резак для кислородной резки металла

Формула изобретения

1. РЕЗАК ДЛЯ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА, содержащий корпус с каналом подачи режущего кислорода, в котором установлен клапан, управляемый рукояткой, и с каналом подачи подогревающего кислорода, внутри которого расположен канал подачи горючей жидкости с установленным в нем шпиндельным регулятором подачи горючей жидкости, головку с выполненной с торцовыми пазами гильзой, в которой с образованием кольцевого канала для подачи рабочей смеси установлен мундштук выполненный со шлицевыми пазами на наружной поверхности со стороны рабочего торца, образующими совместно с гильзой шлицевые каналы, с центральным каналом, соединенным с каналом подачи режущего кислорода и с торцом, расположенным в полости гильзы, установленные в кольцевом канале втулки, образующие петлеобразную полость, соединенную со шлицевыми каналами, а также пористый элемент и смеситель, соединенный с кольцевым каналом для подачи рабочей смеси, отличающийся тем, что смеситель выполнен с центральной осевой камерой смешения, а выходной участок канала подачи подогревающего кислорода выполнен в виде радиальных каналов, соединенных с камерой смешения и расположенных под углом не меньше 20 и не больше 45^o к оси шпиндельного регулятора, смеситель установлен в канале подачи подогревающего кислорода и соединен с каналом подачи горючей жидкости через выходное отверстие шпиндельного регулятора, при этом пористый элемент установлен в канале подачи горючей жидкости, а суммарная площадь поперечных сечений шлицевых каналов не менее, чем в 2,5 раза больше суммарной площади поперечных сечений радиальных каналов.

2. Резак по п.4, отличающийся тем, что рабочий конец мундштука выполнен с кольцевой проточкой на внешней стороне.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кислородной резке металлов с использованием жидкого топлива, в частности бензина.

Известен резак для кислородной резки стали. (См. Политехнический словарь. М. Советская энциклопедия, 1976, с. 349), с использованием жидкого горючего керосина или бензина, в котором испарение жидкого горючего происходит под воздействием прогрева дополнительным пламенем от головки резака, что опасно для резчика.

За прототип выбран резак для кислородной резки стали по патенту США N 3192987, кл. 431-207, 1965, в котором описана горелка для сварки и резки, содержащая головку с гильзой и мундштуком, смеситель, корпус с каналом подачи бензина, каналом подачи подогревающего кислорода, каналом подачи режущего кислорода. Канал подачи бензина установлен внутри канала подогревающего кислорода и снабжен пористым фильтром и шпиндельным регулятором подачи бензина; канал подачи режущего кислорода снабжен клапаном, управляемым рукояткой и сообщен с центральным каналом мундштука. Мундштук установлен в гильзе, которая связана с головкой резьбовым соединением; между гильзой и мундштуком образован канал подачи рабочей смеси, сообщенный по входу с камерой смесителя, и запрессованы втулки, образующие петлеобразную часть канала подачи рабочей смеси, на внешней поверхности рабочего конца мундштука выполнены шлицевые пазы, торец мундштука утоплен в полости гильзы, с торцевой стороны которой выполнены поперечные пазы. В прототипе смеситель установлен соосно в головке, и нагрев головки может привести к интенсивному испарению бензина до его попадания в смеситель, что нарушает стабильность подачи бензина, стабильность горения пламени и нарушает процесс резки. Распыление бензина в смесителе производится группой проходящих вдоль оси смесителя кольцевых каналов подачи подогревающего кислорода, которую имеют малое сечение, это затрудняет регулировку пламени изменением давления кислорода, а кольцевые каналы малого сечения тяжело выполнить технологически.

Кроме того, в резаке по прототипу отношение площадей сечения каналов подачи подогревающего кислорода и площадей сечения каналов подачи рабочей смеси на выходе устройства не дает возможности поддержать необходимые режимы резки для металлов малых толщин.

Еще один недостаток состоит в том, что в режиме резки при отрицательных температурах окружающей среды газовая смесь охлаждается потоком режущего кислорода, происходит конденсация и появление жидкости в пламени, что снижает эффективность использования резака.

Целью изобретения является увеличение стабильности процесса резки, увеличение диапазона регулирования давления подогревающего кислорода, расширение функциональных возможностей при одновременном повышении эффективности резки в условиях отрицательных температур окружающей среды.

Для этого в резаке для кислородной резки металлов смеситель установлен соосно в канале подачи подогревающего кислорода вдоль оси шпиндельного регулятора, соосно сообщен с каналом подачи бензина через выходное отверстие шпиндельного регулятора, а оси отверстий канала подогревающего кислорода пересекают ось шпиндельного регулятора подачи бензина под углом, величина которого не менее 20 и не более 45^о, при этом суммарная площадь поперечного сечения шлицевых каналов мундштука по крайней мере в 2,5 раза больше суммарной площади поперечного сечения отверстий каналов подогревающего кислорода.

Кроме того, в устройство рабочий конец мундштука может быть выполнен с кольцевой проточкой с внешней стороны.

На фиг.1 представлена конструктивная схема резака; на фиг.2 узел регулирования подачи подогревающего кислорода; на фиг.3 конструктивная схема головки и элементы конструкции смесителя; на фиг.4 рабочий торец мундштука.

Устройство содержит корпус 1, скрепленный с головкой 2. В корпусе 1 выполнен канал 3 подачи режущего кислорода, канал 4 подачи подогревающего кислорода и канал 5 подачи бензина. Канал 3 подачи режущего кислорода далее проходит по оси головки 2.

Канал 5 подачи бензина установлен в канале 4 подогревающего кислорода и снабжен шпиндельным регулятором 6 подачи бензина, который образован шпинделем 7, проходящим внутри трубки 3 подачи бензина. Наконечник шпинделя 7 входит в выходное отверстие 9 шпиндельного регулятора 6, величина выходного отверстия 9 регулируется вентилем 10.

Канал 5 подачи бензина и канал 4 по- дачи подогревающего кислорода установлены соосно таким образом, что указанные каналы образуют кольцевую полость, через которую подается подогревающий кислород. Внутри канала 4 подачи подогревающего кислорода по оси канала 5 подачи бензина установлен смеситель 11, камера 12 которого сообщена с каналом 5 подачи бензина через выходное отверстие 9 шпиндельного регулятора 6.

Канал 4 подачи подогревающего кислорода сообщен с камерой 12 смесителя 11 через отверстия 13, оси которых пересекают ось смесителя под углом к оси шпиндельного регулятора 6, величина которого не менее 20 и не более 45^о у выходного отверстия шпиндельного регулятора 6. Внутри шпиндельного регулятора установлен кольцевой пористый фильтр 14, который пpедставляет собой кольцевую втулку из спеченного металлического порошка и предназначен для стабилизации подачи жидкого горючего (бензина).

Вентиль 15 предназначен для регулировки подачи подогревающего кислорода. В канале 3 подачи режущего кислорода установлен клапан 16, запирающий элемент которого связан с рукояткой 17.

На входе в канал подачи бензина установлен штуцер 18 с трубкой 19. На входе канала подачи кислорода установлен штуцер 20 с трубкой 21.

Головка 2 выполнена с коническим отверстием 22, мундштук 23 соосно расположен в гильзе 24, которая выполнена с коническим отверстием 25. Мундштук выполнен в виде 3-х конических поверхностей 26, 27 и 28, одна из которых (28) входит в ответное коническое отверстие 22 головки 2, другая (27) в ответное коническое отверстие 25 гильзы 24, а третья (25) образует с указанной гильзой 24 канал 29 подачи горючей смеси. На гильзе и мундштуке запрессованы втулки 30, образующие петлеобразную часть 31 канала 29, предназначенную для доведения бензина до газового состояния за счет увеличения времени контакта смеси с прогретыми наружными стенками, а также для исключения утечек из головки резака в нерабочем положении.

С внешней стороны вдоль оси мундштука 23 выполнены шлицевые пазы 32, образующие шлицевые каналы 33, являющиеся продолжением петлеобразной части 31 канала 29 подачи рабочей смеси.

У торца рабочего конца мундштука 23 выполнена кольцевая проточка 34. У торца гильзы 24 выполнены поперечные пазы 35 (4 паза). Мундштук 23 утоплен в гильзе 24. Мундштук 23 и гильза 24 скреплены с головкой гайкой 36.

Устройство работает следующим образом.

Бензин подается через штуцер 18 по трубке 19 к кольцевому каналу 5 подачи бензина, проходит через пористый фильтр 14 и входит в камеру 12 смесителя 11 через регулируемое выходное отверстие 9 шпиндельного регулятора 6.

Подача подогревающего кислорода происходит от штуцера 20 по трубке 21 по кольцевому каналу 4 подачи подогревающего кислорода через отверстия 13. Оси отверстий 13 подачи подогревающего кислорода пересекают ось смесителя 11 у выходного отверстия 9 шпиндельного регулятора 6 под углом к оси шпиндельного регулятора (20-45^о). В результате этого в камере 12 смесителя 11 струи бензина распыляются высокоскоростными струями кислорода. Смеситель позволяет получить взвесь, которая сама распространяется равномерно по всем объему мундштука и не требует дополнительных средств распределения. Такой смеситель может работать даже с тяжелым бензином.

Площадь сечения отверстий 13 подачи подогревающего кислорода меньше площади сечения шлицевых каналов 33 подачи горючей смеси не менее, чем в 2,5 раза (даже для мундштуков, используемых для резки изделий малых толщин). Это позволяет плавно изменять режимы резки при малых изменениях давлений кислорода на входе.

Вытекающая в атмосферу смесь зажигает торец гильзы 24. Благодаря наличию камеры, образованной несовпадением торцов мундштука 23 и гильзы 24, а также поперечными пазами 35 гильзы 24 происходит нагрев гильзы 24 и втулок 30, которые образуют петлеобразную часть 31 канала подачи горючей смеси, и сокращается процесс доведения парокапельной горючей смеси до газообразного состояния до 5-7 с.

При работе резака в режиме резки металла в работу включается канал 3 подачи режущего кислорода. При этом нужно установить рукоятку 17 в открытое положение и открыть запирающий элемент клапана 16. При этом режущий кислород через клапан 16 поступает в головку 2 горелки и по каналу, совпадающему с осью гоpелки, выходит к разрезаемой поверхности. Благодаря наличию кольцевой проточки 34, выполненной на конце мундштука 23 с его внешней стороны, которая равна 4-м размерам шлица, устраняется конденсация бензиновых паров из газовой смеси при резке и появление жидкости в пламени. Это происходит за счет пространственного удаления места выхода режущего кислорода от газовой смеси.

Положительный эффект изобретения состоит в возможности увеличения диапазона регулирования рабочего давления кислорода, что увеличивает диапазон разрезаемых толщин стали, а также в повышении эффективности резки при отрицательных температурах.