Газовый резак

(12) государственное плтвнтнов ведомство гвспувлики валдгусъ1. Газовый резак, содержащий головку с ВНУТРСННЪШК И ННРУЖНЪЛМ МУЦДШТУКЗМИ, которыми образована полость, и центральным каналом для подачи режущего кислорода в сопло внутреннего мундштука, трубопроводы для подвода к мундщтукам режущего и подоГРЕВЗЮЩЕГО ЕШСЛОРОДЗ И. ГОРЮЧГО газа, размещенную в головке смесительную камеру,соединенную каналами с трубопроводами для подвода подогревающего кислорода и горючего газа н выходным отверстием резака, и инжектор, установленный на входе в смесительнухо Камеру и связанный с трубопроводом для подвода подогревающего кислорода, отличающийся тем, что входная часть центрального канала вьшолнена в виде конфузора, а выходная - в виде диффузора, сообщенного с расширенной частью вьшолненного в виде сужающегося канала кислородного сопла, трубопровод для ПОДВОДЗ ПОДОГРЕВНЮЩЕГО СИСЛОр-ОДЗ С ИНЖВКТОром установлен внутри трубопроводаторючего газарс зазором относительно него.2. Газовый резак по п.1, отличающийся ТЕМ, ЧТО ДПЗМЕТР бОЛЬШСГО ОСНОВЗНИЯ КОНфузора и диаметр большего основания диффузора больше диаметра центральной части(73)Патентообладатель Васильев Валерий Михайлович (ВУЗканала в 1,7-2 и 1,05 н 1,2 раза соответственно, а диаметр меньшего основания сопла в 2,53 раза меньше диаметра его большего основания.3. Газовый резак по пп.1,2, отличающийсяТЕМ, ЧТО СМЕСИТЕЛЬНЗЯ камера РЗСПОЛОЖВНЦ В СТСНКС ГОЛОВКИ.4. Газовый резак по пп.1,2, отличающийся тем, что образованная внутренним и наружным мундштуками полость выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого сообщено с каналами для горючей смеси, а диаметр МВНЪШВГО ОСНОВЗНИЯ БОЛЬШЕ диаметра выходного отверстия резака.Изобретение относится к термической резке металлов и может быть использовано в машиностроении, металлургии, судостроении, электротехнической промышленности и других отраслях народного хозяйства.Известен газовый резак, содержащий головку с центральным каналом для режущего кислорода и каналом для горючей смеси,закрепленный на головке мундштук, который имеет камеру и канал для горючей смеси и сопло для режущего кислорода. Канал для режущего кислорода имеет цилиндрическую часть на входе кислорода, соединенную с приемным конусом и разгрузочный конус, которые соединены между собой также цилиндрической частью. Сопло для режущего кислорода мундштука вьшодшено цилиндрическим 1.К недостаткам указанного резака относится следующее что резак предназначен только для резки заготовок кислородом высокого давления, так как конструкция центрального канала для режущего кислорода головки резака и выполнение сопла в мундштуке снижают скорость истечения струи режущего кислорода, а это ведет к большому расходу кислорода, большой материалоемкости, при резке стали малой толщины возможно образование грата. При этом высокое давление кислорода приводит к увеличению диаметра струи на выходе из сопла, т.е к увеличению ширины реза.Прототипом изобретения выбран газовый резак, содержащий головку с центральным каналом для режущего кислорода и каналом для горючей смеси, служащим смесительной камерой, расположенной в головке параллельно центральному каналу, закрепленные на головке внутренний и наружный мундштуки, между которыми имеется камера и канал для горючей смеси, при этом, внутренний мундштук снабжен соплами для режущего кислорода и горючей смеси.Резак также содержит трубопроводы для подачи режущего кислорода, подогревающего кислорода и горючего газа, из которых два последних соединены со смесительной камерой посредством инжектора, расположенного в инжекционной камере, установленной в торцевой части головки. При этом трубопровод для подогреваюшего кислорода соединен с центральным каналом инжектора, а трубопровод длягорючего газа соединен со смесительной камерой. Центральный канал для режущего кислорода головки резака имеет ступенчатые ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ части, а СОПЛО ДЛЯ РСЖУЩСГО кислорода внутреннего мундштука также выполнено цилиндрическим 2.Однако, данный резак работает На достаточно высоком давлении от 3 до 7 кгс/см 2 и он применяется в основном для резки заготовок толщиной 10 мм и выше, а при резке заготовок малой толщины (до 3 мм) получается грат,так как за счет указанного формирования струи происходит конусный рез. Нельзя произвести пакетную резку без прижима пакета. При этом связь трубопроводов для Подачи подогревающего кислорода и горючего газа со СМЕСИТЕЛЬНОЙ камерой СНИЖЗСТ СКОРОСТЬ ИСТЕчения горючей смеси, что приводит к проникНОВСНШО пламени БОБНУТрЬ МУНДШТШСЗ, ТЕС. К возникновеншо хлопка пламени, который перекодит в обратный удар пламени. Резак маТБРИЗЛОВМКИЙ из-за НЕПИЧИЯ И РЗСПОЛОЖЕНИЯ трех трубопроводов и их связи с головкой резака.В основу изобретения положена задача создания конструкции газового резака, в котором за счет формы выполнения его элементов и их взаимного расположения, позволяющих рабОТЗТЪ на НИЗКОМ ДЗВЛСЕИИ, ОБЕСПВЧИВЗСТСЯ высокая скорость резки, качество разрезаемой поверхности, резка стальных заготовок малой ТОЛЩИНЫ, ЭКОНОМИЯ КИСЛОРОДЗ, СНИЖЗСТСЯ материалоемкость и огнеопасность.Сущность изобретения заключается в том,что в газовом резака, содержащем головку с внутренним и наружным мундщтуками, между которыми образована полость, и центральным каналом для подачи режущего кислорода в СОПЛО ВНУТРЕННЕГО мундштука, ТРУбОПРОБОДЫ для подвода к мундштукам режущего и подогревающего кислорода и горючего газа, размещенную в головке смесительную камеру,соединенную каналами с трубопроводами для подвода подогревающего кислорода и горючего газа И ВЫХОДНЫМ ОТВВРСТИЕМ резака, И ИНЖЕКТОр, УСТЯНОВЛСННЫЙ на ВХОДЕ В СМЕСИТЕЛЬНУЮ камеру и связанный с трубопроводом для подвода подогревающего кислорода, входная часть центрального канала ВЫПОЛНСНЗ В ВИДЕ КОНфуэора, а выходная в виде диффузора, сообщенного с расширение частью выполненного в виде сужающег канала кислородного Сопла, а трубопровод ДЛЯ ПОДВОДЗ. ПОДОГРВВЗ ЮЩВГО кислорода С ИПЖСКТОРОМ УСТЗНОВЛВЙ внутри трубопровода для подвода горючего газа , с зазором относительно него.Кроме того, в газовом резаке диаметр большего основания конфузора и диаметр большего основания диффузора больше диаметра центральной части канала в 1,7-2 и 1,О 5-12 раза соответственно, а диаметр меньшего основания сопла в 2,5-З раза меньше диаметра его больШБГО ОСНОВЗНИЯ.Смесительная камера расположена в стенке головки, а полость, расположенная между наружным и внутренним мундштуками вьшолнена в виде усеченного конуса, большее основание которого сообщено с каналами для ГОРЮЧВЙ СМЕСИ ВНУТРЕННЕГО МУНДШТУКЗ, а ДИаметр меньшего основания больше диаметра канала, расположенного также между мундштуками.Диаметр цилиндрической части центрального канала для режущего кислорода головки резака является диаметром меньших оснований приемного конуса и конуса на выходе кислорода из канала. Размерное соотношение,что диаметр цилиндрической части в 1,05-12 раза меньше бодгьшего основания конуса, выпояшенного на выходе кислорода из канала и меньше в 1,7-2 раза большего оснонанияприемного конуса канала, определяет высоту конусов и диаметры конусов. Такое конструктивное вьшолнение центрального канала формирует ускоренную струю режущего кислорода, а размерное соотношение диаметрОВ КОНУСЗ СПЛИН. ВНУТРСННЕГО МУНДШТУКЕ, при котором диаметр меньшего основания в 25-3 раза меньше большего основания этого конуса,СОХРЗНЯТ УСКОРВЕБУЮ СТРУЮ И ДЕЛаСТ ее УЗКОЙ и нерасходяшейся на расстоянии до 50 мм от заготовки. Все это обеспечивает работ резака на низком давлении от 0,3 до 2 кгс/ см резку стальных заготовок малой толщины до 3 мм без грата и пакет заготовок без прижима при компактном конструктивном выполнении, что СНИЖДВТ МЗТРИЭЛОЕМКОСТЬ. РЗСПОЛОЖЕНИВ трубопроводов для подачи подогревающего кислорода и горючего газа и их связь со смесительной камерой облегчает процесс зажигания струи кислорода, подаваемого на низком давлении, обеспечивает стабильное горение ПОДОГРЕВЗЮШЕГО пламени, ИСКЛЮЧЗВТ ХЛОПКИ И обратные удары.В случае, если диаметр цилиндрической части канала будет меньше, чем в 1,05 большего основания меньшего конуса, -в 1,7 - большего ОСНОВПНИЯ бОЛЬШВГО КОНУСЗ, 8 ТНКЖЕ, ЕСЛИ ДИаметр меньшего конуса сопла будет меньше,чем в 2,5 раза большего основания, то этоукудшит технол и сопла, а если д аметр цилиндрической части будет меньше больших оснований конусов более, чем в 1,2 и 2 раза, соответственно, то увеличатся размеры ввек частей канала, форМИРУЮЩИХ режущую струю и резко снизится скорость истечения кислорода, для увеличения которой необходим подъем давления кислорода И если диаметр меньшего основания сопла внутреннего мундштука будет меньше большего основания более, чем в 3 раза, то необходимоувеличить размеры МУНдШтука, то есть металлоемкость резака. Смесительная камера,расположенная в боковой поверхности головки, Ьбеспечает подачу горючей смеси в смесительную камеру на низком давлении, так как путь прохождения горючей смеси сокращается, что делает головку резака более компактной, уменьшая ее размеры, что снижает материалоемкость.Форма выполнения камеры, расположенной между внутренним и наружным мундштуками обеспечивает стабильное истечение горючей смеси через канал и, естественноподдерживает стабильность горения кислорода.Начертеже представлен продольный разрез резака.Газовый резак содержит головку 1 с центральным каналом 2 для режущего кислорода и каналом 3 для горючей смеси, связанным со смесительной камерой 4, расположенной в боковой стенке головки 1. Приемная часть центрального канала 2 для режущего кислорода выполнена в виде усеченного конуса 5, меньшее основание которого направлено во внутрь головки 1, вместе выхода кислорода из головки, канал 2 выполнен-также в виде усеченного конуса 6, меньшее основание которого направлено также Аво внутрь головки 1 и соединено с меньшим основаниемконуса 5 цилиндрической частью 7 канала 2. Диаметр цилиндрической части 7 в 1,05-1,2 раза меньше диаметра большего основания конуса б и в 1,7-2 раза меньше диаметра большего основания конуса 5. На головке 1 резака закреплевы мундштуки 8,9 (внутренний и наружный соответственно), между которыми имеется кольцевая камера 10, выполненная в виде усеченного конуса и кольцевой канал 11 для горючей смеси. Внутренний мундштук 8 снабжен соплом 12 для режущего кислорода и кольцевым соплом 13 для горючей смеси, соединеннымс большим основанием камеры 10 и с кольцевым каналом 14, выполненном в головке 1 и связанным с каналом 3. Диаметр меньшего основания усеченного конуса камеры 10 больше диаметра кольцевого канала 11. Сопло 12 для режущего кислорода выполнено в виде усеченного конуса, большее основание которого расположено в части внутреннего мунд 7 ВУ 1339 С 1 вштука 8, сопряженной с головкой 1 резака и равно большему основанию конуса 6 канала 2, а меньшее основание конуса сопла 12 в 2,5-3 раза меньше большего основания этого конуса. Резак содержит трубопровод 15 для режущего кислорода , связанный с каналом 2,трубопровод 16 - для подогревающего кислорода, расположенный в трубопроводе 17 для горючего газа. Один конец трубопровода 16 для подогревающего кислорода снабжен инжектором 18, расположенным в инжекционной камере 19. Между инжектором 18 и внутренними стенками всасывающего канала 20 инжекционной камеры 19 имеется зазор 21,соединенный с трубопроводом 17 для подачи горючего газа и выходным каналом 22 инжекционной камеры 19. Канал 22 в месте соединения инжекционной камеры 19 со смесительной камерой 4 выполнен в виде конуса, большее основаъше которого связанно со смесительной камерой 4.Резак работает следующим образом.От баллона с кислородом (не показан) через редуктор (не показан) вентилями (не показаны) кислород разделяется по двум трубопроводам 15, 16 по трубопроводу 15 режущий кислород поступает в центральный канал 2 головки 1, а по трубопроводу 16 подается подогревающий кислород, который поступает в центральный канал инжектора 18 и создает разрежение в инжекционной камере 19, что обеспечивает подсос горючего газа, например,ацетилена, подаваемого по трубопроводу 17 в инэкекционную камеру 19 через зазор 21. В инжекционной камере 19 происходит смешивание подогревающего кислорода и ацетилена с образованием горючей смеси. Дальше по выходному каналу 22 инжекционной камеры 19 горючая смесь поступает в конусную часть канала 22, где происходит торможение струи горючей смеси, которая затем поступает всмесительную камеру 4, откуда по каналу 3 подается в кольцевой канал 14. Из кольцевого канала 14 горючая смесь поступает в кольцевое сопло 13, откуда через кольцевую камеру и канал 11, на выходе из которого в атмосферу горючую смесь поджигают и образуется подогревающее пламя.В это время струя режущего кислорода вконусе 5 приемной части канала 2 получает ускорение за счет сужения канала и с увеличенной скоростью поступает в цилиндрическую часть 7 канала 2, которая обеспечивает разгон струи. Затем струя режущего кислорода поступает в конус 6 канала 2, где происходит ее незначительное торможение, чтобы кислород не проник в область соединения головки 1 с мундштуком 8, и конус 6, служит также накопителем кислорода. А дальше режущий кислород поступает в сопло 12, где опять за счет конуса, струя получает ускорение и происходит формирование узкой нерасходяшейся струи, которая обеспечивает глубокий и узкий рез и резку пакета заготовок без прижима. Струя режущего кислорода на выходе из сопла 12 охватывается струями подогревающего пламени и параллельно один другому направляются к обрабатываемой поверхности. Угол атаки при таком поступлении режущей струи увеличивается, что способствует увеличению скоростирезания в 2 раза.Использование предложенной конструкции газового резака обеспечит работу езака на низком давлении от 0,3 до 2 кгс/см стальных заготовок толщиной до 3 мм без трата, а также пакет заготовок без прижимного устройства. Возможно удаление ядра пламени от разрезаемой заготовки до 50 мм. При этом увеличивается скорость резания в 2 раза, расход кислорода уменьшается на 50-б 0 горючего газа на 15-20. Снижается материалоемкость от 30 до 50, взрывобезопасен.Госъцарственное патентное ведомство Республики Беларусь.