專利名稱：一種采用微型制氧的液體燃料切割裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于金屬熱切割技術領域，涉及一種以汽油、煤油、甲醇、乙醇 及其混合燃料如甲醇汽油、乙醇汽油等可燃液體為燃料，采用變壓吸附制氧 的液體燃料金屬切割裝置，能夠取代目前廣泛使用的乙炔氣、煤氣、丙烷氣、 液化氣等氣體燃料切割技術，具有節能環保、安全可靠、使用方便等突出優 點，廣泛應用于金屬切割領域。
背景技術：
乙炔氣體火焰切割技術是最早也是目前普遍采用的一種金屬熱切割工藝 方法，后來又發展了丙垸氣、丙烯氣、液化氣、煤氣等可燃氣體切割技術。 目前的可燃氣體切割技術都需要配置燃氣瓶和氧氣瓶，存在鋼瓶運儲以及可 燃氣體生產成本高、切割浪費大、易爆炸、切割回火、環境污染嚴重等缺陷， 并且切割過程中落渣多，易出現掛渣結瘤以及增碳、硬化等現象，影響切割 質量。為此，近年來市場上又出現了以汽油為燃料的可燃液體切割機，其基 本結構都是由割嘴、割槍、氧氣連接管、燃油連接管、油箱、供氧裝置等部 分構成。現有的汽油切割機仍需配備氧氣瓶，存在氣瓶運儲問題，使用不方 便；并且只能在一種氧壓下工作，當氧氣壓力變化時，出現切割火焰不穩定， 甚至出現"斷焰或喘息"現象，以至無法正常工作；同時由于氧氣工作壓力 有限，也無法實現高吸程作業。由于液體燃料較氣體燃料存儲和運輸方便、安全可靠等優點，特別是在 乙炔生產過程中，所用的電石生產成本高、能耗大、環境污染嚴重，急需使 用清潔能源取代乙炔氣。因此，采用液體燃料實現金屬熱切割是今后金屬熱 切割技術發展的一個重要方向。在液體燃料中，汽油、煤油是石化燃料，完 全依賴石油能源，是一種不可再生的燃料；甲醇和乙醇等醇類燃料具有來源 廣泛、可再生和可降解性等突出優點，是今后大力推廣的清潔環保能源，也 是今后金屬切割機必須推廣和使用的液體燃料。因此，目前的液體燃料可以 是汽油、煤油、甲醇、乙醇等單質燃料以及甲醇汽油、甲醇煤油、乙醇汽油、 乙醇煤油等混合燃料。此外，為了提高金屬切割作業的方便性和靈活性及作 業高度，降低氧氣運儲成本，今后的金屬熱切割技術，還應實現現場制氧， 取消氧氣運儲環節，并能實現氧氣壓力的寬范圍調節，滿足高吸程作業的需 要。
發明內容
本發明的目的是針對現有的可燃氣體切割機及汽油切割機存在的上述 缺陷，結合液體燃料的性能，提供的一種能夠使用汽油、煤油、甲醇、乙醇 及其混合燃料進行金屬熱切割的裝置，同時采用兩床變壓吸附微型制氧工藝， 并輔以增壓、調壓技術，提供一種能夠進行現場制氧的工藝及裝置，以取代 現有的氧氣瓶，并能根據切割要求對氧氣壓力進行調節，使液體燃料切割機 具有切割質量好、切割火焰穩定、切割效率高、使用方便、安全可靠、節能 環保等功能，并滿足高吸程作業的需要，從而真正實現火焰切割技術的革命。 本發明提供的一種采用微型制氧的液體燃料切割裝置，該裝置包括氣化割嘴6、割槍l、氧氣連接管5、燃油連接管4、防爆油箱2、微型制氧裝置3部分。
其特征在于所述的供氧裝置為微型制氧裝置3，構成如下過濾器79、無油空氣壓縮機80、冷卻器81、儲氣罐82依次連接，儲氣罐82分別連接兩 位五通電磁閥I 83和兩位五通電磁閥I185，兩位五通電磁閥I 83和兩位五通 電磁閥I185之間連接消音器84，兩位五通電磁閥I 83、吸附器I 87、兩位兩 通電磁閥III90依次連接；兩位五通電磁閥I185、吸附器I186、兩位兩通電磁 閥II89依次連接；吸附器I 87和吸附器II86之間連接兩位兩通電磁閥I 88; 兩位兩通電磁閥90和兩位兩通電磁閥II89與兩位三通電磁閥91連接，兩位 三通電磁閥91、氧氣罐92、增壓器93、減壓閥94、流量調節閥95依次連接。
油箱包括箱體76、空氣濾清器67、油標78、油管接頭69、連接油管70， 連接油管70通過油管接頭69連接燃油連接管4;其特征在于所述的油箱為 防爆油箱2，構成如下箱體76內充滿阻燃防爆材料74;箱體76下部設置 過濾裝置，過濾裝置包括換油塞71、濾油器75，濾油器75通過螺紋連接在 換油塞71外部，換油塞71連接連接油管70;油標78設在箱體76外部。空氣濾清器67既可過濾吸入的空氣，又可作為注油口，使注入的工作油 液經空氣濾清器67后過濾掉油液內的臟物顆粒，起到凈化油液的作用；過濾 裝置進一步保證進入油管及割槍系統工作油液的清潔，以防臟物顆粒堵塞射 吸噴嘴及流道，并且濾油器75與換油塞71螺紋連接，能夠便于濾油器75的 清洗和更換；油標78設在箱體76的外部，便于隨時觀察油箱油量。工作時， 油箱76內的液體燃料在射吸力作用下，經濾油器75進入換油塞71的油腔73 內，然后通過換油塞71上的出油口 72沿連接油管70經油管接頭69流入燃
油連接管4，繼而進入割槍l中；防爆油箱2中的阻燃防爆材料74具有良好 的吸熱性能，能高效地遏制火焰的傳播，從而達到抑爆的目的，可使油箱能 在明火下工作而不發生爆炸，從根本上消除了安全隱患，大大提高了設備使 用的安全性。微型制氧裝置3能夠現場制氧，滿足火焰切割技術的用氧要求，具有移 動靈活、使用方便、制氧純度高，并能夠實現高吸程作業，徹底解決了原有 火焰切割技術中氧氣瓶帶來的運儲問題，是對火焰切割技術的一次徹底革命。
圖1為本發明系統原理圖。圖中，6—氣化割嘴、l一割槍、5—氧氣連接管、4一燃油連接管、2—防 爆油箱、3—微型制氧裝置。圖2為防爆油箱結構原理圖。圖中，2—防爆油箱、76—箱體、67—空氣濾清氣、78—油標、69—油管 接頭、70—連接油管、71—換油塞、72—換油塞出油口、 73—換油塞油腔、 75—濾油器、74—阻燃防爆材料。圖3為微型制氧裝置工藝流程圖。圖中，79—過濾器、80—無油空氣壓縮機、81—冷卻器、82—儲氣罐、 83—兩位五通電磁閥I、 84—消音器、85—兩位五通電磁閥n、 86—吸附器 II 、 87—吸附器I、 88—兩位兩通電磁閥I、 89—兩位兩通電磁閥n、 90— 兩位兩通電磁閥in、 91一兩位三通電磁閥、92—氧氣罐、93—增壓器、94一 減壓閥、95—流量調節閥。具體施方式工作時，首先檢査制氧機組中氧氣罐92出口處氧氣表壓力顯示是否滿足 作業要求，再查看油箱油標78高度是否滿足切割需要，如果均滿足要求，方 可進行切割作業；如果制氧裝置中氧氣罐92出口處氧氣表壓力顯示不足，不 能滿足切割作業要求，應先開機進行現場制氧。下面結合附圖3說明微型制氧裝置工藝流程本發明中的微型制氧裝置3采用兩床變壓吸附微型制氧工藝實現現場制 氧，取代了目前火焰切割工藝中的氧氣瓶，不存在氧氣運儲問題，該變壓吸 附微型制氧裝置由過濾器79、無油空氣壓縮機80、冷卻器81、儲氣罐82、 兩位五通電磁閥I 83和兩位五通電磁閥I185、消音器84、吸附器I 87和吸附 器1186、兩位兩通電磁閥I 88、兩位兩通電磁閥n89及兩位兩通電磁閥I1190、
兩位三通電磁閥91、氧氣罐92、增壓器93、減壓閥94、流量調節閥95組成， 能夠實現吸附器I87和吸附器I186 "增壓吸附、均壓降壓、降壓解吸、反吹 清洗、均壓升壓"的兩端均壓制氧工藝流程。空氣經過濾器79濾掉空氣中的 灰塵和雜質，進入空氣壓縮機80加壓，高壓氣體在冷卻器81中冷卻后進入 儲氣罐82穩壓，穩壓后的高壓空氣通過兩位五通電磁閥I 83進入吸附器I 87 增壓吸附，吸附器I 87產生的氧氣經兩位兩通電磁閥I1190通過兩位三通電磁 閥91進入氧氣罐92;與此同時，吸附器II86上次吸附過程中產生的廢氣經 解吸后通過兩位五通電磁閥I185由消音器84排入大氣；當吸附器II86完成 解吸后，由吸附器I 87產生的一部分氧氣通過兩位兩通電磁閥I 88進入吸附 器1186，對吸附器II86進行反吹清洗；當清洗完成后，兩位兩通電磁閥I1190 切斷，通過兩位五通電磁閥I83和兩位五通電磁閥II85的切換，將吸附器I 87與吸附器I186的入口接通，兩位兩通電磁閥I 88將吸附器I 87與吸附器 1186的出口接通，吸附器I 87入口流出的高壓空氣和其出口流出的高濃度氧 氣進入吸附器I186，從而實現第一次均壓過程；均壓結束后，吸附器I87通 過兩位五通電磁閥I 83與消音器84連通，吸附器I 87吸附過程產生的廢氣 經解吸后由消音器84排入大氣。與此同時，來自儲氣罐82的高壓空氣通過 兩位五通電磁閥II85進入吸附器II86進行增壓吸附，吸附器II86產生的氧氣 經兩位兩通電磁閥II89通過兩位三通電磁閥91進入氧氣罐92;當吸附器I 87完成解吸后，由吸附器II86產生的一部分氧氣通過兩位兩通電磁閥I 88進 入吸附器I87，對吸附器I87進行反吹清洗；清洗完成后，兩位兩通電磁閥 1189切斷，通過兩位五通電磁閥I 83和兩位五通電磁閥I185的切換，將吸附 器IIS6與吸附器I 87的入口接通，兩位兩通電磁閥I 88將吸附器I186與吸 附器II86的出口接通，吸附器II86入口流出的高壓空氣和其出口流出的高濃 度氧氣進入吸附器I 87，從而實現第二次均壓過程。這樣，通過兩個兩位五 通電磁閥(兩位五通電磁閥I83和兩位五通電磁閥I185)及三個兩位兩通電 磁閥(兩位兩通電磁閥I88、兩位兩通電磁閥I189、兩位兩通電磁閥I1190) 和一個兩位三通電磁閥91控制兩個吸附器(吸附器I 87和吸附器I186)交替 工作，完成"增壓吸附、均壓降壓、降壓解吸、反吹清洗、均壓升壓"兩端 均壓的制氧工藝流程，產出高濃度氧氣。氧氣罐92具有穩壓作用，增壓器93 能夠將氧氣罐92中的氣體壓力增壓到割槍工作所需要的壓力，并根據現場切 割要求，通過減壓閥94調節壓力和穩壓，流量調節閥95調節氧氣流量，從 而滿足現場切割要求。
權利要求
1、一種采用微型制氧的液體燃料切割裝置，該裝置包括割槍(1)、油箱、供氧裝置、燃油連接管(4)、氧氣連接管(5)、氣化割嘴(6)；其特征在于所述的供氧裝置為微型制氧裝置(3)，構成如下過濾器(79)、無油空氣壓縮機(80)、冷卻器(81)、儲氣罐(82)依次連接，儲氣罐(82)分別連接兩位五通電磁閥I(83)和兩位五通電磁閥II(85)，兩位五通電磁閥I(83)和兩位五通電磁閥II(85)之間連接消音器(84)，兩位五通電磁閥I(83)、吸附器I(87)、兩位兩通電磁閥III(90)依次連接；兩位五通電磁閥II(85)、吸附器II(86)、兩位兩通電磁閥II(89)依次連接；吸附器I(87)和吸附器II(86)之間連接兩位兩通電磁閥I(88)；兩位兩通電磁閥(90)和兩位兩通電磁閥II(89)與兩位三通電磁閥(91)連接，兩位三通電磁閥(91)、氧氣罐(92)、增壓器(93)、減壓閥(94)、流量調節閥(95)依次連接。
2、 根據權利要求1所述的一種采用微型制氧的液體燃料切割裝置，油箱 包括箱體(76)、空氣濾清器(67)、油標(78)、油管接頭(69)、連接油管(70) ，連接油管(70)通過油管接頭(69)連接燃油連接管(4); 其特征在于所述的油箱為防爆油箱(2)，構成如下箱體(76)內充滿阻燃防爆材料(74);箱體(76)下部設置過濾裝置，過濾裝置包括換油塞(71) 、濾油器(75)，濾油器(75)通過螺紋連接在換油塞(71)外部，換 油塞(71)連接連接油管(70);油標(78)設在箱體(76)外部。
全文摘要
一種采用微型制氧的液體燃料切割裝置屬于金屬熱切割領域。該裝置的供氧裝置為過濾器(79)、無油空氣壓縮機(80)、冷卻器(81)、儲氣罐(82)依次連接，儲氣罐(82)分別連接兩位五通電磁閥I(83)和兩位五通電磁閥II(85)，兩個兩位五通電磁閥之間連接消音器(84)，兩位五通電磁閥I(83)、吸附器I(87)、兩位兩通電磁閥III(90)依次連接；兩位五通電磁閥II(85)、吸附器II(86)、兩位兩通電磁閥II(89)依次連接；兩吸附器之間連接兩位兩通電磁閥I(88)；兩位兩通電磁閥(90)和兩位兩通電磁閥II(89)與兩位三通電磁閥(91)連接，再依次連接氧氣罐(92)、增壓器(93)、減壓閥(94)、流量調節閥(95)。該裝置能夠現場制氧，移動靈活、使用方便、制氧純度高。
文檔編號F17D1/04GK101125387SQ20071017577
公開日2008年2月20日 申請日期2007年10月11日 優先權日2007年10月11日
發明者李景文, 王新華, 鄭秋月, 高汝銀 申請人:北京工業大學