一、管系原理
1.結構、供氣和調控
管系原理圖見下圖,氧氣經1和2進進輸進端,當打開截止閥3后,氧氣便分為預熱氧和切割氧兩路。乙炔經11進進輸進端,當打開12時乙炔便進進主管路。
氧氣乙炔管系原理圖
1、儲容器 2、濾清器(Y式) 3、截止閥 4、壓力表 5、調整器(遠控) 6、調壓閥 7、調控吹除閥 8、調整器(遠控) 9、調壓閥 10、氧調整吹除閥 11、濾清器(Y式) 12、截止閥 13、壓力表 14、直動式乙炔調整器 15-17、壓力表
18、乙炔干式回火防止器 19、乙炔集流器 20-22、電磁閥 23-24、截止閥 25、氧氣分流器 26、乙炔分流器 27、檢查閥
預熱氧用6和5進行遠程調控,其調定的壓力可在16上讀出,5在壓力調定后其流量可隨著切割端變化而變化,壓力都是穩定的,這樣不影響切割質量,7的作用 是當在6的內部存在著殘氣使調控失靈時,打開7吹除殘氣便可重新調控。切割氧的原理同上。乙炔由于采用集中供氣(匯流排除外),壓力較低,工作壓力與輸進 壓力的壓差太小,不利于遠程先導調控。因此選用直動式,即用閥的調控扳手調整,其壓力可在15上讀出。在乙炔、預熱氧及切割氧的工作壓力調定后便可切割。
2.操縱程序
在操縱臺的電氣控制部分必須有這樣的保證,即電磁閥21、22隨總電源一起開啟,只要一送電,21及22就馬上導通。而電磁閥20單設按鈕,可單通、單 斷。而當整機忽然斷電或人為斷電時,斷電的順序必須是這樣的:切割氧先斷,然后乙炔延時斷電,而預熱氧比乙炔還要延時斷電,其目的是為了不使乙炔系統回 火。當總機一經送電21、22導通此時打開23、24便可點火,形成預熱焰。由于預熱焰溫度低不能切割鋼板,這時按動使20導通按鈕,切割氧參加燃燒,便 可進行切割。當不需要20個割炬全部切割時,只要封閉不參加切割的割炬的本體上的檢查閥27便可。而檢查閥27的另一個作用是封閉其中的兩個便可檢查另一 種氣體是否通過。
切割割炬三個一組,共有七組21個割炬,其中有一個是手動割炬,用于修整鋼板缺陷,它不參加機動割。
3.安全保障
固然上述電控部分已作了安全防回火的保證,但為防萬一,在乙炔主管與電磁閥之間設置干式回火防止器,當電磁閥發生故障時,它便起到安全防回火作用,確保主管及供氣系統的安全。
二、設計
1.設計參數
割炬割嘴選用102-D5;氣體消耗量(按切割板厚l00mm計):預熱氧0.86m3/h,切割氧8.8m3/h,乙炔0.78m3/h;工作壓力:預熱氧0.25MPa,切割氧0.5MPa,乙炔0.05MPa。
2.軟管通徑計算
按體積流量計算
d= (4Q/3 600πV)1/2=18.8(Q/V) 1/2
式中:d—軟管內徑,mm;
Q—工作狀態下氣體體積流量,m3/h;
V—氣體流速,m/s。
式中:Q2一自由狀態下氣體流量。本機該流量應為:割炬數×單嘴流量,m3/h;
t—工作狀態下氣體溫度,一般取t=30℃;
P—工作狀態下氣體壓力MPa。
=5.86m3/h(三個割炬為一組)
切割氧軟管通徑:
d=18.8 (Q/V)1/2=18.8(5.86/10) 1/2=14.39mm
氧氣在軟管中流速為l0m/s。
按標準應調整到15mm,由于切割氧消耗量最大,因此,預熱氧及乙炔軟管通徑均取15mm,其通量完全可以滿足。主要是有利于選型及零件加工,也是為了美觀。
電磁閥20、21、22的通徑也為15mm。
3.預熱氧主管
代進以上公式后得:Q=7.64m3/h;d=15.67mm。白鋼管內氧氣流速為11m/s,按GB2270-80調整到d =16mm。預熱氧調整器16的通徑也應是16mm。
4.切割氧主管
代進公式后得:Q=39.07m3/h;d=35.43mm。白鋼管內氧氣流速為11m/s,按GB2270-80調整到36mm。切割氧調整器17通徑也為36mm。
5.乙炔主管
代進公式后得:Q=34.63m3/h;d=31.94mm。按GB2270-80調整到32mm。切割氧調整器14通徑也為32mm。
由于調控回路對流量無嚴格要求,故均采用通徑6mm的白鋼管。預熱氧、切割氧及乙炔的調整器均有自動流量補償功能,因此各種壓力降及流量損失無需計進。
6.其它閥件參數
氧氣濾清器2:通徑d=38.75mm。球形截止閥3的通徑與濾清器2相同。
乙炔濾清器11與球形截止閥12通徑與乙炔主管相同為32mm。
調壓閥6和9以及吹除閥7和10通徑均為調控通徑6mm。
乙炔壓力表13及15量程為0~1.6MPa,預熱氧氣壓力表16量程為0~1MPa。
電磁閥20、21、22以及球形截止閥23、24的通徑與軟管通徑相同,為15mm。
以上各閥件必須是氧乙炔系統專用閥,不可代用,各金屬管件均為白鋼材料。
干式回火防止器18的選型受乙炔壓力限制,只能選取1.5m3/h的規格。為防止單個回火防止器發生堵塞現場影響切割,必須取2~3倍于切割通量,因此每組取六個回火防止器。
三、供氣說明
氧氣及乙炔供氣可采用車間管道供氣,通過軟管輸進切割機的輸進端,但軟管必須能隨切割機進行各種運動,推薦采用懸掛移動式。
如沒有管道集中送氣的條件,也可采用匯流排供氣,氧氣及乙炔匯流排國內有成型成品,故不再敘述。
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