Способ газопламенной обработки

 

Использование: машиностроение, судостроение и др. отрасли промышленности, технология газопламенной обработки. Сущность изобретения: обрабатываемый материал нагревают горелкой, в которую подают кислород и горючий газ в соотношении от 0,81 до 1,31. В качестве горючего газа используют дициан. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 23 K 7/00

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) °,- .p ". < в

s .., 1 4." уВ л i - ta.s.<;1- 0 ЦЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с г

ЬЭ

С

Ю (Ь 4 (21) 4763940/08 (22) 04.12.89 (46) 30.06.93. Бюл. hk 24 (71) Институт проблем машиностроения АН

УССР (72) А.Н.Подгорный. Л.И.Бондаренко, Л.P.Tèñíîâñêèé, О.Ю.Калекин, K,Ã.Ùåðáèна и В.Е.Герасименко (56) Хренов K.K. Сварка, резка и пайка метаялов. М.: Машиностроение, 1970, с. 213.

Изобретение относится к гаэопламенной обработке различных материалов и может быть использовано в машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности при сварке, резке, пайке, газопламенном напылении, Цель изобретения — повышение эффективности способа за счет улучшения эксплуатационных параметров горючего.

Указанная цель достигается тем, что в способе сварки и резки металлов и сплавов путем подачи в рабочую зону газовой смеси горючего с кислородсодержащим окислителем для получения горючего используют парациан, который испаряют при температуре не ниже 500-550 С и образующийся гаэ подают в рабочую зону, при этом соотношение масс кислорода в окислителе и парациана выбирают иэ интервала 0,5+0.8, а нагрев парациана ведут со скоростью

2,0+4,0 град/мин.

В результате анализа литературных и патентных материалов не обнаружены способы, в которых в качестве источника горю.,... >Ц„„1824267 А1 (54) СПОСОБ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАБОТКИ (57) Использование: машиностроение, судостроение и др. отрасли промышленности, технология гаэопламенной обработки. Сущность изобретения: обрабатываемый материал нагревают горелкой, в которую подают кислород и горючий газ в соотношении от

0,81 до 1,31. В качестве горючего газа используют дициан. 2 табл. чего используют парациан, а газовую смесь формируют из продукта его деполимеризации (возгонки) — дициана и кислородсодержащего окислителя в определенных соотношениях.

Осуществление способа проводили в два этапа: экспериментальный и расчетный.

Экспериментальный этап, Для подтверждения режимов нагрева парациана исследования проводили на дериватографе системы 0-1500. Термограммы деполимериэации парациана снимали как в инертной среде, так и на воздухе.

Парациан (С2йр) . представляющий собой тонкодисперсный сыпучий порошок с размерами частиц 0,5-3 мкм. подогревали ступенчато до температуры 700" С, при этом нагрев вели со скоростями 2,5; 3,75; 5,0; 7,5;

15,0 град/в мин (возможность дериватографа). По потере массы, рассчитанной из термогравиметрических кривых. судили о превращении парациана в гаэ величественно (мас.f). Влияние диспер-.,о-.ò 1 порошка

1824267

45 на режим испарения не обнаружено. Данные эксперимента приведены в табл.1.

Как видно из табл.1, достаточными параметрами для полного превращения парациана в газ,являются:

Температура образца 500-550 С;

Скорость нагрева 2,5 — 3,75 град/мин.

Таким образом, эти режимы являются оптимальными для получения газообразного горючего. Практически этот интервал представляет 2 — 4 град/мин.

Расчетный этап, Для обеспечения в зоне горения высокой температуры необходимо выбрать оптимальное отношение масс окислителя (в к) и п х горючего (пц), т.е. Km =".

m2

Температура горения парациана в кислороде была проверена с помощью термодинамических расчетов, выполненных на

ЭВМ ЕС-1060 с помощью пакета прикладных программ "Плазма" методом минимизации изобарно-изотермического потенциала в режиме Р, Т = const.

Для сравнения с параметрами прототипа исследовали две топливные системы: зая вляемая (пара циа н-ди циан-кислород) и известная (ацетилен-кислород). Расчет проводили на 1 кг топлива при различных Km u давлениях. В табл,2 приведены полученные данные.

Как видно из табл.2 максимальная температураа в за я вл я емом способе отвечает

Km = 0,6, а в известном способе К = 1,8. При интервале 0,5 — 0,8 соотношений масс температура выше, чем в оптимальных условиях известного способа. При К = 0,4 и Km = 0,9, т.е. за пределами заявляемых соотношений, она становится на уровне прототипа.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение температуры сгорания горючего на 1100 — 1300 по сравнению с известным способом, т,е. в зоне сварки температура составляет 4755-4854 К

35 (по прототипу 3428-3712 К). При этом содержание окислителя, необходимое для сжигания одной весовой части горючего (ацетилена и парациана), в предлагаемом способе в 3 раза меньше, чем в известном, Устойчивость парациана в широком диапазоне температур и давлений позволяет производить его транспортировку, хранение и использование даже в пластмассовой таре. И если для получения 5-5,5 м ацетиз лена необходим 40-литровый баллон под давлением 150 — 160 ат, то для получения того же объема дициана необходима емкость

12,5 — 13,7 л, где соответственно помещается

11,61 — 12,7 кг его полимера — парациана (насыпной вес 0,93 г/см, определен экспериз ментально).

Сыпучесть мелкодисперсного порошка парациана позволяет подавать его в зону газообразования небольшими порциями, используя для его сжигания горелки для жидкого горючего, например ГКУ-55. В конструкции указанных горелок предусмотрена операция испарения горючего под действием пламени подогревающего мундштука, затем в виде паров дициана газ падает в смесительную камеру через боковые вырезы инжектора.

Предлагаемый способ по сравнению с известным существенно повышает эффективность процесса сварки или резки металлов м сплавов, особенно тугоплавких, за счет значительного улучшения эксплуатационных параметров; температуры в рабочей зоне, транспортировки, хранения, что расширяет области его использования.

Формула изобретения

- Способ газопламенной обработки материалов путем нагрева обрабатываемой зоны горелкой, в которую подают горючий газ и кислород в соотношении от 0,81 до 1,31, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения эффективности обработки, в качестве горючего газа используют дициан.

1824267

Таблица1

Таблица 2

Составиель А. Подгорный

Техред М. Моргентал Корректор А. Коэориэ

Редактор

Заказ 2207 Тираж Подписное

В НАКИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

П >оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101