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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A DES CHALUMEAUS OU BRULEURS
POUR LE DECOUPAGE OU L'ENLEVEMENT DE METAL A LA
FLAMME.
L'invention est relative à un chalumeau ou brûleur de découpage à flamme perfectionné (désigné dans ce qui suit comme brûleur de découpage ou brûleur) du genre dans lequel un ou plusieurs gaz combustibles appropriés (désignés dans ce qui suit comme gaz combustibles) et de 1-'oxygène (désigné dans ce qui suit, en ce qui concerne le mélange gazeux, comme oxygène de chauf- fage par opposition à l'oxygène de découpage) sont mélangés en proportions voulues au cours de leur passage à travers le brûleur jusqu'au bec de brûleur pour former un mélange gazeux combustible qui sort du bec et qui, lorsqu'on l'enflamme, forme un jet de flamme ayant pour but de chauffer préalablement le métal à découper ou à enlever à une température élevée,
connue sous le nom de "point c'allumage" à laquelle il brûle lorsqu'on fait sortir du bec un jet séparé d'oxygène de découpage à travers ou le long de la flamme de préchauffage et qu'on le projette sur le métal chauffé.
Dans la pratique courante de découpage de métaux par brûlage, telle que décrite plus haut, il est d'usage que le volume du mélange ga- zeux consommé pour former la flamme de préchauffage, et par conséquent que l'intensité de la flamme de préchauffage demeure constant pendant chacune des périodes de préchauffage et de découpage ou brûlage proprement dit.
En outre, pendant la préiode de préchauffage, il est nécessai- re d'utiliser un volume considérable du mélange gazeux pour porter le métal rapidement au point d'allumage; cependant, lorsqu'on projette le jet d'oxgyè ne sur le métal préchauffé et que la combustion effective du métal est en- tamée et entretenue, on crée une source de chaleur secondaire qui chauffe préalablément le métal en avant du jet d'oxygène plus rapidement que la flam- me du bec de préchauffage et, par conséquent, pendant que la combustion du métal est entretenue, le volume de la flamme de préchauffage est supérieur à ce qui est nécessaire à cet étage de l'opération.
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On voit par conséquent, que, en même temps que la flamme de préchauffage est-maintenue à l'intensité constante au cours de'chacun des
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étages de précb.â.üffàge et de découpage, le mélange gazeux consommé pendant"" l'étage de découpage est de loin supérieur à la quantité-réelle-nécéssaire; et par conséquent, ce procédé donne lieu à du gaspillage et est inéconomique et coûteux.
On à-proposé antérieurement de tirer avantage de la source se- condaire de chaleur renseignée ci-dessus, pour maintenir le métal à Brûler à son point d'inflammation, en réduisant automatiquement le volume du mé- lange gazeux' introduit ' dans le bec pendant la période -de préchauffage aus-
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sitôt qu"on projette l'oxygène de découpage et qu'on amorce'là 'combustion du métal lui-même,'bu bién en produisant une petite flammé -à volume constant dans 1e '6ec de-préchauffage et, lors de l'arrêt du découpage effectif,-en' cl1angeâ:
àt- -re 'co1!Ù'ailt gazeux du bec de découpage consistant en'une introduc- tion normale d'oxgyène de découpage, en une introduction de mélange gazeux, pour que -les deux becs réunis forment ensemble une flamme de préchauffage intensifiée. - @
Des brûleurs de découpage proposés antérieurement fonctionnant suivant lés principes décrits ci-dessus sont sujets à un grand inconvénient dü fait qu'ils ne maintiennent pas de façon convenable l'équilibré gazeux correct correspondant à la production d'une flamme neutre ou - non-oxydante
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dans dés'conditions'variables de pression d'oxygène,
cet inconvénient se'fait particulièrement- -sentir lorsque la réduction de la flamme de préchauffage-est produite par fermeture partielle du passage des gaz de chauffage après leur mélange.
Le-but particulier-de cette invention est par conséquent dé cons- truire un¯brûleur de découpage possédant des moyens de réglage perfectionnés à l'aide desquels la consommation du mélange gazeux pendant l'étage'de déc ou- page est'réduite, en économisant par conséquent des frais de fonctionnement, mais sans porter atteinte à Inefficacité de découpage 'du brûleur, et de ma nière que l'équilibre neutre ou non-oxydant de la flamme'dans le bec dé pré- chauffage soit maintenu à tout instant pendant le fonctionnement.du brûleur.
Un--autre but de l'invention est'de construire un brûleur de dé- coupage dû'genre décrit ayant une consommation déterminée-et constante de gaz combustible et d'oxygène par unité de temps de fonctionnement, qui ne peut être influencée ni modifiée par un opérateur inexpérimenté ou négligent.
@ 'L'invention consiste en un brûleur de découpage du genre décrit, dans lequel un débit constant déterminé d'avance et invariable dé mélange ga- zeux équilibré'est introduit à tout moment dans le bec de préchauffage, 'en quantité suffisante pour assurer une source de chaleur permanent 'et convena- ble pour'la'période de découpage, et dans lequel un débit supplémentaire de mélange gazeux'équilibré est introduit dans le bée de préchauffage pendant lés périodes 'de préchauffage pour augmenter automatiquement le débit constant lors de l'arrêt de la période de découpage.
L'invention consiste en outre en un brûleur de' découpage dû gen- re décrit' dans lequel 1'oxygène et les gaz combustibles formant les composants du'mélangé'gazeux sont introduits par leurs conduites d' introduction prin-
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cipales'respectives"dans une chambré de mélange à travers des conduites sé- parées, chaque conduite'comprenant'une conduite de'débit constant-exempte de robinets reliant là chambre de mélange à une des conduitesd'introduction principales, des moyens d'étranglement'placés dans la conduite exempte de
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ro1Jiriet ïJour-assurer' ún'mesurage déterminé d'avance du débit qui le traver- se,'et une" conduite'supplémentaire, portant des'robinets,
raccordée à la mê- me conduite d'Introduction principale et à la conduite sans robinet, pour faire passer des gaz en dérivation par rapport aux moyens d'étranglement, des moyens de manoeuvre des robinets reliant de façon opérante les robinets dés conduites supplémentaires au robinet'placé sur une conduite d'introdùc-
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tî(jlâ,-jèp,a-rg-e,- jljld5Eàènë dé'découpage pour ouvrir simultanément et automa= tiqueïiîént '1Èisr1:
)inets des- conduites supplémentaire lors de la fermeture'dû' robinet o.'Ô2ygë"5e" découpage, et lés fermer simultanément et automatiquement lors de .l'ouverture du robinet de l'oxygène de découpage, la disposition étant
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telle que lors de l'arrêt de l'introduction d'oxygène de découpage, les dé- bits constants des composants du mélange gazeux introduits par les condui- tes à débits constants en proportions équilibrées par les moyens d'étrangle- ment, sont augmentés des débits supplémentaires des composants du mélange gazeux à travers les conduites de débit supplémentaire pour produire une flam- me de préchauffage adéquate et que, lors de l'arrêt du préchauffage,
les dé- bits supplémentaires sont coupés lorsque la conduite d'introduction d'oxygè- ne de découpage est ouverte.
Sur les dessins en annexe :
La figure 1 représente schématiquement la disposition des con- duites et robinets d'introduction de l'oxygène et du gaz combustible d'un brûleur de découpage à flamme correspondant à l'invention;
La figure 2 est une coupe partielle en élévation d'un brûleur de découpage à flamme construit conformément à l'invention; la figure 3 est une vue en élévation de front du bloc de robi- nets représenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue en élévation de dos du bloc de robinets représenté sur les figures 2 et 3 la figure 5 est un schéma des conduites et robinets d'alimenta- tion compris dans le bloc à robinets d'un brûleur de découpage à flamme con- forme à l'invention;
la figure 6 est une vue "fantôme" isométrique du bloc de robi- nets représenté,sur les figures 2, 3 et 4, vu de dos, représentant les robi- nets et les mécanismes de manoeuvre des robinets tels qu'ils sortent du bloc lors du démontage;
La figure 7 est une coupe partielle du bloc de robinets seul suivant la ligne 7-7 de la figure 4, représentée sans robinets ni mécanis- mes de manoeuvre des robinets, et la figure 8 est une coupe partielle du bloc de robinets seul suivant la ligne 8-8 de la figure 4 représenté sans robinets ni mécanismes de manoeuvre de robinets.
Pour la mise en application de l'invention conformément à un mode donné à'titre d'exemple, dans un brûleur de découpage en acier, repré- senté schématiquement sur la figure 1, une conduite d'introduction d'oxygène, 1, pouvant être raccordée à une source ordinaire d'oxygène sous pression (non représentée), se bifurque en deux embranchements principaux, un em- branchement d'oxygène'de chauffage 2 et un embranchement d'oxygène de dé- coupage 3 L'embranchement d'oxygène de chauffage 2 se bifurque à nouveau en deux embranchements auxiliaires, un embranchement à débit constant d'o- xygène de chauffage 4 et un embranchement à débit supplémentaire d'oxygène de chauffage 5.
L'embranchement d'oxygène de découpage 3 est réglé par un robinet d'oxygène de découpage 6, décrit dans la suite, qui s'ouvre ou se ferme pour régler le débit d'oxygène de découpage dans la conduite 21 et de là au bec d'oxygène 7 du bec 8 de brûleur de découpage. L'embranchement d'oxygène de chauffage 2, est muni d'un robinet réglable d'oxygène de chauf- fage, 9, qui est réglé avant que l'opération de préchauffage ne commence, pour régler le débit d'oxygène de chauffage en vue de son mélange au gaz combustible dans la proportion voulue convenant au genre de gaz combustible employé pour produire la flamme de préchauffage neutre de température maxi- mum. Le robinet d'oxygène de chauffage 9 règle le débit d'oxygène dans les deux embranchements 4 et 5 de l'oxygène de chauffage.
L'embranchement 4 à dé- bit constant d'oxygène de chauffage n'est pas réglé, c'est-à-dire qu'aucun robinet ou autre moyen pouvant être réglé au cours des opérations de décou- page (c'est-à-dire pendant que les gaz s'écoulent dans le brûleur), n'est placé sur cet embranchement, qui est raccordé à un tube d'injection d'oxygène de chauffage 22 aboutissant à un bec d'injecteur à petite conduite 10 qui dé- bouche à l'entrée 11 d'un Venturi d'une chambre de mélange 12, décrite avec
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plus de détails dans la suite.
L'embranchement de débit supplémentaire d'oxy- gène de chauffage, 5, est cependant réglé par un robinet de débit supplémen- taire d'oxygène de chauffage, 13, qui,d'une manière qui sera décrite dans la suite, s'ouvre et se ferme pour introduire ou supprimer un débit supplé- mentaire d'oxygène de chauffage à l'embranchement à débit constant d'oxygène de chauffage 4 auquel se raccorde à nouveau l'embranchement supplémentaire au-delà du robinet 13. De cette façon, la quantité d'oxygène de chauffage in- troduite par le bec d'injecteur 10, peut être augmentée ou réduite, respec- tivement en ouvrant ou fermant le robinet 13.
Une conduite d'introduction de gaz combustible 14, pouvant être raccordée de façon appropriée à une source ordinaire de gaz combustible com- primé (désigné dans ce qui suit comme gaz combustible), qui forme avec l'oxy- gène de chauffage le mélange gazeux de chauffage pour la flamme de préchauf- fage, se bifurque en deux embranchements, l'embranchement à débit constant de gaz combustible 15 et un embranchement à débit supplémentaire de gaz com- bustible 16.
L'embranchement à débit constant n'est pas réglé, de même que l'embranchement 4 à débit constant d'oxygène de chauffage décrit antérieure- ment, et introduit un débit de gaz combustible à l'entrée du venturi 11 de la chambre de mélange 12 par une conduite annulaire 17 contenant sur le même axé le bec d'injection de'oxygène de chauffage, 10, pour que la décharge d'oxygène comprimé à travers le bec d'injection 10 aide à l'aspiration du gaz combustible de la conduite 17 dans la chambre de mélange. La chambre de mélange 12 est raccordée à un bec de préchauffage annulaire 18 disposé autour du bec de découpage 7 d'une façon bien connue.
La conduite d'introduction de gaz combustible 14 est munie de moyens de réglage, par exemple un robinet ou vanne 19, destiné à ouvrir ou fermer l'introduction de gaz combustible au brûleur. L'embranchement à débit supplémentaire de gaz combustible 16 est ré- glé par un robinet de débit supplémentaire de gaz combustible 20, qui, d'une manière décrite dans la suite, s'ouvre ou se ferme pour introduire ou sup- primer un débit supplémentaire de gaz combustible dans l'embranchement à dé- bit constant de gaz combustible 15 auquel il se raccorde à nouveau au delà du robinet 20. De cette façon, la quantité de gaz combustible introduite dans la conduite annulaire 17 et de là à la chambre de mélange 12, peut être aug- mentée ou réduite, respectivement en ouvrant ou en fermant le robinet 20.
De cette façon, le débit d'oxygène est divisé en trois embran- chements : a) l'embranchement d'oxygène de découpage 3, réglé par le ro- binet 6 et raccordé au bec de découpage 7 du brûleur; b) l'embranchement à débit constn d'oxygène de chauffage 4, ne possédant aucun robinet de. réglage ou autre moyen analogue et raccordé au tune d'injection 22 pour introduire l'oxygène de chauffage dans la cham- bre de mélange 12; et c) l'embranchement à débit supplémentaire d'oxygène, 5, réglé par le robinet 13 et raccordé à l'embranchement à débit constant d'oxygène de chauffage, 4, pour augmenter ou diminuer le débit d'oxygène de chauffage introduit dans la chambre de mélange 12 à travers le tube d'injection 22; et le débit de gaz combustible est divisé en deux embranchements :
d) l'embranchement 15 à débit constant de gaz combustible 15, ne possédant aucun robinet de réglage ou autre moyen analogue et raccordé à la conduite annulaire 17 pour introduire du gaz combustible dans la chambre de mélange 12, et e) 1'embranchement à débit supplémentaire de gaz combustible 16, règle par le robinet 20 et raccordé à l'embranchement à débit constant de gaz combustible 15 pour augmenter ou réduire le débit de gaz combustible in- troduit dans la -chambre de mélange 12 par la conduite annulaire 17.
Dans le but d'assurer le réglage nécessaire du débit d'oxygène de découpage et' du mélange gazeux de chauffage, produit par le mélange de l'oxygène de chauffage et du gaz combustible dans la chambre de mélange 12,
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les robinets de réglage 6,13 et 20 sont disposés de manière à pouvoir être manoeuvrés en fonction du temps l'un par rapport à l'autre, de manière que lorsque le robinet 6 dans l'embranchement 3 d'oxygène de découpage est ou- vert, le robinet 13 de l'embranchement 5 à débit supplémentaire d'oxygène de chauffage, et le robinet 20 sur l'embranchement à débit supplémentaire de gaz combustible 16 se ferment simultanément, et que lorsque l'on ferme le robinet 6, les robinets 13 et 20 s'ouvrent simultanément.
Le réglage assuré de cette manière influence l'introduction d'o- xygène et de gaz combustible au brûleur de la manière suivante : a) lorsque le robinet 6 d'oxygène de découpage est fermé, l'oxy- gène de chauffage et le gaz combustible sont introduits dans la chambre de mélange 12, et de là au bec annulaire de préchauffage 18, à travers chacun des embranchements à débits constant: et supplémentaire des-conduites d'oxy- gène et de gaz combustible, puisque les robinets 13 et 20 sont ouverts.
De cette manière, la seule introduction de gaz au bec du brûleur 8 consiste en un mélange gazeux produit dans la chambre de mélange par l'introduction combinée des embranchements à débits constants et supplémentaires des con- duites d'oxygène de chauffage et de gaz combustible. b) Lorsque-le robinet 6 d'oxygène de découpage est ouvert, l'o- xygène de découpage est introduit par la conduite 21 au bec de découpage 7 du bec du brûleur et, puisque les deux robinets 13 et 20 sont tous deux fer- més simultanément, le volume de mélange gazeux de chauffage disponible dans la chambre de mélange 12 et passant de là au bec annulaire de préchauffage, 18, est réduit de manière à ne comprendre que celui introduit par les em- branchements à débit constant des conduites d'oxygène de chauffage et de gaz combustible.
De cette manière, l'introduction de gaz au bec du brûleur 8 comprend celle de l'oxygène de découpage au bec de découpage 7 et' celle du volume réduit du mélange gazeux de chauffage produit dans la chambre de mé- lange uniquement par les embranchements à débit constant des conduites d'oxy gène de chauffage et de gaz combustible.
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Le débit et le réglage de l'oxygène de chauffage et du gaz com- bustible doivent cependant de préférence être considérés corme formant une flamme de préchauffage qui, au cours du découpage, c'est-à-dire pendant que le robinet 6 est ouvert, a l'intensité et le volume minima compatibles avec un découpage efficace et qui, lors de la fermeture du robinet d'oxygène de découpage, 6, est augmentée pour former une flamme de préchauffage d'inten- sité et de volume normaux par le volume additionnel de mélange gazeux intro- duit par les embranchements supplémentaires lors de l'ouverture des robinets 13 et 20 de la manière décrite antérieurement.
Pour permettre aux embranchements à débits constants de fournir un débit correctement équilibré et correctement mesuré de mélange gazeux pour produire cette flamme de préchauffage minimum, les embranchements constants de chacune des conduites d'oxygène de chauffage et de gaz combustible, sont munis de moyens d'étranglement soigneusement déterminés d'avance et équili- brés, respectivement 23 et 24, qui sont réglés d'avance de façon permanente et invariable correspondant au gaz combustible particulier pour lequel le brûleur est employée Une description détaillée de la forme de la construc- tion de ces moyens-d'étranglement est donnée dans la suite..
Les robinets et embranchements d'introduction qui raccordent la conduite d'oxygène de découpage 21, le tube d'injection 22 et la con- duite annulaire 17, et également la conduite principale d'introduction d'o- xygène 1 et la conduite principale d'introduction de gaz combustible 14 peu- vent être incorporés à l'intérieur d'un bloc unique de robinets ou de régla- ge 25 indiqué schématiquement sur la figure 1 par la surface entourée de traits interrompus.
En se référant à présent aux figures 2, 3 et 4, le brûleur de découpage représenté est une réalisation mécanique du brûleur représenté schématiquement sur la figure 1 et comprend principalement un manche 26 sur lequel le bloc à robinets 25 est monté de façon rigide, et qui renferme les
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conduites d'introduction d'oxygène et de ga combustible 1 et 14, raccordées au bloc de robinets, et une tête de brûleur 27 raccordée au bloc de robinet 25 par le tube d'oxygène de découpage 21 et par la conduite d'introduction des gaz de préchauffage,
comprenant la chambre de mélange 12 et un tube 28 qui entoure le tube d'injection 22 et qui est fixé d'un coté à la chambre de mélange 12 et de l'autre côté à un élément de raccord 29 monté dans le bloc à robinets 25 d'une manière décrite dans la suite. La tête du brûleur 27 por- te le bec 8 qui forme avec le bec d'oxygène de découpage 7 le bec de préchauf- fage annulaire 18.
A l'intérieur du tube 28 et sur le même axe, est placé le tube d'injection d'oxygène de chauffage 22, à une certaine distance, de manière à former la conduite annulaire 17 pour l'introduction du gaz combustible.'Le bec d'injection à faible ouverture 10 est fixé à l'extrémité du tubé d'in- jection 22 par exemple par des filets de vis 10a, et est placé à proximité de l'entrée du Venturi 11 de la chambre de mélange 12, ladispositon étant telle que la décharge de l'oxygène à-pression relativement élevée par le bec d'in- jection 10 facilite l'aspiration du gaz combustible à pression plus faible venant de la conduite annulaire 17, à travers l'entrée du Venturi 11 et là chambre de mélange 12, le bec de l'injecteur 10 étant muni d'un certain nom- bre de rainures-10b alignées suivant l'axe et espacées sur la périphérie,
raccordant la conduite annulaire 17 à un espace formant jeu compris entre la pointe du bec d'injection 10 et la paroi arrière inclinée lla de l'entrée du Venturi-11. Le système formé par le bec d'injection 10 de l'entrée du Ventu- ri ll constitue un dispositif contre les retours de flammes, construit de façon connue.
Les réglages extérieurs du bloc à robinets 25 (voir aussi la fi- gure 6, comprennent un bouton de réglage 9b pour la manoeuvre du robinet de l'oxygène de chauffage 9 à l'aide duquel on obtient le réglage préliminaire de la flamme de préchauffage décrit antérieurement, et un levier de réglage du type % papillon 6d pour la manoeuvre des robinets 6,13 et 20 (voir les figures 1, 5 et 6) de la façon décrite antérieurement.
La rotation du bou- ton de réglage 9b produit l'avancement d'une pièce de robinet 9a pour fermer, ou son recul pour ouvrir le robinet de chauffage 9, par engagement mutuel de faibles pas de vis appropriés 9d sur la pièce de robinet 9a et un manchon 9c formé autour de la pièce de robinet 9a pour le montage et. le scellage du système de robinet dans le bloc à robinets 25Le levier de réglage.à papil- lon 6d est fixé à l'extrémité arrière d'une 'pièce de robinet 6a dont la ro- tation ouvre ou ferme le robinet 6 d'oxygène de découpage, et en même temps ferme ou ouvre inversement et simultanément le robinet à débit supplémentai- re d'oxygène de chauffage 13 et le robinet à débit supplémentaire de gaz com- bustible 20 à l'aide d'une transmission à engrenage de rapport un:
un à partir d'un engrenage 6b fixé à l'extrémité de la pièce de robinet 6a du robinet 6 d'oxygène de découpage opposée au levier de réglage 6d, vers un engrenage 13b fixé à une pièce de robinet 13a du robinet à débit supplémentaire d'oxygène de chauffage 13 et vers un engrenage 20b fixé à une pièce de robinet 20a du robinet à débit supplémentaire de gaz combustible 20. Les engrenages 6b, 13b, et 20b peuvent être munis d'une protection ou enveloppe appropriée (non représentée) contre des blocages du dégâts.
Les pièces de robinets 6a, 13a et 20a sont fixées au bloc à robinets pour les empêcher de se déplacer et éviter des fuites de gaz, par des manchons filetés convenablement agencés 6c à chaque extrémité des pièces 6a, 13c et 20c, aux extrémités dépassantes des',.- pièces respectives-13c et 20ao
Le bloc à robinets 25 peut avantageusement avoir une section transversale hexagonale, comme on le représente sur les figures 2,3,4 et 6 de telle sorte qu'on cours de la fabrication du bloc, des conduites inclinées puissent être forées sur les facettes de l'hexagone pour permettre d'effec- tuer le forage sensiblement normalement à la facette;
on peut cependant uti- liser toute autre forme ou section appropriée, pouvant contenir tout ou par- tie des robinets et embranchements d'introduction permettant l'introduction de l'oxygène et du gaz combustible et le réglage conforme à l'invention.
Sur les figures 5 et 6, la disposition effective des robinets
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et embranchements dans le bloc à robinets est la même, et dans la description qui suit de cette disposition, on peut s'en référer à l'une ou l'autre de ces figures. Le sens du courant de gaz n'est cependant représenté que sur la fi- gure 5.
La conduite d'introduction d'oxygène 1 est fixée à l'intérieur d'une encoche la prévue sur la face arrière du bloc à robinets'25, au moyen d'un joint approprié étanche au gaz (non représenté). Une cnnduite lb commu- nique avec l'ouverture la et se bifurque en un embranchement 2 d'introduc- tion d'oxygène de chauffage et un embranchement 3a formant la première partie de la conduite d'introduction d'oxygène de découpage 3 (voir figure 1).
En suivant en premier lieu l'introduction d'oxygène de chauffa-. ge, l'embranchement 2 pénètre dans le robinet d'oxygène de chauffage 9, dont la pièce 9a règle le débit de l'oxygène entre l'embranchement 2 et les deux embranchements auxiliaires de débit d'oxygène de chauffage, la section d'em- branchement 4a de débit constant et l'embranchement 5a à débit supplémentai- re. La section d'embranchement à débit constant 4a comprend le moyen d'é- tranglement 23, jouant le rôle décrit antérieurement, représenté sur la fi- gure 6 comme constitué d'une conduite de diamètre réduit raccordant la sec- tion de l'embranchement 4a au robinet 9.
Une seconde section 4b de débit con- stant raccorde la première section 4a à une encoche formée sur la face fron- tale du bloc de robinets pour s'adapter et se fixer à 1-*extrémité du tube d'injection d'oxygène de chauffage 22 (voir également la figure 2). Ainsi, lorsque le robinet 9 est ouvert, avant le début du travail le débit constant d'oxygène de chauffage passe de l'embranchement 2 à débit d'oxygène de chauf- fage par le robinet 9 l'étranglement 23 dans la conduite 4a et de là par la conduite 9b dans le tube d'injection fixé dans l'encoche 4d. La conduite de l'embranchement à débit supplémentaire de l'oxygène de chauffage, 5a, conduit du robinet 9 au robinet 13 qui, lorsqu'il est ouvert,
possède un passage trans- versal 13d ménagé dans la pièce de robinet 13a placé vis-à-vis de l'orifice 5a et d'un prolongement de ce dernier pour permettre à un débit supplémentai- re d'oxygène de chauffage de passer par la conduite 5b en communication avec la conduite 4a de l'embranchement d'introduction d'oxygène de chauffage de manière à augmenter le volume du débit constant d'oxygène de chauffage four- ni au tube d'injection 22.
Le second embranchement 3a de la conduite 1b raccorde l'introdue- tion d'oxygène au robinet d'oxygène de découpage 6, dont la pièce de robinet 6a est munie d'un passage de communication 3b capable de raccorder la con- duite du branchement 3a à une conduite 3c qui complète le raccordement de l'introduction d'oxygène de découpage 3 à la conduite d'oxygène de découpage 21 placée et fixée dans une encoche 3d prévue au milieu de la face frontale du bloc à robinets.
La conduite d'introduction de gaz combustible 14 est fixée à l'intérieur d'une encoche 14a prévue sur la face arrière du 'bloc à robinets 25, au moyen d'un joint approprié étanche au gaz (non représenté) et à cette encoche 14a sont raccordés les deux embranchements de l'introduction de gaz combustible, l'embranchement à débit constant 15 et la première partie de l'embranchement à débit supplémentaire l6a. La conduite 15 de l'embranche- ment à débit constant est raccordé à une encoche 14a à travers l'étrangle- ment 24 qui exerce le rôle'précédemment décrit, représenté sur la figure 6 comme formé par une conduite de diamètre réduit.
A son autre extrémité, la conduite 15 pénètre dans la paroi latérale d'une encoche 15a prévue sur la face frontale du bloc à robinets 25 et sur le même axe, mais possédant un diamètre plus grand que celui de l'encoche 4d. Dans cette encoche 15a s'adap- te et se fixe la pièce de raccordement 29 citée antérieurement servant au mon- tage du tube 28, la pièce 29 étant munie d'un passage placé vis-à-vis de la conduite 15 pour raccorder la conduite 15 à l'espace annulaire compris entre la surface intérieure de la pièce 29 et la surface extérieure du tube d'injec- tion 22, espace qui communique avec la conduite annulaire 17.
La première partie 16a de l'embranchement à débit supplémentaire s'étend de l'encoche 14a au robinet du débit supplémentaire du gaz combustible 20, dont la pièce de robinet 20a est munie d'un passage transversal 20d. Par rotation de la
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pièce de robinet 20a le passage 20d se place vis-à-vis de la conduite de la première partie 16a et d'une conduite de prolongement 16b qui complète l'em- branchement à débit supplémentaire en le raccordant à nouveau à l'embranche- ment à débit constant 15 au delà de l'étranglement 24, de manière qu'en ou= vrant le robinet 20, un débit supplémentaire de gaz combustible passe par la conduite 16a,
le passage 20d et la conduite 16b pour augmenter le débit de gaz combustible passant par embranchement à débit constant 15 vers la conduite annulaire 17. .
Les conduites 13d et 20d des pièces de robinet 13a et 20a sont adaptées, par exemple en ce qui concerne leurs diamètres, au réglage et à l'équilibrage des courants de gaz qui les traversent pour proportionner ces débits de façon.semblable aux étranglements d'équilibre 23 et 24 dans les con- duites à débit constante
Les étranglements 23'et 24 peuvent avoir la forme de courtes conduites de diamètre déterminé d'avance de façon précise, forées à travers la ]matière du bloc à robinets lui-même, comme on le représente sur la figu- re 6, mais l'invention n'est d'aucune façon limitée à ce mode de conftructin des étranglements.
Par exemple, des becs munis de pas de vis 23 et 1 24 (voir figures 7 et 8) peuvent être vissés dans les conduites 4 et 15 qui sont les conduites 4a et 15 modifiées par taraudage d'un pas de vis et maintien des conduites ouvertes à la surface du bloc. Les extrémités ouver- tes des conduites sont fermées par des moyens appropriés amdvibles tels que des bouchons à vis 30 et 31 Les becs filetés 23 et 24 possèdent des con- duites déterminées d'avance avec précision et assurent la réduction et l'équi- libre des débits d'introduction constants d'oxygène de chauffage et de gaz combustible.
De cette manière, un certain nombre de becs filetés ayant des conduits différents déterminés d'avance, peuvent être fournis avec chaque brûleur de manière que chaque brûleur puisse être réglé d'avance pour s'adap- ter aux caractéristiques des gaz combustibles particuliers utilisés, par exemple l'acétylène, l'hydrogène, le propane ou un autre gaz combustible ap- proprié utilisé dans le métier.
Le fonctionnement du brûleur décrit ci-dessus, portant des étranglements équilibrés réglés d'avance ou fixés de façon permanente, est le suivant : (a) les robinets 9,6 et 19 étant fermés, on raccorde le brû- leur aux sources d' oxygène et de gaz combustible qui sont réglées à des pressions de marche appropriées; (b) les robinets 9 et 16 sont ouverts et le mélange de chauf- fage gazeux sortant du bec 8 est enflammé de façon ordinaire; (c) le robinet 9 est alors réglé davantage jusqu'à ce qu'on obtienne une flamme de préchauffage convenable (c'est-à-dire la flamme "neutre".)
Le brûleur est alors prêt au préchauffage du métal devant être découpé ou enlevé.
Lorsque le métal sur lequel on applique la flamme de pré- chauffage atteint le point d'inflammation, on ouvre le robinet 6 en faisant tourner le levier à papillion 6d, à la suite de quoi un jet d'oxygène se projette sur le métal chauffé et provoque sa combustion, la flamme de préchauf- fage étant cependant automatiquement réduite en volume et intensité à celle alimentée uniquement par le volume de mélange gazeux introduit par les em- branchements respectifs à débits constants 4 et 15 de l'oxygène de chauffage et du gaz combustible.
Pour remettre en marche le préchauffage, on ramène le levier de réglage à papillon à sa position.d'origine, pour fermer le robinet 6 et ou- vrir les robinets 13 et 20 pour augmenter le débit constant du mélange gazeux et former une flamme de préchauffage normale de volume et intensité pleins.
Dans la description qui précède, les moyens pour effectuer le réglage du mélange de gaz par rapportà l'oxygène de découpage conformément à l'invention n;ont été décrits qu'à. titre d'exemple, et ne limitent en aucune façon le domaine de 1-'invention. Ainsi, les moyens pour assurer le
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contrôle simultané des débits supplémentaires peuvent prendre la forme d'un mécanisme répondant à la pression actionné par le débit de l'oxygène de dé- coupage ou par une combinaison d'un tel mécanisme répondant à la pression avec une transmission à roues dentées telle que décrite ou d'autres moyens équivalents appropriés.
En liaison avec l'emploi d'étranglements à becs filetés décrits précédemment, le brûleur peut être muni d'un certain nombre de pièces de ro- binet pour la conduite supplémentaire pouvant être insérés de façon sélecti- ve, portant des ouvertures de robinets de diamètres différents déterminés d'avance, pour que les proportions des débits supplémentaires d'oxygène de
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chauffage et de gaz combustible puissentAtrie:
'1II.bditiée pouxile é lange gazeux équilibré nécessaire correspondant aux caractéristiques du gaz combustible à utilisero
REVENDICATIONS. l.- Brûleur de découpage du genre décrit caractérisé en ce qu' un débit constant fixé d'avance et non réglable de mélange gazeux équilibré est introduit continuellement dans un bec de préchauffage suffisant pour assurer une source permanente et convenable de chaleur pendant la période de découpage, et en ce qu'un débit 'supplémentaire de mélange gazeux équilibré est introduit dans le bec de préchauffage pendant les périodes de préchauffa- ge pour augmenter automatiquement le débit constant lorsque la période de découpage cesse.
2.- Brûleur de découpage du genre décrit, caractérisé en ce que l'oxygène et le gaz combustible formant les composants du mélange gazeux sont introduits de leurs conduites d'introduction principales respectives dans une chambre de mélange par des conduites séparées, comprenant chacune une conduite à débit constant sans robinet reliant la chambre de mélange à une des conduites principales d'introduction, des moyens formant étranglement dans la conduite sans robinet pour assurer un mesurage déterminé d'avance du débit qui y passe, et une conduite supplémentaire, comprenant des robinets, raccordé à la même conduite principale d'introduction et à la conduite sans robinet pour passer en dérivation des étranglements qui s'y trouvent,
des moyens de manoeuvres des robinets reliant entre eux desmodromiquement les robinets de la conduite supplémentaire et le robinet placé sur une condui- te d'introduction séparée de l'oxygène de découpage, de manière à ouvrir si- multanément et automatiquement les deux robinets des conduites supplémen- taires par la fermeture du robinet de l'oxygène de découpage, et de les fer- mer simultanément et automatiquement par l'ouverture du robinet d'oxygène de découpage, le système étant tel que lors de l'arrêt de l'introduction de l'oxygène de découpage,
les débits constants des composants du mélange ga- zeux passant par les conduites à débits constants en proportions équilibrées par les moyens d'étranglement soient augmentés des débits supplémentaires des composants du mélange gazeux passant par les conduites à débits supplé- mentaires pour produire une flamme de préchauffage adéquate, et que, lors de la cessation du préchauffage, les débits supplémentaires sont arrêtés lors- qu'on ouvre la conduite d'introduction de l'oxygène de découpage.
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PERFECTIONS RELATING TO TORCHES OR BURNERS
FOR CUTTING OR REMOVING METAL
FLAME.
The invention relates to an improved flame cutting torch or burner (hereinafter referred to as cutting burner or burner) of the kind in which one or more suitable combustible gases (hereinafter referred to as combustible gases) and Oxygen (hereinafter referred to as heating oxygen as opposed to cutting oxygen) are mixed in desired proportions during their passage through the burner to at the burner burner to form a combustible gas mixture which leaves the burner and which, when ignited, forms a jet of flame intended to preheat the metal to be cut or removed to a high temperature,
known as the "ignition point" at which it burns when a separate jet of cutting oxygen is released from the burner through or along the preheating flame and projected onto the heated metal .
In the current practice of cutting metals by burning, as described above, it is customary that the volume of the gas mixture consumed to form the preheating flame, and therefore the intensity of the preheating flame remains constant during each of the periods of preheating and cutting or burning itself.
Furthermore, during the preheating period, it is necessary to use a considerable volume of the gas mixture to bring the metal rapidly to the ignition point; however, when the oxygen jet is projected onto the preheated metal and the actual combustion of the metal is initiated and sustained, a secondary heat source is created which preheats the metal ahead of the oxygen jet. faster than the preheating burner flame, and therefore while combustion of the metal is being sustained, the volume of the preheating flame is greater than what is required at this stage of the operation.
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It can therefore be seen that, at the same time as the preheating flame is maintained at constant intensity during each of the
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precb.â.üffàge and cutting stages, the gas mixture consumed during "" the cutting stage is far greater than the quantity-actual-necessary; and therefore, this process is wasteful and ineconomic and expensive.
It has previously been proposed to take advantage of the secondary source of heat indicated above, to maintain the metal to be burned at its ignition point, by automatically reducing the volume of the gas mixture 'introduced' into the burner. during the preheating period also
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as soon as the cutting oxygen is sprayed and the combustion of the metal itself is initiated, drank well by producing a small flame -at constant volume in the preheating 6ec and, during the effective cutting stop, -en 'cl1angeâ:
tot- -re 'co1! Ù' gaseous wing of the cutting nozzle consisting of a normal introduction of cutting oxgyene, in an introduction of gas mixture, so that -the two nozzles joined together form an intensified preheating flame . - @
Previously proposed cutting burners operating on the principles described above are subject to a great disadvantage in that they do not adequately maintain the correct gas balance corresponding to the production of a neutral or non-oxidizing flame.
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under variable oxygen pressure conditions,
this drawback is particularly felt when the reduction in the preheating flame is produced by partially closing the passage of the heating gases after their mixing.
The particular object of this invention is therefore to construct a cutting burner having improved control means by means of which the consumption of the gas mixture during the decay stage is reduced, thus saving running costs, but without compromising the cutting efficiency of the burner, and so that the neutral or non-oxidizing equilibrium of the flame in the preheating nozzle is maintained at all times during burner operation.
Another object of the invention is to construct a cutting burner of the kind described having a determined and constant consumption of fuel gas and oxygen per unit of operating time, which cannot be influenced nor modified by an inexperienced or careless operator.
@ 'The invention consists of a cutting burner of the type described, in which a constant rate determined in advance and invariable of balanced gas mixture is introduced at all times into the preheating nozzle,' in an amount sufficient to ensure a permanent heat source 'and suitable for' the 'cutting period, and in which an additional flow of balanced gas mixture is introduced into the preheating vent during the preheating periods to automatically increase the constant flow during the preheating periods. stopping the cutting period.
The invention further consists of a 'cutting of the type described' burner in which the oxygen and the combustible gases forming the components of the gas mixture are introduced through their main feed lines.
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cipales 'respective' in a mixing chamber through separate conduits, each conduit 'comprising' a constant flow conduit-free of valves connecting the mixing chamber to one of the main introduction conduits, throttling means '' placed in the pipe free of
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ro1Jiriet ïJour-ensure 'ún' predetermined measurement of the flow rate which passes through it, 'and an' additional 'pipe, carrying' valves,
connected to the same main introduction pipe and to the pipe without a tap, to pass gases in bypass with respect to the throttling means, tap operating means operatively connecting the taps of the additional pipes to the tap 'placed on an introduc-
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tî (jlâ, -jèp, a-rg-e, - jljld5Eàènë cutting to open simultaneously and automa = tiqueïiîént '1Èisr1:
) inets additional pipes when closing the valve o.'Ô2ygë "5th" cutting, and close them simultaneously and automatically when opening the valve of oxygen cutting, the arrangement being
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such that when stopping the introduction of cutting oxygen, the constant flow rates of the components of the gas mixture introduced through the conduits at constant flow rates in proportions balanced by the throttling means, are increased additional flows of the components of the gas mixture through the additional flow lines to produce an adequate preheating flame and that when the preheating is stopped,
the additional flows are cut off when the cutting oxygen introduction line is opened.
On the attached drawings:
FIG. 1 diagrammatically represents the arrangement of the pipes and valves for introducing oxygen and fuel gas of a flame cutting burner corresponding to the invention;
Figure 2 is a partial sectional elevation of a flame cutting burner constructed in accordance with the invention; Figure 3 is a front elevational view of the valve block shown in Figure 2; Figure 4 is a rear elevational view of the valve block shown in Figures 2 and 3 Figure 5 is a schematic of the supply lines and valves included in the valve block of a flame cutting burner in accordance with the invention;
FIG. 6 is an isometric "phantom" view of the valve block shown, in FIGS. 2, 3 and 4, seen from behind, showing the valves and the operating mechanisms of the valves as they exit the block during disassembly;
FIG. 7 is a partial section of the single valve block taken along line 7-7 of FIG. 4, shown without valves or valve operating mechanisms, and FIG. 8 is a partial section of the single valve block along line line 8-8 of FIG. 4 shown without valves or valve operating mechanisms.
For the application of the invention according to a mode given by way of example, in a steel cutting burner, shown schematically in FIG. 1, an oxygen introduction pipe, 1, which can be connected to an ordinary source of pressurized oxygen (not shown), branches off into two main branches, a heating oxygen branch 2 and a shut-off oxygen branch 3. Heating Oxygen 2 branches back into two auxiliary branches, a constant flow heating oxygen branch 4 and an additional heating oxygen flow branch 5.
The cutting oxygen branch 3 is controlled by a cutting oxygen valve 6, described below, which opens or closes to control the flow of cutting oxygen in line 21 and from there to. cutting burner nozzle 8 oxygen nozzle 7. The heating oxygen branch 2, is provided with an adjustable heating oxygen valve, 9, which is set before the preheating operation begins, to adjust the flow of heating oxygen. view of its mixing with the combustible gas in the desired proportion suitable for the kind of combustible gas employed to produce the neutral preheating flame of maximum temperature. The heating oxygen valve 9 regulates the flow of oxygen in the two branches 4 and 5 of the heating oxygen.
Heater oxygen constant flow branch 4 is not set, i.e. no valve or other means that can be set during cutting operations (i.e. that is, while the gases are flowing through the burner), is placed on this branch, which is connected to a heating oxygen injection tube 22 terminating in a small duct injector nozzle 10 which outlet at the inlet 11 of a Venturi of a mixing chamber 12, described with
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more details below.
The additional heating oxygen flow branch, 5, however, is controlled by a supplemental heating oxygen flow valve, 13, which, in a manner which will be described hereinafter, is controlled. opens and closes to introduce or remove additional heating oxygen flow to the constant flow heating oxygen branch 4 to which the additional branch beyond tap 13 again connects. In this way , the quantity of heating oxygen introduced by the injector nozzle 10, can be increased or reduced, respectively by opening or closing the valve 13.
A fuel gas introduction line 14, suitably connectable to an ordinary source of compressed fuel gas (hereinafter referred to as fuel gas), which together with the heating oxygen forms the gas mixture heater for the preheating flame, branches into two branches, the branch with constant flow of fuel gas 15 and a branch with additional flow of fuel gas 16.
The constant flow branch is not set, as is the constant flow branch 4 of heating oxygen described previously, and introduces a flow of combustible gas at the inlet of the venturi 11 of the heating chamber. mixture 12 via an annular pipe 17 containing on the same axis the heating oxygen injection nozzle 10, so that the discharge of compressed oxygen through the injection nozzle 10 helps the aspiration of the fuel gas from line 17 in the mixing chamber. The mixing chamber 12 is connected to an annular preheating spout 18 disposed around the cutting spout 7 in a well known manner.
The fuel gas introduction pipe 14 is provided with adjustment means, for example a tap or valve 19, intended to open or close the introduction of combustible gas to the burner. The fuel gas supplemental flow branch 16 is controlled by a fuel gas supplemental flow valve 20, which, in a manner described below, opens or closes to introduce or suppress a flow. additional fuel gas into the constant flow rate of fuel gas branch 15 to which it connects again beyond valve 20. In this way, the amount of fuel gas introduced into annular pipe 17 and from there to chamber mixing capacity 12, can be increased or reduced, respectively by opening or closing the tap 20.
In this way, the oxygen flow is divided into three branches: a) the cutting oxygen branch 3, regulated by the valve 6 and connected to the cutting nozzle 7 of the burner; b) branch with constant flow of heating oxygen 4, having no valve. control or other like means and connected to the injection tube 22 for introducing the heating oxygen into the mixing chamber 12; and c) the branch with additional oxygen flow, 5, regulated by the valve 13 and connected to the branch with constant flow of heating oxygen, 4, to increase or decrease the flow of heating oxygen introduced into the mixing chamber 12 through the injection tube 22; and the fuel gas flow is divided into two branches:
d) the branch 15 at constant flow of fuel gas 15, having no control valve or other similar means and connected to the annular pipe 17 for introducing combustible gas into the mixing chamber 12, and e) the branch at additional flow of fuel gas 16, regulated by valve 20 and connected to the constant flow of fuel gas branch 15 to increase or decrease the flow of fuel gas introduced into mixing chamber 12 through annular pipe 17.
In order to ensure the necessary adjustment of the flow rate of cutting oxygen and of the heating gas mixture produced by the mixing of the heating oxygen and the fuel gas in the mixing chamber 12,
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the regulating valves 6, 13 and 20 are arranged so that they can be operated as a function of time with respect to each other, so that when the valve 6 in the cutting oxygen branch 3 is or - green, tap 13 of branch 5 with additional heating oxygen flow, and tap 20 on branch with additional fuel gas flow 16 close simultaneously, and when closing tap 6, taps 13 and 20 open simultaneously.
The adjustment ensured in this way influences the introduction of oxygen and fuel gas to the burner as follows: a) when the cutting oxygen valve 6 is closed, the heating oxygen and the gas fuel are introduced into the mixing chamber 12, and from there to the annular preheating nozzle 18, through each of the branches at constant flow rates: and additionally from the oxygen and fuel gas lines, since the taps 13 and 20 are open.
In this way, the only introduction of gas to the burner nozzle 8 consists of a gaseous mixture produced in the mixing chamber by the combined introduction of the branches at constant and additional flow rates of the heating oxygen and fuel gas pipes. . b) When the cutting oxygen tap 6 is open, the cutting oxygen is introduced through line 21 to the cutting nozzle 7 of the burner nozzle and, since the two taps 13 and 20 are both iron - At the same time, the volume of the heating gas mixture available in the mixing chamber 12 and passing from there to the annular preheating nozzle, 18, is reduced so as to include only that introduced by the constant flow connections of the pipes heating oxygen and fuel gas.
In this way, the introduction of gas to the burner nozzle 8 comprises that of the cutting oxygen at the cutting nozzle 7 and that of the reduced volume of the heating gas mixture produced in the mixing chamber only by the branches. at constant flow rate of the heating oxygen and fuel gas pipes.
-
The flow rate and the regulation of the heating oxygen and of the fuel gas should however preferably be considered as forming a preheating flame which, during cutting, that is to say while the valve 6 is open. , at the minimum intensity and volume compatible with efficient cutting and which, when closing the cutting oxygen valve, 6, is increased to form a preheating flame of normal intensity and volume by the additional volume of gas mixture introduced through the additional branches when opening valves 13 and 20 as previously described.
In order to enable the branches at constant flow rates to provide a correctly balanced and correctly measured flow rate of the gas mixture to produce this minimum preheating flame, the constant branches of each of the heating oxygen and fuel gas lines are provided with means of carefully pre-determined and balanced throttles, respectively 23 and 24, which are permanently and invariably pre-set corresponding to the particular fuel gas for which the burner is employed A detailed description of the shape of the construction of these means of throttling is given below.
The inlet taps and branches which connect the cutting oxygen line 21, the injection tube 22 and the annular line 17, and also the main oxygen introduction line 1 and the main line Fuel gas introduction 14 may be incorporated within a single valve or control unit 25 shown schematically in Figure 1 by the area surrounded by dashed lines.
Referring now to Figures 2, 3 and 4, the cutting burner shown is a mechanical embodiment of the burner shown schematically in Figure 1 and mainly comprises a handle 26 on which the valve block 25 is rigidly mounted, and which contains the
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oxygen and fuel supply lines 1 and 14, connected to the valve block, and a burner head 27 connected to the valve block 25 by the cutting oxygen tube 21 and by the inlet pipe of the preheating gas,
comprising the mixing chamber 12 and a tube 28 which surrounds the injection tube 22 and which is fixed on one side to the mixing chamber 12 and on the other side to a connecting element 29 mounted in the valve block 25 in a manner described below. The head of the burner 27 carries the nozzle 8 which together with the oxygen cutting nozzle 7 forms the annular preheating nozzle 18.
Inside the tube 28 and on the same axis, is placed the heating oxygen injection tube 22, at a certain distance, so as to form the annular pipe 17 for the introduction of the combustible gas. low-opening injection nozzle 10 is fixed to the end of the injection tube 22, for example by screw threads 10a, and is placed near the inlet of the Venturi 11 of the mixing chamber 12, the arrangement being such that the discharge of the oxygen at a relatively high pressure through the injection nozzle 10 facilitates the suction of the fuel gas at lower pressure coming from the annular pipe 17, through the inlet of the Venturi 11 and the mixing chamber 12, the nozzle of the injector 10 being provided with a number of grooves-10b aligned along the axis and spaced apart on the periphery,
connecting the annular pipe 17 to a space forming a clearance between the tip of the injection nozzle 10 and the inclined rear wall 11a of the inlet of the Venturi-11. The system formed by the injection nozzle 10 of the inlet of Venturi II constitutes a device against backfire, constructed in a known manner.
The external adjustments of the valve block 25 (see also figure 6, include an adjustment knob 9b for the operation of the heating oxygen valve 9 with the help of which the preliminary adjustment of the preheating flame is obtained. described previously, and a butterfly type adjustment lever 6d for operating the valves 6, 13 and 20 (see Figures 1, 5 and 6) in the manner previously described.
The rotation of the adjustment knob 9b causes the advancement of a valve part 9a to close, or its retreat to open the heating valve 9, by mutual engagement of suitable small threads 9d on the valve part 9a. and a sleeve 9c formed around the valve part 9a for mounting and. the sealing of the valve system in the valve block 25 The butterfly adjustment lever 6d is attached to the rear end of a valve part 6a whose rotation opens or closes the oxygen valve 6 switch, and at the same time closes or vice versa and simultaneously the heating oxygen supplemental flow valve 13 and the fuel gas supplemental flow valve 20 by means of a ratio gear transmission a:
one from a gear 6b attached to the end of the valve part 6a of the cut-off oxygen valve 6 opposite the adjustment lever 6d, to a gear 13b attached to a valve part 13a of the supplemental flow valve heating oxygen 13 and to a gear 20b attached to a valve part 20a of the fuel gas supplemental flow valve 20. The gears 6b, 13b, and 20b can be provided with an appropriate protection or casing (not shown) against damage blockages.
The valve parts 6a, 13a and 20a are fixed to the valve block to prevent them from moving and to avoid gas leaks, by suitably arranged threaded sleeves 6c at each end of the parts 6a, 13c and 20c, at the projecting ends of the ', .- respective parts-13c and 20ao
The valve block 25 may advantageously have a hexagonal cross section, as shown in Figures 2, 3, 4 and 6 so that during manufacture of the block, inclined conduits can be drilled on the facets of the valve. the hexagon to allow drilling to be done substantially normally to the facet;
however, any other suitable shape or section can be used, which may contain all or part of the inlet taps and branches allowing the introduction of oxygen and fuel gas and the adjustment in accordance with the invention.
In figures 5 and 6, the actual arrangement of the valves
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and branches in the valve block is the same, and in the following description of this arrangement, reference may be made to either of these figures. However, the direction of the gas flow is only shown in figure 5.
The oxygen introduction pipe 1 is fixed inside a notch provided on the rear face of the valve block 25, by means of a suitable gas-tight seal (not shown). A pipe 1b communicates with the opening 1a and branches off into a branch 2 for introducing heating oxygen and a branch 3a forming the first part of the pipe for introducing cutting oxygen 3 (see figure 1).
By first following the introduction of heating oxygen. ge, branch 2 enters the heating oxygen valve 9, part 9 of which regulates the oxygen flow between branch 2 and the two auxiliary heating oxygen flow branches, the section of constant flow branch 4a and additional flow branch 5a. The constant flow branch section 4a comprises the throttling means 23, playing the role described previously, shown in Figure 6 as consisting of a reduced diameter pipe connecting the branch section. 4a to tap 9.
A second constant flow section 4b connects the first section 4a to a notch formed on the front face of the valve block to fit and attach to the end of the heating oxygen injection tube. 22 (see also figure 2). Thus, when the valve 9 is open, before the start of work the constant flow of heating oxygen passes from the branch 2 to the flow of heating oxygen through the valve 9 the throttle 23 in the line 4a and from there through the pipe 9b into the injection tube fixed in the notch 4d. The heating oxygen supplemental flow branch line, 5a, leads from valve 9 to valve 13 which, when open,
has a transverse passage 13d formed in the valve part 13a placed opposite the orifice 5a and an extension of the latter to allow an additional flow of heating oxygen to pass through the opening. pipe 5b in communication with pipe 4a of the branch for introducing heating oxygen so as to increase the volume of the constant flow of heating oxygen supplied to the injection tube 22.
The second branch 3a of the pipe 1b connects the oxygen introduction to the cutting oxygen valve 6, the valve part 6a of which is provided with a communication passage 3b capable of connecting the pipe of the branch. 3a to a pipe 3c which completes the connection of the cutting oxygen introduction 3 to the cutting oxygen pipe 21 placed and fixed in a notch 3d provided in the middle of the front face of the valve block.
The fuel gas introduction pipe 14 is fixed inside a notch 14a provided on the rear face of the valve block 25, by means of a suitable gas-tight seal (not shown) and to this notch 14a are connected the two branches of the fuel gas introduction, the constant flow branch 15 and the first part of the additional flow branch 16a. The line 15 of the constant flow branch is connected to a notch 14a through the constriction 24 which performs the function previously described, shown in Figure 6 as formed by a reduced diameter line.
At its other end, the pipe 15 enters the side wall of a notch 15a provided on the front face of the valve block 25 and on the same axis, but having a diameter greater than that of the notch 4d. In this notch 15a fits and is fixed the previously mentioned connecting piece 29 used for mounting the tube 28, the piece 29 being provided with a passage placed vis-à-vis the pipe 15 to connect the pipe. conduit 15 to the annular space comprised between the inner surface of part 29 and the outer surface of injection tube 22, which space communicates with annular conduit 17.
The first part 16a of the additional flow branch extends from the notch 14a to the fuel gas additional flow valve 20, the valve part 20a of which is provided with a transverse passage 20d. By rotating the
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valve part 20a the passage 20d is placed vis-à-vis the pipe of the first part 16a and an extension pipe 16b which completes the branch with additional flow by connecting it again to the branch. ment at a constant flow rate 15 beyond the constriction 24, so that by opening the valve 20, an additional flow of fuel gas passes through the pipe 16a,
the passage 20d and the pipe 16b to increase the flow of fuel gas passing by branch at constant flow 15 to the annular pipe 17..
The conduits 13d and 20d of the valve parts 13a and 20a are suitable, for example with regard to their diameters, for the adjustment and the balancing of the gas streams which pass through them in order to proportion these flows in a manner similar to the constrictions of balance 23 and 24 in constant flow lines
The constrictions 23 'and 24 may be in the form of short conduits of precisely predetermined diameter drilled through the material of the valve block itself, as shown in Figure 6, but The invention is in no way limited to this mode of conftructin of the constrictions.
For example, nozzles provided with threads 23 and 1 24 (see Figures 7 and 8) can be screwed into the pipes 4 and 15 which are the pipes 4a and 15 modified by tapping a thread and maintaining the pipes. open to the surface of the block. The open ends of the conduits are closed by suitable removable means such as screw caps 30 and 31 Threaded spouts 23 and 24 have precisely pre-determined conduits and provide reduction and balance constant feed rates for heating oxygen and fuel gas.
In this way, a number of threaded nozzles having different conduits determined in advance can be supplied with each burner so that each burner can be adjusted in advance to suit the characteristics of the particular fuel gases used, for example acetylene, hydrogen, propane, or another suitable combustible gas used in the art.
The operation of the burner described above, carrying balanced chokes set in advance or permanently fixed, is as follows: (a) valves 9, 6 and 19 being closed, the burner is connected to the sources of heat. oxygen and fuel gas which are set to appropriate operating pressures; (b) the valves 9 and 16 are open and the gas heating mixture exiting the nozzle 8 is ignited in the usual way; (c) valve 9 is then adjusted further until a suitable preheating flame is obtained (i.e. the "neutral" flame.)
The burner is then ready to preheat the metal to be cut or removed.
When the metal to which the pre-heating flame is applied reaches the ignition point, the valve 6 is opened by rotating the butterfly lever 6d, after which a jet of oxygen is projected on the heated metal. and causes its combustion, the preheating flame being however automatically reduced in volume and intensity to that supplied only by the volume of gaseous mixture introduced by the respective connections 4 and 15 of the heating oxygen and of the gas mixture. combustible gas.
To restart the preheating, the butterfly adjustment lever is returned to its original position, to close the tap 6 and open the taps 13 and 20 to increase the constant flow of the gas mixture and form a flame of normal preheating of full volume and intensity.
In the foregoing description, the means for effecting the adjustment of the gas mixture with respect to the cutting oxygen according to the invention have only been described. by way of example, and in no way limit the scope of the invention. Thus, the means to ensure the
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Simultaneous control of additional flow rates may take the form of a pressure responsive mechanism actuated by the flow of cutting oxygen or by a combination of such a pressure responsive mechanism with a gear transmission such as described or other suitable equivalent means.
In connection with the use of the threaded nose chokes described above, the burner can be provided with a number of valve parts for the additional line which can be selectively inserted, carrying valve openings. different diameters determined in advance, so that the proportions of the additional oxygen flows of
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heating and fuel gas canAtrie:
'1II.bditiée lice necessary balanced gas mixture corresponding to the characteristics of the fuel gas to be used
CLAIMS. l.- Cutting burner of the type described, characterized in that a constant, fixed in advance and not adjustable flow rate of balanced gas mixture is continuously introduced into a preheating nozzle sufficient to ensure a permanent and suitable source of heat during the period of cutting, and in that an additional flow of balanced gas mixture is introduced into the preheating nozzle during the preheating periods to automatically increase the constant flow when the cutting period ceases.
2.- Cutting burner of the type described, characterized in that the oxygen and the fuel gas forming the components of the gas mixture are introduced from their respective main introduction pipes into a mixing chamber by separate pipes, each comprising a constant flow pipe without valve connecting the mixing chamber to one of the main introduction pipes, means forming a constriction in the pipe without valve to ensure a predetermined measurement of the flow rate passing through it, and an additional pipe, comprising taps, connected to the same main introduction pipe and to the pipe without a tap to bypass the constrictions therein,
means for operating the taps intermodely connecting the taps of the additional pipe to one another and the tap placed on a pipe for the separate introduction of the cutting oxygen, so as to simultaneously and automatically open the two taps of the pipes by closing the cutting oxygen valve, and closing them simultaneously and automatically by opening the cutting oxygen valve, the system being as when the introduction is stopped cutting oxygen,
the constant flow rates of the components of the gas mixture passing through the pipes at constant flow rates in proportions balanced by the throttling means are increased by the additional flows of the components of the gas mixture passing through the pipes at additional flow rates to produce a flame of adequate preheating, and that, when preheating ceases, additional flows are stopped when the cutting oxygen introduction line is opened.