CH616101A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung von beim Brennschneiden gebildeten Verunreinigungen, wie Rauchgase oder Flugstaub, wobei einem durchbrochenen Schneidtisch eine oberhalb desselben, eine oder mehrere Brenner umfassende Schneideinheit zugeordnet ist.

Beim Schneiden mit verschiedenen Typen von Schneidemaschinen werden die für verschiedene chemische Verbindungen vorgeschriebenen hygienischen Grenzwerte häufig weit überschritten.

Dies trifft besonders beim Schneiden von legierten Materialien, die Chrom, Nickel usw. enthalten, zu.

Dass diese Verfahren heutzutage ernste Arbeitsumweltprobleme bieten, ist im hohen Grade darauf zurückzuführen, dass der emittierte Schneidstaub aus Teilchen sehr geringen Durchmessers besteht, die mit blossem Auge nicht sichtbar sind. Da die Gesundheitsgefahren mit verminderter Teilchen-grösse des Staubes ansteigen, müssen Vorkehrungen zur Lösung dieser Probleme getroffen werden.

Eine erhöhte Allgemeinlüftung gibt einen schlechten Effekt, obgleich man einen grossen Luftumsatz ausnutzt, was an sich zu anderen Umweltproblemen wie Zugluft, Lärm usw. führen kann.

Weiterhin muss eine Erhöhung der Lüftung aus dem Gesichtspunkt des Energieaufwandes als verwerflich angesehen werden, da grosse Warmluftmengen verlorengehen.

Eine andere Lösung wäre irgendeine Form von örtlicher oder Punktlüftung, die ein beschränktes Luftvolumen in dem die Schneidemaschine unmittelbar umgebenden Raum beseitigt.

Einige wenige ortsfeste Typen von Punktlüftungen für solche Maschinen sind bisher bekanntgeworden, jedoch werden keine den Emittenten, d. h. den Schneidbrennern, mitgeliefert.

Da eine Schneidemaschine aus einem Schneidtisch von variabler Länge von 2 bis 40 Meter besteht, arbeitet der die Schneidbrenner tragende Balken jeweils in einem sehr beschränkten Arbeitsbereich. Aus diesem Grunde hat man das Absaugprofil oft mittels ortsfester Absaugvorrichtungen in Abschnitte aufgeteilt, so dass die Absaugung jeweils in demjenigen Abschnitt erfolgt, wo die Arbeit vor sich geht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die durch die Schneidemaschinen erzeugten Luftverunreinigungen zu beseitigen bzw. zu minimieren, und zwar bei einem niedrigeren Energieverbrauch, was geringere abgesaugte Luftvolumina und niedrigere Gebläsebetriebskosten zur Folge hat, bei einem niedrigeren Lärmpegel und bei zufriedenstellender Temperatur im Arbeitsgebiet, wobei auch eine Erleichterung der Arbeitsverläufe an der Maschine erreicht werden soll.

Zur Erfüllung der obigen Bedingungen muss die Absaugvorrichtung beweglich sein und die Hin- und Herbewegung der Schneidbrenner auf dem in der Längsrichtung beweglichen, die Schneidbrenner tragenden Balken mitmachen.

Es ist dies der grösste Unterschied zwischen der vorliegenden Erfindung und allen bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen, die ortsfest sind und sehr grosse Abluftströme erfordern, damit ein nennenswerter Wirkungsgrad erreicht wird.

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Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss derart gelöst, wie in der Kennzeichnung des Anspruchs 1 definiert ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung beseitigt oder wenigstens minimiert den beim Schneiden und ähnlichen Arbeitsvorgängen gebildeten Staub und Gase.

Sie ermöglicht den beim Schneiden sehr warmen Arbeitsbereich, den eine Schneidemaschine aufweist, auf die gewünschte feste Arbeitstemperatur zu kühlen.

Auf Grundlage ausgeführter Experimente ist die Möglichkeit gegeben, den optimalen Abluftstrom einerseits mit Rücksicht auf Auffangwirkung, Wärmeökonomie und Schallpegel und anderseits im Verhältnis zur Menge verbrauchten Gases (Azetylen, Sauerstoff usw.) zu erreichen. Es wird dabei vorausgesetzt, dass ausser der genannten Maximiabstände auch eine verhältnismässig konstante Temperatur an oder in den verschiedenen Einheiten der Vorrichtung soll aufrechterhalten werden können.

Falls Wärmetauscher in die der Vorrichtung nachgeschalteten Leitungen eingesetzt werden, kann man Energie dadurch einsparen, dass die beim Schneiden erzeugte Wärme aus den warmen Gasen bzw. dem Kühlwasser rückgewonnen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein perspektivisches Bild eines Schneidtisches mit erfindungsgemässer Vorrichtung schräg von der Seite gesehen,

Fig. 2 und perspektivisch in vergrössertem Massstab eine untere Einheit der Absaugvorrichtung, wobei zwecks grösserer Anschaulichkeit gewisse Teile weggeschnitten und andere Teile durchsichtig abgebildet sind,

Fig. 3 einen vergrösserten Querschnitt einer Absaugtrommel der unteren Einheit mit angedeuteten Schneidbrennern und Trageisen des Schneidtisches,

Fig. 4 einen Teil des Schneidtisches schräg von oben gesehen mit an den Schneidbrennern vorgesehenen oberen Absaugeinheiten,

Fig. 5 im vergrösserten Massstab eine der oberen Absaugeinheiten und

Fig. 6 und 7 Einzelteile dieser Einheiten.

Der Schneidtisch, welcher keinen Teil der Erfindung darstellt, besteht aus einem von Beinen getragenen Rahmen A, über welchen eine Anzahl Trageisen B für das Schneidgut querverläuft. Der Schneidtisch kann als ein lichtes Gitter ausgeführt sein.

Die vorliegende Vorrichtung enthält zwei Einheiten, die zusammen mit den von einem querverlaufenden Balken C (Fig. 6) getragenen Schneidbrennerdüsen D längs des Schneidtisches beweglich sind.

Die untere Absaugeinheit 1 umfasst einen von einem Wagen 2 getragenen, nach oben offenen Kasten 3 mit schräggestellten Wänden 4. Die obere Kastenöffnung erstreckt sich quer über die Breite des Schneidtisches A und längs eines Stückes seiner Länge. Im Kasten 3 ist eine Absaugtrommel 5 angebracht, welche weiter unten beschrieben ist. Der Boden des Kastens wird von einer in bezug auf die Kastenwände elastisch angeordneten Schüttelrinne 6 gebildet, die an dem einen Ende des Kastens 3 herausragt und dort eine Abgabeöffnung für abgeschnittenes Gut, Schlackenstücke u. dgl. bildet.

Da die Schüttelrinne ausserhalb des Kastens verlängert ist, welcher eine dem Schneidtisch angepasste Breite hat, wird hinausgeschütteltes Gut seitlich des Schneidtisches herabfallen und das auf dem Fussboden unterhalb des Schneidtisches vorgesehene Gleis für den Wagen 2 nicht blockieren.

Die Absaugtrommel 5, die in Fig. 3 im Querschnitt gezeigt ist, hat an dem einen Ende eine geschlossene Stirnwand und an dem anderen Ende eine Düse 7, die mit einem längs der einen Seite des Schneidtisches angebrachten Absaugrohr 8 zusammenwirkt, das eine längsverlaufende, durch elastische Leisten 9 in unbetätigtem Zustand verschlossene Öffnung 10 aufweist.

Durch die Düse 7 steht das Innere der Absaugtrommel 5 demnach mit dem Absaugrohr unabhängig von der Verschiebelage des Kastens in Verbindung.

Die Absaugtrommel besteht aus einem V-förmigen Unterteil 11, der längs seiner beiden Kanten langgestreckte Aussparungen oder Spalte 12 und einen V-förmigen, entgegengesetzt gerichteten Oberteil 13 aufweist, dessen Kanten 14 ähnlich wie ein Dach über die Kanten des Unterteils 11 hinausragen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Oberteil 13 doppelwandig, so dass zwischen den Wänden ein Raum 15 entsteht. Falls der Oberteil von den obenliegenden und durch gestrichelte Linien angedeuteten Schneidbrennern D allzu kräftig erhitzt wird, kann man Wasser, Luft oder anderes Kühlmittel durch den Raum 15 strömen lassen. Der Teil 13 kann auch mit Isolier-und Dämmstoff ergänzt sein.

Ihrer Form zufolge lenkt die Absaugtrommel 5 die heissen Gasströme von den Brennern D nach beiden Seiten oder nach einer Seite ab. Es sei hier erwähnt, dass die Steuerung der Lage der unteren Absaugeinheit derart sein soll, dass sich die Mitte des Trommeloberteils 13 stets innerhalb eines etwa 5 cm breiten Bereiches X gegenüber den Brennern D befinden wird.

Nach Ablenkung der heissen Gasströme nach den Seiten treffen sie auf die Wände 4 des Kastens 3 auf und werden schräg nach innen und unten abgelenkt. Die Gase werden sich dadurch in dem unteren Teil des Kastens 3 ansammeln, von wo sie infolge des thermischen Auftriebs längs der Seiten des Trommelunterteils 11 nach oben steigen, um von den Kanten 14 aufgefangen und durch die Spalte 12 in die Trommel eingesaugt zu werden.

Grössere und schwerere Teilchen fallen auf die Schüttelrinne 6 herab, von wo sie in der angegebenen Weise weggetragen werden.

Die Öffnungen oder Spalte 12 sind derart ausgebildet, dass eine gleichmässige Absaugung über die ganze Länge der Trommel erhalten wird. Die Spalte 12 können auch mit stellbaren Schiebetüren od. dgl. versehen werden, um eine Handsteuerung zu ermöglichen, falls z. B. durch Konzentration von mehreren Brennern ein hoher Absaugebedarf an einem gewissen Abschnitt der Trommel erwartet werden kann. Gewöhnlich wird jedoch den Spalten 12 eine von der Düse 7 gerechnet zunehmende Fläche gegeben.

Wassernebeldüsen können im Kasten 3 zur Verminderung der Staubbildung und Verbesserung der Kühlung vorgesehen werden. Die Wände des Kastens sowie auch die Schüttelrinne sind so auszubilden, dass Lärm, Vibration u. dgl. gehemmt werden. Dies kann durch Auskleidung mit Isolierstoff erfolgen.

Die oberen Absaugeinheiten umfassen, wie in Fig. 4 gezeigt, eine an jeder Schneidbrennerdüse D vorgesehene Kappe 17. Die Kappen sind durch Schläuche 18 mit einer oberhalb des Schneidtisches vorgesehenen, in der Figur nichtdargestell-ten Absaugleitung verbunden.

Jede Kappe 17 besteht aus einem äusseren Teil 19 und einem inneren Teil 20. An dem äusseren Teil ist ein Anschlussstutzen 21 für den Schlauch 18 sowie eine mit einer Verriegelungsschraube versehene Durchführungshülse 22 für den Brennerschaft D' vorgesehen.

In der bevorzugten Ausführung ist der äussere Teil ferner mit einer ähnlich wie ein Visier ausgebildeten Tür 23 versehen, die den Zugang zu den Brennern erleichtert und die Kontrolle ihrer Funktion im Betrieb ermöglicht. Das Visier oder die Tür 23 kann aus gefärbtem Glas bestehen oder mit einem solchen Glas versehen sein, so dass der Brenner im Betrieb ohne Schutzbrille beobachtet werden kann.

Der innere Teil 20 ist derart ausgebildet, dass zwischen ihm und dem äusseren Teil 19 ein Zwischenraum 20' entsteht. Der innere Teil ist in einer solchen Weise montiert, dass die Unterkante des äusseren Teils die des inneren Teils überragt.

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Die Luftverunreinigungen und die Gase von den Brennern werden von dem äusseren Teil aufgefangen und durch den Zwischenraum 20' zwischen den beiden Teilen durch den Schlauch abgesaugt. Um eine gleichmässige Saugwirkung um den unteren Teil der ganzen Kappe zu bewirken, ist der innere Teil 20 mit einem ähnlich wie eine Ecke ausgebildeten Vorsprung 24 versehen, welcher in den Anschlussstutzen 21 hineinragt und die Gas- und Luftströmung ausgleicht.

Der grössere Teil der abgesaugten Luft und der Gase wird durch den Raum 20' zwischen dem inneren Teil 20 und dem äusseren Teil 19 strömen. Um eine gewisse Kühlung des Brennerschaftes herbeizuführen und den inneren Teil 20 zu evakuieren, kann der Vorsprung 24 eine Öffnung 25 aufweisen, durch welche Luft auch über den inneren Teil 20 gesaugt werden kann.

Bei einem Schneidverfahren, das hohe Wärme erzeugt, kann es sich als erforderlich erweisen, die Kappen 17 in höherem Grade zu kühlen. Eine verbesserte Kühlung bewirkt nämlich auch, dass die Temperatur des Gas- und Luftgemisches in den Schläuchen sinkt, was auf die Lebensdauer der Schläuche günstig einwirkt.

Indem der innere Teil 20 der Kappe 17, wie durch gestrichelte Linien in Fig. 7 angedeutet ist, doppelwandig gestaltet wird und die von den Kappen vorstehenden Befestigungsschrauben 26 als Rohre ausgebildet werden, kann man Kühlwasser durch den inneren Teil 20 strömen lassen, den inneren Teil und das hindurchgesaugte Gas/Luft kühlen sowie eine Überhitzung des Brennerschaftes verhindern. Auch der äussere Teil kann wassergekühlt sein.

5 Durch die Kühlung der Vorrichtung erreicht man den Vorteil, dass die Temperatur sowohl in der Absaugtrommel wie in den Schläuchen der Kappen stabilisiert werden kann, wodurch das abzusaugende Volumen in einer genauen Weise bestimmt werden kann. Die Nennleistung der Vorrichtung 10 lässt sich hierdurch genau angeben.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst auch eine Reglereinheit, die je nach der Verschiebung des die Schneidbrenner tragenden Balkens eine Verschiebung des den Kasten 15 mit der Absaugtrommel tragenden Wagens bewirkt. Die Abtastung der Lage des Brennertragbalkens erfolgt zweckmässigerweise auf elektrischem Wege. Die Abtastvorrichtung steuert eine Vorrichtung, die die erforderliche Bewegung des Wagens bewirkt. Die Kappen 17 benötigen keine besondere 20 Einsteilvorrichtung, da sie ja an den Schneidbrennern befestigt sind.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern lässt mehrere Abänderungen im Rahmen der nachste-25 henden Patentansprüche zu.

3 Blatt Zeichnungen

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1. Vorrichtung zur Beseitigung von beim Brennschneiden erzeugten Verunreinigungen, vorzugsweise Luftverunreinigungen, wobei einem durchbrochenen Schneidtisch eine oberhalb desselben, einen oder mehrere Brenner umfassende Schneideinheit zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Schneidbrenner (D) eine an eine Absaugvorrichtung angeschlossene Absaugkappe (17) angebracht ist, dass unter dem Tisch ein längs des Tisches beweglicher und quer über die Breite des Schneidtisches sich erstreckender und ebenfalls an die Absaugvorrichtung angeschlossener, nach oben offener Absaugkasten (1) vorgesehen ist, wobei der Absaugkasten (1) mittels einer von einem die Lage der Schneideinheit abtastenden Glied betätigbaren Einrichtung zusammen mit der Schneideinheit bewegbar ist, so dass er sich unterhalb des Arbeitsbereiches der Schneideinheit befindet, und dass der bewegliche Absaugkasten (1) Mittel zur Herabsetzung der Geschwindigkeit der gegen das Innere des Kastens strömenden, die Verunreinigungen enthaltenden und von den Schneidbrennern herrührenden heissen Abgase aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Absaugkasten (1), der zumindest in seinem oberen Teil nach oben und aussen geneigte Wände (4) hat, eine längs des Kastens sich erstreckende Absaugtrommel (5) vorgesehen ist, welche einen oberen, aus zwei nach aussen geneigten Flächen (13) gebildeten Dachteil und einen zweckmässigerweise aus zwei nach innen geneigten Flächen gebildeten Bodenteil (11) aufweist, dass die unteren Kanten (14) des Dachteils die an den Dachteil angeschlossenen Kanten des Bodenteils (11) überragen und von oben her in der Nähe der genannten Anschlusskanten angeordnete Einsaugöffnungen (12) abschirmen und dass die Absaugtrommel (5) im Abstand von der oberen Öffnung und den Seitenwänden des Kastens angebracht ist, so dass ein Zwischenraum zwischen den vorstehenden Kanten (14) des Dachteils und den Kastenwänden entsteht, wobei die Neigungswinkel der Seitenwände (4) des Dachteils (13) so gewählt sind, dass die gegen diese gerichteten heissen Abgase unter Herabsetzung der Geschwindigkeit abwechselnd gegen bald die Seitenwände bald den Dachteil, an den genannten Zwischenräumen vorbei in den Raum unterhalb der Trommel abgelenkt werden, von welchem Raum das Absaugen erfolgt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die längs des beweglichen Kastens (1) sich erstreckende Absaugtrommel (5) und zweckmässigerweise auch die Wände (4) des Kastens derart ausgebildet sind, dass sie mit Kühlmitteln beaufschlagbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ein Kühlen benötigenden Wandteile der Absaugtrommel (5) und die Kastenwände (4) einen von Kühlmittel durchströmten Raum aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Brennern angeordneten Absaugkappen (17) derart ausgebildet sind, zweckmässigerweise in der Form von in den Kappenwänden vorgesehenen Kühlmittelräumen, dass sie mit Kühlmitteln beaufschlagbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugkappen (17) offenbare Visiere (23) aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Absaugkappe den bezüglichen Brenner ganz um-schliesst und sich in der Betriebslage mit ihrer unteren Kante in der Nähe des zu schneidenden Gutes befindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugkappen (17) einen äusseren Teil (19) und einen inneren Teil (20) aufweisen, zwischen welchen Teilen ein Durchströmungsraum (20') vorhanden ist, und dass zumindest der innere Teil einen Raum für hindurchströmendes Kühlmittel aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Absaugkastens (1) eine an die Kastenwände dichtend angeschlossene und durch eine Rüttelvorrichtung betätigbare Fläche (6) ist, und dass die Rüttelvorrichtung eingerichtet ist, um auf die Bodenfläche herabgefallenes Gut gegen das eine Ende des Kastens zu befördern und das Gut ausserhalb des einen Schneidtischrandes abzugeben.