CH137519A - Verfahren und Vorrichtung zur Stichflammenbildung bei elektrischen Lichtbögen. - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Vorrichtung zur   Stichflammenbildung    bei elektrischen Lichtbögen.



   Es ist bekannt, dass ein elektrischer Licht bogen durch einen Gasstrom, zum Beispiel einen Luftstrom, in seiner Form und   Lange    stark beeinflusst werden kann. Bei den bis her bekannten Anordnungen mit   stab-oder    röZhrenförmigen Elektroden war es aber nicht möglich, eine Stabilität des   angeblasenen   
Lichtbogens zu erzielen, da derselbe beim    Anblasenunruhig    brennt und weder in einer bestimmten Richtung dauernd abgelenkt, noch stichflammenartig konzentriert werden konnte.



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine zur   Durchfüh-    rung des Verfahrens dienende Vorrichtung, welches Verfahren darin besteht,   dass zwi-    schen einer innern Elektrode und einem min    destens    eine äussere Elektrode bildende Rohr ein Lichtbogen erzeugt wird, der durch einen Gasstrom in die Länge gezogen und a. us dem Rohr hinausgeblasen wird, wo  dure,    man   n vina    Stichflamme von   konstan-    ter Lange erhält. Die Intensität der Stich  fla. mme lvann    durch Veränderung der Licht bogenspannung oder des Stromes reguliert werden.



   Versuche haben bei dieser konzentrisehen
Anordnung der Elektroden die nachstehen den beispielsweisen Resultate ergeben :
Ohne Anblasen Mit Anblasen
Lichtbogenspannung   30 Volt 100 Volt   
Stromstärke 25   Ampère      13 ;    8Amp.



   Lichtbogenleistung 0, 8 KW. 1, 4 KW.



   Das Verfahren kann auch derart   durch-    geführt werden, da. man den beschriebenen
Vorgang in. einem Raume verminderten oder erhöhten   Gasdruckes ; vor sich    gehen lässt, um durch   dbn Gasdruck diè Temperatur    des Lichtbogens zu verändern.



   Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besitzt eine innere Elektrode und ein mindestens eine äussere Elektrode bildendes Rohr. welche das oben angegebene Anblasen und das In  dielängeziehen    des   Dichtbogens    gestatten.



  Stehen Gleichstrom oder   Einphasenweohsel-    strom zur Verfügung, so kann in bekannter Weise die eine Leitung an   n eine rohrförmige,    die andere Leitung an eine   stabformige Elek-    trode, die   imInnern    der rohrformigen liegt, angeschlossen werden. Durch den ringförmigen
Raum zwischen den konzentrischen   Elektro-    den kann nun der Gasstrom von geeigneter Intensität geleitet werden. Der Lichtbogen, der sich im Innern der   rohrformigen Elek-    trode gebildet hat, wird dabei durch den
Gasstrom gedehnt und bläst ähnlich wie eine Stichflamme aus der rohrförmigen Elektrode mit sehr grosser Hitze heraus.



  Zufolge der gewählten konzentrischen Anordnung der Elektroden bleibt dieStichflamme stabil.



   Das Verfahren ist zum Beispiel   anwend-    bar für   SchweiB-, Heiz-und Beleuchtungs-       appara. te, sowie für chemische und metallur- gische Zwecke.   



   In der beiliegenden Zeichnung sind ver  schiedene Ausführungsbeispiele    von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens    dargestellt. Fig. l zeigt einevorrichtung für    Schweisszwecke bei Verwendung von Gleichstrom oder Einphasenwechselstrom, Fig. 2 für   Mehrphasenstrom    ; in der Fig. 3 ist die Vorrichtung mit einer zur Erzeugung eines magnetischen Feldes dienenden, zu den   Elektro-    den   koaxialen Spule dargestellt    ; Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Elektroden, Fig. 5 die Einrichtung zum Zuführen des   Gas-    stromes und Fig. 6 eine abgeänderte Ausführung der Einrichtung nach Fig. 5.



   Bei der Vorrichtung nach Fig.   I    ist in dem Metallgehäuse 3. welches den Stromanschluss 5 und den Luft-oder Gasanschluss
6 besitzt, die röhrenförmige Elektrode   2      answ eehselbar und    leitend eingesetzt. Auf der andern Seite besitzt das s Metallgehäuse 3 eine   Isolierhiilse 4,, durch    welche die   Stab-       elektrode I    in der Längsrichtung entsprechend dem Pfeil 7, verschiebbar eingeführt    wird. Die Stromzuführung erfolgt mittelst    des Klemmstiiekes   5'*    an dem das Kabel S' befestigt ist.

   Durch den bei 6 eintretenden, in der Richtung. der Pfeile strömenden Luftstrom entwickelt sich der im Ringspalt iiber gehende Lichtbogen, wie oben ausgeführt, zu einer Flamme 9, deren Form durch das verstellbare Mundstück 8 geregelt werden kann. Diese Vorrichtung eignet sich für Schweisszwecke oder dergleichen.



   Wie aus der   Zeichmung    klar ersichtlich ist, steht die äussere Elektrode 2 gegenüber der   Innenelelitrode 1 hervor, wodurch    an der Übergangsstelle die StiGhflamme9 in ihrem obern Teil die ersichtliche kegelförmige Form annimmt.



   Soll aber die Vorrichtung für   Mehrphasen-    strom verwendet   werdden, so    kommt die Aus  führungsform    nach Fig. 2 in Betracht.



  Bei dieser sind die Elektroden 2 um die Mittelelektrode 1, verteilt und bilden im Verein mit der Isolation 3 das äussere Rohr.



   Die Vorrichtung nach Fig. 3 besitzt eine koaxial zu den Elektroden angeordnete Spule, die ein magnetisches Feld erzeugt, welches eine Rotation des Lichtbogens zur Folge hat, wodurch die Konzentration der aus den Elektroden   austretenden Flammle erhöht    und der Abbrand gleichmässiger gestaltet wird.



   Bei dem oben beschriebenen Verfahren können Elektroden aus beliebigem Material verwendet werden. Für den Fall, dass für das Verfahren Kohlenelektroden, beispielsweise Graphitelektroden, benützt werden, kann man das Abbrennen der Kohlenelektroden dadurch vermindern, daB in den Raum, in welchem der Lichtbogenübergang stattfindet, eine   gasformige,,    auf den Lichtbogen    wirkende Kohlenwasserstoffverbindung ge-    leitet wird. damit sich Kohle oder Graphit in fein verteiltem Zustand auf die Abbrandstellensetzt.



   Das die Kohlenwasserstoffverbindung enthaltende Gasgemisch wird durch den   Licht-    bogen so zerlegt,   dass Kohle bezw.    Graphit sich auf den Elektroden an den Abbrandstellen ablagert und die Elektroden ständig ergänzt. Ausserdem bewirkt da, s sich nach Zerlegung durch den Lichtbogen bildende Gasgemisch eine Neutralisierung der Flamme und beim Schweissen eine brauchbare Schweissnaht. Um ein zu starkes Aufbauen der Elektroden zu verhindern, ist es   zweck-    mässig, eine Sauerstoff enthaltende Kohlenwasserstoffverbindung zu verwenden. 



     A-Is    Beispiel da. für sei angeführt :
Es wird eine Mischung von   Leuchtgas    und Wasserstoff bezw.   Was. serda. mpf zuge-    führt, oder ein Gasgemisch aus Spiritus   bezw.      ithyl-oder Methyla. lkohol    mit oder ohne Zugabe von Wasser.



   Es hat sich gezeigt, dass die Stabilität der durch das oben beschriebene Verfahren erzeugten Stiehflamme noch weiter erhöht wird, wenn die Innenflache des   'tuber      Elektrodenendes,    sei dieses aus dem Rohre selbst oder durch eine Düse gebildet gewölbt, und zwar vorteilhaft konisch ge wölbt ausgebildet wird. SchlieBlich hat es sich ergeben, dass bei Bildung des Gases aus einer Fliissigkeit der den Lichtbogen beein  flussende    Gasstrom eine konstante Druck  wirkungdannausüben    wird, wenn die Flüs  sigkeit, aus der    das Gas gebildet wird, gedrosselt und durch eine Heizspirale, die von der Flamme selbst erhitzt wird, zu den.

   Ausstromdüsen geleitet wird, die zur. symmetrischen   Fla. mmenführung    in einer grösseren Anzahl um die zentrale Elektrode ringförmig angeordnet sind.



   Wie aus der Fig. 4 hervorgeht. ist die stabförmige Elektrode   1    in der   Aussenelek-    trode 2 in der oben beschriebenen Weise angeordnet. Hierbei ist der untere Teil 10 der Aussenelektrode auf der Innenfläehe 2 gewölbt, und zwar vorteilhaft konisch gewölbt ausgebildet, wodurch die durch den von oben kommenden Luft-oder Gasstrom gebildete StiGhflamme 9 stets die stabile Gestalt einer konisch zugespitzten Form erhalten wird.



   Der Gasstrom selbst wird zum Beispiel aus irgend einer Flüssigkeit, die durch Erwärmung verdampft, mit Hilfe der in der Fig. 5 und 6 angegebenen Einrichtung gebildet.



   Gemäss der Ausführung nach Fig. 5 wird diese Flüssigkeit   13    in einen Behälter 15 hineingefüllt, der unten ein Abflussrohr   16    besitzt. Dieses Abflussrohr 16 setzt sich in eine Heizspirale 18 fort. An dem Verbin  dungsrohr    zwischen dem Rohr 16 und der Heizspirale befindet sich ein Drosselventil 17. Die Elektroden 11 und 12 sind konzentrisch und so angeordnet, daB das vordere Ende 13 der äussern Elektrode 12 gegenüber der innern Elektrode 11 hervorsteht. Die Heizspirale 18 ist um die innere Elektrode 11 in der äussern Elektrode 12 geführt. Die Heizspirale endet in mehreren Düsen 14.



  Die Düsen sind um die Mittelelektrode vorteilhaft ringförmig angeordnet. Es befinden sich in dem vordern Rohr zwischen dem Ventil 17 und der Heizspirale 18 Mittel zur Drosselung 19, wie zum Beispiel feine,, parallel geschaltete Rohre, Baumwolle, Asbest.



     Drahtlitzen    usw. Durch diese Art der   Dros-      selung    wird ein konstanter Druck der aus den Düsen 14 herausströmenden Gase, die sich durch Verflüchtigung der Flüssigkeit   13,    wie beispielsweise Spiritus oder   derglei-    chen, bilden, erzielt und dadurch bewirkt, daB auch die durch cliese Gase   angeblasene      Stichflamme    konstant bleibt.



   Die in der Fig.   6    gezeigte Anordnung unterscheidet sich von jener nach Fig. 5 nur darin, dass sich das Abflussrohr 16 in eine solche Heizspirale 20 fortsetzt, die nicht im   InnernderäussernElektrode,    sondern ausserhalb der Elektrode   12,    und zwar zweckmässig um das hervorstehende Ende derselben ge  ftihrt    ist, um sich dann an das Verbindungsrohr 21 anzuschliessen, welches in Düsen 22, die wieder im Innern der äussern Elektrode 12 angebracht sind, endet. Mit 23 sind die   Lüftlocher    des Flüssigkeitsbehälters bezeichnet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : I. Verfahren zur Stichflammenbildung bei elektrischen Liehtbogen, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen einer innern Elektrode und einem mindestens eine äuss'ere Elektrode bildenden Rohr ein Lichtbogen erzeugt wird, der durch einen Gasstrom in die Länge gezogen und aus s dem Rohr hinausgeblasen wird.

   II. Vorrichtung zur Durehführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine innere Elektrode und ein mindestens eine äussere Elektrode bildendes Rohr.

   UNTERANSPRÜOHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da- durch gekennzeichnet. dass der Licht bogen in einem Raum verminderten oder erhöhten Gasdruckes erzeugt, wird. um durch den Gasdruck die Temperatur des Lichtbogens verändern zu können.

   2. Verfahren nach dem Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, da. ss Kohlen elektroden angewendet werden und dass zweckeAufrechterhaltung der Grosse und Form dieser Elektroden der Lichtbogen Übergang in einem mit einer gasformigen Kohlenwasserstoffverbindung gefüllten Ra, stattfindet.

   3. Verfahren nach Patentanspruch T und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich- net, daB in den den Lichtbogen um gebenden Raum eine gasförmige Kohlen wasserstoffverbindung zugeführt wird. welche durch den Liehtbogen so in iEre Elemente zerlegt wird, dass sich Noble an den beiden Elektroden ansetzt, wo durch letztere ihre ursprüngliche Grosse annähernd beibehalten.

   4. Verfahren nach Patentanspruch 1 und Unteransprüchen 2 und 3, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Erzielung einer metallurgisch brauchbaren Sehweissun g eine solche Eohlenwasserstoffverbindung verwendet wird,, welche Sauerstoff ent hält.

   5. Verfahren nach Patentanspruch 1 und Unteransprüchen 2 bis 4. dadurch ge kennzeichnet, dass ein Gasgemisch von Leuchtgas und Wasserstoff bezw. Was serdampf verwendet wird.

   6. Verfahren nach Patentanspruch 1 und Unteransprüehen 2 bis 4. dadurch ge- kennzeichnet, dass das Gasgemisch Spi ritus enthält.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch II. dadurch gekennzeichnet, dass die röhren- förmige Elektrode (2) gegenüber der innern Elektrode (1) hervorsteht.

   8. Vorrichtung nach Patentanspruch II. und Unteranspruch 7, dadurch gekenn-. zeichnet. da. der hervorstehende Teil des Elektrodenrohres gegenüber der innern Elektrode verstellbar ist.

   9. Vorrichtung nach dem Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass um die Mittelelektrode (1) äussere Elektroden (2) angeordnet sind, welche im Verein mit einer Isolation (3) ein zur Mittelelektrode (1) konzentrisches Rohr bilden.

   10. Vorrichtung nach dem Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine koaxial zu den Elektroden angeordnete Spule, deren magnetisches Feld eine Rotation des Lichtbogens zur Folge hat.

   11. Vorrichtung nach Patentanspruch II. dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Nussenelektrode, in dem sich die Stichflamme bildet, gewölbt ausgebildet ist.

   12. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daB'das Ende (10) der äussern Elektrode (2), in dem sich die Stieh flamme bildet, konisch gewölbt ist.

   13. Vorrichtung nach dem Patentansprueb II, dadurch gelsennzeiehnet, dass eine Heizspirale vorgesehen ist, die im Innern der äussern Elektrode (12) angeordnet ist,, um) durch Verdampfen einer aus dem Behälter (15) zugeführten und gedros selten Flüssigkeit durch Düsen der Heiz spirale einen Gasstrom mit gleichmässi- gem Druck gegen den Lichtbogen zu blasen.

   14. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 13. dadurch gekenn zeichnet dass ss zwischen der Heizspirale (18 oder 20) und einem Ventil (17) im Verbindungsrohr zum Drosseln ein Sy stem von feinen Röhren (19) enthalten ist.

   15. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 13. dadurch gekenn- zeichnet, dass die Ausstromdüsen (14 und 22) zwecks symmetrischer Flammen führung ringförmig nm die Mittelelek- trode verteilt sind.