ГАЗОКИСЛОРОДНЫЙ РЕЗАК, ВЕНТИЛЬ И РЕГУЛИРОВОЧНЫЙ КЛАПАН Российский патент 1995 года по МПК F23D14/42 

Изобретение относится к конструкции газовых резаков, используемых для разрезки стали, и может быть использовано при резке металла большой толщины.

Известен резак, содержащий корпус, головку с соплами и газоподводящие трубки с вентилями [1]
Недостатком данного резака является невысокая эксплуатационная надежность.

Наиболее близким к изобретению является газокислородный резак, содержащий корпус с размещенными в нем трубками подачи горючего газа и кислорода, подключенными входными и выходными участками соответственно к регулировочному блоку и режущей головке, имеющей кольцевую полость на выходном торце, и кольцевое сопло, образованное коаксиально установленными внешней и внутренней втулками, причем на регулировочном блоке установлены вентили, сообщенные с трубками подачи горючего газа и кислорода, и регулировочный клапан, сообщенный с трубкой подачи кислорода, вентиль включает цилиндрический корпус с выходным и входным каналами и размещенный в его полости поршнеобразный шток, а регулировочный клапан включает цилиндрический корпус с входным и выходным каналами и клапан с пружиной [2]
Недостатком этого резака также является невысокая эксплуатационная надежность, обусловленная неспособностью гашения в нем обратных ударов, быстрым износом штока клапана и низкой технологичностью изготовления, связанной со сложностью конструкции.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности путем гашения обратного удара.

Цель достигается тем, что выходной участок трубки подачи кислорода выполнен в виде V-образной ветви и сообщен с регулировочным клапаном в зоне разветвления, на входном торце внешней втулки сопла выполнена конусная проточка и в ней дополнительно размещена инжектирующая шайба с торцовой конусной фаской, установленная с образованием камеры смешения, подключенной к полости головки посредством аксиальных дозирующих каналов, а на наружной поверхности внутренней втулки выполнены продольные канавки, при этом в вентиле по оси штока выполнена глухая проточка с размещенной в ней пружиной, а вокруг штока дополнительно расположен конусообразный клапан, причем регулировочный клапан дополнительно содержит поршень с подпружиненным штоком, снабженным буртиком, и регулировочную гайку, установленную по оси штока и имеющую полость в торцовой плоскости, контактирующей с одним из торцов указанной пружины, а в торце поршня дополнительно размещен клапан обратного удара в виде Т-образного стержня с размещенной в его полости пружиной.

На фиг. 1 изображен газокислородный резак, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1.

Газокислородный резак содержит корпус 1 с размещенными в нем трубками 2 и 3 подачи горючего газа и кислорода, подключенными входными и выходными участками соответственно к регулировочному блоку 4 и режущей головке 5, имеющей кольцевую полость 6 на выходном торце и кольцевое сопло 7, образованное коаксиально установленными внешней и внутренней втулками 8 и 9, причем на регулировочном блоке 4 установлены вентили 10, сообщенные с трубками 2 и 3 подачи горючего газа и кислорода, и регулировочный клапан 11, сообщенный с трубкой 3 подачи кислорода. Выходной участок трубки 3 подачи кислорода выполнен в виде V-образной ветви и сообщен с регулировочным клапаном 11 в зоне разветвления. На входном торце внешней втулки 8 сопла 7 выполнена конусная проточка 12. В ней размещена инжектирующая шайба 13 с торцовой конусной фаской 14, установленная с образованием камеры 15 смешения, подключенной к полости 6 головки 5 посредством аксиальных дозирующих каналов 16. На наружной поверхности внутренней втулки 9 выполнены продольные канавки 17. Вентили 10 включают цилиндрический корпус 18 с входным и выходным каналами 19 и 20, подпружиненный шток 21. По оси 22 штока 21 выполнена глухая проточка 23 с размещенной в ней пружиной 24, а вокруг штока 21 дополнительно расположен конусообразный клапан 25. Регулировочный клапан 11 включает цилиндрический корпус 26 с входным и выходным каналами 27 и 28, поршень 29 с подпружиненным штоком 30, снабженным буртиком 31, регулировочную гайку 32, установленную по оси штока 30, имеющую полость 33 в торцовой плоскости, контактирующей с одним из торцов пружины 34. В торце поршня 29 размещен клапан обратного стержня 35 с размещенной в его полости пружиной 36.

Газокислородный резак работает следующим образом.

Горючий газ и кислород по гибким шлангам, подключаемым к штуцерам трубок 2 и 3, подводится к вентилям 10 и клапану 11, которые регулируют поступление газов в головку 5, где происходит образование горючей смеси и формирование режущей струи.

Газокислородный резак работает в двух режимах: разогрев металла и резка металла.

Работа в режиме разогрева металла. Клапан 11 закрыт. При вращении маховика 37 вентиля 10 под действием пружины 24 шток 21 движется за маховиком 37, при этом под действием потока газа в канале 19 конусный клапан 25 идет за штоком 21, открывая проход из канала 19 в канал 20. В результате этого газ через трубу 38 каналу 39 попадает в кольцевую полость 6. Дальше через каналы 16 инжектирующей шайбы 13 газ попадает в камеру 15 смешения, инжектируется из которой кислородом в кольцевое сопло 7, поступающим из кольцевой полости 40, соединенной с вентилем 10.

При смешении горючего газа и кислорода образуется горючая смесь, при поджоге которой образуется пламя, разогревающее металл.

При возникновении обратного удара газ принимает обратное движение, и конусный клапан 25 под действием пружины 24 и обратного потока газа из канала 20 в канал 19 мгновенно закрывается, при этом обратное движение прекращается, что исключает выгорание всей системы и разрыв подводящих труб и другие более серьезные последствия.

Работа в режиме резания. При нажатии на рычаг 41 шток 30 приподнимается, сжимая пружину 34, при этом освобождая поршень 29, который под влиянием давления кислорода, исходящего из канала 27, движется за штоком 30. Имеющийся в торце поршня 29 клапан при воздействии потока кислорода, стремящегося из канала 27 в канал 28, сжимая пружину 36, движется за поршнем. Таким образом, кислород через трубу 42 попадает в центральный канал 43 головки 5 и через центральный канал внутренней втулки 9, формируясь, выходит наружу, выдувая жидкие частицы предварительно разогретого металла.

При возникновении обратного удара клапан под влиянием пружины 36 и обратного потока кислорода из каналов 28 в канал 27 мгновенно закрывается, и обратное движение прекращается.

Таким образом, при выполнении функции обратного удара всеми регулирующими узлами газокислородный резак полностью защищен от обратного удара.

Камера 15 смешения газов в головке 5 резака выполнена в виде конусообразной полости, образованной внутренней втулкой 9 с туго надетой конусообразной инжектирующей шайбой 13 и внешней втулкой 8. Камера 15 смешения соединена каналами 16 с кольцевой полостью 6 в корпусе головки 5 для накопления газа, а в нижней части камеры смешения расположены прямоугольные канавки 17, по которым истекает из кольцевой полости 40 корпуса головки 5 кислород, инжектируя за собой горючий газ. Такое исполнение головки 5 резака позволяет повысить удобство в эксплуатации, так как горение пламени не прекращается при забивании каналов из-за достаточного количества горючего газа в конусообразной полости. Детали головки 5 технологичны в изготовлении, так как требуют простых токарных, фрезерных и сверлильных работ.

Технико-экономическая эффективность заключается в повышении надежности работы резака, а его стойкость позволяет изготавливать в заводских условиях резаки взамен импортных, т.е. отказаться от импорта и наладить выпуск более совершенных резаков.

Использование: для резки металла большой толщины. Сущность изобретения: в газокислородном резаке, имеющем трубки подачи горючего газа и кислорода с установленными на них регулировочными вентилями и регулировочным клапаном, выходной участок трубки подачи кислорода выполнен в виде V-образной ветви, в вентиле по оси штока выполнена глухая проточка с размещенной в ней пружиной, а вокруг штока расположен конусообразный клапан, при этом регулировочный клапан дополнительно содержит поршень с подпружиненным штоком, снабженным буртиком, и регулировочную гайку, установленную по оси штока и имеющую полость в торцовой плоскости, контактирующей с одним из торцов пружины, а в торце поршня размещен клапан обратного удара в виде Т-образного стержня с размещенной в его полости пружиной. 3 с.п. ф-лы, 4 ил.

1. Газокислородный резак, содержащий корпус с размещенными в нем трубками подачи горючего газа и кислорода, подключенными своими входными и выходными участками соответственно к регулировочному блоку и режущей головке, имеющей кольцевую полость на выходном торце и кольцевое сопло, образованное коаксиальными внешней и внутренней втулками, причем на регулировочном блоке установлены вентили, сообщенные с трубками подачи горючего газа и кислорода, и регулировочный клапан, сообщенный с трубкой подачи кислорода, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем гашения обратного удара, выходной участок последней выполнен в виде V-образной ветви и сообщен с регулировочным клапаном в зоне разветвления, на входном торце внешней втулки сопла выполнена конусная проточка и в ней дополнительно размещена инжектирующая шайба с торцевой конусной фаской, установленная с образованием камеры смешения, подключенной к полости головки посредством аксиальных дозирующих каналов, а на наружной поверхности внутренней втулки выполнены продольные канавки. 2. Вентиль, содержащий цилиндрический корпус с выходным и входным каналами и размещенный в его полости поршнеобразный шток, отличающийся тем, что по оси штока выполнена глухая проточка с размещенной в ней пружиной, а вокруг штока дополнительно расположен конусообразный клапан. 3. Регулировочный клапан, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным каналами, отличающийся тем, что клапан дополнительно содержит поршень с подпружиненным штоком, снабженным буртиком, и регулировочную гайку, установленную по оси штока, имеющую полость в торцевой плоскости, контактирующей с одним из торцов указанной пружины, а в торце поршня дополнительно размещен клапан обратного удара в виде Т-образного стержня с размещенной в его полости пружиной.