кислород от входных штуцеров соответственно 10, 11 хвостовика 9 и далее по соответствующим каналам подачи горючего газа и режущего кислорода 3, 2, которые перед входом в головку 1 имеют разветвление на каналы 3¹, 3¹¹ и 2¹, 2¹¹, попадают в соответствующую из кольцевых камер (верхнюю или среднюю) 6, 7, образованных мундштуком 4 и головкой 1, которые сопряжены по конической поверхности 5. Разветвление каналов подачи горючего газа и подогревающего кислорода на два канала увеличивает равномерность подачи горючего газа и подогревающего кислорода, чем достигается равномерность горения горючей смеси.Combustible gas and heating oxygen from the inlet fittings 10, 11 of the shank 9, respectively, and then through the corresponding channels for supplying combustible gas and cutting oxygen 3, 2, which, before entering the head 1, are branched into channels 3 ¹ , 3 ¹¹ and 2 ¹ , 2 ¹¹ , fall into the corresponding of the annular chambers (upper or middle) 6, 7, formed by the mouthpiece 4 and the head 1, which are mated on a conical surface 5. The branching of the channels for supplying combustible gas and heating oxygen into two channels increases the uniformity of the supply of combustible gas and evayuschego oxygen than the uniformity of combustible mixture combustion is achieved.

Далее из кольцевых камер 6, 7 подогревающий кислород и горючий газ попадают в соответствующие внешние 20, 22 и внутренние 19, 21 ряды калиброванных отверстий мундштука 4, а из них - в соответствующие круглые отверстия 25 соответственно внешнего и внутреннего концентрично распложенных рядов 24, 23 средства образования горючей смеси 25¹. Наличие в мундштуке 4 внешних 20, 22 и чередующихся с ними внутренних 19, 21 рядов калиброванных отверстий позволяет обеспечить равномерность раздельной подачи подогревающего кислорода и горючей смеси, подводимых к круглым отверстиям.Further, from the annular chambers 6, 7, the heating oxygen and combustible gas fall into the corresponding external 20, 22 and internal 19, 21 rows of calibrated holes of the mouthpiece 4, and from them into the corresponding round holes 25 of the external and internal concentrically arranged rows 24, 23, respectively formation of a combustible mixture 25 ¹ . The presence in the mouthpiece of 4 external 20, 22 and alternating with them internal 19, 21 rows of calibrated holes makes it possible to ensure the uniformity of the separate supply of heating oxygen and combustible mixture supplied to the round holes.

Число круглых отверстий 25 соответственно внешнего и внутреннего концентричных рядов 24, 23 средства образования горючей смеси 25¹ равно числу калиброванных отверстий 19, 20 или числу калиброванных отверстий 21 22 подачи соответственно подогревающего кислорода и горючего газа внешнего и внутреннего рядов. Число круглых отверстий 25 может быть равно 12 и 6 или 16 и 8, что дает возможность выбора необходимых параметров мундштука и режимов резания.The number of round holes 25, respectively, of the outer and inner concentric rows 24, 23 of the means for forming the combustible mixture 25 ¹ is equal to the number of calibrated holes 19, 20 or the number of calibrated holes 21 22 for supplying, respectively, heating oxygen and combustible gas of the outer and inner rows. The number of round holes 25 can be equal to 12 and 6 or 16 and 8, which makes it possible to select the necessary parameters of the mouthpiece and cutting conditions.

Наличие внутреннего и внешнего рядов 23, 24 круглых отверстий 25 средства образования горючей смеси 25¹, их концентричное расположение относительно канала 17 подачи режущего кислорода, а также образование горючей смеси при раздельной подаче горючего газа и подогревающего кислорода через соответствующие внешние 20, 22 и внутренние 19, 21 ряды калиброванных отверстий при смешивании горючего газа и подогревающего кислорода непосредственно перед выходом из мундштука 4 позволяет увеличить устойчивость и скорость истечения смеси относительно скорости горения пламени, исключить проникновение горящей смеси к каналам подачи горючего газа и исключить возможность образования обратных ударов.The presence of internal and external rows 23, 24 round holes 25 of the means for forming the combustible mixture 25 ¹ , their concentric location relative to the cutting oxygen supply channel 17, as well as the formation of the combustible mixture when the supply of combustible gas and heating oxygen separately through the corresponding external 20, 22 and internal 19 , 21 rows of calibrated holes when mixing combustible gas and heating oxygen immediately before leaving the mouthpiece 4 allows you to increase the stability and speed of the outflow of the mixture relative to the speed STI combustion flame, burning the mixture to exclude penetration channels to supply fuel gas and eliminate the possibility of reverse strokes.

Длина рядов круглых отверстий (L₁, L₂) в 23-28 раз больше их диаметра (d), что дает возможность получить наилучшее перемешивание составляющих компонентов горючей смеси при быстром нагреве кромки металла, а также дополнительно повысить устойчивость горения и безопасность работы резака.The length of the rows of round holes (L ₁ , L ₂ ) is 23-28 times longer than their diameter (d), which makes it possible to obtain the best mixing of the constituent components of the combustible mixture during rapid heating of the metal edge, as well as to further increase the stability of combustion and the safety of the torch.

Оси круглых отверстий 25 подачи горючей смеси внешнего ряда расположены под углом наклона, равным 3° к оси мундштука, а оси внутреннего ряда - параллельно оси мундштука. В процессе горения внешний ряд круглых отверстий мундштука создает окислительное пламя, а внутренний ряд создают нормальное или науглероживающее пламя. Наличие внешнего и внутреннего рядов круглых отверстий и их указанное расположение относительно оси центрального канала 17 позволяет эффективно подогревать кромку разрезаемого металла, существенно ускорить процесс резки слябов и блюмов и получить высокое качество реза.The axis of the round holes 25 for supplying a combustible mixture of the outer row is located at an angle of inclination equal to 3 ° to the axis of the mouthpiece, and the axis of the inner row are parallel to the axis of the mouthpiece. During combustion, the outer row of the round holes of the mouthpiece creates an oxidizing flame, and the inner row creates a normal or carburizing flame. The presence of the outer and inner rows of round holes and their specified location relative to the axis of the central channel 17 allows you to effectively heat the edge of the metal being cut, significantly speed up the process of cutting slabs and blooms and get a high quality cut.

При количестве круглых отверстий подачи горючей смеси, выполненных во внешнем и внутреннем концентричных рядах мундштука, соответственно равном 12 и 6, отношение суммарной площади сечений калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода к суммарной площади сечений калиброванных отверстий подачи горючего газа равно 11/17, отношение суммарной площади сечений внешнего ряда калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода к суммарной площади сечений внутреннего ряда калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода равно 5,5, а отношение суммарной площади сечений внешнего ряда калиброванных отверстий подачи горючего газа к суммарной площади сечений внутреннего ряда калиброванных отверстий подачи горючего газа равно 0,8. При количестве круглых отверстий подачи горючей смеси, выполненных во внешнем и внутреннем концентричных рядах, соответственно равном 16 и 8, отношение суммарной площади сечений калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода к суммарной площади сечений калиброванных отверстий подачи горючего газа равно 3/5, отношение суммарной площади сечений внешнего ряда калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода к суммарной площади сечений внутреннего ряда калиброванных отверстий подачи подогревающего кислорода равно 4,5, а отношение суммарной площади сечений внешнего ряда калиброванных отверстий подачи горючего газа к суммарной площади сечений внутреннего ряда калиброванных отверстий подачи горючего газа равно 0,65. Такой подбор параметров позволяет обеспечить постоянство инжекции при выбранных режимах и повысить устойчивость работы резака.When the number of round holes for supplying a combustible mixture made in the outer and inner concentric rows of the mouthpiece is 12 and 6, respectively, the ratio of the total cross-sectional area of the calibrated heating oxygen supply holes to the total cross-sectional area of calibrated combustible gas supply holes is 11/17, the ratio of the total cross-sectional area the outer row of calibrated heating oxygen supply holes to the total cross-sectional area of the inner row of calibrated heating oxygen supply holes equal to 5.5, and the ratio of the total cross-sectional area of the outer row of calibrated combustible gas supply openings to the total cross-sectional area of the inner row of calibrated combustible gas supply openings is 0.8. When the number of round holes for supplying the combustible mixture made in the outer and inner concentric rows is 16 and 8, respectively, the ratio of the total cross-sectional area of the calibrated heating oxygen supply holes to the total cross-sectional area of the calibrated fuel gas supply holes is 3/5, the ratio of the total cross-sectional area of the external number of calibrated holes for supplying heating oxygen to the total cross-sectional area of the inner row of calibrated holes for supplying heating oxygen is 4.5, and about the ratio of the total cross-sectional area of the outer row of calibrated combustible gas supply openings to the total cross-sectional area of the inner row of calibrated combustible gas supply openings is 0.65. Such a selection of parameters allows to ensure the constancy of injection under the selected modes and to increase the stability of the torch.

Для исключения чрезмерного нагрева резака, который расположен в непосредственной близости к металлу, нагретому до высоких температур (в пределах 600-1100°), и исключения опасности аварийных ситуаций в предложенном техническом решении использовано средство для охлаждения 8¹. Это средство выполнено в виде дополнительной кольцевой камеры 8, которая образована коническими сопряженными частями головки 1 и мундштука 4, соответствующими каналами 15, 16 подачи и отвода охлаждающей жидкости и штуцерами 13, 14. Головка 1 и мундштук 4 охлаждаются проточной охлаждающей жидкостью, подаваемой через штуцер 13 в канал 15, далее в кольцевую камеру 8, после чего охлаждающая жидкость по каналу 16 возвращается в хвостовик 9 и выходит из резака через штуцер 14. Другой вариант охлаждения может быть выполнен при подаче охлаждающей жидкости из канала 15 под кожух 27 резака и далее в канал 16 хвостовика, что требуется при специальных режимах резания. Это позволяет увеличить долговечность работы конструкции и безопасность ее эксплуатации.To eliminate excessive heating of the torch, which is located in close proximity to the metal heated to high temperatures (in the range of 600-1100 °), and to eliminate the danger of emergency situations in the proposed technical solution, a cooling means 8 ^{1 was used} . This tool is made in the form of an additional annular chamber 8, which is formed by the conical mating parts of the head 1 and the mouthpiece 4, the corresponding channels 15 for supplying and discharging coolant and fittings 13, 14. The head 1 and the mouthpiece 4 are cooled by a flowing cooling fluid supplied through the nozzle 13 into the channel 15, then into the annular chamber 8, after which the coolant through the channel 16 returns to the shank 9 and leaves the cutter through the nozzle 14. Another cooling option can be performed by supplying coolant from channel 15 under the casing 27 of the torch and further into the channel 16 of the shank, which is required for special cutting conditions. This allows you to increase the durability of the structure and the safety of its operation.

Технико-экономический эффект предложенного технического решения состоит в исключении обратных ударов пламени и опасности аварийной ситуации при одновременном увеличении устойчивости горения пламени, повышении скорости резания слябов и блюмов и качества реза и в возможности подбора необходимых режимов резания.The technical and economic effect of the proposed technical solution consists in eliminating the reverse blows of the flame and the danger of an emergency while increasing the stability of the flame, increasing the cutting speed of slabs and blooms and the quality of the cut and the possibility of selecting the necessary cutting conditions.

Claims

1. Cutter for oxy-fuel cutting, containing a head with channels for supplying combustible gas, heating and cutting oxygen, a mouthpiece with means for forming a combustible mixture, connected to the head and mating with it on a conical surface with the formation of separate annular chambers for combustible gas having inputs and outputs and heating oxygen, a shank with fittings for supplying combustible gas and heating oxygen communicated with the respective channels, and a central fitting for supplying cutting oxygen communicated with a central channel for supplying cutting oxygen passing through the head and mouthpiece, having a conical shape at the mouthpiece outlet, and calibrated openings for separate supply of combustible gas and heating oxygen communicated with the output of the corresponding annular chamber, characterized in that it is equipped with a cooling means consisting of additional annular chamber and fittings in communication with the channels for supplying and discharging coolant, the mouthpiece is made monolithic, and the means for forming a combustible mixture form but with two concentric, external and internal, rows of round holes whose length is 23-28 times their diameter, calibrated holes for separate supply of combustible gas and heating oxygen are made in the mouthpiece with the formation of the outer and inner rows, each of the channels for supplying combustible gas and heating oxygen at the entrance to the head is branched into two channels that are in communication with the input of the corresponding annular chamber, while the axis of the circular holes of the outer row of means for forming a combustible mixture 3 ° to the axis of the mouthpiece, and the axis of the round holes of the inner row of the means for forming the combustible mixture are parallel to the axis of the mouthpiece, the number of calibrated holes for the separate supply of combustible gas and heating oxygen in the outer and inner rows is equal to the number of round holes respectively concentric of the outer and inner rows of round openings of the means for forming a combustible mixture, the additional annular chamber of the cooling means being formed by the mating parts of the head and mouthpiece and located below the annular chamber for combustible gas, located under the annular chamber for heating oxygen, and each calibrated hole of the inner and outer rows for separate supply of combustible gas and heating oxygen is in communication with the corresponding round hole of the inner and outer rows of means for forming a combustible mixture.

2. The cutter according to claim 1, characterized in that the round holes of the concentric outer and inner rows of the means for forming the combustible mixture are made in the amount of 12 and 6, respectively, while the ratio of the total cross-sectional area of the calibrated holes for supplying heating oxygen to the total cross-sectional area of the calibrated holes for supplying combustible gas is 11/17, the ratio of the total cross-sectional area of the calibrated holes of the outer row for supplying heating oxygen to the total cross-sectional area of the calibrated holes the inner row for supplying heating oxygen is 5.5, and the ratio of the total cross-sectional area of the calibrated holes of the outer row for supplying combustible gas to the total cross-sectional area of the calibrated holes of the inner row for supplying combustible gas is 0.8.

3. The cutter according to claim 1, characterized in that the round holes of the concentric outer and inner rows of the means for forming the combustible mixture are made in the amount of 16 and 8, respectively, while the ratio of the total cross-sectional area of the calibrated holes for supplying heating oxygen to the total cross-sectional area of the calibrated holes for supplying combustible gas is 3/5, the ratio of the total cross-sectional area of the calibrated holes of the outer row for supplying heating oxygen to the total cross-sectional area of the calibrated holes in the inner row for supplying heating oxygen is 4.5, and the ratio of the total cross-sectional area of the calibrated holes of the outer row for supplying combustible gas to the total cross-sectional area of the calibrated holes of the inner row for supplying combustible gas is 0.65.