專利名稱：蒸汽切割設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種蒸汽切割設備，其包括至少一個用于液體的容器、電流源、控制裝置以及燃燒器，該燃燒器經(jīng)由供應管線與所述容器相連接以產(chǎn)生通過噴嘴排出的蒸汽射流。
液體容器、電流源和控制裝置一般布置在通過適合的管線與燃燒器相連接的基本設備中。
背景技術(shù)：
從AT 406 559 B中，已知一種用于蒸汽切割方法的燃燒器，其將要連接至控制裝置和供應設備。這里，在燃燒器中布置有陰極和可選的陽極、流體供應系統(tǒng)以及在陰極區(qū)域中延伸的通道。通道能與液體供應系統(tǒng)的供應管線相連接。燃燒器和通道分別包括流槽或流道或縱向溝槽。通道在供應管線的方向上從陽極或陰極延伸并且布置在陰極(或陰極套管)與蒸發(fā)元件之間。通道用來將流體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w。這在進入流槽或流道或縱向溝槽的進口與陰極陽極間的空間之間實現(xiàn)。
這種燃燒器存在著缺點在蒸汽切割工序完成時，即在關(guān)閉燃燒器時或在待機操作期間，壓力繼續(xù)在燃燒器和供應管線中存在。這就導致了后蒸發(fā)以及燃燒器可能的流體泄漏，這可能會導致蒸汽切割操作所需流體的大量損失。此外，燃燒器和供應管線中壓力的降低必然伴隨著燃燒器中流體沸騰溫度的下降，這將自動地導致熱的燃燒器將更多的流體轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，從而導致流體繼續(xù)蒸發(fā)一個不定的時間段，并且接著——隨著燃燒器進一步冷卻下來，被重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)并且漏出。因此，燃燒器將更加快速地冷卻下來，因而導致了蒸汽切割工序重啟時明顯延遲。出現(xiàn)的問題還在于由于流體從供應管線中泄漏，在重啟時就必須恢復相應的流體供應，因為管線中沒有流體或者僅有少量的流體。前述專利說明書沒有給出關(guān)于蒸汽切割設備通向燃燒器的流體供應的任何細節(jié)。該專利僅僅詳細地描述了燃燒器的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標是提供一種蒸汽切割設備，其中在待機操作期間或者在已經(jīng)關(guān)閉蒸汽切割設備之后燃燒器中僅有盡可能少的流體，或者根本沒有流體。此外，在蒸汽切割工序完成時，盡可能少量的流體從燃燒器漏出。最后，通向蒸汽切割設備的流體供應將盡可能地與在設在基本設備中的流體容器和燃燒器之間的任何水平差相獨立。
本發(fā)明的目標實現(xiàn)如下與供應管線相通的釋放管線提供來在完成蒸汽切割工序時或之后釋放供應管線和/或燃燒器。
優(yōu)點在于，因為釋放管線的緣故，燃燒器中以及燃燒器的供應管線中存在的流體壓力在完成切割工序時降低或釋放。在完成切割工序之后仍然存在于燃燒器和供應管線中的多余流體通過釋放管線而弄走。燃燒器以及供應管線從而在蒸汽切割工序中止之后被釋放以使得在蒸汽切割設備的操作之后僅有少量流體或者沒有流體從燃燒器或燃燒器噴嘴中漏出。而且，通過釋放管線能容易地去除燃燒器中可能的壓力升高，這種壓力升高例如會在低于容器水平的切割位置上使用燃燒器時發(fā)生。
如果釋放管線在燃燒器內(nèi)或燃燒器附近與供應管線相連接，蒸汽切割設備的釋放將會最有效。從而就確保了從燃燒器上流體泄漏位置至釋放管線的供應路徑就很短并且因而能非?？焖俚亟档蛪毫Γ瑫r在切割工序完成之后沒有流體或者僅有少量流體能漏出。
在一個有利的方式中，釋放管線的橫截面大于供應管線和/或燃燒器噴嘴出口的橫截面。這確保了燃燒器和供應管線顯著加速的釋放，因為基于更大橫截面的釋放管線能弄走更多的流體。
根據(jù)本發(fā)明的又一特點，在供應管線中布置有用于泵，該泵用于在燃燒器和面對燃燒器的供應管線中形成所需的流體操作壓力。這使得能以簡單的方式形成流體供應系統(tǒng)中蒸汽切割工序所需的壓力。
如果釋放管線中布置有例如止回閥、控制閥或流量阻尼器，就可以將釋放控制為蒸汽切割工序的函數(shù)。
借助于減壓器能實現(xiàn)流體壓力向希望操作壓力的適應。這還使得能以簡單且成本節(jié)省的方式實現(xiàn)蒸汽切割設備的自動壓力適應。另一優(yōu)點在于不再需要用戶進行調(diào)節(jié)，這樣就會排除操作誤差。
在使用設計來在任一流動方向上傳輸流體的泵時，釋放管線能由供應管線形成以節(jié)省其它結(jié)構(gòu)部件，比如閥等。
如果釋放管線與容器相連接以使得在釋放期間流體能通過釋放管線被再循環(huán)入容器，就不會有流體損失并且流體將被重新用于后續(xù)的切割工序。
容器例如可以由氣瓶或蓄氣筒形成，并且在容器中可形成預定的壓力。因而僅僅通過打開閥就能將流體朝著燃燒器引導以使得不再需要復雜且昂貴的泵。
通過供應管線以及可選地釋放管線中具有單向閥的結(jié)構(gòu)，該單向閥在預定的壓力下在一個方向上自動地打開和在相反方向上閉合，就能獲得蒸汽切割設備簡單、成本節(jié)省且自動的壓力適應和釋放。
在一個有利方式中，流體為水。因此，無需限定成分的昂貴流體并且用戶可以將例如自來水用于切割工序。
為了以盡可能簡單且成本合算的方式防止流體供應系統(tǒng)和燃燒器被鈣化和弄臟，本發(fā)明的又一特點提供了用于清潔流體的過濾器，其優(yōu)選地布置在容器中和/或供應管線中和/或釋放管線中和/或再填充容器中。
如果提供有用來檢測燃燒器中和/或供應管線中和/或釋放管線中壓力的傳感器，相應的數(shù)值就能傳輸?shù)娇刂蒲b置以形成控制電路。替代壓力，或者除了壓力之外，還可以借助于傳感器來檢測流體流速。與傳感器相連接的控制裝置與泵和/或控制閥和/或止回閥和/或流量阻尼器和/或減壓器相連接以形成控制電路，用于進行與壓力有關(guān)的控制。因而，能以簡單的方式實現(xiàn)向所需數(shù)值得自適應。另一優(yōu)點在于給用戶提供了對流體供應進行壓力調(diào)節(jié)的選擇以使壓力適應于相應條件。
如果供應管線中安裝有蒸發(fā)器，那么蒸汽切割設備將可使用相當長的時間而無需清潔。那么操作時間或使用時間將顯著延長。
如果提供有用于檢測和處理蒸汽切割設備操作參數(shù)的裝置，就能在不使用壓力傳感器之下通過蒸汽切割設備的操作參數(shù)來檢測和計算燃燒器和供應管線中的壓力。因此，僅僅是在蒸汽切割設備中編制和存儲計算程序。那么蒸汽切割設備將能通過所檢測和計算的數(shù)值自動地響應，并且因此提供了簡單且成本合算的控制。


下面將通過附圖更詳細地說明本發(fā)明。其中圖1是蒸汽切割設備的示意圖，和圖2至11根據(jù)本發(fā)明包括流體再循環(huán)管路的蒸汽切割設備的各種實施例的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了一種蒸汽切割設備1，其包括用于蒸汽切割工序的基本設備1a?；驹O備1a包括電流源2、控制裝置3以及與控制裝置3相聯(lián)系的閉鎖元件4。閉鎖元件4通過供應管線7與容器5和燃燒器6以如下方式相連接，即，能將設在容器5中的流體8供應至燃燒器6。燃燒器6的能量供應(尤其是電流和電壓)通過線路9、10從電流源2進行。
為了冷卻燃燒器6，燃燒器6通過冷卻循環(huán)11與流體容器13相連接，可選地通過插入的流量監(jiān)視器12。在使燃燒器6或基本設備1a運行時，由控制裝置3啟動冷卻循環(huán)11，從而通過冷卻循環(huán)11來冷卻燃燒器6。為了形成冷卻循環(huán)11，燃燒器6通過冷卻管線14、15與流體容器13相連接。
此外，基本設備1a包括輸入和/或顯示設備16以使得能調(diào)節(jié)蒸汽切割設備1的各種參數(shù)或操作狀態(tài)。通過輸入和/或顯示設備16調(diào)節(jié)的參數(shù)被傳輸?shù)娇刂蒲b置3，以使得控制裝置3能控制蒸汽切割設備1的各個部件。
當然，燃燒器6不是必須如示例性的實施例那樣通過各個管線7、9、10、14、15與基本設備1a相連接，而是各個管線7、9、10、14、15也能組合在一個共同的軟管包裝(未示出)中，該軟管包裝借助于結(jié)合裝置(尤其是連接插頭)連接至燃燒器6和基本設備1a。
此外，燃燒器6可包括至少一個操作元件17，并且尤其是是按鈕開關(guān)18。通過操作元件17，并且尤其是是按鈕開關(guān)18，操作者能通過致動和/或停用按鈕開關(guān)18從燃燒器6通知控制裝置3關(guān)于將要啟動和執(zhí)行蒸汽切割工序的信息。此外，輸入和/或顯示設備16，例如用作進行預調(diào)節(jié)，尤其是預先限定要切割的材料、所使用的流體以及例如電流和電壓特性。無需贅言，還可以在燃燒器6上布置其它操作元件以便從燃燒器6調(diào)節(jié)蒸汽切割設備1的一個或數(shù)個操作參數(shù)。為此，這些操作元件能通過管線或通過總線系統(tǒng)直接地連接到基本設備1a，尤其是連接到控制裝置3。
在致動按鈕開關(guān)18時，控制裝置3將致動蒸汽切割工序所需的各個部件。例如，泵(未示出)、閉鎖元件4以及電流源2首先被致動來開始將流體8和電能供應至燃燒器6。此后，控制裝置3致動冷卻循環(huán)11以使得對燃燒器6進行冷卻。通過將流體8和能量(尤其是電流和電壓)供應至燃燒器6，流體8就在燃燒器6被轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷貧怏w19(尤其是等離子氣體)以使得能通過從燃燒器6流出的氣體19在工件20上執(zhí)行切割工序。將流體8轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w19的精確機構(gòu)能從申請人的AT 405 559 B中得到。
圖2至11根據(jù)本發(fā)明的蒸汽切割設備1的示意圖，其包括流體再循環(huán)管路21以便在蒸汽切割工序之后釋放蒸汽切割設備1。
借助于至少一個泵23，流體8通過供應管線7從容器5供應至燃燒器6。流體8在燃燒器6中蒸發(fā)，同時高溫的氣流或氣體19從燃燒器6中射出。泵23可以是現(xiàn)有技術(shù)已知的任何構(gòu)造并且以簡化的方式在下面的圖2至11中示意性地示出。通過所述至少一個泵23，就在燃燒器6和面對燃燒器6一側(cè)的供應管線中形成蒸汽切割工序所需的操作壓力。
在完成蒸汽切割工序之后，用于流體供應的壓力繼續(xù)在燃燒器6和供應管線7(尤其是在供應管線7的壓力側(cè))中形成，即使泵23停用。這是因為供應管線7由于在切割工序期間形成的壓力所膨脹并且在完成切割工序或流體傳輸之后恢復到其初始狀態(tài)，從而將供應管線7中存在的流體8壓入燃燒器6。因而，在切割工序終止一較短時間內(nèi)，燃燒器6被供應供應管線7中存在的流體8，即使沒有從容器5供應新的流體8。另外，在燃燒器6中形成將被釋放的氣墊。
存在于燃燒器6中的壓力或氣墊只能通過燃燒器6的噴嘴來釋放。由于噴嘴出口的橫截面很小，將需要相對較長的時間來降低壓力，這將導致很長的后蒸發(fā)。在這一點上，應當說明的是，流體8的沸騰溫度在壓力升高時會增大，并且隨著壓力降低而下降，這意味著在完成切割工序之后，供應管線7和燃燒器6中的壓力將會通過氣體脫離而自動地降低，以使得局部過熱的流體8將繼續(xù)沸騰和蒸發(fā)，并且蒸汽或氣體9繼續(xù)從燃燒器6中脫離，即所謂的后蒸發(fā)。
后蒸發(fā)的主要缺點在于，燃燒器6因而會更加快速的冷卻下來，因此例如在待機操作期間，燃燒器6將被冷卻到如此的程度以致于在重新啟動燃燒器6時需要重新加熱，這將導致更長的啟動階段。
為了防止或減少這種后蒸發(fā)，在完成蒸汽切割工序時，釋放處于燃燒器6和供應管線7的壓力之下的流體8并且通過釋放管線22降低壓力。有利地，釋放管線22在燃燒器6之中或附近與供應管線7相連接。釋放管線22通過布置在釋放管線22中的閉鎖元件相對于供應管線7脫離連接以防止在將流體供應至切割工序期間在釋放管線22中形成壓力。之所以發(fā)生壓力釋放是因為釋放管線22并不處于壓力之下，以致于在閉鎖元件的致動期間供應管線7和燃燒器6中的壓力降低入釋放管線22，所述閉鎖元件在切割工序中止時自動地啟動。這就導致了流體8實際上從供應管線7和燃燒器6被吸入釋放管線22以致于不會發(fā)生后蒸發(fā)或者僅發(fā)生微量的后蒸發(fā)。這種微量的后蒸發(fā)使得燃燒器6不會被強烈地冷卻，以使得在重新啟動時(即在短暫的切割中斷之后)，將確保燃燒器6更快的加熱并且因此流體8被更快地加熱到沸騰溫度。因而重新加熱燃燒器6所需的能量就能相當程度上減少。自然地，借助于布置在燃燒器6中的加熱元件(未示出)還可以在待機操作期間維持燃燒器6的溫度。
釋放管線22例如在泵23和燃燒器6之間與供應管線7相連接。釋放管線22的橫截面有利地大于噴嘴出口和/或供應管線7的橫截面以確保燃燒器6和供應管線7中的壓力更快地下降。釋放管線22的橫截面當然也可以等于或小于噴嘴出口和/或供應管線7的橫截面，然而在此情況下壓力下降會較慢。另外，控制閥24布置在釋放管線22中以使得在致動控制閥24時(即在完成蒸汽切割工序之后)供應管線7和燃燒器6中的壓力將通過釋放管線22釋放。
釋放管線22以盡可能靠近燃燒器6的方式或者以在燃燒器6中的方式與供應管線7相連接。釋放管線22從供應管線7引導至容器5，流體8被再循環(huán)入容器5。在此情況下，容器5中的流體8沒有被加壓。由于容器5中的流體8以無壓力的方式(即在未受壓的狀態(tài)下)提供給泵23，流體8從釋放管線22向容器5的再循環(huán)毫無問題是可行的。釋放管線22包括控制閥24，該控制閥24在蒸汽切割工序期間由控制裝置3進行控制。
此外，用于流體供應的傳感器25，例如壓力和/或流量傳感器，可布置在燃燒器6和釋放管線22之間，優(yōu)選地布置在燃燒器6中或者在供應管線7中和/或釋放管線22中。傳感器25將檢測的數(shù)據(jù)和數(shù)值(即流壓和/或流速值)傳輸?shù)娇刂蒲b置3以使得能讓控制設備3相應地致動各個部件。在啟動切割工序時，關(guān)閉控制閥24以使得能通過泵23在供應管線7中形成流體8的壓力。與此同時，通過用能量激勵來加熱燃燒器6，以使得供應的流體8將被轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)同時相應地形成用于切割工序的等離子體熱射流。傳感器25監(jiān)視供應管線7中的壓力以使得控制裝置3能在壓力波動時觸發(fā)相應的控制過程。例如，如果在供應管線7中出現(xiàn)過高的壓力，布置在釋放管線22中的控制閥24將被控制裝置3打開以允許通過釋放管線22釋放流體的壓力。如果在蒸汽切割工序期間傳感器25確認再次達到了預定壓力，控制裝置3將再次關(guān)閉控制閥25。因而通過控制閥24就控制了供應管線7和燃燒器6中的壓力平衡，同時流體8被再循環(huán)到容器5。在完成切割工序時，重新打開控制閥25以使得流體8的壓力能通過釋放管線22釋放并且與此同時流體8將被從供應管線7和燃燒器6再循環(huán)入容器5。
自然地，還可以借助于操作參數(shù)(例如電流、電壓和時間)來計算燃燒器6和供應管線7中的流體8的壓力，在蒸汽切割期間連續(xù)地確定這些參數(shù)。因此，要將一個變量或程序存儲在蒸汽切割設備1或控制裝置3的存儲器中。于是，例如，可以節(jié)省傳感器25并且因此減少成本。因而就實現(xiàn)了簡單結(jié)構(gòu)的蒸汽切割設備1，其在蒸汽切割工序之后確保了燃燒器6和供應管線7的釋放。
容器5例如可由氣瓶形成。對于需要少量流體8的蒸汽切割工序，因而將形成操作時間延長的便攜式獨立蒸汽切割設備1。容器5例如能可更換地布置在蒸汽切割設備1中。除此之外，根據(jù)本發(fā)明的燃燒器6，或者蒸汽切割設備1，并不固定至任何位置或管線以使得燃燒器6，或者蒸汽切割設備1，能隨時用于在難以就位的位置上(即在難以達到的使用位置上)進行蒸汽切割。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的蒸汽切割設備1的又一示例性實施例的示意圖。再次為流體8提供容器5，由此流體8借助于泵23通過供應管線7傳送至燃燒器6。為了釋放燃燒器6，在本實施例中在釋放管線22中布置有止回閥26，該止回閥在蒸汽切割工序之后致動以釋放供應管線7的壓力。在本示例性實施例中，泵23與控制裝置3相連接以使得泵23能被控制為傳感器25所探測的流體壓力的函數(shù)。相反，在依照圖2的例子中，壓力控制通過控制閥24來實現(xiàn)。燃燒器6中的傳感器25將壓力值或?qū)嶋H數(shù)值傳輸給控制裝置3。供應管線7和燃燒器6中的壓力平衡由泵23來控制。通過控制泵23，實現(xiàn)了供應管線7和燃燒器6中壓力的適應。如果例如供應管線7和燃燒器6中的壓力增大，傳感器25將確認這種情況并傳輸?shù)娇刂蒲b置3。于是，泵23的轉(zhuǎn)速和/或流速將被控制裝置3降低。另一方面，如果傳感器25的數(shù)值下降，則泵23的轉(zhuǎn)速或流速將被控制裝置轉(zhuǎn)速3增大。因而，就執(zhí)行了泵23的轉(zhuǎn)速或流速作為壓力函數(shù)的持續(xù)適應，直到實際值與壓力的已調(diào)節(jié)或存儲設定值相一致。在終止切割工序時，止回閥26由控制裝置3致動以使得通過無壓的釋放管線22來降低壓力并且流體8將被傳送返回容器5。
因此，再次提供了簡單緊湊結(jié)構(gòu)的蒸汽切割設備1，其使得便攜式蒸汽切割設備1能應用在難以就位的場所。
根據(jù)圖4，止回閥26可被布置在釋放管線22中的流量阻尼器27來代替以使得能實現(xiàn)供應管線7和燃燒器6中的壓力釋放。當然，除了流量阻尼器27之外，還可以將現(xiàn)有技術(shù)中已知的減壓器28布置在燃燒器6之中或其上以使得能使用簡單且成本合算的泵23。在此情況下無需泵23的控制，因為燃燒器6中的壓力由減壓器28來控制。當然，在本示例性實施例中，也可以提供傳感器25并通過泵23來控制壓力平衡而沒有減壓器28。在本示例性實施例中，為了確保蒸汽切割設備1的安全釋放，當然流量阻尼器27可以由控制閥24或簡單的止回閥26來替換。
根據(jù)圖5，還可以僅僅通過泵23來確保供應管線7和燃燒器6的釋放。在這么做時，泵23由控制裝置3基于傳感器25所檢測的數(shù)據(jù)進行控制。因而，在開始蒸汽切割工序時，泵23沿箭頭29的方向?qū)⒘黧w8從容器5傳送到燃燒器6。在終止蒸汽切割工序時或之后，泵23沿箭頭30的方向?qū)⒘黧w8傳送返回到容器5。這通過供應管線7和燃燒器6中的壓力來完成，同時發(fā)生供應管線7和燃燒器6的釋放。然而，在此情況下，泵23必須能在其傳送方向上反向，即在任一流動方向上，即在燃燒器6方向上沿著箭頭29并且在相反方向上沿著箭頭30可用。在本示例性實施例中，無需提供釋放管線22，因為流體8僅僅通過泵23傳送到燃燒器6和從其中傳送出來。然而，無需贅言可以另外布置釋放管線22以實現(xiàn)更加快速的供應管線7的釋放。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的蒸汽切割設備1的又一變化實施例，其中至少一個現(xiàn)有技術(shù)中已知的單向閥31、31`分別用于供應管線7和釋放管線22中。在此情況下，燃燒器6中的釋放管線22與氣體產(chǎn)生腔或通道相連接以用來將流體8轉(zhuǎn)變到氣態(tài)(未示出)。
單向閥31在供應管線7中緊鄰地布置在燃燒器6的上游以使得單向閥31的流動方向指向燃燒器6。單向閥31優(yōu)選地在0.01巴至10巴(尤其是1巴)的壓力下打開，從而給燃燒器6提供流體8。
在完成蒸汽切割工序之后，然而蒸汽切割設備1仍然處于壓力之下。為了釋放蒸汽切割設備1和燃燒器6，在本示例性實施例中再次提供了釋放管線22。在釋放管線22中，又一單向閥31`布置在燃燒器6附近中，在此情況下單向閥31`的流動方向背離燃燒器6，即通向流體容器5。布置在釋放管線22中的該又一單向閥31`優(yōu)選地在1毫巴至1000毫巴的壓力(并且尤其是50毫巴)下打開。在釋放管線22中還布置有控制閥24，其在蒸汽切割工藝終止時由控制裝置3打開，以使得釋放管線22的單向閥31`由于燃燒器6中存在的較高壓力而被打開，從而釋放供應管線7。釋放管線22通過又一管線32與供應管線7相連接，傳感器25布置在該又一管線32中。當然，燃燒器6還可以例如通過從供應管線7和釋放管線22分出來的分支線而供應。
這種構(gòu)造的主要優(yōu)點來自于，不管場地的水平，即容器5和燃燒器6之間的水平差，都能應用蒸汽切割設備1以及流體再循環(huán)管路21，因為由于單向閥31的緣故供應管線7中將出現(xiàn)蒸汽切割工序所需的相應壓力。因而就在適合的壓力下將流體8提供給燃燒器6。另外，還與以蒸汽切割設備1的場地水平無關(guān)的方式類似地確保了供應管線7的安全釋放，因為單向閥31`在釋放管線22中具有稍微壓力之下打開。
另一優(yōu)點來自于流體8通過釋放管線22返回入容器5，因為容器5沒有受壓并且存在于供應管線7中的剩余流體8能毫無問題地被重新引入容器5。從而就確保了在分別釋放燃燒器6和供應管線7時沒有流體8損失。而且有利地是在終止蒸汽切割工序之后流體8將在特定壓力之下存在于供應管線7中，遠至單向閥31。在重新啟動蒸汽切割工序時，那么就只需較少的流體8被泵送入供應管線7，或者只需在供應管線7中形成更小的壓力。這使得蒸汽切割工序能更快地重新啟動。
應當主要指出的是，在前述變化實施例中，容器5并不處于預定的壓力之下。
圖7中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明包括流體再循環(huán)管路21的蒸汽切割設備1的另一示例性實施例。這里，容器5中存在著預定的壓力，其方式類似于氣瓶。優(yōu)選地，容器5中存在著蒸汽切割工序所需的壓力。在設在容器5上的供應管線7中布置有由控制裝置3控制的主閥33，該主閥僅在啟動蒸汽切割工序時打開以及在終止蒸汽切割工序時閉合。由于容器5中存在的壓力，流體8在燃燒器6的方向上受壓，從而以簡單的方式實現(xiàn)燃燒器6的流體供應而無需泵23。
為了使得能釋放供應管線7和燃燒器6，釋放管線22再次布置在供應管線7上。當然也可以將釋放管線22直接布置在燃燒器6上或之中。在釋放管線22中提供有止回閥26，其在蒸汽切割工序終止之后打開，同時布置在供應管線7中的主閥33被關(guān)閉。壓力之下的多余流體8優(yōu)選地通過釋放管線22被引導到又一容器34。所述又一容器34優(yōu)選地可更換地布置在基本設備1a中以使得用戶能簡單地處理或重新使用流體8。
在根據(jù)圖8的變化實施例中，流體容器5中還存在著預定的壓力。主閥33再次布置在設在容器5上的供應管線7中，在蒸汽切割工序開始時打開以便將流體8供應至燃燒器6。然而，容器中存在的壓力大于燃燒器6中執(zhí)行蒸汽切割工序所需的壓力，為此在燃燒器6的上游布置有減壓器28以相應地適應壓力。
為了釋放燃燒器6和供應管線7，釋放管線22再次布置在減壓器28和主閥33之間，再次進入主閥33和容器5之間的供應管線7。在釋放管線22中，布置有泵23，其傳送方向定向為朝著容器5。在終止蒸汽切割工序時，即主閥33關(guān)閉時，流體8借助于泵23通過釋放管線22被傳送返回入容器5。
當然例如也可以將傳感器25布置在燃燒器6中以便檢測實際壓力值并且能相應地作出反應。減壓器28被控制為由傳感器25所測得的壓力的函數(shù)，其目的是持續(xù)地為燃燒器6提供恒定的壓力，或者蒸汽切割工序所需的壓力。
當然也可以依照圖9那樣將容器5替換為壓力容器35。在可由氣瓶或蓄氣筒形成的壓力容器35中存在著預定的壓力。壓力容器35通過氣體管線36與容器5相連接，容器5中包含有用于蒸汽切割工序的流體8。容器5上與壓力容器35相反的一側(cè)上布置有供應管線7，由此流體8被供應至燃燒器6。
為了在蒸汽切割設備1中以及分別在燃燒器6中和供應管線7中產(chǎn)生蒸汽切割工序所需的壓力，包含在壓力容器35中的氣體37被壓入容器5。這使得在容器5中產(chǎn)生氣墊38，該氣墊以必要的壓力在燃燒器6的方向上對流體8施壓。由控制裝置3控制的控制閥24布置在容器5和燃燒器6之間，并且在蒸汽切割工序啟動之后容器5中形成壓力之后被打開。為了控制容器5中氣墊38的壓力，減壓器28例如可以布置在壓力容器35和容器5之間。減壓器28也能由控制裝置3控制。此外，還可以將傳感器25布置在氣體管線36中和/或容器5中和/或供應管線7中和/或燃燒器6中。因而，控制裝置3就能基于傳感器25所檢測的壓力值來控制減壓器28和控制閥24。
因此，泵23可以由控制閥24替換，當然這會節(jié)約很多成本。然而，具有這種結(jié)構(gòu)，壓力容器35中的壓力在蒸汽切割工序期間會降低，即壓力容器35中有流體減少，尤其是在幾乎所有的流體已經(jīng)從壓力容器35中抽出時。然而，因為壓力容器35中的壓力大大高于蒸汽切割工序所需的壓力，壓力條件就易于適應于實際所需的壓力，例如通過傳感器25和控制裝置3。
然而，這個變化實施例涉及了缺點在蒸汽切割工序結(jié)束之后不會出現(xiàn)燃燒器6和供應管線7的釋放。為了實現(xiàn)這種釋放，可以再次使用用于將抽出的流體8導入又一容器5中的釋放管線22。
因而，根據(jù)本發(fā)明包括流體再循環(huán)管路的蒸汽切割設備1將再次以簡單的方式實現(xiàn)。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的蒸汽切割設備1的又一示例性實施例，其包括流體再循環(huán)管路21，由此流體8被泵23從容器5經(jīng)由供應管線7傳送到燃燒器6。泵23能由控制裝置3控制，其方式為提供燃燒器6和供應管線7中蒸汽切割工藝所需的壓力。實際壓力又可以由傳感器25檢測并傳輸?shù)娇刂蒲b置3。
流體8可以例如為自來水，然而其中可以進行過濾以去除雜質(zhì)，雜質(zhì)會弄臟或鈣化燃燒器6、供應管線7和泵23。這能借助于布置在例如再填充容器41中的外部過濾器40來實現(xiàn)，由此流體8在填充入容器5之前被過濾。此外，漏斗頸39例如設在容器5中，由此可再填充流體8。
為了獲得蒸汽切割設備1和燃燒器6以及供應管線7的釋放，釋放管線22布置在燃燒器6和泵23之間。在釋放管線22中，還布置有由控制裝置3控制的控制閥24。在終止蒸汽切割工序時，燃燒器6和供應管線7因而能通過釋放管線22和控制閥24釋放。此外還可以通過控制閥24在蒸汽切割工序期間控制燃燒器6和供應管線7中的壓力平衡。這可再實現(xiàn)是因為，傳感器25采集當前壓力值，將它們傳輸?shù)娇刂蒲b置3，并且控制裝置3將控制閥24控制為所希望壓力值得函數(shù)。在燃燒器6和供應管線7中的壓力太高時，打開控制閥24直到壓力值與所需的壓力值相一致。
流體8再次能以簡單的方式通過釋放管線22再循環(huán)入容器5，因為必要的操作壓力僅僅在泵23的下游形成于供應管線7中。
為了提供用戶友好的操作以及再填充操作，當然也可以將過濾器40布置在容器5中和/或供應管線7中和/或釋放管線22中和/或燃燒器6的上游較短處。
圖11中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明包括流體再循環(huán)管路21的蒸汽切割設備1的另一結(jié)構(gòu)選擇。從其上布置有漏斗頸39的容器5，流體8通過供應管線7和布置在其中的泵23供應至蒸發(fā)器42。流體8在蒸發(fā)器42中被蒸餾，即被加熱至沸騰溫度，并且因而以氣態(tài)從蒸發(fā)器42中供應入供應管線7。在蒸發(fā)器42之后，逆流冷卻器43布置在供應管線7中，其使得氣態(tài)的流體8又被冷卻下來，并且因而恢復至液態(tài)。在逆流冷卻器43之后，流體8被傳輸?shù)接忠蝗萜?，由此流體8通過又一泵23`供應到燃燒器6。
釋放再次通過布置在燃燒器6和所述又一泵23`之間的釋放管線22來實現(xiàn)?？刂崎y24布置在釋放管線22中以控制釋放和壓力平衡。流體8又再循環(huán)入所述又一容器5。
根據(jù)本發(fā)明的蒸汽切割設備1具有這種構(gòu)造，當然也可以提供傳感器25并且由此控制燃燒器6和供應管線7中的壓力。由傳感器25所檢測的壓力值被傳輸?shù)娇刂蒲b置3以允許泵23和/或控制閥24和/或止回閥26和/或流量阻尼器27和/或減壓器28被控制為所述壓力值的函數(shù)。從而，在蒸汽切割工序期間可以實現(xiàn)壓力的自適應，并且在蒸汽切割工序之后確保了蒸汽切割設備的安全和快速釋放。
用來檢測相應填充水平的測量裝置也可以布置在容器5中和/或容器34中和/或壓力容器35中。這使得能及時地檢測流體8的缺少并且對其進行適當?shù)胤磻?br> 圖1至11所示的各個結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的獨立解決方案和/或可以彼此組合。根據(jù)本發(fā)明的目標和解決方案能從這些附圖的詳細描述中得到。
權(quán)利要求
1.一種蒸汽切割設備(1)，其包括至少一個用于液體(8)的容器(5)、電流源(2)、控制裝置(3)和燃燒器(6)，該燃燒器(6)通過供應管線(7)與容器(5)相連接以產(chǎn)生通過噴嘴噴出的蒸汽射流，其特征在于，設置有與供應管線(7)相通的釋放管線(22)，用于在完成蒸汽切割工序時或者之后釋放供應管線(7)和/或燃燒器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，釋放管線(22)在燃燒器(6)內(nèi)或燃燒器(6)的區(qū)域中與供應管線(7)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，釋放管線(22)的橫截面大于供應管線(7)和/或燃燒器(6)噴嘴出口的橫截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，供應管線(7)中布置有泵(23)，該泵(23)用于形成燃燒器(6)和面對燃燒器(6)的供應管線(7)中所需的流體操作壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，釋放管線(22)中布置有止回閥(26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，釋放管線(22)中布置有控制閥(24)，控制閥(24)用于控制燃燒器(6)中和/或供應管線(7)中的壓力以及供應管線(7)的釋放。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，釋放管線(22)中布置有流量阻尼器(27)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，設置有用來將流體(8)的壓力降低到希望操作壓力的減壓器(28)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，泵(23)被構(gòu)造成在兩個方向上，即在燃燒器(6)的方向上以及在相反方向上傳送流體(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，釋放管線(22)與容器(5)以下述方式相連接，即，使得在釋放時流體(8)通過釋放管線(22)被再循環(huán)入容器(5)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，容器(5)由氣瓶或蓄氣筒形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，容器(5)中形成預定壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，供應管線(7)中布置有單向閥(31)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，釋放管線(22)中布置有單向閥(31`)
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，布置在供應管線(7)中的單向閥(31)設計為在從0.01巴至10巴的壓力下打開，尤其是1巴。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，布置在釋放管線(22)中的單向閥(31`)設計為在從1毫巴至1000毫巴的壓力下打開，尤其是50毫巴。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，流體(8)為水。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，用于清潔流體(8)的過濾器(40)優(yōu)選地布置在容器(5)中和/或供應管線(7)中和/或釋放管線(22)中和/或再填充容器(41)中。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，設置有用來檢測燃燒器(6)中和/或供應管線(7)中和/或釋放管線(22)中壓力的傳感器(25)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，傳感器(25)與控制裝置(3)相連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，控制裝置(3)與泵(23)和/或控制閥(24)和/或止回閥(26)和/或流量阻尼器(27)和/或減壓器(28)相連接以進行與壓力有關(guān)的控制。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至21中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，供應管線(7)中安裝有蒸發(fā)器(42)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至22中一項或多項的蒸汽切割設備(1)，其特征在于，設置有用于檢測和處理蒸汽切割設備(1)操作參數(shù)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蒸汽切割設備(1)，其包括至少一個用于液體(8)的容器(5)、電流源(2)、控制裝置(3)和燃燒器(6)，該燃燒器(6)通過供應管線(7)與容器(5)相連接以產(chǎn)生通過噴嘴噴出的蒸汽射流。根據(jù)本發(fā)明，能獲得一種蒸汽切割設備，其中在蒸汽切割設備處于待機模式或被關(guān)閉時燃燒器中沒有流體或者幾乎沒有流體以使得能夠避免后蒸發(fā)，由此釋放管線(22)連接至供應管線(7)以用來在蒸汽切割工序結(jié)束之后釋放供應管線(7)和/或燃燒器(6)。釋放管線中能提供調(diào)節(jié)閥(24)，其能連接至本身結(jié)合至傳感器(25)的控制器(3)，傳感器(25)用于檢測燃燒器(6)中的壓力。
文檔編號B23K10/00GK1980766SQ200580015392
公開日2007年6月13日 申請日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月13日
發(fā)明者哈拉爾德·朗熱德爾, 黑里貝特·潘澤 申請人:弗羅紐斯國際有限公司