СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ГРЕМУЧЕГО ГАЗА ПАРАМИ ОРГАНИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1996 года по МПК B23K5/00 

Изобретение относится к газопламенной обработке металлов пламенем, полученным при сгорании водородно-кислородной смеси газов (гремучего газа), образующейся при электролизе воды.

При сжигании гремучего газа получается пламя, окислительное по отношению к расплавленному металлу. Чтобы уменьшить окисление металла при обработке, к гремучему газу подмешивают пары легкоиспаряющихся органических жидкостей (бензина, ацетона, спирта и др.).

Известен способ обогащения гремучего газа парами органической жидкости, включающий испарение органической жидкости в тракте гремучего газа [1]
Известный способ предусматривает пропускание гремучего газа через бак с органической жидкостью, так называемый, барботер. Одним из недостатков известного способа является то, что при использовании в качестве органической жидкости бензина, нефтяных растворителей и других веществ, представляющих собой смеси компонентов с различными температурами кипения, в начальный период испаряются легкокипящие компоненты, а потом испарение прекращается. Так, обычный автомобильный бензин это смесь фракций с температурами кипения от 35^o до 195^oC. В результате при работе на бензине барботирующее устройство сначала эффективно обогащает гремучий газ органикой, затем обогащение прекращается, хотя использовано меньше половины объема бензина. Устранить этот недостаток нагревом органической жидкости принципиально возможно, но практически не удается, так как необходимо нагревать весь объем жидкости до температур, близких к температуре кипения наименее летучих компонентов, а это небезопасно. Другим недостатком известного способа является нестабильность процесса обогащения гремучего газа. Третьим недостатком является загрязнение органической жидкости щелочью, пары которой всегда есть в водородно-кислородной смеси, полученной электролизом.

Технической задачей изобретения является повышение стабильности процесса насыщения гремучего газа путем полного испарения органической жидкости в газовом тракте.

Эта задача решается за счет того, что в способе насыщения гремучего газа парами органической жидкости, жидкость в газовый тракт подают с капельным расходом. Жидкость диспергируют на капли и подают в тракт посредством инжекции гремучим газом. Жидкость можно подавать под действием собственного веса или под давлением. Капли жидкости могут быть поданы на нагретую до 60 400^oC поверхность.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы устройств для реализации данного способа. В устройстве, изображенном на фиг. 1, тракт подачи гремучего газа, поступающего от электролизно-водного генератора, выполнен в виде двух трубопроводов. По трубопроводу 1 в горелку 2 подают чистый гремучий газ. По трубопроводу 3 гремучий газ подают в инжекторное устройство 4. Скорость газа в канале инжекторного устройства 4 гораздо больше, чем в трубопроводе 3, поэтому органическая жидкость из емкости 5 засасывается по трубке 6н в инжекторное устройство 4. Инжекторное устройство 4 с помощью вентиля 7 отрегулировано так, что жидкость диспергирует и подается в тракт по каплям. При дальнейшем пролете по тракту капли испаряются. Обогащенный парами органической жидкости гремучий газ по трубопроводу 8 поступает в сварочную горелку 2. Вентилями 9 на горелке 2 регулируют величину и соотношение газовых потоков по трубопроводам 1 и 8 изменяя мощность и окислительные свойства факела пламени. Трубка 10 уравнивает давление в трубопроводе 3 и емкости 5 с органической жидкостью.

На фиг. 2 изображена схема устройства для реализации дpугого варианта предлагаемого способа. Тракт гремучего газа проходит через емкость 11 в горелку 2. Органическая жидкость из емкости 5 под собственным весом по каплям стекает на предварительно нагретую до 60 400^oC поверхность 12, испаряется и гремучий газ уносит образующиеся пары в горелку 2. Нижний порог температурного диапазона обусловлен температурой кипения легкоиспаряющихся фракций органической жидкости. При нагреве выше 400^oC гремучий газ может самовоспламениться. При отсутствии в устройствах уравнительных трубок 10 жидкость из емкости 5 в газовый тракт необходимо подавать под давлением. Нагреваемая поверхность 12 может быть установлена и в устройстве, изображенном на фиг.1, в газовом тракте после инжектора 4.

При данном способе обогащения гремучего газа парами органической жидкости исключается ее пофракционное испарение, используется весь ее объем. Процесс обогащения стабилен и концентрацию паров органической жидкости в гремучем газе можно регулировать в широких пределах, вплоть до соответствующей насыщению при данной температуре газа в тракте. При применении нагрева для ускорения испарения нагревают не весь объем жидкости, а только капли, то есть нагрев гремучего газа минимален. Органическая жидкость в емкости не загрязняется щелочью.

Использование: в устройствах для газопламенной обработки металлов пламенем, полученным при сгорании водородно-кислородной смеси газов, образующейся при электролизе воды. Сущность изобретения: органическую жидкость /бензин, ацетон, спирт и др. / подают в тракт гремучего газа с капельным расходом и там испаряют ее полностью. Капли могут подаваться в тракт путем инжекции гремучим газом, под действием собственного веса и под давлением. Капли могут быть поданы на размещенную в тракте поверхность, нагретую до температуры 60 - 400^oC. 4 з.п. ф-лы. 2 ил.

1. Способ обогащения гремучего газа парами органической жидкости при газопламенной обработке металлов путем смешивания, отличающийся тем, что органическую жидкость подают в тракт подачи гремучего газа с капельным расходом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что органическую жидкость диспергируют и подают посредством инжекции гремучим газом. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что органическую жидкость подают под действием собственного веса. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что органическую жидкость подают под давлением. 5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что органическую жидкость подают на часть, предварительно нагретую до 60 400^oС, поверхности тракта подачи гремучего газа.