close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4645

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4645
(13)
C1
7
(51) B 23K 7/00,
(12)
F 23D 14/42
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ГАЗОВЫЙ РЕЗАК
(21) Номер заявки: a 19990420
(22) 1999.04.28
(46) 2002.09.30
(71) Заявитель: Научно-исследовательский
и
конструкторско-технологический
институт
сварки и защитных покрытий с опытным
производством (BY)
(72) Авторы: Шелег В.К., Рагунович С.П., Цыганов
В.А., Нестеров А.К., Каспер Ю.В. (BY)
(73) Патентообладатель: Научно-исследовательский и конструкторско-технологический
институт сварки и защитных покрытий с
опытным производством (BY)
BY 4645 C1
(57)
Газовый резак, содержащий головку с внутренним и наружным мундштуками и центральным каналом
для подачи режущего кислорода в сопло внутреннего мундштука, причем входная часть центрального канала
выполнена в виде конфузора, трубопровод для подвода подогревающего кислорода с инжектором установлен внутри трубопровода горючего газа, смесительную и кольцевую камеры, кольцевой зазор для выхода
топливной смеси, отличающийся тем, что выходная часть центрального канала и сопло внутреннего мундштука образуют единый конфузор меньшей конусности, чем конфузор входной части центрального канала, а
выходная часть сопла внутреннего мундштука выполнена в виде расширяющегося канала, длина которого
составляет 0,27-0,31 диаметра наименьшего сечения выходной части сопла, а диаметр выходного сечения
составляет 1,18-1,21 диаметра наименьшего сечения выходной части сопла; кольцевой зазор для выхода топливной смеси выполнен в виде конфузора, причем его выходная часть выполнена с расширяющимся сечением, длина которого составляет 0,27-0,31 диаметра наименьшего сечения кольцевого зазора для выхода топливной смеси, а внутренний диаметр выходного сечения составляет 1,18-1,21 диаметра наименьшего
сечения кольцевого зазора для выхода топливной смеси.
Фиг. 1
BY 4645 C1
2. Газовый резак по п. 1, отличающийся тем, что выходная часть сопла внутреннего мундштука в виде
расширяющегося канала выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу окружности наименьшего сечения этого канала.
3. Газовый резак по п. 1, отличающийся тем, что выходная часть кольцевого зазора для выхода топливной смеси выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу наименьшего сечения кольцевого зазора для
выхода топливной смеси.
4. Газовый резак по п. 1, отличающийся тем, что диаметр большего основания конфузорного канала
меньшей конусности больше меньшего диаметра конфузорного канала меньшей конусности в 2,2-2,5 раза, а
отношение длины конфузорного канала меньшей конусности к меньшему диаметру составляет 18-25.
5. Газовый резак по п. 1, отличающийся тем, что диаметр конфузора в проходном сечении кольцевого
зазора для выхода топливной смеси больше меньшего диаметра конфузора в 1,3-1,4 раза, а отношение длины
конфузора к его меньшему основанию составляет 7-8.
(56)
BY 1339 C1, 1996.
SU 1611623 A1, 1990.
SU 1747798 A1, 1992.
RU 2041424 C1, 1995.
DD 219411 A1, 1985.
DE 3600428 A1, 1987.
Изобретение относится к термической резке металлов и может быть использовано в машиностроении,
металлургии, электротехнической промышленности и других отраслях народного хозяйства.
Известен газовый резак (Эконом. пат. ГДР 219411, МПК В 23К 7/00, 1985), содержащий головку с центральным каналом для режущего кислорода и каналом для горючей смеси, служащим смесительной камерой, расположенной параллельно центральному каналу.
Данный резак предназначен только для резки заготовок кислородом высокого давления, которое приводит к увеличению диаметра струи на выходе из сопла и к повышению ширины реза. Он применяется в основном для резки заготовок толщиной 10 мм и выше.
Наиболее близким по технической сущности является газовый резак (пат. РБ 1339, МПК В 23К 7/00,
1996), содержащий головку с внутренним и наружным мундштуками для подачи режущего кислорода в сопло внутреннего мундштука, входная часть центрального канала выполнена в виде конфузора, трубопровод
для подвода подогревающего кислорода с инжектором установлен внутри трубопровода горячего газа, смесительную и кольцевую камеры.
Недостатком конструкции является то, что выходные струи режущего и подогревающего кислорода при
выходе из сопла резака расширяются, их граница имеет неравномерные профили скорости, что увеличивает
ширину реза.
Техническая задача, решаемая изобретением, - повышение производительности и качества резки, эффективности использования топлива.
Технический результат достигается тем, что в газовом резаке, содержащем головку с внутренним и наружным мундштуками и центральным каналом для подачи режущего кислорода в сопло внутреннего мундштука, причем входная часть центрального канала выполнена в виде конфузора, трубопровод для подвода
подогревающего кислорода с инжектором установлен внутри трубопровода горючего газа, смесительную и
кольцевую камеры, кольцевой зазор для выхода топливной смеси, выходная часть центрального канала и сопло внутреннего мундштука образуют единый конфузор меньшей конусности, чем конфузор входной части
центрального канала, а выходная часть сопла внутреннего мундштука выполнена в виде расширяющегося
канала, длина которого составляет 0,27-0,31 диаметра наименьшего сечения выходной части сопла, а диаметр выходного сечения составляет 1,18-1,21 диаметра наименьшего сечения выходной части сопла; кольцевой зазор для выхода топливной смеси выполнен в виде конфузора, причем его выходная часть выполнена с
расширяющимся сечением, длина которого составляет 0,27 - 0,31 диаметра наименьшего сечения кольцевого
зазора для выхода топливной смеси, а внутренний диаметр выходного сечения составляет 1,18-1,21 диаметра
наименьшего сечения кольцевого зазора для выхода топливной смеси.
Выходная часть сопла внутреннего мундштука в виде расширяющегося канала выполнена с радиусом
кривизны, равным радиусу окружности наименьшего сечения этого канала.
Выходная часть кольцевого зазора для выхода топливной смеси выполнена с радиусом кривизны, равным
радиусу наименьшего сечения кольцевого зазора для выхода топливной смеси.
2
BY 4645 C1
Диаметр большего основания конфузорного канала меньшей конусности больше меньшего диаметра
конфузорного канала меньшей конусности в 2,2-2,5 раза, а отношение длины конфузорного канала меньшей
конусности к меньшему диаметру составляет 18-25.
Диаметр конфузора в проходном сечении кольцевого зазора для выхода топливной смеси больше меньшего диаметра конфузора в 1,3-1,4 раза, а отношение длины конфузора к его меньшему основанию составляет 7-8 калибров.
На фиг. 1 представлен разрез газового резака, на фиг. 2 - увеличенный масштаб части газового резака.
Газовый резак содержит головку 1 с центральным каналом 2 для режущего кислорода и каналом 3 для
топливной смеси, связанным со смесительной камерой 4, расположенной в боковой стенке головки 1. Входная часть 5 центрального канала 2 для режущего кислорода выполнена в виде конфузора. Газовый резак содержит сопло внутреннего мундштука 6. Выходная часть центрального канала 7 и сопло внутреннего мундштука 6 образуют единый конфузор меньшей конусности, сопрягающийся с выходной частью сопла
внутреннего мундштука 8. Длина конфузорного канала меньшей конусности составляет 18-25 калибров по
отношению к меньшему диаметру, а диаметр большего основания конфузорного канала меньшей конусности
в 2,2-2,5 по отношению к меньшему диаметру. Длина выходной части сопла внутреннего мундштука 8 составляет 0,27-0,31 калибров в отношении к диаметру наименьшего сечения выходной части сопла, а диаметр
выходного сечения 0,18-0,21 в отношении к диаметру наименьшего сечения выходной части сопла.
На головке 1 газового резака закреплены мундштуки 9, 10 (внутренний и наружный, соответственно),
между которыми имеется кольцевая камера 11, выполненная в виде усеченного конуса, и кольцевой зазор 12,
в разрезе дающий конфузор, выходная часть кольцевого зазора 13, имеющая в разрезе вид диффузора.
Длина выходной части кольцевого зазора 13 составляет по отношению к наименьшей ширине кольцевого
зазора 12 0,27-0,31. Длина кольцевого зазора 12 в отношении к его меньшему основанию составляет 7-8 калибров. Внутренний мундштук снабжен кольцевым каналом 14 для топливной смеси, соединенным с большим основанием кольцевой камеры 11.
Газовый резак содержит трубопровод 15 для режущего кислорода, связанный с каналом 2, трубопровод
16 для подогревающего кислорода, расположенный в трубопроводе 17 для подачи 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 основание которого связано со смесительной камерой 4.
Выходная часть сопла внутреннего мундштука 8 может быть выполнена с расширением с радиусом кривизны, равным радиусу окружности наименьшего сечения этого сопла (фиг. 2).
Выходная часть кольцевого зазора 13 может быть выполнена с расширением с радиусом кривизны, равным радиусу окружности наименьшего сечения окружности кольцевого зазора 12 (фиг. 2).
Газовый резак работает следующим образом.
От баллона с кислородом (не показан) через редуктор (не показан), вентили (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 разряжение в инжекционной камере 19, что обеспечивает подсос горючего газа, например ацетилена, подаваемого по трубопроводу 17 в инжекционную камеру 19 через зазор 21. В
инжекционной камере 19 происходит смешивание подогревающего кислорода и ацетилена с образованием
топливной смеси. Дальше по выходному каналу 22 инжекционной камеры 19 топливная смесь поступает в
канал 22, где происходит торможение струи топливной смеси, которая затем поступает в смесительную камеру 4, откуда по каналу 3 через кольцевой канал 14 поступает в кольцевую камеру 11, в кольцевой зазор 12,
затем в выходную часть кольцевого зазора 13, на выходе из которого в атмосферу топливную смесь поджигают и образуется подогревающее пламя.
Струя режущего кислорода во входной части 5 центрального канала 2 получает ускорение за счет его сужения, затем в конфузоре меньшей конусности происходит формирование узкой нерасходящейся струи, которая пройдя выходную часть сопла внутреннего мундштука 8 улучшается по однородности скорости по
границам. Струя не размывается по краям, выходя в атмосферу, при этом обеспечивается глубокий и узкий
рез.
Центральной частью изобретения является установка на выходе из сопла внутреннего мундштука и кольцевого зазора для топливной смеси расширяющихся каналов. В выходной части сопла внутреннего мундштука 8 и выходной части кольцевого зазора 13 резко уменьшается градиент скорости в пристенной области,
поэтому турбулентное перемешивание на границе струи топливной смеси снижается, уменьшается толщина
слоя смешения при одновременном сохранении профиля скорости в ядре потока.
В сужающейся части конфузора меньшей конусности и кольцевого зазора 13 происходит уменьшение
энергии и масштаба турбулентных пульсаций, а также формирование равномерного профиля средней скоро3
BY 4645 C1
сти потока. Поэтому длины соответствующих конфузоров выбраны не менее: для топливной смеси - 7-8 калибров, для конфузора меньшей конусности - 18-25 калибров. При меньших и больших калибрах работа резаков ухудшается. Для конфузора меньшей конусности при меньших длинах сопла равномерность профиля
скорости не успевает сформироваться, при больших - требуется естественное расширение сопла для придания формы равномерного профиля скорости.
Использование предложенной конструкции обеспечивает работу резака на низком давлении от 0,3 до 2
кгс/см2 и резку стальных заготовок толщиной до 0,5 мм без грата, а также пакет заготовок без прижимного
устройства.
Скорость резания увеличивается в 1,1 раза, расход кислорода уменьшается на 10 %, горючего газа - на
5 %. Газовый резак взрывобезопасен.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
139 Кб
Теги
by4645, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа