ГОРЕЛКА ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1997 года по МПК B23K5/00 B23K7/00 

Изобретение относится к газопламенной обработке металлов и может быть использовано при ручной и машинной сварке, пайке и резке металлов.

Известно устройство инжекторное для газопламенной обработки [1] - сварочная горелка "Москва", состоящая из рукоятки, трубопроводов горючего газа и кислорода, корпуса с регулировочными вентилями, наконечника со смесительной камерой и инжектором, с головкой и с мундштуком. Это устройство предназначено для сварки и пайки металлов, оно снабжено комплектом из семи наконечников. В каждом наконечнике установлена смесительная камера с инжектором и головка с мундштуком.

Недостатками этого устройства являются высокая сложность и металлоемкость сменных наконечников и невозможность использования его в качестве газокислородного резака, низкая эффективность защиты при обратном ударе.

Известно также устройство инжекторное для газопламенной обработки металлов [2] предназначенное для сварки, пайки и резки металлов. Оно состоит из корпуса с каналами входа горючего газа и кислорода и каналами выхода горючей смеси и режущего кислорода. Это устройство снабжено сменными наконечниками для газокислородной резки и для сварки металлов, в трубках горючей смеси которых установлены смесительные камеры.

Недостатками этого устройства является невозможность его использования без замены всего наконечника для резки металлов различными газами. Кроме того, при использовании его в качестве газосварочной горелки вентиль режущего кислорода остается на корпусе, что создает лишний вес и громоздкость горелки и, следовательно, создает неудобство при работе. Устройство не имеет системы пламягашения при обратном ударе. В нем затруднена очистка трубки горючей смеси от нагара, так как в этом устройстве смесительные камеры жестко закреплены на трубках горючей смеси.

Известны также вставные резаки [3,4] которые представляют собой газорезательные наконечники с жестко закрепленной смесительной камерой, присоединяемые к выходному каналу горючей смеси газосварочной горелки. Вставные резаки имеют свои недостатки, заключающиеся в том, что корпуса присоединения имеют сложную конструкцию, в которых канал режущего кислорода выполнен из нескольких крутых изгибов, что снижает скорость его истечения на выходе из мундштука и уменьшает технологические возможности реза, а именно при прочих равных условиях (вес, габарит, потребление кислорода и горячего газа) вставной резак может резать металл меньшей толщины и с меньшей производительностью, чем резак такого же габарита, но с меньшим количеством изгибов, например, чем резак Кировоканского завода "Автогенмаш".

Наиболее близким по конструктивным особенностям является устройство инжекторное для газопламенной обработки металлов (5),состоящее из рукоятки с вентилями горючего газа и кислорода на подводящих газовой и кислородной трубках и с выходным каналом горючей смеси, соединенным с наконечником со сменной смесительной камерой в виде диффузора и муфты, в которую ввернут инжектор. Наконечник выполнен в виде трубки горючей смеси, на одном конце которой закреплена головка с мундштуком, а на другом посредством резьбового соединения закреплена смесительная камера с инжектором.

Это устройство обладает рядом недостатков, а именно:
невозможность использования его в качестве газокислородного резака;
неудобство в обслуживании при очистке трубки, так как для очистки трубки необходимо отвертывать смесительную камеры, а после очистки снова необходимо ввернуть, обеспечив при этом необходимую герметичность;
значительный износ резьбового соединения и сокращение срока службы;
необходимость замены полного комплекта смесительной камеры с инжектором. Для каждого типоразмера свариваемого металла необходимо иметь свою смесительную камеру с инжектором;
недостаточно эффективная система пламягашения при обратном ударе, выполненная в виде нескольких, например пяти, отверстий в торце инжектора;
высокая сложность сменяемых инжекторно-смесительных узлов, так как в каждом инжекторе необходимо выполнить как наклонные для прохода кислорода, так и продольные для прохода горючего газа (ацетилена) отверстия. Ввиду того, что диффузорвыполнен заодно целое с муфтой, посредством которой происходит соединение его с выходным каналом горючей смеси, необходимо на каждой сменяемой камере выполнять классную поверхность, что обуславливает высокую трудоемкость их изготовления.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание устройства инжекторного универсального для сварки, пайки и резки металлов, обладающего значительной простотой, безопасностью и повышенной ремонтной возможностью.

Это достигается тем, что в рукоятке параллельно выходному каналу горючей смеси выполнен выходной канал кислорода с возможностью присоединения к ним сменного узла, входящего в комплект устройства. При этом сменный узел, присоединяемый к выходным каналам горючей смеси и кислорода, выполнен двух типов: первый в виде газосварочного наконечника с трубкой горючей смеси и заглушкой, второй в виде газорезательного наконечника с трубкой горючей смеси и трубкой режущего кислорода с вентилем. На трубке горючей смеси жестко закреплена гильза, в которую с зазором установлена сменная смесительная камера, выполненная сборной в виде соединенных между собой диффузора и муфты с инжектором, причем сменными являются диффузор и инжектор. Диффузор выполнен из материала с меньшим пределом прочности, чем трубка и гильза, а между внутренней поверхностью гильзы и наружной поверхностью диффузора образована полость.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства, вариант применения его в качестве газосварочной горелки; на фиг. 2 общий вид устройства, вариант использования его в качестве резака для газокислородной резки металлов; на фиг. 3 смесительная камера в разрезе.

Устройство инжекторное для газопламенной обработки металлов состоит из рукоятки 1 с вентилем горючего газа 2 и вентилем кислорода 3, с подсоединенными к ним трубками горючего газа 4 и кислорода 5. В рукоятке 1 выполнены выходной канал горючей смеси 6 и выходной канал кислорода 7. К выходным каналам горючей смеси 6 и кислорода 7 присоединен сменный узел, входящий в комплект устройства. Сменный узел выполнен двух типов: в виде газосварочного наконечника с трубкой горючей смеси 8, на одном конце которой закреплена головка 9 с мундштуком 10, а на другом гильза 11 и заглушки 12; в виде газорезательного наконечникас трубкой горючей смеси 13 и трубкой режущего кислорода 14 с вентилем 15, с головкой 16, внутренним и наружным мундштуками 17 и 18. На другом конце трубки горючей смеси 13 закреплена гильза 11, такая же, как и на трубке горючей смеси 8 газосварочного наконечника.

В гильзу 11 установлена сменная смесительная камера, выполненная сборной в виде соединенных между собой диффузора 19 и муфты 20. В муфту установлен инжектор 21. В диффузоре 19 и инжекторе 21 выполнены калиброванные отверстия 22 и 23. Между внутренней поверхностью гильзы 11 и наружной поверхностью диффузора 19 образована полость 24. На трубках горючего газа 4 и кислорода 5 установлены ниппели 25 и 26. Номенклатура и количество диффузоров 19, инжекторов 21, мундштуков газосварочных 10 и газорезательных 17 и 18 выбираются в зависимости от применяемых горючих газов и видов выполняемых работ.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В зависимости от применяемого горючего газа и вида выполняемых работ выбирается соответствующий сменный узел.

При необходимости выполнения газосварочных работ берется сменный узел в виде газосварочного наконечника и заглушки 12. В головку 9 устанавливается мундштук 10, а в гильзу 11 собранная смесительная камера с диффузором 19, муфтой 20, и инжектором 21. Собранный газосварочный наконечник присоединяется к выходному каналу горючей смеси 6 рукоятки 1, а в выходной канал кислорода 7 устанавливается заглушка 12 (фиг. 1). Ниппели 25 и 26 соединяются со шлангами горючего газа и кислорода. Открывая поочередно вентиль кислорода 3 и вентиль горючего газа 2, рабочий устанавливает на выходе из мундштука 10 факел необходимой мощности и производит сварку металла. По окончании сварки закрывают вентиль горючего газа 2 и вентиль кислорода 3. При необходимости переналадки на сварку металла другой толщины отсоединяют газосварочный наконечник от рукоятки 1, заменяют мундштук 10, диффузор 19 и инжектор 21. Собранный газосварочный наконечник присоединяют к выходному каналу 6 рукоятки 1 и производят сварку. При необходимости выполнения газорезательных работ от рукоятки 1 отсоединяют газосварочный наконечник и заглушку 12. В зависимости от применяемого горючего газа (ацетилен, пропан, бутан, природный газ) собирают смесительную камеру: в муфту 20 устанавливают диффузор 19 и инжектор 21 с соответствующими калиброванными отверстиями 22 и 23. Собранную смесительную камеру устанавливают в гильзу 11 трубки горючей смеси 13. Газорезательный наконечник присоединяют к рукоятке 1. При этом трубку горючей смеси 13 с гильзой 11 присоединяют к выходному каналу горючей смеси 6, а трубку режущего кислорода 14 с вентилем 15 присоединяют к выходному каналу кислорода 7. В головку 16 (фиг. 2) устанавливают внутренний и наружный мундштуки 17 и 18. Открывая поочередно вентиль кислорода 3 и вентиль горючего газа 2 на рукоятке 1, регулируют величину факела на выходе из наружного мундштука 18, нагревают металл, а затем, открывая вентиль 15 режущего кислорода, производят резку металла. По окончании резки закрывают поочередно вентиль режущего кислорода 15, вентиль горючего газа и вентиль кислорода 3.

При обратном ударе, когда горючая смесь горит в трубке горючей смеси 8 (фиг. 1) или в трубке горючей смеси 13 (фиг. 2) газосварочного или газорезательного наконечников, ударная волна распространяется по внутренней полости трубки горючей смеси 8 или 13 и, дойдя до калиброванного отверстия 22 диффузора 19, встречает большое сопротивление, давление резко возрастает. Ввиду того, что диффузор 19 выполнен из материала с меньшим пределом прочности, чем трубка горючей смеси 8 или 13 и гильза 11, а между внутренней поверхностью гильзы 11 и наружной поверхностью диффузора 19 образована полость, коническая часть диффузора быстро разрушается и внутри гильзы 11 образуется резервуар, поперечное сечение которого в 15-20 раз превышает поперечное сечение калиброванного отверстия 22. Давление горючей смеси на выходе из калиброванного отверстия 22 резко падает и скорость ее истечения возрастает. Во время разрушения диффузора 19 ударная волна ослабевает и увлекаемая горючей смесью через наружный мундштук 18 выбрасывается наружу, чем и предохраняется от разрушения все устройство и обеспечивается безопасность работающего. После гашения обратного удара перекрывают все вентили и производят ремонт сменного узла. При ремонте отсоединяют трубку горючей смеси 8 или 13 от выходного канала горючей смеси 6, а трубку режущего кислорода 14 с вентилем 15 отсоединяют от выходного канала кислорода 7. Из гильзы 11 извлекают смесительную камеру. Из муфты 20 извлекают диффузор 19 и инжектор 21, очищают полость трубки горючей смеси 8 или 13 и гильзы 11, заменяют разрушенный диффузор 19 на смесительной камере и производят сборку устройства в выше описанной последовательности.

Таким образом производят ремонт устройства на рабочем месте и подготовку его к работе.

Использование: ручная и машинная сварка, пайка и резка. Сущность изобретения: горелка содержит рукоятку, в которой расположены трубки для подвода горючего газа и кислорода, соединенные с трубкой подачи горючей смеси в сменный наконечник через диффузор сборной смесительной камеры, имеющей инжектор. Смесительная камера снабжена гильзой, в которой установлен диффузор с образованием амортизирующей полости. Смесительная камера снабжена также муфтой, соединенной с диффузором и инжектором. Диффузор выполнен из материала с меньшим пределом прочности, чем материал муфты и трубки для подачи горючей смеси. Смесительная камера выполнена сменной. Гильза жестко закреплена на трубке горячей смеси. В рукоятке выполнен дополнительный канал подачи кислорода с возможностью подсоединения к нему сменного наконечника. Устройство обладает простотой, безопасностью и улучшенной ремонтоспособностью. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Горелка для газопламенной обработки металлов, содержащая рукоятку, в которой расположены трубки для подвода горючего газа и кислорода, соединенные с трубкой подачи горючей смеси в сменный наконечник через диффузор сборной смесительной камеры, имеющей инжектор, отличающаяся тем, что смесительная камера снабжена гильзой, в которой установлен диффузор с образованием амортизирующей полости, и муфтой, соединенной с диффузором и инжектором, при этом диффузор выполнен из материала с меньшим пределом прочности, чем материал муфты и трубки для подачи горючей смеси, смесительная камера выполнена сменной, гильза жестко закреплена на трубке подачи горючей смеси, а в рукоятке выполнен дополнительный канал подачи кислорода с возможностью подсоединения к нему сменного наконечника. 2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что сменный наконечник выполнен газорезательным с трубкой подачи горючей смеси и трубкой режущего кислорода с вентилем. 3. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что сменный наконечник выполнен газосварочным с трубкой горючей смеси и заглушкой для дополнительного канала подачи кислорода.