專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超音速火焰切割炬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種火焰切割炬，特別是一種超音速火焰切割炬。
背景技術(shù)：
火焰切割在鋼板或鋼坯的下料領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，目前，數(shù)控技術(shù)發(fā)展更進(jìn)一步拓展 了火焰切割技術(shù)在外形復(fù)雜的工件下料方面的應(yīng)用；然而現(xiàn)有的火焰切割槍均由于切割 槍的功率較低，導(dǎo)致切割速度低，在切割大厚板方面受到了嚴(yán)重的限制，特別在切割不銹鋼 方面效率更低。中國(guó)專(zhuān)利CN 2056371U公布了一種超音速火焰切割器，采用液體煤油與氧 氣、壓縮空氣在一個(gè)小型的燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高速高溫氣體對(duì)工件進(jìn)行燒熔、沖刷、切割 的裝置，該裝置雖然功率較大，可切割粗大、較厚的工件，但是由于采用液體煤油而不是氣 體燃料，點(diǎn)火困難，耗氧量巨大。中國(guó)專(zhuān)利CN 2665532Y公布了一種火焰切割槍?zhuān)ㄟ^(guò)增 加點(diǎn)火槍?zhuān)档湍芰肯模怯捎谇懈顦屩黧w火焰速度低，導(dǎo)致切割速度低。中國(guó)專(zhuān)利 201028516Y公布了一種節(jié)能型火焰切割槍?zhuān)c(diǎn)火孔處于常明狀態(tài)，切割時(shí)開(kāi)啟預(yù)熱氧氣和 燃?xì)庵髑懈顨猓磺懈顣r(shí)關(guān)閉預(yù)熱氧氣和燃?xì)?，?jié)省了能源，但是由于切割槍主體火焰速度 低，導(dǎo)致切割速度仍然很低，工業(yè)切割生產(chǎn)效率低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種超音速火焰切割炬，解決以往火焰切割 耗氧量巨大，切割速度低，切割溫度低而導(dǎo)致的切割效果不好的問(wèn)題。本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種超音速火焰切割炬，包括燃燒 室和與燃燒室一側(cè)相通的噴管，所述燃燒室和噴管外圍設(shè)置有冷卻水外套構(gòu)成的冷卻水循 環(huán)腔，所述燃燒室另一側(cè)設(shè)有與所述燃燒室相通的至少兩組燃?xì)馀c助燃?xì)獾臍怏w導(dǎo)管，所 述燃燒室的側(cè)壁中心處設(shè)置有與所述燃燒室相通的送粉管，所述噴管的側(cè)壁上設(shè)置有粉末 入口。所述噴管的形狀為拉伐爾管或直通管或收縮管或擴(kuò)張管的一種。所述燃?xì)馀c助燃?xì)獾臍怏w導(dǎo)管為具有一定角度的直通管或奇形管的組合。所述噴管的末端出口的截面為圓形或橢圓形或方形或其組合形狀的一種。所述氣體導(dǎo)管中通入的氣體為燃料氣體和助燃?xì)怏w。所述燃料氣體為乙炔或丙烷或丙烯或氫氣的至少一種。所述助燃?xì)怏w為高壓氧氣或壓縮空氣。所述送粉管與粉末入口送入的粉末為鐵粉。本實(shí)用新型的有益效果為由于燃料為氣體，點(diǎn)火容易。燃?xì)馀c助燃?xì)庠谌紵抑屑?烈燃燒，切割炬產(chǎn)生火焰速度達(dá)到超音速，焰流速度高、溫度高、壓力高從而高速熔化、燒蝕、沖 刷工件，大幅度提高了切割效率，從而降低了切割成本，同時(shí)切口平整、噴嘴壽命長(zhǎng)。因此切割 炬可快速切割較厚的鋼鐵件，同時(shí)通過(guò)設(shè)置的送粉口和粉末入口向火焰中均勻送入鐵粉等材 料，進(jìn)一步提高了火焰的溫度，可用來(lái)快速切割常規(guī)火焰切割炬難于切割的不銹鋼材料。切割炬外圍設(shè)有水冷空腔，通入冷卻水以便帶走從超音速火焰熱源傳遞到燃燒室和噴管的熱量。
圖1為本實(shí)用新型超音速火焰切割炬的剖視圖。圖2為直通噴管的超音速火焰切割炬的剖視圖。圖3為收縮噴管的超音速火焰切割炬的剖視圖。圖4為擴(kuò)張噴管的超音速火焰切割炬的剖視圖。圖5為噴管出口截面的各種形狀。圖中，1、氣體導(dǎo)管；2、送粉管；3、噴管出口 ；4、拉伐爾噴管；5、冷卻水外套；6、粉末 入口 ；7、冷卻水接口 ；8、燃燒室；9、拉伐爾噴管收縮部分；10、拉伐爾噴管喉部；11、拉伐爾 噴管擴(kuò)張部。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型超音速火焰切割炬包括燃燒室8，與燃燒室8 一側(cè)相通的燃 氣和助燃?xì)鈿怏w導(dǎo)管1，和燃燒室8另一側(cè)相通的拉伐爾噴管4，燃燒室8和拉伐爾噴管4 外圍設(shè)置有冷卻水外套5，冷卻水外套5上設(shè)有冷卻水接口 7，氣體導(dǎo)管1為多組且為直通 管或奇形管的組合呈軸對(duì)稱(chēng)的設(shè)置在燃燒室8的側(cè)壁上，燃燒室8的側(cè)壁中心設(shè)有一送粉 口 2，拉伐爾噴管4擴(kuò)張部管壁上設(shè)置有粉末入口 6。工作時(shí)，乙炔、丙烷、丙烯和氫氣等燃料氣體與高壓氧氣或壓縮空氣通過(guò)氣體導(dǎo)管 1均勻分配至燃燒室8中進(jìn)行激烈的燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓焰流通過(guò)拉伐爾噴管4高速?lài)娚?至被切割工件上進(jìn)行快速切割。通過(guò)設(shè)置的送粉口 2和6向火焰中均勻送入鐵粉等材料， 從而進(jìn)一步提高火焰的溫度，可用來(lái)快速切割常規(guī)火焰切割炬難于切割的不銹鋼材料。燃 燒室8和拉伐爾噴管4與冷卻水外套5之間形成空腔，通過(guò)冷卻水接口 7通入冷卻水保護(hù) 燃燒室8內(nèi)壁不被高溫氣體燒蝕。圖2所示為本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式的剖視圖，其中噴管4為拉伐爾噴管的一 種特殊情況，即拉伐爾噴管的擴(kuò)張部分改為一直通管，即其擴(kuò)張部截面積沿長(zhǎng)度方向不發(fā)
生變化。圖3所示為本實(shí)用新型又一種實(shí)施方式的剖視圖，其中噴管4為拉伐爾噴管的一 種特殊情況，即無(wú)拉伐爾噴管的擴(kuò)張部分，為一收縮管。圖4所示為本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式的剖視圖，其中噴管4為拉伐爾噴管的一 種特殊情況，即無(wú)拉伐爾噴管的收縮部分，為一擴(kuò)張管。如圖5所示，噴管4的出口端3的截面形狀可為圓形、橢圓形、方形或其組合形狀。本實(shí)用新型將超音速火焰應(yīng)用于切割領(lǐng)域以提高切割速度，采用易點(diǎn)火的氣體燃 料并送入鐵粉等粉末從而提高切割溫度和速度，大幅度提高了切割效率，可用來(lái)快速切割 常規(guī)火焰切割炬難于切割的不銹鋼材料。本實(shí)用新型并不局限于實(shí)施例中所描述的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，它的描述是說(shuō)明性的，并非 限制性的，本實(shí)用新型的權(quán)限由權(quán)利要求所限定，基于本技術(shù)領(lǐng)域人員依據(jù)本發(fā)明所能夠 變化、重組等方法得到的與本實(shí)用新型相關(guān)的技術(shù)，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種超音速火焰切割炬，包括燃燒室(8)和與燃燒室(8)一側(cè)相通的噴管(4)，所述燃燒室(8)和噴管(4)外圍設(shè)置有冷卻水外套(5)構(gòu)成的冷卻水循環(huán)腔，其特征在于，所述燃燒室(8)另一側(cè)設(shè)有與所述燃燒室(8)相通的至少兩組氣體導(dǎo)管(1)，所述燃燒室(8)的側(cè)壁中心處設(shè)置有與所述燃燒室(8)相通的送粉管(2)，所述噴管(4)的側(cè)壁上設(shè)置有粉末入口(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超音速火焰切割炬，其特征在于，所述噴管(4)的形狀為拉伐爾 管或直通管或收縮管或擴(kuò)張管的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述超音速火焰切割炬，其特征在于，所述噴管(4)的末端出口 (3)的截面為圓形或橢圓形或方形的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述超音速火焰切割炬，其特征在于，所述氣體導(dǎo)管(1)中通入 的氣體為氣體燃料和助燃?xì)怏w。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述超音速火焰切割炬，其特征在于，所述氣體燃料為乙炔或丙烷 或丙烯或氫氣的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述超音速火焰切割炬，其特征在于，所述助燃?xì)怏w為高壓氧氣或 壓縮空氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述超音速火焰切割炬，其特征在于，所述送粉管(2)與粉末入口 (6)中的送入的粉末為鐵粉。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超音速火焰切割炬，包括燃燒室和與燃燒室一側(cè)相通的噴管，所述燃燒室和噴管外圍設(shè)置有冷卻水外套構(gòu)成的冷卻水循環(huán)腔，所述燃燒室另一側(cè)設(shè)有與所述燃燒室相通的至少兩組通入燃料氣體與助燃?xì)獾臍怏w導(dǎo)管，所述燃燒室的側(cè)壁中心處設(shè)置有與所述燃燒室相通的送粉管，所述噴管的側(cè)壁上設(shè)置有粉末入口。由于燃料為氣體燃料，點(diǎn)火容易。氣體燃料與助燃?xì)庠谌紵壹ち胰紵?，切割炬產(chǎn)生火焰速度達(dá)到超音速，速度高、溫度高、壓力高從而高速熔化、燒蝕、沖刷工件，大幅度提高了切割速度，從而降低了切割成本，同時(shí)切口平整、噴嘴壽命長(zhǎng)。通過(guò)設(shè)置的送粉口和粉末入口向火焰中均勻送入鐵粉等材料，進(jìn)一步提高了火焰的溫度，可用來(lái)快速切割常規(guī)火焰切割炬難于切割的不銹鋼材料。
文檔編號(hào)F23D14/54GK201636866SQ200920097728
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者葉福興, 黎科 申請(qǐng)人:天津大學(xué)