Устройство для газопламенной обработки материалов

 

Изобретение относится к газопламенной обработке материалов и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Охладитель устройства расположен между электролизно-водным генератором и газоосушителем и соединен с ними гибким трубопроводом. Газоосушитель соединен с газопламенной горелкой через две параллельные газоподводящие ветви, одна из которых состоит из обогатителя, узла регулирования газовой смеси и сухого затвора и вторая - из водяного затвора, узла регулирования газовой смеси и сухого затвора. Обогатитель выполнен в виде двух соосных труб. Внутренняя труба заглушена в нижней торцевой части и имеет входное отверстие и дросселирующие отверстия. В верхней части наружной трубы со стороны, диаметрально противоположной дросселирующим отверстиям, выполнено выходное отверстие для обогащенной смеси газа. Кроме того, имеется блок управления, регулирующий работу электролизно-водного генератора. Устройство позволяет значительно повысить надежность и регулировать пламя горелки от окислительного до восстановительного. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к газопламенной обработке материалов, а именно к устройствам для газопламенной резки, сварки и пайки.

Известно устройство для газовой резки и сварки, содержащее блок питания, подключенный к нему управляемый выпрямитель, выходом соединенный с электролизером, трубопровод которого подключен к газовой горелке, устройство снабжено датчиком давления, датчиком тока, блоком управления и первым компаратором, причем выход датчика давления соединен с первым входом блока управления, выход которого подключен к управляемому выпрямителю, последовательно соединенного датчиком тока электролизера, выход датчика тока через первый компаратор подключен к второму входу блока управления, входы питания датчика давления и блока управления соединены с блоком питания, причем устройство дополнительно содержит второй и третий компараторы, схему совпадения, а трубопровод выполнен с управляемым вентилем, причем вход второго компаратора подключен к датчику давления, а вход третьего компаратора - к выходу управляемого выпрямителя, выходы компараторов подключены к схеме совпадения, выходом связанной с управляемым вентилем [1].

Однако известное устройство не имеет возможности дозированно получать и регулировать состав обогащенной смеси газа, то есть получать не только окислительное пламя горелки, но также нормальное и даже восстановительное.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности признаков является устройство для газопламенной обработки материалов, содержащее электролизно-водныи генератор, соединенный через водяной затвор, газоосушитель, предохранительный клапан, сухой затвор с газопламенной горелкой, а также узел регулирования газовой смеси, смонтированный между газоосушителем и предохранительным клапаном, которое снабжено гибким газопроводом, узел регулирования газовой смеси выполнен в виде емкости с расположенным внутри нее поплавком, при этом гибкий газопровод закреплен одним концом к входному штуцеру емкости, а другим - к поплавку, а емкость установлена с возможностью поворота на угол 90^o [2].

Однако известное устройство имеет ряд недостатков, в частности значительный перегрев газоосушителя, невозможность дозированно получать и регулировать состав обогащенной смеси газа. Устройство не имеет обратной связи для стабилизации тока электролиза при изменении концентрации электролита и изменении температуры электролизно-водного генератора.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества обработки материалов путем регулирования обогащенной газовой смеси, повышение надежности и автоматизации регулирования работы электролизно-водного генератора.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для газопламенной обработки материалов, содержащее электролизно-водный генератор, водяной затвор, газоосушитель, предохранительный клапан, сухой затвор, узел регулирования газовой смеси и газопламенную горелку, согласно изобретению, снабжено блоком управления и охладителем, расположенным между электролизно-водным генератором и газоосушителем и соединенным с ними гибким трубопроводом, кроме того, газоосушитель имеет две параллельные газопроводящие ветви: одна - обогатитель, узел регулирования газовой смеси и сухой затвор и газопламенная горелка; другая - водяной затвор, узел регулирования газовой смеси, сухой затвор и газопламенная горелка, а обогатитель выполнен в виде двух соосных труб, из которых внутренняя труба заглушена в нижней торцевой части и имеет дросселирующие отверстия, а в верхней части наружной трубы со стороны, диаметрально противоположной дросселирующим отверстиям, выполнено выходное отверстие для обогащенной смеси газа.

Кроме того, блок управления содержит блок питания, управляющую схему, блок выпрямителя, датчик тока электролиза, датчик давления, блок стабилизации тока электролиза, задатчик тока, термодатчик контроля нагрева электролизно-водного генератора, причем к блоку питания подключены последовательно управляющая схема, блок выпрямителя, датчик тока электролиза и электролизно-водный генератор, а датчик тока электролиза соединен с входом блока стабилизации тока электролиза, который еще одним входом соединен с задатчиком тока, а выходом соединен с управляющей схемой, электролизно-водный генератор соединен с датчиком давления и термодатчиком контроля перегрева, выходы которых соединены с управляющей схемой.

Повышение качества газопламенной обработки материалов достигается путем получения пламени горелки необходимой формы, требуемой температуры и химического состава за счет регулирования подачи обогащенной газовой смеси как созданием двух параллельных ветвей подачи горючей смеси от газоосушителя к газопламенной горелке соответственно через обогатитель и через водяной затвор, так и установкой двух независимых узлов регулирования газовой смеси на каждой из подающих ветвей. Диаметрально противоположно расположенные дросселирующие отверстия и отверстие выхода обогащенной смеси газа в обогатителе способствуют значительному осушению смеси газа, что позволяет избежать дополнительной установки газоосушителя в устройстве.

Повышения надежности и автоматизации регулирования работы электролизно-водного генератора добиваются за счет стабилизации тока электролиза и контроля температуры электролизно-водного генератора, что обеспечивает блок управления, в котором имеются блок стабилизации тока электролиза и задатчик тока, а также термодатчик контроля перегрева электролизно-водного генератора.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена общая схема устройства для газопламенной обработки; на фиг.2 - схема структурная электрическая; на фиг.3 - продольный разрез обогатителя; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.3.

Устройство для газопламенной обработки материалов содержит электролизно-водный генератор 1, соединенный гибким газопроводом с охладителем 2 и газоосушителем 3, который соединен параллельно через гибкие газопроводы с обогатителем 4 и водяным затвором 5, которые в свою очередь соединены через узлы регулирования газовой смеси 6 и 7, а также сухие затворы 8 и 9 с газопламенной горелкой 10. Газоосушитель 3 снабжен предохранительным клапаном избыточного давления 11. Регулирование работы электролизно-водного генератора 1 осуществляет блок управления 12, который состоит из блока питания 13, управляющей схемы 14, блока выпрямителя 15, датчика тока электролиза 16, датчика давления 17, блока стабилизации тока электролиза 18, задатчика тока 19, термодатчика контроля перегрева 20 электролизно-водного генератора 1.

Обогатитель 4 (см. фиг.3 и фиг.4) выполнен в виде двух соосных труб 21 и 22, причем внутренняя труба 22 заглушена в нижней торцевой части и имеет входное отверстие 23 и дросселирующие отверстия 24, в верхней части наружной трубы 21 со стороны, диаметрально противоположной дросселирующим отверстиям 24, выполнено отверстие 25 для выхода обогащенного газа из обогатителя 4.

Устройство для газопламенной обработки материалов работает следующим образом.

Включаем блок управления 12 в сеть и электропитание через блок питания 13, управляющую схему 14, блок выпрямителя 15 и датчик тока электролиза 16 поступает на электролизно-водный генератор 1. Вырабатываемый электролизно-водным генератором 1 гремучий газ вместе с пеной (пленками жидкости) проходит через охладитель 2, газоосушитель 3 и далее по двум параллельным газопроводящим ветвям: одна - обогатитель 4, узел регулирования газовой смеси 6, сухой затвор 8 к газопламенной горелке 10; другая - водяной затвор 5, узел регулирования газовой смеси 7, сухой затвор 9 к газопламенной горелке 10. Вышеуказанная схема получения горючей газовой смеси позволяет регулировать состав обогащенной смеси газа, то есть получать не только окислительное пламя в газопламенной горелке 10, но также нормальное и даже восстановительное. По одной газопроводящей ветке (1-2-3-5-7-9-10) идет чистый гремучий газ, по другой (1-2-3-4-6-8-10) идет гремучий газ, обогащенный парами углеводородных соединений (бензина, спирта и др.). Дозированное поступление чистого гремучего газа в горелку 10 осуществляют узлом регулирования газовой смеси 7. Дозированное поступление обогащенного парами углеводородных соединений гремучего газа в горелку 10 осуществляют узлом регулирования газовой смеси 6. Таким образом, можно получать широкий спектр газовой смеси по ее составу. Для предотвращения обратного удара каждая из двух параллельных газопроводящих ветвей снабжена сухими затворами 8, 9, а также водяным затвором 5 и обогатителем 4, выполняющим одновременно роль водяного затвора.

Регулирование работы электролизно-водного генератора 1 осуществляется следующим образом. С датчика тока электролиза 16 сигнал поступает в блок стабилизации тока электролиза 18, где он сверяется с эталонным значением, задаваемым задатчиком тока 19, и поступает на управляющую схему 14, которая регулирует и стабилизирует ток электролиза. При повышении давления в электролизно-водном генераторе 1 датчик давления 17 подает сигнал на управляющую схему 14, которая отключает блок выпрямителя 15. При повышении температуры электролизно-водного генератора 1 термодатчик 20 подает сигнал на управляющую схему 14, которая включает аварийный сигнал.

Обогатитель 4 (см. фиг.3 и фиг.4) работает следующим образом. Через входное отверстие 23 гремучий газ (показан стрелкой на фиг.3) поступает в трубу 22 и через дросселирующие отверстия 24 барботирует в виде пузырьков, насыщаясь углеводородными соединениями, например бензином, спиртом, или другими присадками, затем поступает в верхнюю емкость, образованную между трубами 21 и 22, и выходит через выходное отверстие 25 (показан стрелкой на фиг.3), размещено диаметрально противоположно дросселирующим отверстиям 24, значительно осушает обогащенную смесь газа. При возникновении обратного удара обогатитель 4 выполняет также функцию водяного затвора.

Использование предлагаемого решения по сравнению с прототипом позволяет значительно повысить надежность устройства и регулировать пламя горелки от окислительного до восстановительного.

Источники информации 1. А.С. СССР N1699734, МКИ B 23 K 5/00, 7/00, Б.И. N47, 1991.

2. А.С. СССР N1699733, МКИ B 23 K 5/00, Б.И. N47, 1991 - прототип.

Формула изобретения

1. Устройство для газопламенной обработки материалов, содержащее электролизно-водный генератор, водяной затвор, газоосушитель, предохранительный клапан, сухой затвор, узел регулирования газовой смеси, обогатитель, гибкий трубопровод и газопламенную горелку, отличающееся тем, что оно снабжено блоком управления, охладителем, узлом регулирования газовой смеси и сухим затвором, при этом охладитель расположен между электролизно-водным генератором и газоосушителем и соединен с ними гибким трубопроводом, газоосушитель соединен с газопламенной горелкой через две параллельные газоподводящие ветви, одна из которых состоит из обогатителя, узла регулирования газовой смеси и сухого затвора и вторая - из водяного затвора, узла регулирования газовой смеси и сухого затвора, а обогатитель выполнен в виде двух соосных труб, причем внутренняя труба заглушена в нижней торцевой части и имеет входное отверстие и дросселирующие отверстия, а в верхней части наружной трубы со стороны, диаметрально противоположной дросселирующим отверстием, выполнено выходное отверстие для обогащенной смеси газа.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит блок питания, управляющую схему, блок выпрямителя, датчик тока электролиза, датчик давления, блок стабилизации тока электролиза, задатчик тока, термодатчик контроля нагрева электролизно-водного генератора, причем к блоку питания подключены последовательно управляющая схема, блок выпрямителя, датчик тока электролиза и электролизно-водный генератор, а датчик тока электролиза соединен с входом блока стабилизации тока электролиза, который еще одним входом соединен с задатчиком тока, а выходом соединен с управляющей схемой, электролизно-водный генератор соединен с датчиком давления и термодатчиком контроля перегрева, выходы которых соединены с управляющей схемой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4