專利名稱：氣體橫向均勻輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體橫向均勻輸出裝置，尤其是一種能均勻地將氣體從橫 向連續(xù)的噴口進(jìn)行分配而達(dá)到均一、穩(wěn)定的氣體輸出裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的切割裝置，無論電火花切割機(jī)、火焰切割機(jī)、還是激光切割機(jī)，其 切割機(jī)的噴口都是圓束狀的，這樣就勢必出現(xiàn)無論電火花、火焰還是激光從噴 口出來時總是象類似的火焰形狀(束狀)，分內(nèi)焰(不完全燃燒部分)，外焰 (充分燃燒部分)，由此造成的問題有切割時不斷調(diào)整火焰與被切割物體的 距離，以使外焰能夠充分接觸被切割物體，造成施工不方便；由于施工時間的 延長，對燃?xì)獾鹊馁Y源是一個極大浪費(fèi)；如果切割大面積的物體，則這種束狀 的切割機(jī)顯然效率不高。而采用線型噴口切割機(jī)則可以實(shí)現(xiàn)將火焰保持同樣的 燃燒狀態(tài)(無論外焰、內(nèi)焰高度一致)，能夠集中火力，而不向兩邊過多的散 發(fā)，節(jié)約能源，切割物體時能夠保持一條直線，切割大型物體時實(shí)現(xiàn)高效，快 速，穩(wěn)定。
傳統(tǒng)的切割裝置方式如下
無論是氣體火焰切割、激光切割、等離子切割，原理與切割方式?jīng)]有什么 不同，它們都是利用高溫的流體、激光、等離子弧來進(jìn)行切割。唯一不同的， 只是使用的原料不同罷了。以氣體火焰切割為例燃料是產(chǎn)生火焰的必需品， 它可以決定火焰的最高溫度，同時也決定了氧氣的消耗量。所以，氧氣切割簡 稱氣割，也稱氧一火焰切割。
基材的氧氣切割是利用氣體火焰(稱預(yù)熱火焰)將基材表層加熱到燃點(diǎn)， 并形成活化狀態(tài)，然后送進(jìn)高純度、高流速的切割氧，使基材中的某些材料在 氧氛圍中燃燒生成氧化物熔渣同時放出大量的熱，借助這些燃燒熱和熔渣不斷 加熱基材的下層和切口前緣使之也達(dá)到燃點(diǎn)，直至工件的底部。與此同時，切 割氧流的動量把熔渣吹除，從而形成切口將基材割開。因此，從宏觀上來說， 氧氣切割是基材中的可燃燒材料在高純度氧中燃燒的化學(xué)過程和借切割氧流 動量排除熔渣的物理過程相結(jié)合的一種加工方法。整個氧氣切割過程可分為互 有關(guān)聯(lián)的4個階段
l.起割點(diǎn)處的基材表面用預(yù)熱火焰加熱到其燃點(diǎn)，隨之在切割氧中開始燃 燒反應(yīng)。2. 燃燒反應(yīng)向金屬下層傳播。
3. 排除燃燒反應(yīng)生成的熔渣，沿厚度方向割開基材。
4. 利用熔渣和預(yù)熱火焰的熱量將切口前緣的基材上層加熱到燃點(diǎn)，使之繼 續(xù)與氧產(chǎn)生燃燒反應(yīng)。
如果要實(shí)現(xiàn)大型機(jī)床上的鑄鐵基材的切割，則利用切割車、定尺裝置、支 撐框架，該支撐框架上部為可移動的走行梁，框架上部設(shè)置導(dǎo)輪，走行梁安裝 在導(dǎo)輪上，切割車由走行梁支撐連接，切割車的運(yùn)動與走行梁的運(yùn)動同步，定 尺裝置安裝在走行梁上，為機(jī)械裝置，通過與走行梁同步運(yùn)動和機(jī)械控制方式 實(shí)現(xiàn)定尺功能。
但是這類裝置中，無論是點(diǎn)切割還是線切割，其火焰、激光、等離子的噴 口都是屬于噴槍式的，不可避免的出現(xiàn)類似火焰那樣的內(nèi)外焰溫度差異和火焰 的發(fā)散，造成熱能損失，另外，火焰高度的不一致和噴口移動式切割，使用效 率降低。
造成這些缺陷的原因在于，燃?xì)鈬姵隹诟魈幍膲毫Σ痪鶆?。如能使得氣體 噴口處的壓力一致，則可以避免上述缺陷，同時也能提高使用效率。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的主要目的是提供一種能夠使氣體橫向輸出壓力保持一致的 裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種均勻噴出橫向火焰的火焰切割裝置。 為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種氣體橫向均勻輸出裝置，包括分配部 和噴口部，其中所述分配部包括至少一個進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口與分配部內(nèi)形成 的流道相連通；所述噴口部設(shè)置在分配部的底側(cè)，并且所述噴口部內(nèi)設(shè)有固定 尺寸的狹縫，所述狹縫與流道相連通；并且從所述進(jìn)氣口經(jīng)過所述流道到達(dá)所 述狹縫的各處氣體流動路徑為定值。
上述的氣體橫向均勻輸出裝置中，所述進(jìn)氣口設(shè)置在所述分配部的頂面， 所述流道包括沿水平方向設(shè)置的第一流道段、第二流道段以及連接所述第一流 道段和所述第二流道段的連接段，其中所述第一流道段與進(jìn)氣口連通，所述第 二流道段與所述狹縫連通，從所述進(jìn)氣口經(jīng)過所述第一流道段到達(dá)所述連接段 的第一路徑與從所述連接段經(jīng)過所述第二流道段到達(dá)所述狹縫的第二路徑之 和為定值。
上述的氣體橫向均勻輸出裝置中，所述進(jìn)氣口兩側(cè)沿狹縫對稱形成有兩 個流道。
上述的氣體橫向均勻輸出裝置中，其特征在于所述進(jìn)氣口設(shè)置在所述 分配部的側(cè)面，所述流道包括沿垂直方向設(shè)置的第一流道段、第二流道段以及連接所述第一流道段和所述第二流道段的連接段，其中所述第一流道段與進(jìn)氣 口連通，所述第二流道段與所述狹縫連通，從所述進(jìn)氣口經(jīng)過所述第一流道段 到達(dá)所述連接段的第一路徑與從所述連接段經(jīng)過所述第二流道段到達(dá)所述狹 縫的第二路徑之和為定值。
上述的氣體橫向均勻輸出裝置中，所述進(jìn)氣口設(shè)置在所述分配部的頂面， 所述流道包括沿垂直方向設(shè)置的第一流道段、第二流道段以及連接所述第一流 道段和所述第二流道段的連接段，其中所述第一流道段與進(jìn)氣口連通并且整體 呈底邊為曲線狀的等腰三角形，所述第二流道段位于第一流道段的下方，由多 條彼此平行的斜槽組成，各斜槽的下端平齊與所述狹縫連通，各斜槽的上端的 連線構(gòu)成所述第一流道的曲線狀底邊，從所述進(jìn)氣口經(jīng)過所述第一流道段到達(dá) 所述曲線狀底邊的第一路徑與從所述曲線狀底邊經(jīng)過所述第二流道段到達(dá)所 述狹縫的第二路徑之和為定值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括上述的氣體橫向均勻輸出裝置的 火焰切割裝置。
采用本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，氣體從進(jìn)氣口到達(dá)狹縫的路徑在理論上是一致 的，或者可以根據(jù)需要將路徑距離差控制在誤差范圍之內(nèi)，使得從噴口部噴出 的氣體沿長度方向保持壓力均勻，且流動方向一致。并且本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單， 加工方便，制作成本較低。
采用上述結(jié)構(gòu)后的火焰切割裝置，其噴口的火焰長度均勻穩(wěn)定，使用效率 高。該火焰切割裝置可應(yīng)用于紡織的氣體燒毛工藝中。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的立體圖。 圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的俯視圖。 圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的主視圖。
圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的截面示意立體圖。
圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的立體圖。
圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例的主視圖。
圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例的俯視圖。
圖8為本發(fā)明第三實(shí)施例的立體圖。
圖9為本發(fā)明第三實(shí)施例的主視圖。
圖IO為本發(fā)明第三實(shí)施例的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l一3所示，為本發(fā)明氣體橫向均勻輸出裝置的第一種實(shí)施方式。該氣體橫向均勻輸出裝置包括氣體分配部10和噴口部20。
分配部10的頂面設(shè)有進(jìn)氣口 11，底面與噴口部20連接。噴口部20處于 分配部10底面，其長度與分配部IO基本相同，而寬度比分配部10小得多。 噴口部20內(nèi)沿長度方向形成狹縫21。在本實(shí)施例中，該進(jìn)氣口 11與狹縫21 的上端在垂直方向上的位置是相對應(yīng)的。
氣體從進(jìn)氣口 11進(jìn)入分配部10，通過分配部10內(nèi)形成的氣體流道12， 流到噴口部20內(nèi)的狹縫21。結(jié)合圖4的放大示意圖所示，進(jìn)氣口 11的兩側(cè)沿 狹縫21對稱形成有兩個流道12。各流道12包括與進(jìn)氣口 11相連通的第一流 道段12a和與狹縫21連通的第二流道段12b，以及連接該第一流道段12a和第 二流道段12b的連接段12c。該第一流道段12a和第二流道段12b是沿水平方 向形成的。該第一流道段12a和第二流道段12b之間設(shè)有隔塊13將兩者隔開。
氣體流入時，先從進(jìn)氣口 11流到第一流道段12a，再經(jīng)過連接段12c，流 到第二流道段12b，從狹縫21中噴出，如圖中的箭頭所示。在這種狀況下，如 圖2所示，氣體的路徑為從進(jìn)氣口 11 (0點(diǎn))沿第一流道段12a擴(kuò)散到連接段 12c (A點(diǎn))，然后從連接段12c再擴(kuò)散到狹縫21上(B點(diǎn))。根據(jù)氣體擴(kuò)散 的特性，從O到達(dá)A點(diǎn)的路徑可以是任意的，但按照能量消耗最小的原理，從 A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的路徑是垂直于狹縫水平線的方向。
為了使氣體流出的壓力保持均勻，需要使從進(jìn)氣口 11到達(dá)狹縫21上的各 處路徑長度為定值。即，如圖2所示，OA+AB = OA， + A，B，。 其中OA為從 進(jìn)氣口 11到達(dá)連接段12c的距離，AB為連接段12c到達(dá)狹縫21的距離。因 為狹縫21各處是均勻的，這樣能夠保證氣體運(yùn)行的路徑一致，壓力下降的大 小理論上完全一樣的，當(dāng)氣體輸出后能夠在橫向上保持均一穩(wěn)定。因此，根據(jù) 上述條件形成該連接段12c的形狀和隔塊13邊緣的形狀需為如圖2所示的曲線 形。
在該第一實(shí)施例中，分配部10內(nèi)設(shè)有兩個進(jìn)氣口 11，每個進(jìn)氣口 11分別 對應(yīng)有一組流道12。也可設(shè)置多個進(jìn)氣口 11和相對應(yīng)數(shù)量的流道12。
如圖5-7所示為本發(fā)明第二種實(shí)施例，該氣體橫向均勻輸出裝置包括氣 體分配部10a和噴口部20a。
進(jìn)氣口 lla設(shè)置在該分配部10a的側(cè)面。底面與噴口部20a連接。噴口部 20a處于分配部10a底面，其長度與分配部10a基本相同，而寬度比分配部10 小。噴口部20a內(nèi)沿長度方向形成狹縫21a。在本實(shí)施例中，該進(jìn)氣口 lla與 狹縫21a的上端在水平方向上的位置是相對應(yīng)的。
分配部10a內(nèi)設(shè)置有氣體流道120。各流道120包括與進(jìn)氣口 lla相連通 的第一流道段120a和與狹縫21a連通的第二流道段120b，以及連接該第一流 道段120a和第二流道段120b的連接段120c。該第一流道段120a和第二流道段120b是沿垂直方向形成的。該第一流道段120a和第二流道段120b之間設(shè)有 隔塊13a將兩者隔開。
氣體流入時，先從進(jìn)氣口 lla流到第一流道段120a，再經(jīng)過連接段120c， 流到第二流道段120b,從狹縫21a中噴出，如圖中的箭頭所示。在這種狀況下， 如圖6所示，氣體的路徑為從進(jìn)氣口 lla (0點(diǎn))沿第一流道段120a擴(kuò)散到連 接段120c (A點(diǎn))，然后從連接段120c再擴(kuò)散到狹縫21a上(B點(diǎn))。根據(jù)氣 體擴(kuò)散的特性，從O到達(dá)A點(diǎn)的路徑可以是任意的，但按照能量消耗最小的原 理，從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的路徑是垂直于狹縫水平線的方向。
為了使氣體流出的壓力保持均勻，需要使從進(jìn)氣口 11a到達(dá)狹縫21a上的 各處路徑長度為定值。即，如圖6所示，OA+AB==OA，+A'B'。其中OA為 從進(jìn)氣口 lla到達(dá)連接段120c的距離，AB為連接段120c到達(dá)狹縫21a的距離。 因?yàn)楠M縫21a各處是均勻的，這樣能夠保證氣體運(yùn)行的路徑一致，壓力下降的 大小理論上完全一樣的，保證流體輸出后能夠在橫向上保持均一穩(wěn)定。因此， 根據(jù)上述條件形成該連接段120c的形狀和隔塊13a邊緣的形狀為如圖6所示的 曲線形。
在該第二實(shí)施例中，分配部10a內(nèi)僅包括一個進(jìn)氣口 lla，和一個對應(yīng)該 進(jìn)氣口 11a的流道12。也可設(shè)置兩個或兩個以上的進(jìn)氣口 lla和相對應(yīng)數(shù)量的 流道12a。
如圖8-10所示為本發(fā)明的第三實(shí)施例，該氣體橫向均勻輸出裝置包括氣 體分配部10b和噴口部20b。
分配部10b的頂面設(shè)有進(jìn)氣口 llb，底面與噴口部20b連接。噴口部20b 處于分配部10底面，其長度與分配部10b基本相同或略短(如圖10所示)， 寬度與分配部10b基本相同。噴口部20b內(nèi)沿長度方向形成狹縫21b。在本實(shí) 施例中，該進(jìn)氣口 11b與狹縫21b的上端在垂直方向上的位置是相對應(yīng)的。
氣體從進(jìn)氣口 11b進(jìn)入分配部10b，通過分配部10b內(nèi)形成的氣體流道121， 流到噴口部20b內(nèi)的狹縫21b。各流道121包括與進(jìn)氣口 llb相連通的第一流 道段121a和與狹縫21b連通的第二流道段121b。
該第一流道段121a、第二流道段121b是沿垂直方向形成的。該第一流道 段121a的整體形狀為底邊為曲線狀的等腰三角形。第二流道段121b位于第一 流道段121a的下方，由多條彼此平行的斜槽122組成。各斜槽122的長度不同， 其上端連線構(gòu)成第一流道段121a的曲線狀底邊121c，下端平齊而與狹縫21b 連通。
氣體流入時，先從進(jìn)氣口 lib流到第一流道段121a，再經(jīng)過曲線狀底邊 121c，流到第二流道段121b，從狹縫21b中噴出，如圖中的箭頭所示。在這種 狀況下，如圖2所示，氣體的路徑為從進(jìn)氣口 lib (O點(diǎn))沿第一流道段121a擴(kuò)散到曲線狀底邊121c (Al、 A2、 A3點(diǎn))，然后從曲線狀底邊121c通過斜 槽122的導(dǎo)引擴(kuò)散到狹縫21b上(Bl、 B2、 B3點(diǎn))。
為了使氣體流出的壓力保持均勻，需要使從進(jìn)氣口 11b到達(dá)狹縫21b上的 各處路徑長度為定值。艮口，如圖10所示，0A1+A1B1=0A2 + A2B2 = 0A3 + A3B3。 其中0A1、 0A2、 OA3為從進(jìn)氣口 lib到達(dá)曲線狀底邊121c的距離， A1B1、 A2B2、 A3B3為斜槽122的長度。因?yàn)楠M縫21b各處是均勻的，這樣能 夠保證氣體運(yùn)行的路徑一致，壓力下降的大小理論上完全一樣的，保證流體輸 出后能夠在橫向上保持均一穩(wěn)定。因此，可根據(jù)斜槽122的傾斜角度和位置來 確定斜槽122的長度。斜槽122的數(shù)量也可以根據(jù)需要來設(shè)置，數(shù)量越多，間 隔約小，則噴出的氣體均勻度也越高。這一點(diǎn)很容易為本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解， 在此不作詳細(xì)說明。
在該第三實(shí)施例中，分配部10b內(nèi)設(shè)有兩個進(jìn)氣口 llb，每個進(jìn)氣口 lib 分別對應(yīng)有一組流道12b。也可設(shè)置多個進(jìn)氣口 llb和相對應(yīng)數(shù)量的流道12b。
采用本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，氣體從進(jìn)氣口到達(dá)狹縫的路徑在理論上是一致 的，或者可以根據(jù)需要將路徑距離差控制在誤差范圍之內(nèi)，使得從噴口部噴出 的氣體沿長度方向保持壓力均勻，且流動方向一致。因此，可將本發(fā)明的結(jié)構(gòu) 應(yīng)用于氣體火焰切割器等結(jié)構(gòu)中，用于形成一排沿長度方向均勻穩(wěn)定的氣體火 焰。
本發(fā)明裝置中，氣體分配部可以是單個進(jìn)行應(yīng)用，也可進(jìn)行多個組合應(yīng)用。 本發(fā)明可以應(yīng)用于紡織的氣體燒毛工藝中。目前的燒毛工藝是多個噴口并 列達(dá)到火焰在出口方向盡量一致來對紡織品表面的絨毛進(jìn)行燒毛。而本發(fā)明的 裝置可以直接應(yīng)用于該傳統(tǒng)的燒毛工藝，從而不必采用將多個噴口并列設(shè)置。
權(quán)利要求
1. 一種氣體橫向均勻輸出裝置，包括分配部和噴口部，其特征在于所述分配部包括至少一個進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口與分配部內(nèi)形成的流道相連通；所述噴口部設(shè)置在分配部的底側(cè)，并且所述噴口部內(nèi)設(shè)有固定尺寸的狹縫，所述狹縫與流道相連通；并且從所述進(jìn)氣口經(jīng)過所述流道到達(dá)所述狹縫的各處氣體流動路徑為定值。
2. 如權(quán)利要求l所述的氣體橫向均勻輸出裝置，其特征在于所述進(jìn)氣 口設(shè)置在所述分配部的頂面，所述流道包括沿水平方向設(shè)置的第一流道段、第 二流道段以及連接所述第一流道段和所述第二流道段的連接段，其中所述第一 流道段與進(jìn)氣口連通，所述第二流道段與所述狹縫連通，從所述進(jìn)氣口經(jīng)過所 述第一流道段到達(dá)所述連接段的第一路徑與從所述連接段經(jīng)過所述第二流道 段到達(dá)所述狹縫的第二路徑之和為定值。
3. 如權(quán)利要求2所述的氣體橫向均勻輸出裝置，其特征在于所述進(jìn)氣 口兩側(cè)沿狹縫對稱形成有兩個流道。
4. 如權(quán)利要求1所述的氣體橫向均勻輸出裝置，其特征在于所述進(jìn)氣 口設(shè)置在所述分配部的側(cè)面，所述流道包括沿垂直方向設(shè)置的第一流道段、第 二流道段以及連接所述第一流道段和所述第二流道段的連接段，其中所述第一 流道段與進(jìn)氣口連通，所述第二流道段與所述狹縫連通，從所述進(jìn)氣口經(jīng)過所 述第一流道段到達(dá)所述連接段的第一路徑與從所述連接段經(jīng)過所述第二流道 段到達(dá)所述狹縫的第二路徑之和為定值。
5. 如權(quán)利要求l所述的氣體橫向均勻輸出裝置，其特征在于所述進(jìn)氣 口設(shè)置在所述分配部的頂面，所述流道包括沿垂直方向設(shè)置的第一流道段、第 二流道段以及連接所述第一流道段和所述第二流道段的連接段，其中所述第一 流道段與進(jìn)氣口連通并且整體呈底邊為曲線狀的等腰三角形，所述第二流道段 位于第一流道段的下方，由多條彼此平行的斜槽組成，各斜槽的下端平齊與所 述狹縫連通，各斜槽的上端的連線構(gòu)成所述第一流道的曲線狀底邊，從所述進(jìn) 氣口經(jīng)過所述第一流道段到達(dá)所述曲線狀底邊的第一路徑與從所述曲線狀底 邊經(jīng)過所述第二流道段到達(dá)所述狹縫的第二路徑之和為定值。
6. —種包括如權(quán)利要求l一5中任意一項所述的氣體橫向均勻輸出裝置 的火焰切割裝置。
全文摘要
本發(fā)明為一種氣體橫向均勻輸出裝置，包括分配部和噴口部，其中所述分配部包括至少一個進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口與分配部內(nèi)形成的流道相連通；所述噴口部設(shè)置在分配部的底側(cè)，并且所述噴口部內(nèi)設(shè)有固定尺寸的狹縫，所述狹縫與流道相連通；并且從所述進(jìn)氣口經(jīng)過所述流道到達(dá)所述狹縫的各處氣體流動路徑為定值。采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)，氣體從進(jìn)氣口到達(dá)狹縫的路徑在理論上是一致的，或者可以根據(jù)需要將路徑距離差控制在誤差范圍之內(nèi)，使得從噴口部噴出的氣體沿長度方向保持壓力均勻。并且本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，制作成本較低。
文檔編號F23D14/38GK101413663SQ20081020305
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者王興南 申請人:上海譽(yù)輝化工有限公司