CH90182A - Procédé pour brûler un mélange d'oxygène et d'acétylène en évitant tout retour de flamme, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Procédé pour brûler un mélange d'oxygène et d'acétylène en évitant tout retour de flamme, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.

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  Procédé pour brûler un mélange d'oxygène et d'acétylène en évitant tout retour  de flamme, et dispositif pour la mise en     #uvre    de ce procédé.    La présente invention concerne un pro  cédé pour brûler un mélange d'oxygène et  d'acétylène en évitant tout retour de flamme  spécialement à l'aide de chalumeaux à sou  der ou<B>à</B> découper, et un dispositif pour la  mise en     #uvre    de ce procédé.  



  Dans les chalumeaux à souder ou à dé  couper ordinaires utilisant (le l'oxygène et  (le l'acétylène, les gaz séparés sont amenés  à une chambre de mélange d'où les gaz mé  langés s'écoulent<B>à</B> la pointe du chalumeau  et sont allumés. La manière dont cette     coin-          bustion    est effectuée jusqu'ici a souvent pour  résultat un phénomène connu sous le nom  (le ,retour de flamme". On désigne par ce  terme une inflammation ou combustion du  mélange des gaz se produisant dans la     cliam-          bre    de mélange, clans les passages de gaz,  ou dans le tuyau ou les régulateurs, au  lieu de se produire<B>à</B> l'extrémité de la  pointe.  



  Un retour de flamme est gênant pour  beaucoup de raisons, qui comprennent la  perte de temps pour éteindre la flamme et    pour l'allumer et la régler à nouveau,     l'en-          dommagenient    du chalumeau par la     coin-          bustion    des gaz et la chaleur développée ii  l'intérieur     du    chalumeau, les risques pour  l'opérateur, le refroidissement et la contrac  tion     inér-ale    de la pièce d'ouvrage pendant  le temps nécessaire<B>à</B> l'extinction du retour  (le flamme et au nouveau réglage de la  flamme,

   et l'en     dommagemen   <B>L</B> de la pièce       cVouvrage   <B>à.</B> la suite de l'absorption de car  bone (le la flamme par le métal pendant la       coinbustioii    imparfaite des gaz.  



  Or le retour de flamme est provoqué par  le fait (lue la vitesse du mélange des<U>gaz</U>  est inférieure<B>à</B> la vitesse de propagation de  la flamme dans ce mélange. Cette vitesse  de     propa.-alion    de la flamme peut atteindre,       (]ans    certains mélanges,     10()    mètres environ  <B>à</B> la     secoiffle.    Avec une vitesse trop faible un  retour (le flamme peut     ètre    provoqué, par  exemple, par le     surchauffage    (le la chambre  (le     niélan.-e,    qui fait que les gaz mélangés       LI   <B>CI</B>  s'enflamment en ce point, par des points  rugueux ou des obstructions dans les pointes,

        ce qui abaisse la vitesse des gaz au-dessous  de celle de la propagation de la flamme, ou  par le contact trop intime de la flamme avec  le métal à chauffer ou à découper, ce qui re  foule la flamme à l'intérieur du chalumeau.  



  Si la vitesse normale du mélange au  point où les gaz se mêlent, est plus grande  que celle de la vitesse de propagation de la  flamme, la vitesse du mélange porte instan  tanément la flamme à la pointe, môme au  cas où elle attrait passé temporairement<B>à</B>  l'intérieur en partant de la pointe vers le  point de mélange, ou même jusqu'à ce point.  



  En outre, la vitesse de propagation de la  flamme de mélange d'oxygène et d'acétylène  augmente avec la proportion d'oxygène. Une  flamme neutre n'a pas de retour de flamme  aussi prompte qu'une flamme oxydante, et  une flamme suffisamment carbonisante ne  brûle pas du tout contre l'écoulement.  



  Dans toits les chalumeaux actuels,     l'oxy-          gêne    est amené<B>à</B> la chambre de mélange<B>à</B>  une pression égale ou supérieure<B>à</B> celle de  l'acétylène.  



  Dans le type à ,injecteur" et dans le type  à "pression" d'oxygène (c'est-à-dire le type  clans lequel la pression de l'oxygène est su  périeure à celle de l'acétylène), la nature du  mélange au point où les gaz se rencontrent  doit être     ct    est toujours de nature oxydante,  et, de même l'écoulement ou la vitesse d'une  certaine partie des gaz mélangés est. en ce  point, inférieure à la vitesse de propagation  de la flamme. Le surchauffage de la     chant-          bre    de mélange en ce point provoque un re  tour de flamme pour la raison que les gaz  mélangés ne progressent pas<B>à</B> une vitesse  supérieure<B>à</B> la vitesse de propagation du  mélange en ce point.

   Des particules de mé  tal volantes obstruant partiellement la  pointe, ou encore le fait de placer la pointe  <B>à</B> proximité du métal ou en contact avec le  métal, font que la pression plus élevée de  l'oxygène     reioule    l'acétylène, la nature du  mélange<B>à</B> la pointe devient immédiatement  oxydante, et la flamme retourne<B>à</B> l'intérieur  du chalumeau au point où l'acétylène a été    refoulé et où il y a un volume suffisant  d'oygène pour le brûler.  



  De même dans le type à "pression égale",  comme les deux gaz pénètrent clans la     cham-          bre    de mélange<B>à</B> des pressions égales, le  stirchauffage de la pointe, ou d'autres con  ditions précédemment décrites, créent, un  retour de flamme au point (le mélange.  



  Suivant le procédé formant l'objet de la  présente invention, on amène (le l'acétylène  et de l'oxygène à la chambre (le mélange  de telle manière que la pression de l'acé  tylène soit plus élevée que celle de l'o-xygène.  et opère dans des conditions telles que le  mélange des deux gaz sort de ladite cham       bre   <B>à</B> une vitesse plus élevée que la vitesse  de propagation de la flamme clans ce mé  lange. Aux cas où il est important d'obtenir  une flamme neutre, par exemple pour la  soudure, on peut amener les deux gaz en  quantités égales à la chambre de mélange.

    Si on chauffe la, zone de la chambre où les  gaz se mêlent<B>à</B> un degré suffisant pour     en-          flaminer    les gaz mélangés, ce chauffage ne  provoque pas de retour de flamme, vu<B>que</B>  la vitesse du mélange porte la flamme<B>à</B>  l'orifice du brûleur     oit    elle doit brûler nor  malement.

   Si des obstruction--,<B>à</B>     la    sortie     ru-          duisent        la    vitesse- (lu mélange, l'acétylène  bloque plus au moins,     l'oxv.-ène,    en sorte  qu'un mélange     éarbonisant    s'écoule de la  chambre de mélange au brûleur et s'en  flamme, et comme cette flamme     carboni-          sante    ne peut pas faire de retour (le flamme,  l'acétylène seul ou avec une certaine quantité  d'oxygène, suivant l'importance de     l'obstrue-          lion,

      continue<B>à</B> brûler jusqu'à<B>ce</B> que l'obs  truction soit enlevée et que l'oxygène s'écoule  de nouveau en quantité normale.  



       L'exp#rience    a montré qu'il suffit que<B>la</B>  pression de l'acétylène soit légèrement plus  élevée<U>crue</U> celle de     Foxygène   <B>à</B> la     chanibre     Cie mélange; un rapport de     !t   <B>k- 400</B> environ  pour l'acétylène<B>à</B> î<B>kg</B> pour     l'oxyg#ne    donne  par exemple (les résultats satisfaisants pour  certaines grandeurs de brûleurs.

   En tout  cas, il     est    préférable de tenir l'acétylène<B>à</B> une  pression n'excédant pas<B>6,8 kg</B> environ pour      les plus, grandes dimensions de flamme et il  est désirable d'assurer une pression     d'oxy-          gêne    s'approchant de celle de l'acétylène,  niais ne l'égalant naturellement pas, de fa  çon<B>à</B> pouvoir obtenir la vitesse convenable  du mélange, sans que les gaz s'échappent  du brùleur à une vitesse susceptible d'entra  ver la manipulation convenable et intelli  gente de l'appareil.  



  Le dispositif pour la mise en     #uvre    (lu  procédé est caractérisé en ce qu'il comporte  au moins une chambre de mélange, dans la  quelle débouchent au moins une entrée  d'oxygène ayant<B>à</B> peu près la     niême    aire de  section transversale que la chambre et     ati     moins un conduit d'acétylène, le passage  d'admission de l'acétylène ayant une aire de  section transversale approximativement la  moitié de celui pour l'oxygène,  Le dessin annexe représente, à titre  d'exemple, quelques formes d'exécution du  dispositif, constituant un chalumeau à sou  der ou à découper.  



  La fig. 1 est une vue schématique d'un  chalumeau brûlant (le l'oxygène et de     Facé-          lylène,     La fig. 2 est une coupe centrale     longi-          ludinale    (le la tète d'un chalumeau à souder  constituant<B>lit</B> première forme d'exécution  (lu dispositif;  La fig. 3 montre, à plus grande échelle,  une partie de la tête représentée à la fig. 2:  La fig. 4 est une vue en plan de l'extré  mité (le la tète suivant la fig. 3;  La fig. 5 est une coupe centrale longitu  dinale de la tête d'un chalumeau<B>à</B> découper  constituant la deuxième forme d'exécution:  La fig. 6 est une coupe longitudinale de  la pointe d'un chalumeau à découper, com  portant une variante du dispositif suivant la  fig. 5;

    La fig. 7 est une vue de bout de la pointe  de la fig. 6.  



  La fig. 1 montre une pointe 10 fixée à  un manche<B>Il</B> comportant des passages pour  l'oxygène et l'acétylène fournis par des, ré  servoirs 12 et 13.    Chaque réservoir possède sa soupape d'ar  rêt M et son régulateur de pression 15, et  possède aussi deux manomètres 16 et 17,  l'un pour indiquer la pression     du    réservoir et  l'autre pour indiquer la pression de la con  duite derrière le régulateur. A la sortie de  chaque régulateur de pression, se trouve une  soupape 18 pour admettre ou couper l'ar  rivée aux conduites correspondantes 19 et 20.  On a aussi prévu des soupapes<B>à</B> pointeaux  21 et 22 aux raccords entre les conduites et  l'outil.  



  L'appareil ci-dessus mentionné est sim  plement représenté<B>à</B> titre d'appareil typique  avec lequel on peut appliquer la présente  méthode.  



  La fig. 'Il représente, à une échelle plus  grande, une partie d'un chalumeau à sou  der, chalumeau qui est adapté pour l'exécu  tion du présent, procédé. La construction re  présentée comporte, (le même que de nom  breuses constructions actuellement en usage,       une    tète de chalumeau<B>25,</B> une pointe<B>26</B> fixée  (le manière amovible à cette tète par un  raccord ou collier<B>27,</B> et     une    paire de tuyaux  d'amenée de gaz 28 et,<B>29,</B> le premier pour  l'oxygène et le second pour l'acétylène. La  pointe possède une chambre (le mélange 30,  <B>à</B> laquelle sont amenés les<U>gaz</U> séparés. et un  passage (le sortie<B>31</B> par lequel les gaz     nié-          langés    s'échappent.

   La sortie     (lu,,)assa-e        31-          Cst    représentée comme avant le même dia  mètre     que    la chambre (le     mélan.-e   <B>300,</B> bien  qu'entre ces deux points le passage aille  quelque peu en La. tète pos  sède     mi        passal-e    32 débouchant (lu tuyau  (l'oxygène 28. mi passage<B>36</B> faisant, corps  avec la chambre de mélange, et un passage  annulaire<B>Ô3</B> connectant le tuyau d'acétylène  <B>29</B> avec une rainure annulaire M dans l'ex  trémité de la pointe.

   De cette rainure. plu  sieurs passages<B>15</B> conduisent, vers, le bas et  vers l'intérieur,<B>à</B> la chambre (le mélange<B>".0.</B>  Les     fig.    2,<B>3</B> et 4 montrent quatre     passa,-es     (l'acétylène conduisant<B>à</B> la chambre de mé  lange, (lui a même diamètre que le passage  <B>36</B> d'oxygène et, est une simple continuation  <I>de ce</I> passage.      Les régulateurs de pression sont ajustés  en tout temps de façon que lorsque les sou  papes 18, 21 et 22 sont ouvertes, l'acétylène  s'écoulant par les passages M, est à une  pression quelque peu plus élevée que la  pression de l'oxygène s'écoulant par le pas  sage d'amenée d'oxygène 36.  



  La somme totale des aires des divers pas  sages 35 est approximativement égale à la  moitié, de l'aire du passage d'oxygène 36 et  de la clianibre de mélange 30. 'En pratique  on a trouvé que pour la plupart des cons  tructions, il est nécessaire que la somme to  tale des passages d'acétylène soit     légère-     ment moindre que la moitié de l'aire de  section transversale du passage d'oxygène à  la chambre de mélange. Ceci provient en  partie du fait que l'acétylène a un poids  spécifique moindre et aussi du fait 'que  l'acétylène est à une pression quelque peu  plus élevée.

   L'expérience a montré que si  on augmente le nombre des passages 35 et  qu'on diminue leur grandeur<B>de</B> manière  correspondante,<B>il</B> faut prévoir une somme  totale d'aires de section des passages d'acé  tylène légèrement plus grande à cause de  l'augmentation de la résistance ou     frotte-          mem    superficiel qu'éprouve le gaz en tra  versant les passages rétrécis. Il est égale  ment probable qu'une variation de l'angle  suivant lequel les passages d'acétylène cou  pent la chambre de mélange, peut dans une  légère mesure nécessiter des changements  correspoildants dans la grandeur desdits  passages.  



  On peut cmployer un nombre quelcon  que de passages d'acétylène. Avec (les pointes  à souder à flamme relativement petite, il est  désirable de prévoir un ou tout au plus  deux orifices d'acétylène, mais avec de  grarides pointes, on a obtenu des résultats  très satisfaisants avec huit passages d'acé  tylène débouchant dans la cliambre de mé  lange.  



  Les fig. 2 'a 4 inclusivement représentent  un exemple d'une pointe donnant (les ré  sultats satisfaisants, qui brûle des quanti  tés égales d'oxygène et d'acétylène, qui    donne une flamme neutre, et ne produit  pas de retour de flamme dans les condi  tions les plus diverses. Dans cette pointe,  la sortic de la pointe, la chambre de     nié-          lange    et, l'admission d'oxygène ont une aire  de 5,7 mnl2 et chacun des passages     d'acé-          tylène    au nombre de quatre a une aire<B>de</B>  0,7 nim2. En conséquence, la somme totale  (les aires (le section transversale des pas  sages d'acétylène est, (le 2,8 MM2 ce qui re  présente approximativement la moitié de  Faire de l'entrée de l'oxygène et de la cham  bre de mélange.

   Pour donner des résultats  très satisfaisants, on a fait marcher     une     pointe de ce genre avec une pression d'acé  tylène<B>2,27 kg</B> et une pression d'oxygène  Cie 1,82 kg.  



  Une autre pointe donnant des résultats  satisfaisants comporte une entrée d'oxygène  et une, chambre de niélange avec une aire  de section fransversale de 3,62 mm2 et six  passages d'acétylène comportant cliacun une  aire de section transversale de 0.31 mm2 ou  une aire totale de L86 mm2, ce qui repré  sente<B>à</B> peu près la moitié de l'aire de la  chambre de mélange.

   Cette pointe peut avoir  une aire de 3.7 mm2 à la sortie et peut  donner une flamme neutre à la pression  d'zlcétylèiie (le 4,54 kg et à la pression     d'oxy-          --èiie    (le<B>4,09</B>     k,     <B>Il</B> est possible de changer légèrement les  aires de ces conduits et chambres     de        mf,-          lange    sans s'écarter du principe de la pré  sente invention, mais en aucun cas il ne  faut, lorsque l'acétylène passe par des     cori-          duits    latéraux et l'oxygène Par un conduit  central,

       que    la chambre de mélange et l'en  trée     d'oxy        -1--éne    soient rétrécies au point que  pour produire une flamme neutre, il faille  une pression d'oxygène plus élevée que     ce-Ale     de     Facétylène.     



  Si l'aire (le la chambre (le     riiélaii1--e    était       -Ir,-i,anclie    de<B>25 '/'0</B>     ati-cles5:tis        du    double de  celles des passages d'acétylène, le chalu  meau serait le siège de retours de flamme  par suite du manque de vitesse des     gaz        mê-          Jangés    en ce point..      La fig. 5 montre la tète d'un chalumeau  à découper clans lequel la pointe 40 possède  un passage d'oxygène central 41 et une série  annulaires de passages 42 pour les gaz mé  langés. Dans cet exemple, la chambre de  mélange 43 est établie dans la tête plutôt que  clans la pointe.

   La construction de cette  chambre ne diffère pas en principe de celle  ci-dessus décrite, et ne s'en écarte que con  formément à la pratique usuelle pour     l'éta-          blisenient    du chalumeau à découper. On  obtient la production d'une flamme neutre,  l'économie d'oxygène et la suppression des  retours de flamme, en proportionnant les  passages pour l'arrivée de l'oxygène et de  Facétylène dans cette chambre et les pres  sions de ces gaz ainsi que décrit ci-dessus.  



  Les fig. 6 et 7 montrent une pointe 45  pour un chalumeau<B>à</B> découper dans lequel  on a prévu un passage d'oxygène central  A6, une série annulaire de passages 47, pour  les gaz mélangés, et une série de chambres  de mélange 48, une à l'extrémité supérieure  de chaque passage pour le mélange. Dans  cet exemple, les divers passages d'oxygène  49 sont en ligne avec les passages de mé  lange et ont même dimension que ces pas  sages, et un seul conduit d'acétylène mène  à chaque chambre de mélange. L'aire de  section transversale de ce conduit est légère  ment inférieure à la moitié de celle du pas  sage d'oxygène.

   Cette pointe est adaptée pour  être utilisée avec une tête établie de façon que  des courants d'oxygène séparément réglables  et proportionnés comme d'usage passent au  passage central 46 et aux passages, annu  laires 49, et que l'acétylène passe aux divers  conduits inclinés 50.  



  <B>Il</B> n'est pas essentiel que le passage<B>à</B>  travers la pointe ait une aire uniforme, et  ce passage peut sur la plus grande partie de  sa longueur être légèrement plus large qu'à  la chambre de mélange.  



  Le diamètre de l'orifice de sortie de la  pointe peut être quelque peu plus grand que  celui de la chambre de mélange, mais ne  doit pas être beaucoup plus faible que celui  de la chambre de mélange même si les con-    duits dans la chambre de mélange sont dis  poses de la manière ci-dessus décrite, sans  quoi le chalumeau sera, dans certaines con  ditions, le siège de retours de flamme, du  fait que la sortie empêche la vitesse du mé  lange dans la chambre de mélange, d'être  supérieure<B>à</B> la vitesse de propagation de la  flamine.  



  Bien qu'on ait particulièrement décrit la  disposition d'après laquelle l'acétylène pénè  tre par des conduits latéraux et l'oxygène  par un conduit central, il est possible d'ob  tenir les mêmes résultats en renversant  cette disposition, c'est-à-dire en faisant pas  ser l'acétylène par un conduit central et  l'oxygène par des orifices latéraux, sous con  dition que l'acétylène se trouve au point<B>de</B>       inélant-De    des gaz,<B>à</B> une pression plus élevée  que celle de l'oxygène, avec une flamme  neutre     brùlaiit   <B>à</B> la pointe.

Claims (1)

  1. REVENDICATlONS: <B>1</B> Procédé pour brûler un mélange d'oxy- gêne et d'acétylène en évitant des retours de flamme, caractérisé en ce qu'on amène l'oxygène et l'acétylène<B>à</B> une chambre de mélange de telle manière que la près- sion de l'acétylène soit plus élevée que celle de l'oxygène et que l'on opère dans des conditions telles que le mélange des deux gaz sort de ladite chambre de iné- lange <B>à</B> une vitesse plus élevée que celle de la propagation (le la flamine dans ce mélange.
    <B>Il</B> Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication<B>1,</B> carac térisé par au moins une chambre de mélange, dans laquelle débouchent au moins une entrée d'oxygène ayant<B>à</B> peu près la même aire transversale que la chambre et au moins un conduit d'acé tylène, le passage d'admission de l'acé tylène ayant une aire de section transver sale approxi n iati veinent la moitié de celui pour l'oxygène. SOUS-REVENDICATIONS: <B>1</B> Procédé suivant la revendication<B>1,</B> carac térisé par le fait que l'oxygène et l'acé- tylène sont amenés en quantités égales à la chambre de mélange, dans, le but d'ob tenir une flamme neutre.
    2 Dispositif suivant la revendication IL ca ractérisé par plusieurs admissions de l'acétylène débouchant dans la cham bre de mélange, l'aire totale de la sec tion transversale de ces admissions étant approximativement la moitié (le celle<B>de</B> l'entrée d'o-xygène. 3 Dispositif suivant, la revendication II, ca ractérisé par une série annulaire de chambres de mélange dont chacune est munie d'une entrée d'acétylène et d'une entrée pour l'oxygène et caractérisé par le fait que chaque chambre forme un passage en ligne avec celui pour l'oxy gène.
    At Dispositif suivant la revendication<B>11,</B> ca ractérisé, en ce qu'il constitue un chalu meau dont la pointe est munie dans soin passage d'un élément tubulaire servant (le chambre de mélange, cet élément coni- portant un passa,-le pour le mélange (les gaz<B>de</B> même aire de section transversale que l'extrémité de sortie du passage (le la pointe.
CH90182D 1918-04-10 1919-03-27 Procédé pour brûler un mélange d'oxygène et d'acétylène en évitant tout retour de flamme, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. CH90182A (fr)

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