Die Erfindung betrifft eine Schweissbrenneranlage für Metalle, insbesondere rostfreien Stahl.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Schweissbrenneranlage für Metalle, insbesondere rostfreien Stahl, bei der die dem Werkstück zugeführte Mischung aus Metallpulver und Hochdruck-Sauerstoff konstant bleibt. Es ist möglich die dem Werkstück zugeführte Metallpulvermenge konstant zu halten, indem das Metallpulver und der Sauerstoff immer im gleichen Verhältnis zueinander zugeführt werden.
Dadurch ist es möglich, die Oberflächentemperatur des Werkstücks konstant zu halten, so dass es schön und gleichmässig geschweisst oder geschnitten wird.
Die erfindungsgemässe Schweissbrenneranlage für Metalle, insbesondere rostfreien Stahl ist dadurch gekennzeichnet, dass die eine Seite eines ersten Druckreduzierventils mit einer ersten Gasflasche verbunden ist, die ein Brenngas enthält, während die andere Seite dieses Ventils durch ein Rohr mit einem ersten Strömungskanal in der Düse des Brenners verbunden ist, dass die Eingangsseite eines zweiten Druckreduzierventils an einer Drucksauerstoff enthaltenden, zweiten Gasflasche angeschlossen ist, während dasAusgangsrohr dieses Ventils in drei Abzweigungen aufgeteilt ist, von welchen die erste durch ein Rohr mit dem ersten Strömungskanal der Düse, die zweite über ein Differentialdruck-Regulierventil an einem zweiten Strömungskanal in der Mitte der Düse angeschlossen ist,
und die dritte über einen Metallpulver enthaltenden Behälter und eine Öffnung eines Regulierventils für eine Pulverströmung an einer zweiten Öffnung des Regulierventils angeschlossen ist, das zur Aufrechterhaltung eines konstanten Druckunterschiedes zwischen zwei Räumen dient, und dass der Behälter oben mit einer Öffnung zur Aufnahme von Sauerstoff, sowie mit einem Rohr zur Abgabe von Metallpulver zum Regulierventil für die Pulverströmung ausgestattet ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schweissbrenneranlage anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Schweissbrenneranlage; und
Fig. 2 einen Schnitt durch die wichtigsten Teile der Anlage nach Fig. 1, in grösserem Massstab.
In Fig. 1 ist eine Schweissbrenneranlage dargestellt, die Metallpulver verwendet und zwei Gasflaschen 1 und 2, eine Apparate-Einheit 10 sowie einen Brenner 80 aufweist.
Die eine Gasflasche 1 enthält unter Druck stehenden, reinen Sauerstoff, und die andere 2 enthält ein Brenngas, z. B.
Azetylen oder Propan, das unter Druck steht. Die beiden Gasflaschen 1 und 2 sind jeweils mit Abstellventilen 3 und 4 sowie mit Druckreduzierventilen 5 und 6 ausgestattet. Das Druckreduzierventil 5 der Gasflasche 1 dient zum Senken des Sauerstoffdruckes von bis zu 150 kg/cm2 auf 8 kg/cm2, während das Druckreduzierventil 6 der zweiten Gasflasche 2 zum Senken des Druckes des Brenngases von bis zu 20 kg/cm2 auf 0,5 kg/cm2 dient.
Die Apparateeinheit 10 umfasst ein Gehäuse 11, einen Behälter 12, zwei Verteilventile 13 und 14, ein Thermoventil
15, das in einem Notfall geschlossen wird, ein Differentialdruck-Regulierventil 16 und ein RegulierVentil 17 für den Pulverfluss. Aus Fig. 2 geht hervor, dass der Behälter 12 oben mit einer Öffnung 18 zum Einfüllen von Metallpulver ausgestattet ist. Ferner ist der Behälter unten mit einer Öffnung 19 zum Auslassen des Metallpulvers 9 versehen. Diese beiden Öffnungen 18 und 19 sind mit Deckeln 20 und 21 ausgestattet, die mit Gewinden versehen sind. Der Behälter 12 ist ferner mit einem Verbindungsrohr 22 ausgestattet, das das Innere des
Behälters mit der Aussenseite desselben verbindet. Der Behälter 12 ist ferner oben mit zwei Öffnungen 23 und 24 versehen, die jeweils mit dem Thermoventil 15 und mit einem Notauslassrohr 25 verbunden sind.
Das Notauslassrohr 25 verbindet den Innenraum des Behälters 12 mit dessen Aussenseite, wobei eine Sicherung 26 an der Spitze des Rohres 25, welches dasjenige 22 umgibt, den Innenraum abschliesst.
Das Verteilventil 13 ist in einem Gehäuse 27 untergebracht, das drei Öffnungen 28, 29 und 30 aufweist. Aus Fig. 1 geht hervor, dass die erste Öffnung 28 durch ein Rohr 31 mit der Gasflasche 1 verbunden ist, während die zweite Öffnung 29 über das Rohr 31 an einer ersten Öffnung 33 des anderen Verteilventüs 14 angeschlossen ist. Ferner ist die dritte Öffnung 30 durch ein Rohr 41 mit einer ersten Öffnung 42 des Thermoventils 15 verbunden.
Das Verteilventil 14 ist in einem Gehäuse 32 angeordnet und mit vier Öffnungen 33, 34, 35 und 36 versehen. Die zweite Öffnung 34 ist über ein Rohr 37 mit einer gemeinsamen Öffnung 38 verbunden, die sich im Gehäuse 11 befindet. Ferner ist die Öffnung 35 durch ein Rohr 39 mit einer ersten Öffnung 56 des Differentialdrnck-Regulier-Ventils 16 verbunden. Die Öffnung 36 ist ferner gegenüber einem Nadelventil 40 angeordnet, das betätigbar ist, um den Durck durch die Öffnung 36 zu entlasten.
Das Thermoventil 15 ist in einem Gehäuse 42 angeordnet und weist drei Öffnungen 43,44 und 45 auf. Die Öffnung 44 ist mit derjenigen 23 des Behälters 12 durch ein Rohr 46 verbunden, das mit einer auf der Kante der Innenseite der Öffnung 44 angeordneten Drossel 44a sowie mit einem Filter 46a versehen ist. Die dritte Öffnung 45 ist durch ein Rohr 45a mit der anderen Öffnung 24 des Behälters verbunden, das mit einem daran befestigten Filter 45b ausgestattet ist. Das Thermoventil 15 ist ferner mit einem Ventilsitz 45 ausgestattet, der sich zwischen der Öffnung 43 und derjenigen 44 befindet, wobei ferner eine Membrane 48 vorgesehen ist, die zwischen der Öffnung 44 und derjenigen 45 angeordnet ist. Die Membrane 48 trägt einen Ventilkörper 50, der den Ventilsitz 47 berührt.
Das eine Ende einer Ventilstange 49 im Thermoventil 15 erstreckt sich aus dem Gehäuse 42 heraus und berührt einen Hebel 51. Dieser Hebel 51 ist hakenförmig und wird über einen Stift 52 vom Gehäuse 42 getragen, wobei ein Stift 54 sich von der Ventilstange 49 erstreckt und in ein langes Loch 53 eingesetzt ist, das sich an einem Ende des Hebels 51 befindet.
Das Differentialdruck-Regulierventil 16 ist mit zwei Öffnungen 56, 57 ausgestattet, wobei diejenige 57 durch ein Rohr 57b, an welchem ein Filter 57a angeordnet ist, mit einer ersten Öffnung 70 des Strömungs-Regulierventils 17 verbunden ist. Das Regulierventil 16 ist ferner zwischen der ersten 56 und der zweiten Öffnung 57 mit einem Ventilsitz 58 ausgestattet, wobei sich eine Drossel 59 in einer Umwegsleitung zum Ventilsitz 58 befindet. Der Ventilsitz 558- steht ferner mit einem Ventilkörper 61 in Berührung, der von einer Membrane 60 getragen wird. Im Gehäuse 55 befinden sich ein erster Raum 63 sowie ein Gegendruckraum 64, die durch die Membrane getrennt sind, sowie ferner ein zweiter Raum 65 hinter dem Ventilsitz 58. Im Gegendruckraum 64 befindet sich ferner eine Feder 67, die zwischen der Membrane 60 und einer Einstellschraube 66 angeordnet ist.
Die beiden Räume 64 und 65 sind durch einen Kanal durch die Mitte des Ventilkörpers 61 miteinander yerbunden.
Das Regulierventil 17 für den Pulverfluss ist in einem Gehäuse 69 angeordnet und mit zwei Öffnungen 70 und 71 ausgestattet, wobei diejenige 71 durch ein Rohr 72 mit der Spitze des Rohres 22 verbunden ist. Eine Hülse 73 ist gleitbar gegen die Welle im Gehäuse 69 eingesetzt. Innerhalb der Hülse 73, an einem Ende derselben, ist eine Mutter 74 befestigt, in welche eine Schraube 75 an einem Ende des Gehäuses 69 eingreift, derart, dass der Öffnungsgrad einer Öffnung 76 zwischen der Kante der Hülse und derjenigen des Gehäuses 69, zwischen der ersten Öffnung 70 und derjenigen 71 einstellbar ist.
Der Brenner 80 ist mit drei Rohranschlüssen 81, 82 und 83 ausgestattet, von welchen der eine 81 durch einen biegsamen Schlauch 84 mit dem Ausgang des Regulierventils 17 verbunden ist. Der Anschluss 82 ist durch einen biegsamen Schlauch 85 mit der Öffnung 38 und der letzte Anschluss 83 ist durch einen biegsamen Schlauch 86 mit dem Ausgang des Drucksteuerventils 6 verbunden, das mit der Brenngasflasche 2 verbunden ist. Der Brenner 80 ist mit drei Strömungs-Regulierventilen 87, 88 und 89 ausgestattet, wobei eine Brennerdüse 90 in Fig. 2 im Schnitt dargestellt ist. In der Mitte der Düse 90 ist ein Kanal 91 zum Durchlassen von unter hohem Druck stehendem Gas vorgesehen, welcher Kanal 91 mit dem Schlauch 84 verbunden ist. Rund um den Kanal sind weitere Kanäle 92 für das gemischte Gas vorhanden, die mit den Schläuchen 85 und 86 verbunden sind.
Ferner ist eine Vorrichtung 100 zur Verhinderung eines Flammenrückschlages zwischen zwei Ventilen 96 und 87 angeordnet. Diese Vorrichtung 100 ist mit einem Gehäuse 102 ausgestattet, in welchem ein nicht brennbares Gas, beispielsweise Kohlendioxyd oder Stickstoff vorhanden ist, das unter Druck von einem Ventil 101 zugeführt wird. Ein Rohr 103 führt durch das Gehäuse 102 im Kreis des Schlauches 84. llna Gehäuse 102 weist dieses Rohr eine Öffnung auf, die durch eine schmelzbare Legierung 105 abgedichtet ist.
Im folgenden wird die Betriebsweise der beschriebenen Schweissbrenneranlage erläutert:
Wenn die Abstellventile 3 und 4 der Gasflaschen 1 und 2 geöffnet werden, wird Sauerstoff durch das Rohr 31 zum Innern des Verteilventils 13 geleitet, während ein Brenngas durch den Schlauch 86 dem Brenner 80 direkt zugeführt wird. Der zur Öffnung 28 des Verteilventils 13 (Fig. 2) geleitete Sauerstoff wird in zwei Richtungen, welche durch Pfeile angedeutet sind, abgezweigt, und zwar zu einem weiteren Verteilventil 14 und zum Thermoventil 15. Der in das Verteilventil 14 strömende Sauerstoff wird nochmals in zwei Richtungen abgezweigt, und zwar durch ein Rohr 37 und einen Schlauch 85 zur Düse 90, wo der Sauerstoff mit dem Brenngas vermischt und durch den Kanal 92 geleitet wird.
Die durch den Kanal 92 strömende Gasmischung wird durch Verbrennen zur Vorheizung des zu schweissenden oder schneidenden Werkstückes verwendet. Die im Verteilventil 14 aufgeteilte Sauerstoffströmung fliesst einerseits durch das Rohr 39 in das Differentialdruck-Regulierventil 16 und bewirkt einen dichten Verschluss zwischen dem Ventilsitz 58 und dem Ventilkörper 61 mittels der Feder 67, so dass der Sauerstoffdruck durch die Drossel 59 auf der Innenseite des zweiten Raumes 65 einwirkt. Infolgedessen entsteht kein Differentialdruck zwischen dem ersten Raum 63 und dem zweiten Raum 65 im Differentialdruck-Regulierventil 16, sofern das Strömungs-Regulierventil 87 geschlossen ist. Wenn nun das Regulierventil 87 öffnet, entsteht wegen des niedrigen Widerstandes der Drossel 59 ein Druckunterschied zwischen dem ersten Raum 63 und dem zweiten Raum 65.
Denn da der zweite Raum 65 und der Gegendruckraum 64 durch den Kanal 68 miteinander verbunden werden, entsteht ein Druckunterschied zwischen dem ersten Raum 63 und dem Gegendruckraum 64, die durch die Membrane 60 getrennt sind, so dass der Verschluss zwischen dem Ventilsitz 58 und dem Ventilkörper 61 öffnet. Im Vergleich zur Öffnung des Ventilsitzes 58 ist die Öffnung der Drossel 59 derart klein bemessen, dass der unter Druck stehende Sauerstoff seitlich vom Ventilsitz 58 umgeleitet wird. Infolgedessen wird der Druckunterschied zwischen dem ersten Raum 63 und dem zweiten Raum 65 immer mit der Kraft der Feder 67 ausgeglichen. Auchdann, wenn der Druck im ersten Raum ändert, bleibt der Druckunterschied immer konstant.
Wenn andererseits die Berührung zwischen dem Ventilsitz 47 und dem Ventilkörper 50 im Thermoventil 15 mittels des Hebels 51 aufgehoben wird, und Sauerstoff durch das Rohr 46 in den Behälter 12 geleitet wird, übt der Sauerstoff einen Druck auf das Pulver 9 aus und drückt es durch das Rohr 22 in dasjenige 72. Die Menge der dabei ausgedrückten oder verschobenen Pulvermenge wird von der Öffnung 76 des Strömungs-Regulierventils 17 gesteuert. Wenn die Öffnungsflä- che der Drossel 44a des Thermoventils 15 grösser wird als diejenige der Öffnung 76, tritt kein Strömungswiderstand rund um die Drossel 44a auf.
Infolgedessen entspricht der Druck demjenigen Kreis, welcher vom Rohr 31 durch das Verteilventil 13, das Rohr 41, das Thermoventil 15, das Rohr 46 und den Behälter 12 zum Rohr 72 führt, dem Druck im Druckreduzierventil 5, das an der Gasflasche 1 angeordnet ist, während der Druck desjenigen Sauerstoffs, welcher durch die Hülse 73 des Regulierventils 17 strömt, durch Verstellen des Regulierventils 16 in die vorherige Stellung, sinkt. Aus diesem Grunde erhält der Sauerstoff einen leicht höheren Druck als das Pulver, welche beide durch die Öffnung 76 gehen, wobei dieser Druckunterschied zur Steuerung des Differentialdruck Regulierventils 16 immer konstant gehalten wird. Infolgedessen bleibt die Strömung des Metallpulvers durch die Öffnung 76 immer konstant.
Somit bleibt ferner das Mischverhältnis des Metallpulvers zun unter Druck stehenden Sauerstoff, die vom Kanal der Düse 90 ausgeblasen wird, immer konstant. Durch Zufuhr von Metallpulver gegen das vorerwärmte Werkstück zum Schweissen oder Schneiden desselben, wird bewirkt, dass das Pulver gebrannt und die Erwärmung der Oberfläche des Werkstückes 95 erhöht wird. Die Verwendung eines unter hohem Druck stehenden Sauerstoffstrahles führt zu einer stark erhöhten Schweiss- und Schneidleistung, wobei es möglich ist, einen Strahl mit grosser Hitze zum Schneiden von anderen Legierungen als Eisen zu erzeugen.
Der auf das Metallpulver 9 im Behälter 12 ausgeübte Druck wird durch das Rohr 45a auf einen Raum übertragen, der von der Membrane 48 im Thermoventil 15 abgegrenzt ist. Aus diesem Grunde ist der Druck beidseits der Membrane 48 sogar auch dann gleich, wenn eine von Hand ausgeübte Kraft auf den Hebel 51 aufgehoben wird, wobei der Abstand zwischen dem Ventilsitz 47 und dem Ventil 50 immer offen bleibt. Das Metallpulver ist im höchsten Grade brennbar.
Wenn aber die Geschwindigkeit des Strahls im Kanal der Düse 90 sehr hoch wird, kommt ein Flammenrückschlag in der Düse 90 mit Ausnahme von ganz seltenen Fällen nicht vor. Eine solche Ausnahme kann dann auftreten, wenn das Strömungs Regulierventil 87 nicht vollständig geschlossen ist und infolgedessen eine geringe Sauerstoffmenge in den Kanal 91 eindringt.
Im Falle eines Flammenrückschlages wird das Metallpulver im Schlauch 84 verbrannt, und die Flamme weitet sich vom Rohr 72 zum Metallpulver im Rohr 22 aus. Wenn bei dieser Art von Flammenrückschlägen die Wärme zum Rohr 22 geleitet wird, schmilzt die Sicherung 26, wodurch der Druck im Behälter 12 durch das Notauslassrohr 25 rasch entweicht. Für diesen Fall ist die Drossel 44a in der zweiten Öffnung 44 des Thermoventils 15 vorgesehen, so dass ein Druckunterschied zwischen den Drücken auf den beiden Seiten der Membrane 48 mittels der Drossel 44a erzeugt werden kann, damit der Ventilsitz 47 und der Ventilkörper 40 nicht miteinander in Berührung kommen, wodurch die Zufuhr von Sauerstoff zum Behälter unterbrochen wird. Durch das Öffnen des Notauslassrohres 25 dringt ferner Luft in den Behälter ein.
Da Metallpulver nicht in Luft brennt, wird damit verhindert, dass das Feuer zum Metallpulver im Behälter vordringen kann. Für denjenigen Fall, dass das Feuer sich bis zum Metallpulver 9 im Behälter 12 verbreiten kann, wird der Sauerstoff im Behälter sofort von der Verbrennung des Pulvers verbraucht, so dass das Feuer von elbst erstickt.
Als weiteres Mittel zur Verhütung eines Flammenrückschlages ist die Vorrichtung 100 vorgesehen, deren Wirkung vor der vorangehenden Lösung (Verwendung der Sicherung 26 im Behälter 12) in Funktion tritt. Wenn ein Flammenrückschlag von der Düse 90 durch den Schlauch 84 die Vorrichtung 100 erreicht, wird das Rohr 103 erwärmt, wobei eine schmelzbare Legierung 105 in der Öffnung 104 schmilzt. Infolgedessen werden das Gehäuse 102 und das Rohr 103 durch die Öffnung
104 miteinander durchlässig verbunden, wobei das nicht brennbare, im Gehäuse 102 unter Druck stehende Gas in das Rohr 103 eingeblasen wird, wodurch ein Flammenrückschlag verhindert wird. Durch die Strahlwirkung des nicht brennbaren Gases wird verhindert, dass sich ein Flammenrückschlag zum Behälter hin ausbreiten kann.
Wie bereits erwähnt, ist das Regulierventil 16 für den Druckunterschied in der Mitte desjenigen Rohres angeordnet, das zum Kanal 91 führt, der zum Führen eines unter Druck stehenden Sauerstoffstrahls dient und durch die Mitte der Düse 90 des Brenners durchschnitten ist, während der Ausgang des Rohres 22 im Behälter 12 für das Metallpulver durch die Öffnung 76 des Strömungs-Reguliervenffls 17 mit der zweiten Öffnung 27 verbunden ist, so dass der durch die Öffnung 76 abgeschirmte Druckunterschied und somit das Verhältnis von Metall zum Sauerstoff immer konstant gehalten werden.
Infolgedessen bleibt die Oberflächen-Temperatur des zu schweissenden oder schneidenden Werkstückes immer konstant, so dass es schön gleichmässig geschweisst oder geschnitten werden kann.
Ferner ist der Innenraum des Behälters 12 durch eine Sicherung 26 mit der Umgebung verbunden, wobei die Sicherung 26 derart angeordnet ist, dass sie mit dem Rohr 22 in Berührung steht, während in der Mitte des Rohres von der Gasflasche 1 zum Behälter 12 das Thermoventil angeordnet ist, in dem der Raum zwischen dem Ventilsitz 47 und dem Ventilkörper 50 durch gleiche Sauerstoffdrücke auf den beiden Seiten der Membrane 48 offen gehalten wird, wobei im hinteren Teil dieses Raumes eine Drossel 44a angeordnet ist. Die Sicherung 26 wird durch die Wärme eines Flammenrückschlages geschmolzen und im Thermoventil 15 wird ein Druckunterschied erzeugt, der zum automatischen Schliessen des Thermoventils 15 führt, so dass die Zufuhr von Sauerstoff zum Behälter unterbrochen und somit die Verbrennung des Pulvers zum Stillstand gebracht werden kann.
Durch diese Massnahmen werden Explosionen sowie der damit verbundene grosse Verlust an Metallpulver verhindert.
Die bereits genannte Vorrichtung 100 zur Verhütung eines Flammenrückschlages ist im Kreis zwischen dem Behälter 12 und der Düse 90 angeordnet. Diese Vorrichtung 100 umfasst ein Gehäuse 102, in welchem ein nicht brennbares Gas unter Druck steht, wobei eine Öffnung in diesem Kreis sowie ferner im Gehäuse 102 von der schmelzbaren Legierung 105 geschlossen ist, so dass, wenn die schmelzbare Legierung infolge der Wärme durch einen Flammenrückschlag von der Düse 90 geschmolzen wird, das nicht brennbare Gas im Gehäuse in den genannten Kreis strömt, wodurch eine Ausbreitung des Flammenrückschlages gegen den Behälter 12 verhindert wird.
The invention relates to a welding torch system for metals, in particular stainless steel.
The purpose of the present invention is to create a welding torch system for metals, in particular stainless steel, in which the mixture of metal powder and high-pressure oxygen supplied to the workpiece remains constant. It is possible to keep the amount of metal powder supplied to the workpiece constant by always supplying the metal powder and oxygen in the same ratio to one another.
This makes it possible to keep the surface temperature of the workpiece constant so that it is welded or cut nicely and evenly.
The welding torch system according to the invention for metals, in particular stainless steel, is characterized in that one side of a first pressure reducing valve is connected to a first gas bottle containing a fuel gas, while the other side of this valve is connected to a pipe with a first flow channel in the nozzle of the burner that the inlet side of a second pressure reducing valve is connected to a second gas cylinder containing pressurized oxygen, while the outlet pipe of this valve is divided into three branches, the first of which is through a pipe with the first flow channel of the nozzle, the second via a differential pressure regulating valve is connected to a second flow channel in the middle of the nozzle,
and the third is connected via a container containing metal powder and an opening of a regulating valve for a powder flow to a second opening of the regulating valve, which is used to maintain a constant pressure difference between two spaces, and that the container has an opening at the top for receiving oxygen, as well is equipped with a tube for dispensing metal powder to the regulating valve for the powder flow.
An exemplary embodiment of the welding torch system according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
1 shows an overall view of a welding torch system; and
FIG. 2 shows a section through the most important parts of the system according to FIG. 1, on a larger scale.
1 shows a welding torch system which uses metal powder and has two gas bottles 1 and 2, an apparatus unit 10 and a burner 80.
One gas cylinder 1 contains pressurized, pure oxygen, and the other 2 contains a fuel gas, e.g. B.
Acetylene or propane, which is under pressure. The two gas bottles 1 and 2 are each equipped with shut-off valves 3 and 4 as well as with pressure reducing valves 5 and 6. The pressure reducing valve 5 of the gas cylinder 1 is used to lower the oxygen pressure from up to 150 kg / cm2 to 8 kg / cm2, while the pressure reducing valve 6 of the second gas cylinder 2 is used to lower the pressure of the fuel gas from up to 20 kg / cm2 to 0.5 kg / cm2 is used.
The apparatus unit 10 comprises a housing 11, a container 12, two distribution valves 13 and 14, and a thermal valve
15, which is closed in an emergency, a differential pressure regulating valve 16 and a regulating valve 17 for the flow of powder. From FIG. 2 it can be seen that the container 12 is equipped at the top with an opening 18 for filling in metal powder. Furthermore, the container is provided at the bottom with an opening 19 for discharging the metal powder 9. These two openings 18 and 19 are equipped with covers 20 and 21 which are provided with threads. The container 12 is further provided with a connecting pipe 22 which connects the inside of the
The container connects to the outside of the same. The container 12 is also provided at the top with two openings 23 and 24, which are each connected to the thermal valve 15 and to an emergency outlet pipe 25.
The emergency outlet pipe 25 connects the interior of the container 12 with its outside, with a fuse 26 at the tip of the pipe 25, which surrounds the tube 22, closing off the interior.
The distribution valve 13 is accommodated in a housing 27 which has three openings 28, 29 and 30. From FIG. 1 it can be seen that the first opening 28 is connected to the gas cylinder 1 by a pipe 31, while the second opening 29 is connected to a first opening 33 of the other distribution valve 14 via the pipe 31. Furthermore, the third opening 30 is connected to a first opening 42 of the thermal valve 15 by a pipe 41.
The distribution valve 14 is arranged in a housing 32 and is provided with four openings 33, 34, 35 and 36. The second opening 34 is connected via a pipe 37 to a common opening 38 which is located in the housing 11. Furthermore, the opening 35 is connected to a first opening 56 of the differential pressure regulating valve 16 through a pipe 39. The opening 36 is also arranged opposite a needle valve 40 which is actuatable to relieve the pressure through the opening 36.
The thermal valve 15 is arranged in a housing 42 and has three openings 43, 44 and 45. The opening 44 is connected to that 23 of the container 12 by a tube 46 which is provided with a throttle 44a arranged on the edge of the inside of the opening 44 and with a filter 46a. The third opening 45 is connected by a pipe 45a to the other opening 24 of the container which is provided with a filter 45b attached thereto. The thermal valve 15 is also equipped with a valve seat 45, which is located between the opening 43 and that 44, wherein a membrane 48 is also provided, which is arranged between the opening 44 and that 45. The membrane 48 carries a valve body 50 which contacts the valve seat 47.
One end of a valve rod 49 in the thermal valve 15 extends out of the housing 42 and contacts a lever 51. This lever 51 is hook-shaped and is carried by the housing 42 via a pin 52, with a pin 54 extending from the valve rod 49 and into a long hole 53 is inserted which is located at one end of the lever 51.
The differential pressure regulating valve 16 is equipped with two openings 56, 57, one 57 being connected to a first opening 70 of the flow regulating valve 17 by a pipe 57b on which a filter 57a is arranged. The regulating valve 16 is also equipped with a valve seat 58 between the first 56 and the second opening 57, a throttle 59 being located in a bypass line to the valve seat 58. The valve seat 558 is also in contact with a valve body 61 which is carried by a diaphragm 60. In the housing 55 there is a first space 63 and a counterpressure chamber 64, which are separated by the membrane, as well as a second space 65 behind the valve seat 58. In the counterpressure chamber 64 there is also a spring 67, which is located between the membrane 60 and an adjusting screw 66 is arranged.
The two spaces 64 and 65 are connected to one another by a channel through the center of the valve body 61.
The regulating valve 17 for the powder flow is arranged in a housing 69 and equipped with two openings 70 and 71, the one 71 being connected to the tip of the tube 22 by a tube 72. A sleeve 73 is slidably inserted against the shaft in the housing 69. Within the sleeve 73, at one end thereof, a nut 74 is fastened into which a screw 75 at one end of the housing 69 engages such that the degree of opening of an opening 76 between the edge of the sleeve and that of the housing 69 between the first opening 70 and that 71 is adjustable.
The burner 80 is equipped with three pipe connections 81, 82 and 83, one of which 81 is connected to the outlet of the regulating valve 17 by a flexible hose 84. The connection 82 is connected by a flexible hose 85 to the opening 38 and the last connection 83 is connected by a flexible hose 86 to the outlet of the pressure control valve 6, which is connected to the fuel gas bottle 2. The burner 80 is equipped with three flow regulating valves 87, 88 and 89, a burner nozzle 90 being shown in section in FIG. In the middle of the nozzle 90, a channel 91 is provided for the passage of gas under high pressure, which channel 91 is connected to the hose 84. Around the channel there are further channels 92 for the mixed gas, which are connected to the hoses 85 and 86.
Furthermore, a device 100 for preventing a flashback is arranged between two valves 96 and 87. This device 100 is equipped with a housing 102 in which a non-flammable gas, for example carbon dioxide or nitrogen, is present, which gas is supplied from a valve 101 under pressure. A tube 103 leads through the housing 102 in the circle of the hose 84. In the case of the housing 102, this tube has an opening which is sealed by a fusible alloy 105.
The mode of operation of the welding torch system described is explained below:
When the shut-off valves 3 and 4 of the gas bottles 1 and 2 are opened, oxygen is passed through the pipe 31 to the interior of the distribution valve 13, while a fuel gas is fed directly to the burner 80 through the hose 86. The oxygen directed to the opening 28 of the distribution valve 13 (FIG. 2) is branched off in two directions, which are indicated by arrows, namely to a further distribution valve 14 and to the thermal valve 15. The oxygen flowing into the distribution valve 14 is again divided into two Directions branched off, through a tube 37 and a hose 85 to the nozzle 90, where the oxygen is mixed with the fuel gas and passed through the channel 92.
The gas mixture flowing through the channel 92 is used by burning to preheat the workpiece to be welded or cut. The oxygen flow divided in the distribution valve 14 flows on the one hand through the pipe 39 into the differential pressure regulating valve 16 and causes a tight seal between the valve seat 58 and the valve body 61 by means of the spring 67, so that the oxygen pressure through the throttle 59 on the inside of the second space 65 acts. As a result, there is no differential pressure between the first space 63 and the second space 65 in the differential pressure regulating valve 16 if the flow regulating valve 87 is closed. When the regulating valve 87 now opens, a pressure difference arises between the first space 63 and the second space 65 because of the low resistance of the throttle 59.
Because since the second space 65 and the counterpressure chamber 64 are connected to one another by the channel 68, a pressure difference arises between the first chamber 63 and the counterpressure chamber 64, which are separated by the membrane 60, so that the closure between the valve seat 58 and the valve body 61 opens. Compared to the opening of the valve seat 58, the opening of the throttle 59 is so small that the pressurized oxygen is diverted laterally from the valve seat 58. As a result, the pressure difference between the first space 63 and the second space 65 is always balanced with the force of the spring 67. Even if the pressure in the first room changes, the pressure difference always remains constant.
On the other hand, when the contact between the valve seat 47 and the valve body 50 in the thermal valve 15 is released by means of the lever 51, and oxygen is passed through the tube 46 into the container 12, the oxygen exerts a pressure on the powder 9 and pushes it through Tube 22 into that 72. The amount of the expressed or displaced powder amount is controlled by the opening 76 of the flow regulating valve 17. If the opening area of the throttle 44a of the thermal valve 15 becomes larger than that of the opening 76, no flow resistance occurs around the throttle 44a.
As a result, the pressure corresponds to that circuit which leads from the pipe 31 through the distribution valve 13, the pipe 41, the thermal valve 15, the pipe 46 and the container 12 to the pipe 72, the pressure in the pressure reducing valve 5, which is arranged on the gas bottle 1, while the pressure of that oxygen which flows through the sleeve 73 of the regulating valve 17, by moving the regulating valve 16 to the previous position, drops. For this reason, the oxygen receives a slightly higher pressure than the powder, both of which pass through the opening 76, this pressure difference for controlling the differential pressure regulating valve 16 always being kept constant. As a result, the flow of the metal powder through the opening 76 always remains constant.
Thus, further, the mixing ratio of the metal powder to the pressurized oxygen blown from the passage of the nozzle 90 always remains constant. By supplying metal powder against the preheated workpiece for welding or cutting the same, the powder is caused to burn and the heating of the surface of the workpiece 95 is increased. The use of a high pressure oxygen jet leads to a greatly increased welding and cutting performance, whereby it is possible to generate a jet with high heat for cutting alloys other than iron.
The pressure exerted on the metal powder 9 in the container 12 is transmitted through the tube 45 a to a space which is delimited by the membrane 48 in the thermal valve 15. For this reason, the pressure on both sides of the diaphragm 48 is the same even if a force exerted by hand on the lever 51 is canceled, the distance between the valve seat 47 and the valve 50 always remaining open. The metal powder is extremely flammable.
But when the speed of the jet in the channel of the nozzle 90 becomes very high, a flashback does not occur in the nozzle 90 with the exception of very rare cases. Such an exception can occur if the flow regulating valve 87 is not completely closed and as a result a small amount of oxygen penetrates into the channel 91.
In the event of a flashback, the metal powder in hose 84 is burned and the flame expands from tube 72 to metal powder in tube 22. When the heat is conducted to the tube 22 in this type of flashback, the fuse 26 melts, whereby the pressure in the container 12 quickly escapes through the emergency outlet tube 25. For this case, the throttle 44a is provided in the second opening 44 of the thermal valve 15, so that a pressure difference between the pressures on the two sides of the membrane 48 can be generated by means of the throttle 44a, so that the valve seat 47 and the valve body 40 do not enter into one another Come into contact, thereby cutting off the supply of oxygen to the container. By opening the emergency outlet pipe 25, air also penetrates into the container.
Since metal powder does not burn in air, this prevents the fire from reaching the metal powder in the container. In the event that the fire can spread to the metal powder 9 in the container 12, the oxygen in the container is immediately consumed by the combustion of the powder, so that the fire suffocates itself.
The device 100 is provided as a further means of preventing flashback, the effect of which comes into operation before the preceding solution (use of the fuse 26 in the container 12). When a flashback from the nozzle 90 through the hose 84 reaches the device 100, the tube 103 is heated, and a fusible alloy 105 melts in the opening 104. As a result, the housing 102 and the pipe 103 are opened through the opening
104 connected to one another in a permeable manner, the non-flammable gas under pressure in the housing 102 being blown into the tube 103, as a result of which a flashback is prevented. The jet effect of the non-flammable gas prevents the flashback from spreading to the container.
As already mentioned, the pressure difference regulating valve 16 is arranged in the middle of the tube which leads to the channel 91 which is used to guide a pressurized oxygen jet and which is cut through the middle of the nozzle 90 of the burner, while the outlet of the tube 22 in the container 12 for the metal powder through the opening 76 of the flow regulating valve 17 is connected to the second opening 27, so that the pressure difference shielded by the opening 76 and thus the ratio of metal to oxygen are always kept constant.
As a result, the surface temperature of the workpiece to be welded or cut always remains constant, so that it can be welded or cut nicely and evenly.
Furthermore, the interior of the container 12 is connected to the environment by a fuse 26, the fuse 26 being arranged in such a way that it is in contact with the tube 22, while the thermal valve is arranged in the middle of the tube from the gas bottle 1 to the container 12 is, in which the space between the valve seat 47 and the valve body 50 is kept open by equal oxygen pressures on the two sides of the membrane 48, a throttle 44a being arranged in the rear part of this space. The fuse 26 is melted by the heat of a flashback and a pressure difference is generated in the thermal valve 15, which leads to the automatic closing of the thermal valve 15, so that the supply of oxygen to the container can be interrupted and thus the combustion of the powder can be stopped.
These measures prevent explosions and the associated large loss of metal powder.
The device 100 already mentioned for preventing flashback is arranged in a circle between the container 12 and the nozzle 90. This device 100 comprises a housing 102 in which a non-flammable gas is under pressure, an opening in this circuit and also in the housing 102 being closed by the fusible alloy 105, so that when the fusible alloy due to the heat by a flashback is melted by the nozzle 90, the non-combustible gas in the housing flows into said circuit, whereby a spread of the flashback against the container 12 is prevented.