ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА Российский патент 1996 года по МПК F23D14/38 

Изобретение относится к устройствам для газопламенной обработки металлов с встроенными пламегасителями, а именно к конструкциям узлов подачи горючего газа и кислорода, и может быть использовано в газосварочных горелках и резаках как ручного, так и машинного исполнения для сварки, резки, пайки и подогрева металлов.

Известна автогенная горелка [1] содержащая смеситель и инжектор, соединенные между собой выполненными в них центральными каналами, и с поперечной щелевой проточкой секторной формы, выполненной на входе в смеситель. Эта горелка может применяться для сварки, пайки и резки металлов. Она обладает сопротивлением обратному удару. Недостатком ее является узкая специализация. В этой горелке количество подаваемого горючего газа определяется размерами щелевой проточки, выполненной в смесителе механическим путем. Регулировать количество инжектируемого горючего газа в этой горелке без замены смесителя невозможно. Поэтому такую горелку целесообразно применять в машинных устройствах, когда газопламенная обработка ведется по строго заданным режимам с использованием горючего газа строго определенной теплотворной способности. Применение этой горелки для ручных работ невыгодно, так как нет возможности регулировать интенсивность нагрева. Кроме того, эту горелку невозможно использовать на газах, хотя бы незначительно отличающихся по своим теплотворным способностям. Недостатком указанной горелки является также и то, что в поперечной щели инжектируемый (горючий) газ испытывает определенное сопротивление, что приводит к уменьшению скорости его истечения и объединению горючей смеси. Чтобы компенсировать сопротивление горючего газа, увеличить скорость его истечения и получить горючую смесь достаточной насыщенности, необходимо увеличивать давление инжектирующего газа кислорода. А это в свою очередь приводит к увеличенному расходу кислорода. Кроме того, в горелке по [1] инжектор и смеситель выполнены одной деталью, что представляет сложность при ее изготовлении, так как в этом случае приходится в длинной детали выполнять сквозное ступенчатое отверстие сложной конфигурации.

Известна также газовая горелка для газопламенной обработки [2] содержащая рукоятку с ниппелями и регулировочными вентилями и наконечник с разъемной смесительной камерой и со сменным сердечником, а также размещенный на прямом участке наконечника инжектор с трубчатым корпусом, составляющим 0,8 от длины прямого участка наконечника. Эта горелка обладает достаточной степенью универсальности и несколько пониженной опасностью при эксплуатации за счет значительного удаления места смещения газов от рукоятки. Недостатками этой горелки является высокая сложность конструкции смесительной камеры и инжектора, а также слишком большая длина наконечника, что может привести к неудобству при работе. Кроме того, описанная конструкция смесительной камеры и инжектора не обеспечивает гашения пламени при обратном ударе.

Наиболее близким предлагаемому изобретению по совокупности признаков является устройство для газопламенной обработки с инжекторно-смесительным узлом [3] содержащее соединенные между собой смеситель и инжектор с центральными каналами для подвода инжектируемого газа (кислорода) и периферийными каналами в виде продольных пазов на цилиндрическом выступе инжектора перед его коническим торцом для подвода инжектируемого (горючего) газа в прямом направлении и рассечении фронта пламени в обратном направлении. Это устройство обладает некоторой сопротивляемостью обратному удару именно за счет рассечения фронта пламени на несколько потоков. Недостатками описанного устройства является во-первых то, что рассечение фронта пламени на несколько потоков ослабляет силу огня, но не гасит его полностью. Отдельные очаги пламени могут проскочить в магистральный канал горючего газа и там вызвать возгорание. Во-вторых, в этой горелке канал ввода инжектируемого газа перед входом в смеситель образован коническими поверхностями инжектора и смесителя и упором цилиндрического выступа в тело смесителя и является не регулируемым, что затрудняет его применение для работы с газами, обладающими различной теплотворной способностью. Кроме того, срок службы известных горелок и резаков определяется сроком службы вентилей как кислородного, так и горючего газа. При выходе из строя хотя бы одного из них горелка подлежит замене.

Техническим результатом изобретения является создание газовой горелки, обладающей повышенной универсальностью, сопротивляемостью обратному удару и сроком службы и содержащей рукоятку с вентилями горючего газа и кислорода с выполненными в ней каналами горючего газа и кислорода, соединенными с инжектором и смесителем, установленными в наконечнике с головкой и мундштуком. При этом вентили горючего газа и кислорода смонтированы в герметично закрепленных в рукоятке корпусах, своими каналами соединенными с каналами горючего газа и кислорода рукоятки. Канал горючего газа в рукоятке выполнен в виде последовательно соединенных цилиндрического отверстия, охватывающей корпус вентиля кислорода выточки, двух групп отверстий и газовой камеры, расположенной вокруг смесителя, и инжектора своим осевым отверстием через осевое отверстие, установленного в рукоятке сопла, соединенного с каналом, выполненным в корпусе вентиля кислорода в виде соединенных в обратном направлении конического радиального отверстия, осевого отверстия и радиального отверстия, соединенного с каналом кислорода рукоятки.

На фиг. 1 изображена газовая горелка в общем виде; фиг.2 рукоятка в разрезе по А А на фиг.1; фиг.3 рукоятка в разрезе по Б Б на фиг.2; фиг.4 разрез по В В фиг.2.

Предлагаемая газовая горелка состоит из рукоятки 1 с ниппелями 2 и 3, соединенными с выполненными в ней каналами 4 и 5 горючего газа и кислорода. В рукоятке герметично гайками 6 закреплены корпуса 7 и 8 с вентилями 9 и 10 горючего газа и кислорода. Канал горючего газа 4 выполнен в рукоятке 1 из последовательно соединенных цилиндрического отверстия 11, охватывающей корпус 8 вентиля кислорода выточки 12, двух групп отверстий 13 и газовой камеры 14 и расположенных вокруг резьбового отверстия 15, выполненного в осевой плоскости рукоятки 1. Канал кислорода 5 рукоятки 1 соединен с каналом корпуса 8 вентиля кислорода 10, выполненным из последовательно соединенных радиального отверстия 16, осевого отверстия 17 и радиального конического отверстия 18. В резьбовое отверстие 15 рукоятки 1 установлено сопло 19 с осевым отверстием 20, соединяющим коническое отверстие 18 корпуса 8 с осевым отверстием 21 инжектора 22, установленного в смесителе 23. Смеситель 23 смонтирован в наконечнике 24 и совместно с ним закреплен в рукоятке 1 накидной гайкой 25. На другом конце наконечника 24 закреплена головка 26 с мундштуком 27. В рукоятке 1 параллельно резьбовому отверстию 15 выполнено соединение с радиальным отверстием 16 корпуса 8, отверстие 28, в котором посредством герметизирующего узла 29 установлена пробка 30. Для использования предлагаемой газовой горелки в качестве резака для газокислородной резки металлов в рукоятку 1 вместо наконечника 24 и пробки 30 может быть установлен наконечник резака 31 с вентилем режущего кислорода с головкой и наружным и внутренним мундштуками и закреплен посредством накидной гайки 26 и герметизирующего узла 29.

Предлагаемая газовая горелка работает следующим образом.

Из магистрали горючий газ и кислород через ниппели 2 и 3 подаются в каналы 4 и 5 и далее через вентили 9 и 10 и каналы корпусов 7 и 8 в газовую камеру 14, инжектор 22 и в смеситель 23. При открытом вентиле 10 кислород проходит из осевого отверстия 17 в цилиндрическое отверстие 11 и через отверстие 20 сопла 19 в осевое отверстие 21 инжектора 22 и в смеситель 23. При открытом вентиле 9 горючий газ инжектируется кислородом и по отверстию 11, выточке 12, отверстиям 13 и через газовую камеру 14 поступает в смеситель 23. Образованная в смесителе 23 горючая смесь поступает в наконечник 24 и через него в головку 26 и мундштук 27. На выходе из мундштука 27 горючая смесь зажигается и производится газопламенная обработка металла.

При возникновении обратного удара фронт пламени, распространяясь по внутренней полости наконечника 24 через газовую камеру 14, достигает двух групп отверстий 13, где ослабляется путем дробления на несколько мелких потоков, которые попадая в выточку 12, охватывающую корпус 8, разделяются на два потока. Ослабленный фронт пламени, разделенный на два потока, проходя по выточке 12, обтекает корпус 8 вентиля кислорода с двух сторон. На противоположной стороне корпуса 8 встречаются два потока пламени, где и происходит их окончательное взаимное гашение, за счет чего и достигается высокая безопасность работы. В случае выхода из строя любого из вентилей 9 или 10 горючего газа или кислорода производится их замена, за счет чего и достигается повышенный срок службы горелки.

В случае использования горелки для резки металлов к рукоятке 1 вместо наконечника 24 и пробки 30 посредством накидной гайки 25 и герметизирующего узла 29 устанавливается наконечник резака 31 с вентилем режущего кислорода, внутренним и наружным мундштуками. В этом случае горелкой работают как резаком, а гашение обратного удара происходит как в горелке.

Использование изобретения: в области энергетики для газопламенной обработки металлов со встроенными пламегасителями и может быть использовано в газосварочных горелках и резаках как ручного, так и машинного исполнения для сварки, резки, пайки и подогрева металлов. Сущность изобретения: канал горючего газа выполнен в виде последовательно соединенных цилиндрического отверстия, выточки, охватывающей корпус вентиля кислорода, двух групп отверстий, расположенных вокруг установленного в рукоятке сопла, контактирующего с корпусом вентиля кислорода и инжектором, и газовой камеры, расположенной вокруг смесителя и соединенной с ним, а канал кислорода выполнен в виде соединенных между собой и с отверстием инжектора цилиндрических отверстий рукоятки, радиальных отверстий и осевого отверстия корпуса вентиля и осевого отверстия сопла. 4 ил.

Газовая горелка, содержащая рукоятку с вентилями горючего газа и кислорода с выполненными в ней каналами горючего газа и кислорода, соединенными со смесителем и инжектором, установленными в наконечнике с головкой и мундштуками, отличающаяся тем, что вентили горючего газа и кислорода смонтированы в герметично установленных в рукоятке корпусах, своими каналами соединенными с каналами горючего газа и кислорода, при этом канал горючего газа выполнен в виде последовательно соединенных цилиндрического отверстия, выточки, охватывающей корпус вентиля кислорода, двух групп отверстий, расположенных вокруг установленного в рукоятке сопла, контактирующего с корпусом вентиля кислорода и инжектором, и газовой камеры, расположенной вокруг смесителя и соединенной с ним, а канал кислорода выполнен в виде соединенных между собой и с отверстием инжектора цилиндрических отверстий рукоятки, радиальных и осевого отверстия корпуса вентиля кислорода и осевого отверстия сопла.