专利名称：一种配有气化割嘴的液体燃料金属切割装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于金属热切割技术领域，涉及一种以汽油、煤油、甲醇、 乙醇及其混合燃料如甲醇汽油、乙醇汽油等可燃液体为燃料的金属切割气化 割嘴及装置，能够取代目前广泛使用的乙炔气、煤气、丙烷气、液化气等气 体燃料切割技术，具有节能环保、安全可靠、使用方便等突出优点，广泛应 用于金属切割领域。
背景技术：
乙炔气体火焰切割技术是最早也是目前普遍采用的一种金属热切割工艺 方法，后来又发展了丙烷气、丙烯气、液化气、煤气等可燃气体切割技术。 目前的可燃气体切割技术都需要配置燃气瓶和氧气瓶，存在钢瓶运储以及可 燃气体的生产成本高、切割浪费大、易爆炸、切割回火、环境污染严重等缺 陷，并且切割过程中的落渣多，易出现挂渣结瘤以及增碳、硬化等现象，影 响切割质量。为此，近年来市场上又出现了以汽油为燃料的可燃液体切割机， 最早出现的是电子加热式、高频振荡式、打气筒加压式等汽油切割机，后来 又出现了射吸式无压汽油切割机。加热式和振荡式都设有电子温控装置，电气控制系统复杂，可靠性低；打气筒式虽然结构简单，但是打气加压频繁， 使用操作不便；并且它们都存在汽油残液量大、切割作业速度慢、切割火焰 不稳定、切割质量差等缺点，因其性能远远不能满足使用要求而未能进入市 场。目前，市场上出现的均是射吸式汽油切割机，它是在原有的乙炔气射吸 割矩基础上发展起来的，其基本结构都是由割嘴、割枪、氧气连接管、燃油 连接管、油箱、供氧装置等部分构成。现有的汽油切割机只是利用了乙炔气 射吸割矩的射吸结构，割嘴中没有使汽油气化的结构，致使现有的汽油切割 机在现场使用时，只能在一种氧压下工作，氧气压力变化时，则出现切割火 焰不稳定，以至"断焰或喘熄"现象，无法正常工作。同时，由于汽油没有 很好地在割嘴中雾化以至气化，工作中经常出现"滴油"现象。因此，现有 的汽油切割机由于存在结构上的致命缺陷，并没有真正达到使用要求的效果， 以至在市场上难以得到推广应用，目前市场上乙炔切割技术仍占火焰切割的 90%以上。由于液体燃料较气体燃料存储和运输方便、安全可靠等优点，特别是在 乙炔生产过程中所用的电石生产成本高、能耗大、环境污染严重，急需取代 乙炔气，使用清洁能源。因此，采用液体燃料实现金属热切割是今后金属热 切割技术发展的一个重要方向。在液体燃料中，汽油、煤油是石化燃料，完 全依赖石油能源，是一种不可再生的燃料；甲醇和乙醇等醇类燃料具有来源 广泛、可再生和可降解性等突出优点，是今后大力推广的清洁环保能源，也 是今后金属切割机必须推广和使用的液体燃料。目前的液体燃料可以是汽油、 煤油、甲醇、乙醇等单质燃料以及甲醇汽油、甲醇煤油、乙醇汽油、乙醇煤 油等混合燃料。因此，研制和开发能适应液体燃料切割的新型割嘴，是实现 液体燃料切割技术的关键。 实用新型内容本实用新型的目的是针对现有的可燃气体切割机及汽油切割机存在的缺 陷，结合液体燃料的性能，通过对割嘴的结构进行再设计，提供的一种能够 适应汽油、煤油、甲醇、乙醇及其混合燃料进行金属热切割的气化割嘴，满 足液体燃料切割技术的需要，使液体燃料切割机具有切割质量好、切割火焰 稳定、切割效率高、使用方便、安全可靠、节能环保等功能，从而真正实现 火焰切割技术的革命。本实用新型提供的一种配有气化割嘴的液体燃料金属切割装置，该切割装置包括割嘴、割枪l、燃油连接管4、氧气连接管5、油箱2、供氧装置3。 气化割嘴6是实现液体燃料切割技术的关键部件，包括割嘴芯、割嘴芯座、 割嘴外套。以氧气入口方向为前，割嘴芯35沿气化割嘴6的轴线方向装配， 割嘴座26位于割嘴芯35的前侧，割嘴座锥形孔I125与割嘴芯35上的锥形密 封端面相连；带有割嘴芯座套筒28的割嘴芯座27位于割嘴座26的后侧并套 在割嘴芯35外侧，割嘴芯座27上的锥形密封端面与割嘴座锥形孔I 23相连; 隔离套30通过间隙配合装在割嘴芯35与割嘴芯座套筒28之间；割嘴座26、 割嘴芯座27、割嘴外套29通过连接螺母36依次连接固定。气化割嘴6的割 嘴芯35内开有割嘴芯通孔33，割嘴芯35其芯杆外侧开有割嘴芯杆轴向条形 槽66;割嘴芯座27带有割嘴芯座套筒28;隔离套30前端开有隔离套径向齿 槽61，隔离套30外侧面开有隔离套轴向条形槽65，隔离套30后端部开有隔 离套气化通孔34及环形槽96;割嘴座套筒28外侧面与割嘴外套29内侧面形成环形流道64。气化割嘴6的燃烧室32是由带有割嘴外套轴向齿槽63的圆 柱孔与割嘴芯35后端面和隔离套30后端面形成，割嘴外套轴向齿槽63 —方 面能增加燃烧室32的受热面积，另一方面对切割火焰起导流作用，增加切割 火焰的焰芯长度和平直性，提高切割质量，并且燃烧室32内燃烧的切割火焰 能够对燃烧室32的内侧壁进行加热，利于气化割嘴6内燃料气化；气化割嘴 6设有利于液体燃料气化的气化室31，气化室31是由隔离套30后端部的环 形槽96与割嘴外套29后端部内底面形成，燃烧室32的内侧壁受热后经热传 导能够对割嘴外套29端部及侧壁以及隔离套30的端部进行加热，温度上升 很高，从而使进入气化室31的油气混合气在高温作用下迅速气化。割嘴外套 29和隔离套30材料采用高导热材料，以提高热传导的效率；在热传导作用下， 来自燃烧室32的燃烧热使割嘴外套29与割嘴座套筒28产生热效应，对进入 环形流道64、隔离套轴向齿槽62内的油气混合气进行预热，对沿隔离套轴向 条形槽65和割嘴芯杆轴向条形槽66内的气化混合气起保温作用。由于该气化割嘴6对油气混合气的预热、气化、保温，确保液体燃料在 气化喷嘴6中完全气化并一直保持气化状态，从而大大提高切割火焰的燃烧 效率，提高火焰温度，使液体燃料切割机具有切割质量好、切割火焰稳定， 最终达到了提高切割效率的目的，并且使用方便、安全可靠、节能环保，真 正实现火焰切割技术的革命。
图1为液体燃料切割装置系统原理图。图中，6—气化割嘴、l一割枪、5—氧气连接管、4一燃油连接管、2—油 箱、3—供氧装置。图2气化割嘴结构原理图。图中，8—切割氧连接管、12—油气连接管、20—切割氧连接孔、21—油 气连接孔、22—割嘴座油气通孔、23—割嘴座锥形孔I 、 24—割嘴座切割氧 通孔、25—割嘴座锥形孔I1、 26—割嘴座、27—割嘴芯座、28—割嘴芯座套 筒、29—割嘴外套、30—隔离套、31—气化室、32—燃烧室、33—割嘴芯通 孔、34—隔离套气化通孔、35—割嘴芯、36—连接螺母、37—割嘴芯座通孔、 61—隔离套径向齿槽、62—隔离套轴向齿槽、63—割嘴外套轴向齿槽、64— 环形流道、65—隔离套轴向条形槽、66—割嘴芯杆轴向条形槽、96—环形槽。
具体实施方式
工作时，来自切割氧连接管8中的切割氧经切割氧连接孔20、割嘴座切 割氧通孔24及割嘴芯通孔33射出，对金属进行切割；来自油气连接管12中 的油气混合气经油气连接孔21、割嘴座油气通孔22及割嘴芯座通孔37进入 割嘴外套29与割嘴芯座套筒28间的环形流道64，由于热传导作用，来自燃 烧室32的燃烧热使割嘴外套29与割嘴芯座套筒28产生热效应，对进入环形 流道64内的油气混合气进行预热，预热后的油气混合气经隔离套轴向齿槽62 进入气化室31，在气化室31壁面高温作用下迅速气化，气化后的油气混合气 经隔离套气化通孔34沿隔离套轴向条形槽I 65上行，并经隔离套径向齿槽 61沿割嘴芯杆轴向条形槽66下行，进入燃烧室32，点燃后形成切割火焰。， 由于热传导作用，来自燃烧室32的燃烧热使割嘴芯座套筒28与隔离套30及 割嘴芯35的芯杆产生热效应，对沿隔离套轴向条形槽65和割嘴芯杆轴向条 形槽66内的气化混合气起保温作用，使之一直保持气化状态。气化喷嘴6能 确保液体燃料在气化喷嘴6中完全气化，使液体燃料切割机具有切割质量好、 切割火焰稳定、切割效率高、使用方便、安全可靠、节能环保等功能，从而 满足液体燃料切割技术的要求，真正实现火焰切割技术的革命。
权利要求1、一种配有气化割嘴的液体燃料金属切割装置，该液体燃料切割装置包括割嘴、割枪(1)、油箱(2)、供氧装置(3)、燃油连接管(4)、氧气连接管(5)；割嘴包括割嘴芯、割嘴芯座、割嘴外套；其特征在于以氧气入口方向为前，割嘴芯(35)沿气化割嘴(6)的轴线方向装配，割嘴座(26)位于割嘴芯(35)的前侧，割嘴座锥形孔II(25)与割嘴芯(35)上的锥形密封端面相连；带有割嘴芯座套筒(28)的割嘴芯座(27)位于割嘴座(26)的后侧并套在割嘴芯(35)外侧，割嘴芯座(27)上的锥形密封端面与割嘴座锥形孔I(23)相连；隔离套(30)通过间隙配合装在割嘴芯(35)与割嘴芯座套筒(28)之间；气化割嘴(6)的割嘴芯(35)内开有割嘴芯通孔(33)，割嘴芯(35)芯杆外侧开有割嘴芯杆轴向条形槽(66)；隔离套(30)前端开有隔离套径向齿槽(61)，隔离套(30)外侧面开有隔离套轴向条形槽(65)，隔离套(30)后端部开有隔离套气化通孔(34)、隔离套轴向齿槽(62)及环形槽(96)；割嘴座套筒(28)外侧面与割嘴外套(29)内侧面形成环形流道(64)；气化割嘴(6)的燃烧室(32)是由带有割嘴外套轴向齿槽(63)的圆柱孔与割嘴芯(35)后端面和隔离套(30)后端面形成；气化割嘴(6)设有利于液体燃料气化的气化室(31)，气化室(31)是由隔离套(30)后端部的环形槽(96)与割嘴外套(29)后端部内底面形成。
专利摘要一种配有气化割嘴的液体燃料金属切割装置属于金属热切割领域。以氧气入口方向为前，割嘴芯(35)沿气化割嘴(6)的轴线方向装配，割嘴座(26)位于割嘴芯(35)的前侧，带有割嘴芯座套筒(28)的割嘴芯座(27)位于割嘴座(26)的后侧并套在割嘴芯(35)外侧，隔离套(30)通过间隙配合装在割嘴芯(35)与割嘴芯座套筒(28)之间；气化割嘴(6)设有利于液体燃料气化的气化室(31)，气化室(31)是由隔离套(30)后端部的环形槽(96)与割嘴外套(29)后端部内底面形成。该装置切割质量好、切割火焰稳定、切割效率高，能够满足高吸程作业和液体燃料切割技术的要求。
文档编号F23D11/40GK201089055SQ20072017370
公开日2008年7月23日 申请日期2007年10月19日 优先权日2007年10月19日
发明者王新华, 郑秋月, 高汝银 申请人:北京工业大学