Устройство для газопламенной обработки материалов

 

Использование: в радиотехнической, электронной и других отраслях промышленности при микросварке, пайке, резке металлов пламенем, полученным при сжигании смеси газов, производимой при электролизе воды. Сущность изобретения: устройство содержит электролизер, соединенный газопроводом с отстойником, водяным затвором, осушителем, барботером с легковоспламеняющейся жидкостью, газосмесителем и горелкой. В блок управления электролизером входят контактор, блок питая, регулятор мощности. В электролизере установлены датчики давления и температуры, выходы которых подключены соответственно к блокам защиты по давлению и температуре. Вторые входы датчиков связаны с задатчиками критических значений давления и температуры. Выходы блоков защиты по давлению и температуре соединены через последовательно соединенные логическую схему ИЛИ и управляемый ключ с контактором. При этом выход датчика давления подключен через регулятор давления газовой смеси к управляющему входу регулятора мощности. Осушитель соединен дополнительной газовой магистралью с газосмесителем. В этой магистрали установлен второй датчик давления, связанный с блоком защиты по выходному давлению, выход которого подключен к третьему входу логической схемы ИЛИ. Устройство снабжено также источником углеводородной смеси, связанным вентилем с магистралью, соединяющей барботер с легковоспламеняющейся жидкостью и газосмеситель. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к газопламенной обработке материалов смесью газов/ получаемых при электролизе воды в электролизноводном генераторе (ЭВГ)/ и применяется в малогабаритных переносных установках/ используемых для микросварки/ пайки и резки металлов в радиотехнической/ электронной/ приборостроительной и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для газопламенной обработки материалов/ содержащее последовательно соединенные контактор/ блок питания/ регулятор мощности/ электролизер с датчиком давления/ связаннным с регулятором мощности и через блок защиты по давлению с контактором/ при этом газовый вывод электролизера соединен через отстойник/ водяной затвор/ узел для обогащения газовой смеси парами жидких углеводородов с горелкой.

Однако/ это устройство не обеспечивает в процессе сварки малогабаритных деталей качественной стабилизации количества электричества/ проходящего через электролит/ и/ следовательно/ величину давления газовой смеси/ поступающей в горелку/ что из-за недостаточной стабильности газопламенного нагрева ЭВГ не обеспечивает получения качественного соединения металлов малых толщин и сечений.

Цель изобретения - повышение надежности и безопасности работы.

Это достигается тем/ что устройство снабжено осушителем/ смонтированным между водяным затвором и узлом для обогащения газовой смеси/ газосмесителем/ установленным между узлом для обогащения газовой смеси и горелкой/ дополнительной газовой магистралью/ связывающей осушительный фильтр с газосмесителем и оснащенной установленным в ней вторым датчиком давления/ а также датчиком температуры/ смонтированным в электролизере/ при этом устройство снабжено также блоками защиты по выходному давлению и по температуре и логической схемой ИЛИ/ три входа которой соединены с упомянутыми блоками защиты по давлению и температуре/ а выход через управляемый ключ подключен к контактору.

Устройство может быть снабжено вентилем/ смонтированным в газовой магистрали/ между узлом для обогащения газовой смеси и газосмесителем и связанным с ним источником углеводородной смеси.

Водяной затвор может быть выполнен в виде барботера двойного действия/ узел для обогащения газовой смеси парами жидких углеводородов может быть выполнен в виде барботера двойного действия с легкоиспаряющейся жидкостью/ а осушитель может быть выполнен в виде фильтра и пламегасителя.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для газопламенной обработки содержит последовательно соединенные тиристорный контактор 1/ блок 2 питания/ регулятор 3 мощности и электролизер 4/ в котором установлены датчики давления и температуры/ выходы которых подключены соответственно к блокам защиты по давлению 5 и температуре 6/ а задатчики критических значений давления и температуры связаны соответственно с вторыми входами блоков 5 и 6/ выходы которых соединены через последовательно соединенную логическую схему ИЛИ 7 и управляемый ключ 8 с тиристорным контактором/ причем выход датчика давления подключен через регулятор 9 давления газовой смеси к управляющему входу регулятора потребляемой мощности/ причем электролизер 4 связан газопроводом с отстойником 10/ водяным затвором 11 в виде барботера двойного действия/ осушителем 12 в виде фильтра и пламегасителя/ узлом 13 для обогащения газовой смеси в виде барботера двойного действия с легковоспламеняющейся жидкостью/ вентилем 14/ газосмесителем 15 и горелкой 16/ а также источник 17 углеводородной смеси через вентиль подключен к первому входу газосмесителя/ а второй вход связан с осушительным фильтром с пламегасителем и через второй датчик 18 с блоком 19 защиты по выходному давлению/ вторые и третьи входы которого соединены с задатчиками нижнего и верхнего критических давлений/ а выход подключен к третьему входу логической схемы ИЛИ.

Горючая смесь/ выходящая из электролизера 4/ по газопроводу проходит в отстойник 10/ где осаждается неразрушенная пена/ далее через слой жидкости барботера двойного действия (водяной затвор)/ где горючая смесь освобождается от влаги и через осушительный фильтр с пламегасителем поступает чистый гремучий газ через газосмеситель 15 на горелку 16/ кроме того/ часть гремучего газа проходит через второй барботер с легковоспламеняющейся жидкостью двойного действия (ацетон/ бензин/ спирт)/ и в объеме над жидкостью насыщается ее газами углеводородных соединений. Очищенная насыщенная горючая смесь по газопроводу подается через вентиль 14/ на второй вход вентиля подается из источника 17 углеводородный газ (пропан) С₃Н₈/ который через газосмеситель поступает в горелку 16.

В изобретении применение двух потоков горючего газа/ один из которых остается "чистым"/ а другой насыщается в барботере с легкоиспаряющейся жидкостью двойного действия и использование источника 17 с углеводородной смесью позволяет плавно регулировать состав горючей смеси в более широких пределах/ чем достигается изменение температуры пламени и активного характера пламени - от окислительного (избыток кислорода) до нормального (отсутствие свободного кислорода) и науглероживающих (избыток водорода).

Использование источника 17 с углеводородной смесью позволяет уменьшить вероятность возникновения обратного удара/ так как доля кислорода значительно меньше/ чем стехиометрическое соотношение/ при сжигании в горелке 16 горючего газа и пропана/ желательно в пределах 40-50% и затем перед соплом горелки 16 устанавливается такая скорость течения/ которая значительно меньше скорости распространения пламени/ что не дает возможности возникновения обратного удара.

Но при слишком большом расходе гремучего газа или при нарушении физического состояния газовой системы (срыв шланга/ прорыв газопровода/ срыв вентиля/ засорение горелки) возможен обратный удар/ воспламенение горючей смеси в каналах горелки и распространение пламени навстречу потоку горючей смеси/ вследствие кратковременного повышения давления часть жидкости из водного затвора 11 и барботера с легкоиспаряющейся жидкостью (ацетон/ спирт/ бензин) по газопроводу перетекает из одного баллона в другой/ так используется барботер двойного действия. После выращивания давления жидкость перетекает в первый баллон.

Датчик давления/ который находится в электролизере 4/ соединен с регулятором давления/ выход которого управляет регулятором потребляемой мощности. При изменении силы тока электролизера 4 изменяется как производительность электролизера по выработке объема гремучего газа/ так и выделяемая тепловая мощность.

Особенностью технического решения является также использование фильтра с пламегасителем/ состоящего из свинцовой дроби и датчика 18 давления/ который активно реагирует на изменения давления на выходе системы и через блок защиты по выходному давлению/ фиксируется возникновение неисправности и отключается источник питания ЭВГ. Таким образом электролизер 4 оказывается защищенным от попадания в него пламени и возникновения повышенного или пониженного давления.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет повысить эксплуатационную надежность и безопасность работы/ причем улучшается технологический характер пламени/ повышается стабильность работы электролизера/ автоматизация приводит как к повышению производительности за счет увеличения скорости сварки и точности/ так и к повышению качества сварных соединений. Значительно упрощается процесс гашения пламени и повышение безопасности работы/ кроме того/ при аварийном отключении электропитания не происходит подгорания горелки и проникновения обратного удара в шланги установки. Повышается надежность оборудования и повышается производительность сварки и пайки благодаря повышенной тепловой мощности пламени за счет высококалорийных добавок в гремучий газ/ причем оно легко транспортируемое устройство и обладает сравнительно простой схемой автоматического управления/ позволяющей безопасно осуществить весь технологический процесс.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные контактор, блок питания, регулятор мощности, электролизер с датчиком давления, связанным с регулятором мощности и через блок защиты по давлению с контактором, при этом газовый вывод электролизера соединен через отстойник, водяной затвор, узел для обогащения газовой смеси парами жидких углеводородов с горелкой, отличающееся тем, что устройство снабжено осушителем, смонтированным между водяным затвором и узлом для обогащения газовой смеси, газосмесителем, установленным между узлом для обогащения газовой смеси и горелкой, дополнительной газовой магистралью, связывающей осушительный фильтр с газосмесителем и оснащенной установленным в ней вторым датчиком давления, а также датчиком температуры, смонтированным в электролизере, при этом устройство снабжено также блоками защиты по выходному давлению и по температуре и логической схемой ИЛИ, три входа которой соединены с упомянутыми блоками защиты по давлению и температуре, а выход через управляемый ключ подключен к контактору.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено вентилем, смонтированным в газовой магистрали между узлом для обогащения газовой смеси и газосмесителем и связанным с ним источником углеводородной смеси.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что водяной затвор выполнен в виде барботера двойного действия.

4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что узел для обогащения газовой смеси парами жидких углеводородов выполнен в виде барботера двойного действия с легкоиспаряющейся жидкостью.

5. Устройство по пп.1 - 4, отличающееся тем, что осушитель выполнен в виде фильтра и пламегасителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1