恒壓加液裝置的設(shè)計(jì)

徐彥芹 卞歡 杜勝武 曹淵 李澤全

[摘 要]常規(guī)加液裝置混合罐中不能保持恒定氣壓并且需要頻繁加液。針對(duì)此問(wèn)題設(shè)計(jì)了一種恒壓加液裝置，裝置由氣液混合罐、儲(chǔ)液罐、加液管和穩(wěn)壓管組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本裝置可維持混合罐中的大氣壓恒定，儲(chǔ)液罐自動(dòng)向混合罐中加液。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、簡(jiǎn)單，均為實(shí)際生活常見(jiàn)儀器，易于操作，使用安全可靠。

[關(guān)鍵詞]恒壓 自動(dòng) 添加裝置

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2015）08-0166-02

天然氣是目前最好的燃燒原料，天然氣的沸點(diǎn)較低（-157℃），90%成分是CH4，含有部分C2H6、C3H8、C4H10等烷類(lèi)和少量CO2、H2S、N2、H2等非烷類(lèi)組分，無(wú)氣化問(wèn)題，環(huán)境溫度對(duì)其影響較小，無(wú)色無(wú)味，毒性極小，價(jià)格低廉。天然氣在空氣中燃燒溫度為1900℃，在O2中燃燒溫度可達(dá)約2500℃，燃燒值不高，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。天然氣主要應(yīng)用于民用燃料，以及工業(yè)上工廠采暖，生產(chǎn)用鍋爐和熱電廠燃?xì)廨啓C(jī)鍋爐等方面。

近年來(lái)，天然氣替代乙炔氣應(yīng)用于工業(yè)金屬切割氣和高燃點(diǎn)燃燒氣成為研究熱點(diǎn)。將添加劑按一定比例將其加入天然氣中，會(huì)與天然氣自然溶合，能夠改變天然氣在燃燒狀態(tài)下的火焰頻率，大大提高天然氣的燃燒溫度，同時(shí)能夠微化天然氣釋放出更多的熱能，可使天然氣在O2中的燃燒溫度提高到3300℃，節(jié)約能耗30%以上，符合金屬切割、打孔、烘烤等加工要求。[1] [2] [3] [4]利用管道天然氣應(yīng)用于工業(yè)金屬切割氣和高燃點(diǎn)燃燒氣替代乙炔已成為事實(shí)，它較丙烯、丙烷、液化氣等配制的新型工業(yè)燃?xì)飧踩h(huán)保、經(jīng)濟(jì)，對(duì)國(guó)家節(jié)能是一種較大的貢獻(xiàn)。它可以廣泛應(yīng)用于鑄造企業(yè)的切割焊接，煤礦機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)，鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)和船舶修造行業(yè)等多種領(lǐng)域。[5] [6] [7] [8] [9] [10]

但目前使用的天然氣氣液混合裝置簡(jiǎn)單，不能保證焊接天然氣的氣壓穩(wěn)定，不但影響焊接效果，造成添加劑添加量波動(dòng)，火焰溫度波動(dòng)，影響作業(yè)質(zhì)量，同時(shí)也浪費(fèi)了大量的添加液。[11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18]以重慶某玻璃器皿加工廠為例，將添加劑混合天然氣作為玻璃燃燒氣體，可以節(jié)約氣體成本約40%，經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常可觀，然而在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，雖然火焰溫度達(dá)到要求，但由于氣液混合添加裝置內(nèi)部壓力不穩(wěn)定，導(dǎo)致火焰大小不穩(wěn)定，最后制備出的玻璃器皿質(zhì)量不能保證。以重慶某鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)為例，將添加劑混合天然氣作為工業(yè)金屬切割氣，同樣火焰溫度達(dá)到要求，但由于氣液混合添加裝置內(nèi)部壓力不穩(wěn)定，最后導(dǎo)致切割師傅有時(shí)“一刀切割”，有時(shí)需要“兩刀切割”，導(dǎo)致工件的規(guī)整性不整齊。

針對(duì)以上問(wèn)題，本裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)出一種簡(jiǎn)易的恒壓自動(dòng)加液裝置，不僅節(jié)約焊接添加液，而且保持焊接天然氣氣壓穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用非常方便。

一、裝置概述

本裝置是一種恒壓自動(dòng)加液裝置，主要由控制閥門(mén)、穩(wěn)壓管、加液管、液體測(cè)量?jī)x表、儲(chǔ)液罐、氣液混合罐和支架組成?；旌瞎揄敳吭O(shè)置有出氣控制閥和過(guò)濾液體裝置，上部一側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣控制閥，中部有兩個(gè)接口與儲(chǔ)液罐上下兩側(cè)的直通接口連接，下部設(shè)置一進(jìn)氣管道。儲(chǔ)液罐上側(cè)設(shè)置有加液管，旁側(cè)設(shè)置有液體測(cè)量?jī)x表。

二、裝置結(jié)構(gòu)及使用

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圖1 裝置結(jié)構(gòu)示意圖

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圖2 混合罐過(guò)濾部分剖面圖

如圖1、圖2所示，恒壓自動(dòng)加液裝置可用于工業(yè)焊接、切割等生產(chǎn)作業(yè)中液體添加劑的添加。在圖1中，1為出氣控制閥，2為法蘭端蓋，3為進(jìn)氣控制閥，4為進(jìn)氣控制閥，5為混合罐，6為穩(wěn)壓管，7為加液管，8為儲(chǔ)液罐，9為加液口，10為端蓋，11為液體計(jì)量表，12為支架，13為支架，14為直通接口，15為直通接口，16為直通接口，17為直通接口；在圖2中，1為法蘭端蓋，2為混合罐，3為濾液網(wǎng)。

混合罐5的頂部由法蘭端蓋2密封，混合罐5和法蘭端蓋12之間有密封圈，可以保證混合罐5的氣密性良好。混合罐上部一側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣控制閥3，可調(diào)節(jié)混合罐5中的氣壓以及氣液混合程度，混合罐5下部一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)管連接進(jìn)氣控制閥4，天然氣主要通過(guò)進(jìn)氣控制閥4進(jìn)入混合罐5，與其內(nèi)部的焊接添加液充分混合，并由出氣控制閥1連接導(dǎo)管至液焊接槍。

儲(chǔ)液罐8一側(cè)設(shè)置有液體計(jì)量表11，用以計(jì)量和觀察儲(chǔ)液罐8內(nèi)的焊接添加液的體積。儲(chǔ)液罐8上下兩側(cè)分別設(shè)置有直通接口15和直通接口16。下側(cè)直通接口16通過(guò)加液管7與混合罐5中部一側(cè)直通接口17連接，便于儲(chǔ)液罐8自動(dòng)向混合罐5加焊接添加液。此外，由于儲(chǔ)液罐8直徑較大，可以實(shí)現(xiàn)維持混合罐5中的氣壓穩(wěn)定。儲(chǔ)液罐8上側(cè)的直通接口15通過(guò)穩(wěn)壓管6與混合罐5中部一側(cè)的直通接口14連接，用以維持混合罐5和儲(chǔ)液罐8內(nèi)氣壓一致。儲(chǔ)液罐8上側(cè)設(shè)置有加液管9，焊接添加液由加液管9加入儲(chǔ)液罐8。

法蘭端蓋1與混合罐2密封連接，法蘭端蓋上裝有濾液網(wǎng)3。濾液網(wǎng)3可過(guò)濾掉天然氣中過(guò)多的焊接添加劑，回收利用，可節(jié)約焊接添加劑，避免浪費(fèi)，大大降低了生產(chǎn)成本。

三、結(jié)論

過(guò)去天然氣焊接切割行業(yè)受到天然氣火焰溫度的消極影響，導(dǎo)致該工藝發(fā)展受到抑制，隨著天然氣液體添加劑的加入，該工藝發(fā)展情況得到一定改善。但由于添加劑添加裝置效果不佳，造成了添加劑的大量浪費(fèi)以及天然氣火焰溫度的波動(dòng)，從而使工藝成本增加，產(chǎn)品質(zhì)量下降，大大阻礙了天然氣切割工藝的發(fā)展。

本裝置的成功設(shè)計(jì)對(duì)天然氣在工業(yè)燃?xì)夂秃附忧懈钚袠I(yè)的應(yīng)用具有積極的促進(jìn)意義，對(duì)作業(yè)過(guò)程中的安全性有了進(jìn)一步提升，大幅度地降低了焊接成本和安全成本，大大提高了工件的質(zhì)量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本裝置的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)添加天然氣添加液，節(jié)約焊接添加液使用量，同時(shí)天然氣的氣壓穩(wěn)定，價(jià)格低廉，投資小，結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)，操作方法簡(jiǎn)單，方便使用。

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]