[發明專利]用于氣體焊炬的萬能頭混合渦流噴射器

有效

• 申請號: 201380024915.X
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN104302432B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: S·佩里塞蒂;G·斯托弗
• 申請（專利權）人: 依賽彼集團公司
• 主分類號: B23K7/00
• 分類號: B23K7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 王會卿

相關申請的交叉引用

本申請是2012年5月14日提交的待審美國臨時專利申請序列號61/646,450的非臨時申請，該專利申請的全部內容以引用方式并入本文。

技術領域

本公開總體涉及氣體燃燒式焊炬的領域，并且更具體地，涉及一種用于切割焊炬頭部的改進的燃料氣體和氧氣混合器。

背景技術

燃料氣體-氧氣切割焊炬是眾所周知的，并且通常包括具有與焊炬端頭連通的出口通道的焊炬頭部，可燃的氣體混合物流過該焊炬頭部并且被點燃并導向工件。焊炬通常包括連接到對應的燃料氣體源和氧氣源的燃料氣體和氧氣供應線，并且閥被提供用于控制燃料氣體和氧氣到焊炬頭部的流動。此類焊炬具有預熱操作模式，在該模式中燃料氣體和氧氣在混合器中結合以提供可燃混合物，該可燃混合物隨后流到焊炬頭部出口和焊炬端頭，該混合物在焊炬端頭處點燃以形成預熱火焰，該預熱火焰用于將工件加熱到將支持燃燒的溫度。此類焊炬還具有切割操作模式，在該模式中在預熱操作之后切割氧氣被供應到焊炬端頭、與預熱的可燃混合物分開，以便從端頭流動并切割受熱工件。

燃料氣體-氧氣混合器的功能是使燃料氣體和氧氣組分(燃料氣體和氧氣組分被單獨供應到該混合器)混合，并且將混合物遞送到焊炬端頭，以便在由可燃混合物在端頭處的燃燒所產生的整個火焰中實現均勻的燃燒效率。

關于燃料氣體-氧氣混合器的另一個性能要求是，提供對(例如)響應于焊炬端頭與工件的接觸而發生的逆火可能導致的回火的抵抗力。此類逆火可導致焊炬內部、在燃料氣體和氧氣的混合點與焊炬端頭處的混合物的燃燒點之間發生爆炸。在逆火導致焊炬內部的持續燃燒的情況下，這種持續燃燒被定義為回火。回火可迅速毀壞焊炬并使用戶受到傷害。因此，燃料氣體-氧氣混合器必須能夠最小化或消除逆火，以使回火的機會或影響減到最小。迄今為止，可用的混合器設計結構復雜、體積龐大、并且不合期望地制造昂貴。另外，這些混合器設計的制造和裝配困難和/或耗時。

此外，許多混合器設計具有以下缺點：它們僅限于與單一類型的燃料(例如，乙炔、天然氣、丙烷、丙烯)一起使用。因此，將合乎期望的是，提供一種這樣的簡化混合頭設計：容易制造、提供對逆火/回火具有合乎期望的抵抗力、并且可與多種燃料一起操作。

發明內容

本發明公開一種萬能頭混合渦流噴射器。該噴射器可安裝到氣體焊炬頭部中。渦流擋板被提供在噴射器孔口上游，并且氣體端口被定位成隨著氣體膨脹到定位在氣體端口下游的混合室中抽吸真空。

本發明公開一種用于連續混合兩種氣體的渦流噴射器。第一氣體以相對高的流速遞送，并且經過渦流擋板并加速穿過噴射器孔口。這種移動引起第一氣體的強大軸向和切向速度。在噴射器孔口下游，第一氣體在臨近第二氣體的噴射端口處遭遇突然膨脹。第二氣體的噴射端口被定位成產生與第一氣體的流速在強度方面不同的真空。真空吸引第二氣體穿過噴射端口，在該噴射端口處第二氣體與第一氣體在混合室中混合。混合氣體隨后被提供到焊炬端頭，混合氣體在該焊炬端頭處可被點燃。

根據本公開，提供一種用于氣體焊炬的頭部混合渦流噴射器。渦流噴射器的一個實施例可包括適于設置在焊炬頭部中的噴射器主體。噴射器主體可限定渦流擋板、與該渦流擋板流體連通的噴射器孔口，以及與噴射器孔口流體連通的混合室。渦流噴射器還可包括從混合室延伸到噴射器主體外部的至少一個氣體端口。混合室的直徑可大于噴射器孔口的直徑。

因此，一種用于在根據本公開的氣體焊炬的頭部內混合氣體的方法可包括以下步驟：強制第一氣體穿過渦流擋板、強制第一氣體從渦流擋板進入噴射器孔口、并且強制第一氣體從噴射器孔口進入混合室，該混合室的直徑大于噴射器孔口的直徑。第一氣體的這種路徑選擇在混合室中形成強大的壓力梯度，該壓力梯度吸引第二氣體穿過與燃料管流體連通的至少一個氣體端口進入混合室。第一氣體和第二氣體在于焊炬端頭處點燃之前混合在一起。

附圖說明

現在將參照附圖，通過實例的方式來描述所公開裝置的特定實施例，在附圖中：

圖1是示例性氣體焊炬的透視圖；

圖2是圖1的示例性氣體焊炬的部分截面圖，該氣體焊炬整合有所公開的頭部混合渦流噴射器；

圖3是圖1的示例性氣體焊炬的頭部部分的截面圖，該圖示出所公開的頭部混合渦流噴射器；

圖4A、圖4B和圖4C是根據本公開的示例性渦流噴射器的透明視圖、側視圖和截面圖；

圖5A是用于圖4A至圖4C的渦流噴射器的噴射器主體的截面圖；

圖5B是噴射器主體沿圖4A的線5B-5B所截取的截面圖；