Syrgasbrännare spets/munstycke förvärm konstruktion

Munstyckesförvärmning konstruktion av syrgas

Del 2 av en serie i två delar

I förra bloggen på Syrgasbrännare spets/munstycke design & val, diskuterade vi utformningar av skärmunstyckeshål och kraven på olika plåttjocklekar. Den här gången kommer vi att diskutera de olika munstyckskonstruktionerna som krävs för de olika bränslegaserna.

Konstruktion av munstyckesförvärmning

På den amerikanska marknaden är de fyra primära bränslegaserna 1) acetylen, 2) propan, 3) naturgas och 4) propen. Det finns också några tillsatser blandade med naturgas eller propan som borde förbättra maskinens skärprestanda; dessa tillsatser ändrar dock inte munstycksdesignen för den grundläggande bränslegasen. Till skillnad från den skärande syrehålsdesignen ändras inte förvärmningsdesignen med plåttjockleken. Nedan är ett fotografi som visar de tre förvärmningsdesignerna, för de fyra bränslegaserna, naturgas och propan med samma design. Skillnaden i design är nödvändig av skillnaden i flamhastigheten hos de olika gaserna. På det här fotot är munstycket 1) ett acetylenmunstycke, 2) ett propan/naturgasmunstycke, 3) ett propenmunstycke och 4) återigen ett propan-/naturgasmunstycke i ett stycke.

Acetylenmunstycket har en platt framsida och ingen flamskyddande kjol. Flamhastigheten för acetylen är mycket högre än för de andra bränslena och bara växelverkan mellan lågorna i intilliggande korrekt placerade förvärmningsportar är tillräcklig för att hålla lågan på munstyckets yta vid de flödeshastigheter/hastigheter som används i skärningsoperationen. Observera att kjolen för #3 är kortare än den för #2, vilket indikerar att flamhastigheten för propen är högre än den för NG/propan, så därför är den kortare kjolen tillräcklig för propen. Flamhållningen för NG/propan- och propenspetsarna kommer från närheten av de intilliggande flamportarna, interaktionen mellan dessa intilliggande portar, såväl som interaktionen mellan lågorna och kjolväggen.

Använda rätt konstruktion för munstyckesförvärmning

Rätt förvärmningskonstruktion måste väljas för den förvärmningsgas som används eftersom allvarliga problem kan uppstå genom att använda felaktig design. Användning av acetylen i styckespetsar avsedda för naturgas/propan eller propen kan resultera i ihållande tillbakabränning eller allvarlig överhettning av maskinbrännaren/spetsen. Användning av en icke-acetylengas i acetylenspetsar kommer sannolikt inte att resultera i ett allvarligt problem men kommer inte att ge en användbar låga eftersom lågan "hoppar av" munstyckets yta vid mycket låga flöden och kommer därför inte att vara användbar. Munstycken tenderar att köras svalare vid höga förvärmningsflöden eftersom det högre flödet av gaser tenderar att kyla munstycket bättre än de låga flödeshastigheterna.

Fasning

I de flesta flamskärningsapplikationer är skärbrännaren vinkelrät mot plattan. Ett undantag är avfasning där brännaren/munstycket är i vinklar från 15 till 60 grader från vinkelrät mot plattan. Detta leder till två problem 1) är att öka plåttjockleken som ska skäras och 2) minskningen av förvärmningseffektiviteten. När det gäller plåttjockleken, tänk på cosinus för vinkeln uppdelad i plåttjockleken för ökningen av den faktiska skärlängden. För en 45 graders fasning ökar skärlängden 1,41 gånger plåttjockleken. Så när du avfasar en 2-tums platta @ 45 grader, välj ett munstycke som är klassat för cirka 3" eller mer. Medan skärlängden ökar när avfasningsvinkeln ökar, minskar förvärmningens effektivitet ännu mer dramatiskt.

Förmodligen är det vanligaste avfasningsfelet för lite förvärmning. Ovan är ett foto av ett försök med 45-graders fasning. Observera att de första ½-¾ tum av fasningen är slät medan resten visar upprepade vertikala skåror i snittytan. De flesta användare tycker att denna urgröpta yta är oacceptabel.

Anledningen till att den första portionen var bra var ett resultat av värmen som sattes in i tallriken innan skärningen påbörjades. Efter att snittet "kommit ikapp" med denna förvärmda del av plattan försämras snittytan till oacceptabel. Lösningen på detta problem är ett eller alla av följande:

1. Minska spets-till-arbetsavståndet till där förvärmningens inre koner nuddar plattan
2. öka flödeshastigheten för förvärmningsgaserna till det maximala spetsen tillåter
3. se till att O/F-förhållandet är korrekt för att säkerställa maximala flamtemperaturer
4. använd en extra förvärmning

Det här fotot visar en konfiguration med tre brännare med förvärmare antända. Den resulterande delen är en med en 45-graders toppfasning, en nos och en 45-graders bottenfasning. Brännare 1 är blybrännaren och kräver mest förvärmning. Notera skillnaden i längden på förvärmningskonerna för brännarna 1, 2 och 3. Brännare 2 är den andra brännaren och kommer att ge nosen/land. Denna brännare kräver lite förvärmning och kommer faktiskt att få en del av den värme som behövs från brännare 1. Brännare 3 kommer att skära av den övre fasningen och i vissa fall kräver mer förvärmning än brännare 2, men vanligtvis inte mer än brännare 1.

Återigen, om man tittar på de tre brännarna är förvärmningskonerna i brännare 1 de längsta, medan brännare 3 har något kortare koner jämfört med brännare 1, men längre än brännare 2. Det är svårt att få för mycket förvärmning på den blyvinklade brännaren, men det är relativt lätt att få för mycket förvärmning på den vertikala brännaren. För mycket förvärmning i detta fall resulterar ofta i seg slagg på botten av plattan som är svår att ta bort.

Fasning innebär fler svårigheter än vanlig formskärning, men en del av den nya utrustningen på dagens maskiner hjälper till att övervinna vissa av dessa svårigheter.