专利名称：高压快速切割焊炬喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在诸如连续铸坯气割装置中用于气割一块厚钢板的高压快速切割焊炬喷嘴。本发明是在日本专利申请No.平9-361519的基础上提出的，本发明申请中参考了日本专利申请No.平9-361519中的技术内容。
本发明人在日本实用新案No.平5-39293中提出了一种高压快速切割焊炬喷嘴(下面简称为“焊炬喷嘴”)。在位于这种焊炬喷嘴中心部分的气割氧气喷孔周围设置一个第一组氧气喷孔、第一组燃气喷孔、第二组燃气喷孔和第二组氧气喷孔或者一个氧气喷射口，以便形成几个以所述气割氧气喷孔为中心的同心圆。另外，为了提高热效率，在相邻的燃气喷孔之间设置可以从通向所述氧气喷孔的通道中分流的氧气喷孔。
当气割钢板时，高压气割氧气喷流从所述气割氧气喷孔高速地喷出，并且在所述气割氧气喷孔周围由喷出的氧气和燃气形成第一组加热焰。另外，在所述第一组加热焰周围形成第二组加热焰。另外，由于提高了这些加热焰的效率，因此可以使覆盖所述气割氧气喷流的第一组加热焰得到延长和保持。这样可以提高从所述气割氧气喷孔喷出的气割氧气流的喷射效率，并且即使在气割厚钢板时也可以保持较高的气割效率。
但是，日本实用新案No.平5-39293中所提出的焊炬喷嘴在喷嘴端部利用一个称作外部混合的混合系统使燃气和氧气混合(也被称为后级混合)。由于燃气和氧气在所述焊炬喷嘴的外部进行混合，因此所述混合系统相对于喷管混合和喷嘴混合而言，其混合比率是较低的，所述喷管混合指的是利用一个安装有所述焊炬喷嘴上的喷管进行混合，所述喷嘴混合指的是在所述焊炬喷嘴中进行混合，因而会降低燃烧效率。
但是，在一个气割装置中，由于混合气体燃烧所形成的气焰温度高于3000℃并且所述气焰喷射很快，因此在气割过程中，如果气流因切割熔渣等因素而被阻塞，那么所述气焰将会在焊炬喷嘴和喷管中点燃，从而会导致回火或回燃的问题。因此，考虑到上述问题，特别是在气割厚钢板时，由于消耗的燃气量或氧气量较大，因此通常采用外部混合。
综上所述，本发明的目的在于，在能够保证一个外部混合系统的焊炬喷嘴使用安全的同时，使燃气和氧气有效地混合并提高气割效率。
本发明提供一种高压快速切割焊炬喷嘴，其中，在其端部上形成一个气割氧气喷孔，以所述气割氧气喷孔为中心同心地设置第一组氧气喷孔、第一组燃气喷孔、第二组燃气喷孔和一个氧气喷射口，并且利用从所述气割氧气喷孔喷出的高压气流切割钢板。从通向所述氧气喷射口的流动通道分流出来的并向着所述前端侧延伸的流动通道前端开口位于通向所述第一组和第二组燃气喷孔的流动通道的侧面上，其位置在距离所述端面10毫米以内的某一点处。
所述氧气喷射口还可是围绕所述气割氧气喷孔同心设置的第二组氧气喷孔。
另外，可在所述第一组氧气喷孔和第二组燃气喷孔之间设置所述第一组燃气喷孔，所述第一组燃气喷孔与所述第一组氧气喷孔以气割氧气喷孔为中心是交替设置的。
另外，通过在距离所述端面10毫米以内的某一点处去掉将所述第二组燃气喷孔和氧气喷射口隔开的管体前端可以消除从通向所述氧气喷射口和所述第二组燃气喷孔的流动通道中分流出来的流动通道。
另外，还可消除所述第二组燃气喷孔和所述氧气喷孔组，并使所述燃气喷孔组汇集。
图1表示本发明的第一实施例，并是沿着表示焊炬喷嘴的图2中Ⅰ-Ⅰ线的局部剖面图。
图2表示本发明的第一实施例，并是沿着表示焊炬喷嘴的图1中箭头Ⅱ方向的主视图。
图3表示本发明的第一实施例，并是沿着表示焊炬喷嘴的图2中Ⅲ-Ⅲ线的局部剖面图。
图4表示本发明的第二实施例，并是当以与图3中所示的相同方式剖开所述焊炬喷嘴时的局部剖面图。
图5表示本发明的第三实施例，并是沿着表示焊炬喷嘴的图6中Ⅴ-Ⅴ线的局部剖面图。
图6表示本发明的第三实施例，并是沿着表示焊炬喷嘴的图5中箭头Ⅵ方向的主视图。
图7表示本发明的第三实施例，并是沿着表示焊炬喷嘴的图6中Ⅶ-Ⅶ线的局部剖面图。
图8表示本发明的第四实施例，并是沿着表示焊炬喷嘴的图9中Ⅷ-Ⅷ线的局部剖面图。
图9表示本发明的第四实施例，并是沿着表示焊炬喷嘴的图8中箭头Ⅸ方向的主视图。
下面将参照
本发明的实施例。
图1至图3表示了本发明的第一实施例。焊炬喷嘴主体1的基部(图1中的上部)具有一个与用于供给氧气和燃气的吹送管(未示出)相连通的锥形表面1a，所述基部形成一个管。在所述锥形表面1a上形成用于分别接收氧气、燃气以及由所述吹送管所提供的氧气的凹部1b、1c和1d，从凹部1b形成通向所述焊炬喷嘴内部的流动通道1e。另外，从凹部1c和1d以同心的方式形成延伸到所述焊炬喷嘴1前端的多个流动通道1f和1g。
在所述喷嘴主体1中，从所述基部插入一个管套2，并利用一个螺帽3使其固定。在所述管套2的中心形成一个用于供给气割氧气的流动通道2a以使其与所述管套2同轴。另外，所述流动通道2a的前端是一个气割氧气喷孔2b，所述气割氧气喷孔2b向着所述前端变宽。
所述管套2的周边被一个安装在所述焊炬喷嘴1前端上的管体4所覆盖。所述管体4是圆形的，并且其周边被一个安装在所述焊炬喷嘴1前端上的管体5以相同的方式所覆盖。所述管体5的周边被一个套6所覆盖，并且在所述套6底部的外圆周表面上形成一个用于将所述焊炬喷嘴安装到所述吹送管上的螺纹6a。另外，在本发明的焊炬喷嘴中，与日本实用新案No.平5-39293中所提出的焊炬喷嘴相类似，在安装吹送管的同时，所述锥形表面1a与所述吹送管固定连接，并在所述管体5的侧壁与所述套6之间形成一个较小的间隙。
随着所述管体4的安装，在所述管套2和所述管体4之间形成一个用于供给氧气的流动通道7。所述流动通道7的底端与所述流动通道1e相通，并且所述流动通道7的前端形成第一组氧气喷孔7a，所述第一组氧气喷孔7a围绕着所述焊炬喷嘴主体1。另外，在所述管体4和所述管体5之间形成一个用于供给燃气的流动通道8。所述流动通道8的底端与所述流动通道1f相通，并且所述流动通道8的前端形成第二组燃气喷孔8a，所述第二组燃气喷孔8a环绕着所述焊炬喷嘴主体1并在径向上位于所述第一组氧气喷孔7a的外围。另外，在所述管体5和所述套6之间形成一个用于供给氧气的流动通道9。所述流动通道9的底端与所述流动通道1g相通，并且所述流动通道9的前端形成圆形氧气喷射口9a，所述圆形氧气喷射口9a环绕着所述焊炬喷嘴主体1并在径向上位于所述第二组燃气喷孔8a的外围。
附图标记7b和8b所表示的是所述管体4中的流动通道，所述流动通道7b和8b从流动通道7和8中分流出来并以一定的角度向着各自的前端侧面延伸。所述管体4前端表面上的所述流动通道7b和8b前端交替开口在处于所述第一组氧气喷孔7a和所述第二组燃气喷孔8a之间的管体4上的一个圆环内。因此，在所述第一组氧气喷孔7a和所述第二组燃气喷孔8a之间，交替设置用于提高加热和燃烧效率的氧气喷孔组7c和第一组燃气喷孔8c以便使其在整体上与所述焊炬喷嘴主体1同心。
另外，在本实施例的焊炬喷嘴上，从流动通道9中分流出来并以一定的角度向着前端延伸的流动通道9b和9c的前端，在距离所述焊炬喷嘴前端表面10毫米以内某一点处，它们开口分别在通向所述第二组燃气喷孔8a的流动通道8的侧面和通向所述第一组燃气喷孔8c的流动通道8b的侧面上。最后，利用从所述焊炬喷嘴主体1到流动通道9c的这样结构形成了所述焊炬喷嘴。
当切割钢板时，首先将所述焊炬喷嘴安装在一个吹送管上，将所述吹送管的阀门打开，将所述燃气供给到所述流动通道1f，燃烧气体经过所述流动通道1f以及流动通道8和8b从所述第一组燃气喷孔8c和所述第二组燃气喷孔8a中喷出。另外，与此同时，为所述流动通道1e和1g提供氧气，氧气经过所述流动通道1e、1g、7b和9从所述第一组氧气喷孔7a、氧气喷孔组7c和氧气喷射口9a中喷出。
另外，在本实施例的焊炬喷嘴中，通过述流动通道9b和9c使供给到所述流动通道9的一部分氧气在距离所述焊炬喷嘴前端表面10毫米以内某一点处被供给到所述流动通道8和8b。因此，燃气和氧气混合气体从所述第一组燃气喷孔8c和所述第二组燃气喷孔8a中喷出。
另外，在这种情况下，在所述焊炬喷嘴点火并且使需要切割的钢板加热以后，或者以上述的方式供给燃气和氧气的同时，将氧气供给到所述流动通道2a并且高压氧气从所述气割氧气喷孔2b喷出。这样，如图3中所示，由于氧气从所述气割氧气喷孔2b喷出，因此形成一股喷射速度很高的气割氧气流(图3中参照字母C)。另外，在气割氧气流C周围形成由氧气和燃气所构成的第一组加热焰(图3中参照字母A)，在第一组加热焰A周围形成第二组加热焰(图3中参照字母B)。由于第一组加热焰A大大地延伸了第二组加热焰B，因此可使气割氧气流C中动能的衰减得到抑制。因此，可以提高气割氧气流C的喷射效率，并且即使在气割厚钢板时，利用气割氧气流C进行气割也是非常有效的。
另外，在本发明的焊炬喷嘴中，预先将氧气从流动通道9b和9c供给到燃气流动通道8和8b。因此，从所述第一组燃气喷孔8c和所述第二组燃气喷孔8a中喷出由点燃的燃气和氧气所混合的气体，并且在所述焊炬喷嘴的前端、内侧和外侧，所述混合气体中的加热氧气汇集和混合，形成第一组加热焰A和第二组加热焰B。
因此，与在焊炬喷嘴前端使燃气和氧气混合的常规焊炬喷嘴相比较，所述加热焰A和B中的燃气与氧气的混合比率大大地提高。这样，所述加热焰变得强大并可充分地延伸，可以更有效地气割厚钢板。例如，在利用本发明的焊炬喷嘴进行气割钢板的试验中，与常规的焊炬喷嘴相比，开始切割的预热时间减少了20-30％，切割速度增加了5-15％。
另外，由于燃气和氧气在距离所述焊炬喷嘴前端10毫米以内的某一点处进行混合，即在非常靠近所述焊炬喷嘴前端的某处混合燃气和氧气，因此不会出现回火和回燃的现象，并在切割过程中能够保证安全。
图4表示的是本发明的第二实施例，并是以与图3中所示的相同方式剖开所述焊炬喷嘴时的局部剖面图。在这种焊炬喷嘴中，所述管体5的前端在距离所述焊炬喷嘴前端10毫米以内的某一点处被去掉，缩短了所述管体5的长度，因此在底部露出了所述燃气流动通道，并且消除了由于设置用于供给氧气的流动通道9b所带来的不便。这样，在这种焊炬喷嘴中，燃气和氧气在形成于所述管体5前端侧面上的通道9d的一部分中进行混合。另外，所述管体4的前端4a沿着氧气流动方向倾斜。
在这种焊炬喷嘴中，从通往所述氧气喷孔9a的流动通道9中分流出来的流动通道9c在距离所述焊炬喷嘴前端10毫米以内的某一点处与通往所述第一组燃气喷孔8c的流动通道8b汇集，从而可以提高气焰的喷射效率。也就是说，其实效果与第一实施例相同。
图5至图7表示了本发明的第三实施例。在这种焊炬喷嘴中，管体5的前端沿着外径方向扩展(其中在与所述套6相接触的外部周边设置一个细长的缝隙)，与图1中所示的附图标记9a相似，所述氧气喷射口的形状为圆形，如附图标记9e所示的氧气喷射口变成了多个孔(第二组氧气喷孔)，这些孔形成了以所述焊炬喷嘴1为中心的一个圆。
图8至图9表示了本发明的第四实施例。在这种焊炬喷嘴中，取消了氧气喷孔组7c和第二组燃气喷孔8a，并且所述流动通道8的前端与仅仅形成了一组燃气喷孔的流动通道8b相连通，同时增加了形成在同一个圆上的燃烧气体喷孔组8c的数量。所述焊炬喷嘴与第一实施例相似，也利用使从通往所述氧气喷射口9a的流动通道9中分流出来的流动通道9c在距离所述焊炬喷嘴前端10毫米以内的某一点处与通往所述第一组燃气喷孔8c的流动通道8b上汇集的方法来提高燃烧效率。如图6中所示，所述氧气喷射口9a可做成多个以所述焊炬喷嘴1为中心的圆形氧气喷孔。
另外，在上述的焊炬喷嘴中，利用在所示管套2和管体4的前端中环向地断续开槽的方式形成所述的氧气喷孔7a和第二组燃烧气体喷孔8a，但是这些孔可以是能够形成一个以所述焊炬喷嘴1为中心的圆的多个圆孔。
权利要求
1．一种高压快速切割焊炬喷嘴，其中，在其端部上形成一个气割氧气喷孔，以所述气割氧气喷孔为中心同心地设置第一组氧气喷孔、第一组燃气喷孔、第二组燃气喷孔和一个氧气喷射口，并且利用从所述气割氧气喷孔喷出的高压气流切割钢板；其特征在于，从通向所述氧气喷射口的流动通道分流出来的并向着所述前端侧延伸的流动通道前端开口位于通向所述第一组和第二组燃气喷孔的流动通道的侧面上，其位置在距离所述端面10毫米以内的某一点处。
2．一种如权利要求1所述的高压快速切割焊炬喷嘴，其特征在于，所述氧气喷射口是以所述气割氧气喷孔为中心同心地设置的第二组氧气喷孔。
3．一种高压快速切割焊炬喷嘴，其中，在其端部上形成一个气割氧气喷孔，以所述气割氧气喷孔中心同心地设置第一组氧气喷孔、第二组燃气喷孔和一个氧气喷射口，并且利用从所述气割氧气喷孔喷出的高压气流切割钢板；其特征在于，可在所述第一组氧气喷孔和第二组燃气喷孔之间设置所述第一组燃气喷孔，所述第一组燃气喷孔与所述第一组氧气喷孔以气割氧气喷孔为中心是交替设置的，从通向所述氧气喷射口的流动通道分流出来的并向着所述前端侧延伸的流动通道前端开口分别位于通向所述第一组和第二组燃气喷孔的流动通道的侧面上，其位置在距离所述端面10毫米以内的某一点处。
4．一种如权利要求3所述的高压快速切割焊炬喷嘴，其特征在于，所述氧气喷射口是同心地设置在所述气割氧气喷孔上的第二组氧气喷孔。
5．一种高压快速切割焊炬喷嘴，其中，在其端部上形成一个气割氧气喷孔，以所述气割氧气喷孔为中心同心地设置第一组氧气喷孔、第一组燃气喷孔、第二组燃气喷孔和一个氧气喷射口，并且利用从所述气割氧气喷孔喷出的高压气流切割钢板；其特征在于，从通向所述氧气喷射口的流动通道分流出来的并向着所述前端侧延伸的流动通道前端开口位于通向所述第一组燃气喷孔的流动通道的侧面上，其位置在距离所述端面10毫米以内的某一点处，并且将所述第二组燃气喷孔和氧气喷射口隔开的管体前端在距离所述端面10毫米以内的某一点处被去掉。
6．一种高压快速切割焊炬喷嘴，其中，在其端部上形成一个气割氧气喷孔，以所述气割氧气喷孔为中心同心地设置第一组氧气喷孔、第一组燃气喷孔、第二组燃气喷孔和一个氧气喷射口，并且利用从所述气割氧气喷孔喷出的高压气流切割钢板；其特征在于，从通向所述氧气喷射口的流动通道分流出来的并向着所述前端侧延伸的流动通道前端开口位于通向所述第一组燃气喷孔的流动通道的侧面上，其位置在距离所述端面10毫米以内的某一点处。
7．一种如权利要求6所述的高压快速切割焊炬喷嘴，其特征在于，所述氧气喷射口是同心地设置在所述气割氧气喷孔上的第二组氧气喷孔。
全文摘要
本发明涉及一种高压快速切割焊炬喷嘴,其中,在其前端表面上设置一个气割氧气喷孔2b,并以所述气割氧气喷孔2b为中心同心地设置第一组氧气喷孔7a、第一组燃气喷孔8c、第二组燃气喷孔8a和一个氧气喷射口9a,并且利用从所述气割氧气喷孔2b喷出的高压气流切割钢板;其特征在于,从通向所述氧气喷射口9a的流动通道9分流出来的流动通道9b和9c的前端开口位于通向所述第一组和第二组燃气喷孔8c和8a的流动通道8和8b的侧面上,其位置在距离所述端面10毫米以内的某一点处。根据本发明,可高效和安全地进行气割钢板。
文档编号F23D14/54GK1230657SQ9811165
公开日1999年10月6日 申请日期1998年12月24日 优先权日1997年12月26日
发明者潮田文之辅, 吉野民弥 申请人:日本斯彭株式会社