Brenner zum auto-enen Schneiden von Metallen. <B>. e5</B> Die bisher bekannt aewordenen Brenner mit konzentrischem Sauerstoff-Schneidstralil und ringförmiger Vorheizflamme haben eine innere, in die Sanerstaffzuleitung des Bren- nerkopfes eingesühraubte Schneid-düse und einen äusseren mit letzterer zusammen die Vorheizdüse bilden-den Düsenring,
der ge trennt von der Schneiddüse in den Brenner- kopf eingesc1raubt ist.
Besondere Schwierigkeit bereitet hierbei .die Abdichtung der Verbindung zwischen den Gaszuleitungen und den Düsenbohrungen. mir wenn diese Abdichtung erzielt ist, kann man überhaupt einen derartigen Brenner praktiseli verwenden.
In der Praxis gehört meistens eine urössere Anzahl von Düsen zu einem Brennerkopf. Zur Abdichtung der Ver- bintdung zwischen den Düsen und den Gas zuleitungen des Brennerkopfes kann man Dichtringe aus Vulkanfiber, Pappe, Leder, Gummi und dergleichen nicht verwenden, weil mit der Erhitzung,dieser Stoffe zu recli- nen ist.
Das Einsehleifen der verschiedenen einzelnen Düsen im Innern des Brennerkopfes bat sieh als nicht durchführbar erwiesen, weil dasgenaue Einpassen von versühiedenen mit Gewinde versehenen Teilen ausserordent lich schwierig ist.
Eine gute Abdichtung,der Anschlussstelle der Zuleitungen für die Düsenbohrungen wird beim vorliegenden Brenner dadurch er reicht, dass die eine zentrische Bohrung für den Sauerstoff und eine oder mehrere Bohrun gen für das Vorheizgas enthaltende, aus wechselbare Schneiddüse am Boden einer zentrischen Vertiefung des Brennerkopfes, in welche beide Gaszuleitungen ausmünden-. anliegt, und eine mit ihr zusammen die Vor- heizdüse bildende Kappe trägt.
Auf der anliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausfüli- rungsbeispielen veranschaulicht: Fig. <B>1</B> ist eine Gesamt-seitenansiellt eines Selineidbrenners; Fig. 2 ist ein in grösserem Massstabe ge zeichneter Längssehnitt des Brennerkopfes naell der einen Ausführungsform;
Fig. <B>3</B> ist ein ebensolcher Längsschnitt .durch -einen Brennerkopf einer- andern. Ans- führuingsform; Fig, 4 bis<B>6</B> zeigen<B>je</B> eine andere Aus führungsform in einem Schnitt durch den un tern Teil des Brennerkopfes.
Vom Brennergriff a (Fig. <B>1)</B> führen zwei Rohre<B>b</B> und c als Sauerstoff- und Heizgas leitung zum Brennerkopf <B>d</B> mit Selineid.düse e und Düsenkappe li, die mit der Schneid- düse e zusammen die ringförmige Vorheiz- düse bildet. Der zentrische Kanal<B>i</B> fles Bren- nerkopfes <B>d</B> führt den Sauerstoff, der Kanal g das Vorheizgas zu.
Beide Zuleitungen mün den am Boden der zentrischen Vertiefuno- des Brennerkopfes. In der Düse e, welche in der zentrischen Vertiefung des Brennerkopfes eingewindet ist, sind ebenfalls getrennte Boh rungen vorgesehen, #die mittlere i für den Sauerstoff, die sie umgebenden Bohrungen<B>k</B> für das Vorheizgas. Auf der Stirnfläche des untern abgesetzten Endes der Düse e befin det sieh ein mittlerer Zapfen<B>1</B> mit einer die Verlängerung des zentrischen Sauerstoff kanals i bildenden Bohrung.
Der abgesetzte Endteil der Düse e ist mit einem Aussen- 0- <B>W</B> ."e inde. versehen, auf Ü--as die mit einer mitt leren Bahrung über den Zapfen<B>1</B> gestülpte Kappe lt geschraubt ist.
Diese von der Schneid-düse getragene Kappe hat, die Auf- be, das Vorheizgas in einem den Zapfen<B>1</B> umgebenden Raum in, zu sammeln -und in den Ringspalt zwischen dem Zapfen<B>1</B> und der Wandung der Kappenbohrung, deren Durch- niesser etwas grösser ist als der des Zapfens <B>1,</B> überzuleiten.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass eine Zentrierung der Düse e und Kappe<B>h</B> in bes serer Weise gar nicht erfolgen kann. Für eine genaue Herstellung kommt nur in Frage, dass ,der Zapfen<B>1</B> mit dem Ansehlussgewinde der Düse e und die mittlere Bohrun- der Kappe 23 h.
mit dem Ansühlussgewinde der Kappe lau fend in einer Achse liegen, während bei bis her bekannten Brennern zwei Düsengewinde iind zwei Einsehraubgewinde im Kopf, so wie der Düsenzapfen und die Bohrung gleich- aehsig zueinander angefertigt werden mussten.
Da die Düse e und die Kappe h nicht von einander gelöst, sondern gewöhnlich als Gan- %es ausgewechselt werden, so findet keine Abnützung der Gewinde und Flächen statt, die die Zentrierung besorgen. Man hat also .dauernd gleichmässig arbeitende Düsen und spart sehr viel Zeit beim Auswechseln der Düsen für verschiedene Blechstärken.
Zur gegenseitigen Dichtung & r Mündun gen der Kanäle J und<B>g</B> im Innern des Bren- nerkopfes d besitzen der letztere innen am Grunde der zentristhen, die Düse e auflieli- inenden Vertiefung eine plangedrehte Fläche <B>d'</B> und die Düse e auf der innern Endfläche zwei zueinander konzentrische, in einer Ebene liegende Spitzringe. Der innere Ring it dich tet den Sauerstoff ab, der äussere Ring o das Vorheizgas, und zwar nach aussen.
Um die Spitzringe der angesehraubten Düse e gegen Beschädigung tunlichst zu schützen, ist an der Düse ein Schutzrad<B>p</B> ausserhalb des äu- Bern Ringes o vorgesehen.
Bei der in Fi-. <B>3</B> dargestellten AusfÜh- rungsform ist mir ein Spitzring <B>n</B> zum <B>Ab-</B> dichten der Sauerstoffleitunc nach aussen vorgesehen, während das unter Niederdruck stehende Vorheiz-as durch eine Asbestpak- kiing <B>q</B> und eine Paekungsmutter r abge- ,dichtet ist.
Die Packung q wird durch die Mutter r gegen den Brennerkopf <B>d</B> und gegen das Einseliraubgeu#,iiide der Düse e gepresst, welche die Vorheizdüsenkappe 16 in vorbe- sahriebener Weise trägt.
Bei Verwendung von Nisehgas als Vor- heizgas wird es bisher als Übelstan-d emp funden, dass die Vorheizflainme bei stärkerer Erwärmun- des Brenners nach län-erein Be- frieb bei Funkensprühen oder wenn vor dem Brenner zum Beispiel infolge Überdruck des Schileidsauerstoffes ein Widerstand auftritt,
in den Brenner bis zür Mischungsstelle züi- rüekschlägt und die Innenteile zerstört.
Dieser Übelstand lässt sieh durch geeig nete Ausbildung des Sammelraumes und des Austrittsringspaltes zwischen dein Düsen- .stutzen <B>(</B> und der Mundstückkappe li beseiti gen. Die Filg. 4 zeigt ein Ausführungsbei spiel eines solchen Brenners.
Die Düsenkappe li, ist mit einer lange#i, nach unten allmählich enger werden-den Bohrung versehen, so dass im Vorderteil ein ringscheibenföriniger 21 Miseligassanimelraum m' und ein fast auf die ganze Li#nge des nach unten etwas stärker als die Bohrung der Kappe h konisch ver jüngten Zapfens<B>1</B> sich erstreckender Aus- i,ritt.s-Ringkana,
1 <I>W</I> für das Nischgas vorlian- den ist. Der Durchgangsquerschnitt elesselben ist auf der ganzen Länge etwa gleich, nach oben eher etwas kleiner, zwecks Erzielung einer nach dem Innern des Brenners zuneh menden Strömungsgeschwindigkeit des Misch-* gases.
Bei den bekannten Breiinern, die diese ,Nusbildung nicht- haben, brennt die Misch- o'asflamme so. lange ruhig vor dem Ring kanal, als infolge der Ausströmungsgeschwin- di--keit und der Temperatur des ausströmen den Mischgases #die Brennzone einen nach aussen erweiterten Kegelring bildet.
Wenn jedoch infolge unsicherer Führung des Bren- iiers, durch geschmolzenes Metall oder durch Überdruck des Sellneidsaaerstoffes vor dem Brenner ein Widerstand auftritt" oder wenn einei siarke Erwärmung der die Düsen bil- (lenden Teile infolge Rüekstra.hlung, insbe- , dere beim Durchschlagen von Löchern, son eintritt,
so läuft #die Brenlizone in den Ring kanal zurüA. Ein Rückschlag kann auch durch sprühende Funken erfolgen, xlie in den Ringhanal geraten.
Man sagt,dann, die Zünd- gesellwindigkeit überwiegt-,die Austritts- oder Strömungsgescliwindigkeit. Wenn die Strö- inungsgeschwindigkeit nach rückwärts<B>ab-</B> nimmt, so läuft die Flamme bis zur Mi- schungssielle Ader Gase zurück -und kann nur durch Abstellen der Ventile zum Erlöschen (rp ,' bracht werden.
Auf Grund dieser Erkennt nis sind beim Brenner nach Fi <B>g.</B> 4 der Ring kanal h' und der anschliessende Sanimelraum. <I>in'</I> so ausgestaItet, dass die Strömungsoe- schwiudigkeit hier genüggend gross ist,
um den Rücklauf der Flamme in die weiteren Zuführungskanäle k der Düse e und die in die Bodenfläche der die letztere aufnehmen den Vertiefung des Brennerkopfes al-ismiin- denden Gaszuführungsleitungen zu verhüten.
Das vordere, bezw. untere Ende des Bren- nerg wird sehr heiss, aber weiter rückwärts wird die Temperatur durch das na-chströ- mende Gas niedergehalten. Man -wird nun zweckmässigerweise die- hohe Strömungs,#.,e- schwindigkeit schon dort beginnen lassen, wo keine für die Rüakzündung günstige Erwär mung eintritt.
Bei grosser Strömungsgesc'hmilt- digkeit <B>und</B> bei Brennern für geringe Ma terialstärken kann der Kanal h' kürzer sein als bei Brennern für dickeres 1/1#aterial und für Innenarbeiten, welche letztgenannten Brenner nur einen geringen Mischgasdruck und Üalier geringe Strömuno,#sgeschwindigkeit ,besitzen und starker Erwärmung -ausgesetzt sind.
Bei den in Fig. <B>5</B> und<B>6</B> gezeigten Aus- fülirungsbeispielen ist die Sauerstoff- oder Schnelddüse aus zwei Teilen gefertigt, näm lich aus dem die Düsenkappe tragenden Teil e, der die Leitungen<B>f</B> (für Sauerstoff) und<B>g</B> (für Ileiz- oder Brenngas) ain Boden der Brennerkopfvertiefung mit Spitzringen n und o abdichtet, und dem Auslassstutzen <B>I'</B> bezw. 12.
Letzterer kann durch Einschrauben oder in sonst geeigneter Weise in den Teil e gasdicht eingesetzt sein, so dass er im Bedarfs falle leicht ausgewechselt- werden kann. In dieser Auswechselba.rkeit des Stutzens l# bezw. 12 bestellt ein grosser Vorzug g,#egenüber den Sauerstoffdüsen mit festen Stutzen (Fig. 2,<B>3</B> und 4).
Die einmal b(A der Neuherstellung o-cler Ausbesserung vorgenommene Zentrierung der Teile e und<B>I'</B> bezw. <B>Z'</B> zwil Zwecke der Schaf fung einer an± dem ganzen Umfang genau.
gleichweiten Riligöffnung zwischen dem Teil e und der Kappe<B>A,</B> bleibt während des Ge brauches des Brenners erhalten, da zum Schneiden verschiedener Materialstärken im- iner nur dasaus,den Teilen e, l# bezw. r und h bestehende, Mundstück als Ganzes ai-is#,e- wechselt wird.
Die dem Funkensprühen und der rückwir- ken-den Vorheizflamme ausgesetzten Brenner- mundstücke, werden -dureliwegs aus Kupfer hergestellt-.
Die Dreiteiligkeitdes Mundstüh- kes gemäss den Fig. <B>5</B> und<B>6</B> bietet nun gegen über der Zweiteiligkeit nach Fig. 2,<B>3</B> und 4 den Fortschritt, dass der Teil e, der der Ein- wirk-ung der Flamme weniger ausgesetzt ist, aus einem billigeren, härteren und leichter zu bearbeitenden Metall, z. B. Messing herge# stellt werden kann.
Die grössere Härte be deutet eine grössere Haltbarkeit gegen die me- chanisehe Beanspruchung durch den Sehrau- benschlüssel beim Auswechseln der Mund- stücke.
Zwischen den Ausführungsformen nach Fig. <B>5</B> und<B>6</B> bestehen hauptsächlich Unter schiede wirtschaftlicher Art.
Im ersten Falle nach Fig. <B>5</B> ist ein klei- :nerer Auslassstutzen <B>l'</B> erforderlich, aber eine Mehrarbeit beim Bohren des längeren Sehraubteils e. Im zweiten. Falle nach Fig. <B>6</B> i.-;t dies umgekehrt (grösserer Stutzen 12, kür zerer Schraubteil e).
Es ist zweckmässig, bei den Ausführungs formen nach Fig. 2 und<B>5</B> und<B>6</B> den innern Ring n etwas über den äussern Ring o vor stehen zu lassen, so dass er bei festgezogenem Düsenteil e ein wenin- tiefer in die Baden- fläche der zentralen Vertiefung des Brenner- kopfes eindringt. als der Ring o, um für den unter höherem Druck als das Mischgas ste henden Sauerstoff stär'Jlzer abzudiehten als letzteres.
Statt die SpitzdieAtringe am Düsenteil e anzuordnen, könnten sie mich am Boden der Brennerkopfvertiefung angebracht und das innere Ende des Düsenteils plan-edreht sein.
Die beschriebenen und,darges tellten Bren ner ermöglichen eine wesentlich einfachere Berlienung- gegenüber bekannten Brennern mit zwei auswechselbaren Düsen. Ferner kann keine Verwechslung der Düsen eintreten, wie bei zwei voneinander getrennten Düsen, die bei verkehrtem Gebrauch unter Umständen ein Anstauen des Vorheiz-ases und bei Misch- #D ").as das Zurücktreten des Sauerstoffes in die Brenngasleitun.g zur Folge haben kann.
Der t-, Hauptvorzug besteht jedoch darin, dass die Zentrierung der Düsen leicht züi erreichen und keiner Veränderung unterworfen ist.
Es ist leicht ersichtlich, dass eine gleich zeitige AbdieUtung mehrerer Kanäle in der beschriebenen Art in vollkommener Weise erreicht werden kann. Eine zuverlässige Dich- tun- zwischen Brennerkopf und Mundstück el ist bekanntlich unbedingtes Erfordernis für das richtige und Zgefahrlose Arbeiten des Brenners.
Torch for the automatic cutting of metals. <b>. e5 </B> The previously known burners with concentric oxygen cutting line and ring-shaped preheating flame have an inner cutting nozzle screwed into the Sanerstaff feed line of the burner head and an outer cutting nozzle together with the latter forming the preheating nozzle - the nozzle ring,
which is screwed into the torch head separately from the cutting nozzle.
The sealing of the connection between the gas supply lines and the nozzle bores is a particular problem here. When this seal is achieved, such a burner can be used practically at all.
In practice, a larger number of nozzles usually belong to a burner head. Sealing rings made of vulcanized fiber, cardboard, leather, rubber and the like cannot be used to seal the connection between the nozzles and the gas feed lines of the burner head, because these substances can be used when heated.
The grinding of the various individual nozzles inside the burner head has not proven to be feasible because the exact fitting of various threaded parts is extremely difficult.
A good seal, the connection point of the supply lines for the nozzle bores in the present burner, it is sufficient that the one central bore for the oxygen and one or more bores for the preheating gas containing, replaceable cutting nozzle at the bottom of a central recess of the burner head, in which open out both gas lines. and carries a cap that forms the preheating nozzle together with it.
The subject matter of the invention is illustrated in several exemplary embodiments in the attached drawing: FIG. 1 is an overall side view of a selineid burner; Fig. 2 is a ge on a larger scale drawn longitudinal section of the burner head naell the one embodiment;
Fig. 3 is a longitudinal section of the same kind through one burner head of another. Citation form; 4 to 6 each show a different embodiment in a section through the lower part of the burner head.
From the burner handle a (Fig. 1) </B> two pipes <B> b </B> and c lead as oxygen and heating gas lines to the burner head <B> d </B> with selineid nozzle e and Nozzle cap left, which together with cutting nozzle e forms the ring-shaped preheating nozzle. The central channel <B> i </B> of the burner head <B> d </B> supplies the oxygen, the channel g supplies the preheating gas.
Both supply lines open at the bottom of the central recess of the burner head. In the nozzle e, which is threaded into the central recess of the burner head, separate bores are also provided, # the middle i for the oxygen, the bores surrounding it <B> k </B> for the preheating gas. On the end face of the lower end of the nozzle e there is a central pin 1 with a bore which forms the extension of the central oxygen channel i.
The offset end part of the nozzle e is provided with an outer 0- <B> W </B>. "E inde., On Ü - as the one with a middle bead over the pin <B> 1 </B> The inverted cap is screwed on.
This cap, carried by the cutting nozzle, has the task of collecting the preheating gas in a space surrounding the pin 1 and into the annular gap between the pin 1 > and the wall of the cap bore, the diameter of which is slightly larger than that of the pin <B> 1, </B>.
It is readily apparent that the nozzle e and cap <B> h </B> cannot be centered in a better way. For a precise production it is only possible that the pin <B> 1 </B> with the connection thread of the nozzle e and the middle bore and the cap 23 h.
lie running in one axis with the connection thread of the cap, while in the previously known torches two nozzle threads and two single screw threads in the head, like the nozzle pin and the bore, had to be made in the same axis.
Since the nozzle e and the cap h are not detached from one another, but are usually replaced as a whole, there is no wear on the threads and surfaces that take care of the centering. So you have nozzles that work constantly and saves a lot of time when changing the nozzles for different sheet thicknesses.
For the mutual sealing of the openings of the channels J and <B> g </B> inside the burner head d, the latter have a faced surface <B> d 'on the inside at the bottom of the centric indentation on the nozzle e </B> and the nozzle e on the inner end face two concentric pointed rings lying in one plane. The inner ring seals off the oxygen, the outer ring seals off the preheating gas to the outside.
A protective wheel <B> p </B> outside the outer ring o is provided on the nozzle to protect the pointed rings of the screwed-on nozzle e from damage.
With the in Fi-. <B> 3 </B> embodiment shown, a pointed ring <B> n </B> is provided for <B> sealing </B> the oxygen line to the outside, while the preheating is under low pressure through an asbestos packing <B> q </B> and a packing nut r, is sealed.
The packing q is pressed by the nut r against the burner head and against the element of the nozzle e, which carries the preheating nozzle cap 16 in a pushed-past manner.
When using Nisehgas as a preheating gas, it has so far been felt to be a problem that the preheating surface when the burner is heated up after a long period of operation with spark spraying or when a resistance occurs in front of the burner, for example due to overpressure of the shielding oxygen ,
Strikes back into the burner as far as the mixing point and destroys the internal parts.
This inconvenience can be eliminated by a suitable design of the collecting space and the outlet ring gap between your nozzle .stutzen and the mouthpiece cap. Figure 4 shows an exemplary embodiment of such a burner.
The nozzle cap left is provided with a long bore that gradually narrows downwards, so that in the front part an annular disk-shaped 21 Miseligassanimelraum m 'and almost the entire length of the downwards somewhat stronger than the bore of the cap h conically tapered pin <B> 1 </B> extending out i, ritt.s-ring canal,
1 <I> W </I> for the niche gas is available. The passage cross-section of the same is approximately the same over the entire length, tending to be somewhat smaller towards the top, in order to achieve a flow velocity of the mixed gas that increases towards the interior of the burner.
In the case of the well-known mashers that do not have this nut formation, the mixed o'a flame burns like this. For a long time, quiet in front of the ring canal, when due to the outflow velocity and the temperature of the outflowing mixed gas # the combustion zone forms an outwardly widened conical ring.
If, however, there is resistance in front of the burner as a result of unsafe guidance of the burner, molten metal or excess pressure from the oxygen from the burner, or if the parts forming the nozzles are heated up as a result of back radiation, especially when penetrating through Holes wherever,
so #the Brenlizone runs back into the ring canal. A kickback can also be caused by spraying sparks, xlie getting into the ring canal.
One then says that the ignition velocity predominates, the exit or flow velocity. If the flow speed decreases backwards <B>- </B>, the flame runs back to the mixed vein of gases - and can only be extinguished by turning off the valves (rp, '.
On the basis of this knowledge, the ring channel h 'and the adjoining sanitary chamber are in the burner according to FIG. 4. <I> in '</I> designed in such a way that the flow humidity is sufficiently high here
in order to prevent the return of the flame into the further supply channels k of the nozzle e and the gas supply lines which connect the recess of the burner head to the bottom surface of the latter.
The front, respectively. The lower end of the burner becomes very hot, but further back the temperature is kept down by the gas flowing in. The high flow rate will now expediently be allowed to begin where there is no heating that is favorable for back ignition.
In the case of a high flow rate in burners for small material thicknesses, the channel h 'can be shorter than in burners for thicker material and for internal work, which last-mentioned burners only have a low mixed gas pressure and All of them have low currents and speeds and are exposed to strong warming.
In the exemplary embodiments shown in FIGS. 5 and 6, the oxygen or high-speed nozzle is made of two parts, namely the part e carrying the nozzle cap and the lines <B> f </B> (for oxygen) and <B> g </B> (for Ileiz or fuel gas) a in the bottom of the burner head recess with pointed rings n and o, and the outlet connection <B> I '</ B > resp. 12.
The latter can be inserted into part e in a gastight manner by screwing it in or in some other suitable manner, so that it can easily be replaced if necessary. In this exchangeability of the nozzle l # resp. 12 orders a great advantage g, # e over the oxygen nozzles with fixed connections (Fig. 2, <B> 3 </B> and 4).
The centering of parts e and <B> I '</B> or <B> Z' </B> for the purpose of creating one on ± the entire circumference, once carried out during the re-manufacture or repair.
Rilig opening of the same width between the part e and the cap <B> A, </B> is retained during the use of the burner, since for cutting different material thicknesses only the parts e, l # or. r and h existing, mouthpiece as a whole ai-is #, e- is changed.
The burner mouthpieces exposed to the spray of sparks and the retroactive preheating flame are made - mainly of copper -.
The three-part design of the mouthpiece according to FIGS. 5 and 6 now offers progress compared to the two-part design according to FIGS. 2, 3 and 4, that the part e, which is less exposed to the action of the flame, is made of a cheaper, harder and easier-to-work metal, e.g. B. brass can be produced.
The greater hardness means greater durability against the mechanical stress caused by the visual wrench when changing the mouthpieces.
There are mainly differences of an economic nature between the embodiments according to FIGS. 5 and 6.
In the first case according to FIG. 5, a smaller outlet connection is required, but more work is required when drilling the longer visual part e. In the second. Case according to Fig. 6 -; this is the other way around (larger nozzle 12, shorter screw part e).
It is useful in the execution forms according to Fig. 2 and <B> 5 </B> and <B> 6 </B> to let the inner ring n slightly over the outer ring o before so that it is tightened The nozzle part e penetrates a little deeper into the bathing surface of the central depression of the burner head. than the ring o, in order to withdraw more than the latter for the oxygen which is under higher pressure than the mixed gas.
Instead of arranging the pointed atring on the nozzle part e, they could be attached to the bottom of the burner head recess and the inner end of the nozzle part could be turned flat.
The burners described and shown allow a much simpler Berlienung compared to known burners with two interchangeable nozzles. Furthermore, the nozzles cannot be confused, as is the case with two separate nozzles, which, if used the wrong way, can cause the preheating nozzle to build up and, if mixed, the oxygen can recede into the fuel gas line .
The main advantage, however, is that the centering of the nozzles is easy to achieve and not subject to change.
It is easy to see that a simultaneous sealing of several channels in the manner described can be achieved perfectly. A reliable seal between the burner head and the mouthpiece is known to be an absolute requirement for the correct and safe operation of the burner.