[发明专利]利用深冷高压液氧进行气割的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用深冷高压液氧进行气割的方法和装置，正如DE-OS3543657中公开的那样，在用高压液氧射束进行的切割中，使处于沸点状态的氧通过高压抽氧泵达到例如500巴的压强，并接着通过液射束喷管在切割位置喷出。

本发明的目的是提供一种利用深冷高压液氧进行气割的方法和装置，使用这种方法和装置能提高切割速度和切割质量。

本发明的目的可通过以下改进来完成：使从喷管出来的深冷液氧射束温度达到环境压力下氧的沸点温度以下1K-13K，实现这一改进的装置具有一个液氧的供给装置，该供给装置后面接有一个高压泵，该高压泵在其出口侧与一个液体射束切割喷管相连接，其特征在于，在供给装置（13）与高压泵（15）之间安置冷却器（14），该冷却器与冷却剂供给装置（液氮供给装置）（20）相连接。

依靠对深冷的高压液氧射束进行预定的深冷可有效地达到以下结果：从喷管出来的高压液氧形成又细又急的射束，而且几乎没有扩散现象，直至距离喷管出口相当远时才开始膨胀。此外，深冷射束产 生高冲击，该高冲击与所述射束的形状相结合，保证了与不用深冷射束的方法相比高出约30～80%的切割速度和切割质量。

附图中示出了一种实施本发明方法的装置，以下对其进行更详细的描述。

如图所示，液氧射束11高速地从液氧射束切割喷管10喷出，到达需切割的工件12上，液氧来自构成隔热储存器的供给装置13其后接装有进液阀27、冷却器14和高压泵15。高压泵15在出口侧与隔热的高压导管18相连，其间还与液氧减压阀16及胀裂片17相连，导管18连到燃烧器19上，燃烧器19上固定有切割喷管10。

冷却器14与构成隔热储存器20的冷却剂（液氮）供给装置相连。21表示液氮供给阀。依靠在1013毫巴下其沸点比氧沸点低13K在液氮，使液氧深冷，从而使其以比1013毫巴下液氧的沸点温度低1K到10K的温度喷出液射束切割喷管10，可利用泵15根据喷管的直径把液氧的压强提高到500巴。对此所需功率由50Hz时额定转速为1470rpm的三相交流电动机22供给。依靠皮带轮和五条三角皮带进行功率的传递，降速比是280∶125mm，降速系数是2.24。通过频率变换器23，频率可从0调节至75Hz，与泵轴的转速0至985rpm相对应。

氧的供给从储存器13经过铜管到达高压泵15，然后通过优质钢高压导管18，到达燃烧器19，高压导管18用优质钢管24套上，钢管24作为冷却外套根据对流原理，使液氮通过冷却外套，以冷却 通过高压导管18的液氧，同样，液氮从储存器20出来，并经过导管28。在高压导管18线路中还安装了液氧高压阀25和接触式压力计（带有“最小”和“最大”触点）26。如图所示，液氮导管28穿过燃烧器19，使得在燃烧器19中的液氧喷管被液氮构成的冷却外套29套住。冷却外套29外又装有隔热材料30及水冷却装置31。32表示与燃烧器19相接的液氮排放阀，它用于引出在冷却燃烧器时生成的气态氮。依靠安装冷却装置（冷却器14以及高压导管18和燃烧器19的冷却装置），可有效地排除摩擦与压缩过程中生成的热，使过冷的液氧射束从喷管喷出，以此达到前述效果。如果将冷却器14高压泵15和燃烧器19安置在共同的框架上，而且最好使该框架以高度可调的方式固定在高架切割机的横向移动车上，则可制成一种十分优越的节省空间的装置。液氧和液氮的供给最好利用活动的真空隔热的金属波纹软管。