[实用新型]稳压乙炔发生器

说明书

本实用新型涉及乙炔发生器结构的改进及其稳压装置的创新设计。

现用市售乙炔发生器一般为圆桶形外壳，其中装水，插入其中（但未及底）的筒形内胆将其中水面分隔成胆内、胆外两部分，筒形内胆上口边缘与外壳上口边缘焊接密封在一起，组成环形加料口，电石框由加料口放入胆内，且可由穿过外壳的摇把机构操纵升降。此外，还设有安全排气阀，防爆橡皮，气压表及防回火装置；外壳底部还设有排污阀和相应的传动手柄使用时，先从加料口注水，然后放入电石框，再置顶盖于加料口上旋紧即可。在长期使用中，我们发现这种常规发生器存在着如下不足之处：

一、用气量改变时（特别是间歇使用时），气压波动大，不易迅速恢复稳定。因此焊工要随时调节割炬或焊枪阀门。

二、发生器内当时未用完的电石，会慢慢与桶内不断蒸发的水汽继续不停地反应，发生器内乙炔气压有可能不断升高，安全阀动作或防爆橡皮破裂，排出大量乙炔气，如遇火星则有造成事故的危险。

三、由于发生器内气压有不断升高难于控制的危险，为安全起见发生器往往造得肥大笨重，制造成本高，运输移动亦甚为不便。

四、由于设有升降电石框的摇把机构及安全阀，降低了整体气密性（因为这些部位易于漏气）。

五、产气使用过程中，不能排渣换水。

针对上述问题，本实用新型设有稳压装置和隔汽装置，并适当改进了现有发生器的结构，以克服上述现有技术的不足，其目的是达到使用过程中，所需气压恒定，且便于随时排渣换水，保存节约未用完的电石，减少排气阀、摇把等附属装置，减轻结构重量，降低制造成本。本实用新型的主要结构如附图所示：稳压装置由可调式支承架（1）定滑轮（2）绳索（3）稳压重物（以下简称重物）（4）稳压水桶（以下简称水桶）（5）以及软管（6）考克（7）发生器水管（8）等组成。隔汽装置由浮子阀（9）导向管（10）水汽隔壁（11）连通管（12）组成。如下介绍本乙炔发生器的稳压过程及原理：如附图所示，本乙炔发生器的供气压力由发生器主体（13）内水面和水桶（5）内水面间高差H决定。当用气量变化时，气压随之变化，发生器主体（13）内水位和水桶（5）内水位亦相应变化。譬如当突然减小用气量或暂停用气时，发生器主体（13）水位下降，水通过发生器水管（8）软管（6）被压入水桶（5），水桶中水位相对升高。如果水桶位置固定不变，这时发生器主体水面和水桶水面间高差H会增大，即乙炔气压增加，但由于本稳压装置有如图所示之特殊结构，当水桶（5）内水量增加时，跨过定滑轮（2），悬吊重物（4）与水桶（5）的力平衡被打破，整个水桶下降，重物相对上升，直至绳索（3）两端达到新的力平衡。同样，当供气压力减小时，水桶上升至某一新的平衡位置。若使柱形重物（4）柱形水桶（5）及柱形发生器主体（13）三者间具有某种适当的截面积比，则当乙炔气压变化时，稳压水桶即能自动升降至某一恰当的位置而保证其中水面与发生器主体内水面始终维持所需的高差恒定不变，从而保证供气压力不变。现推导上述三者间的截面积比。

参见附图，重物（4），水桶（5），发生器主体（13）均为柱形体，设其截面积分别为S1，S，S′。连通管（12）的设置，是使发生器主体水位达水汽隔壁（11）时，这一锥形隔壁两面乙炔气能相通，两面的水位变化相一致，这样，发生器主体中，水位变化部分即为柱形体（由于水汽隔壁（11）很薄，可忽略其体积）。设初始状态为发生器最大供气状态，发生器主体内水位为浸润电石的某一高水位，所需压力可通过调节支承架（1）的高度和水桶（5）内水位来达到（桶内水深应大于柱形重物高度）。此时，若用气量不变，则重物悬浮于水桶中某一位置，以跨过滑轮的绳索传力与水桶平衡。乙炔气压增大时，发生器主体内水位若下降了△h，则水被压入水桶，使其增加水量△V＝S′△h，△h＝△V／S′，水桶和重物失去原来的力平衡，水桶下降，重物部分出水上升，直至达到新的力平衡为止。若须稳压，则要求水桶增加水量△V后，水位（与发生器主体内水位选同一基准面）也下降△h。

水桶增加△V重量的水后（因为水的比重为1），水桶与重物重新达到新的力平衡，绕过定滑轮（2）悬吊（4）、（5）这两物体的绳索（3）两端各分担△V／2水的重力，由沉浮原理再分析重物受力后可知，此时重物必定要浮出△V／2的体积（相对于水桶增水后水面）重物出水高度△H1＝△V／2／S1，增水△V后，水桶内水面（相对水桶）升高量设为△H，则有