DD294330A5 - Schneidkopf mit sauerstoffzufuehrung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schneidbrennerkopf mit einer axialen Sauerstoffschneidzufuehrung und einer Mehrzahl von koaxial angeordneten Zufuehrungen fuer eine mit Sauerstoff verbrennbare Mischung, welche stromaufwaerts an eine ringfoermige Verteilungskammer fuer die verbrennbare Mischung angeschlossen sind. Um die Herstellung eines solchen Schneidkopfes zu erleichtern und seine Funktion zu verbessern werden Mittel angestrebt, um den Schneidkopf kleiner zu machen und eine bessere Waermeableitung vorzusehen. Hierfuer ist erfindungsgemaesz vorgesehen, dasz der Schneidkopf einen zentralen Teil mit einer axialen Sauerstoffschneidzufuehrung und eine Huelse aufweist, wobei der zentrale Teil aeuszere Laengsrippen aufweist, wobei die Huellflaeche der Rippen etwas groeszere Abmessungen hat als der innere Hohlraum der Huelse, so dasz das innere Teil und die Huelse unter Preszpassung miteinander in Verbindung stehen.{Schneidbrennerduese; Duese mit zentraler Bohrung und ringfoermig angeordneten Kanaelen; Duese mit Preszpassung}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schneidkopf für Schneidbrenner.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Nach einer bekannten technischen Lösung weist ein Schneidkopf eine axiale Sauerstoffzuführung zum Schneiden und eine Mehrzahl von koaxialen Zuführungen einer mit Sauerstoff verbrennbaren Mischung auf, welche stromaufwärts mit einer ringförmigen Verteilungskammor der brennbaren Mischung verbunden sind.

Im allgemeinen wird ein Schneidkopf dieser Art hergestellt mit Hilfe eines zentralen Schneidteiles oder einer Düse, welcher eine axiale Sauerstoffzuführung zum Schneiden hat, und einer Mehrzahl von Längsrippen auf zumindest einem Teil seines Längsabschnittes, wobei dieses Teil typischorweise mit Hilfe einer Schraube in einer externen Hülse montiert ist, die zusammen mit den Rippen die Mehrzahl von Zuführungen für die mit Sauerstoff verbrennbare Mischung festlegt. Diese bekannten Schneidköpfe haben eine gewisse Anzahl von Nachteilen, z. B.:

Unter Berücksichtigung der Größe der Schneidköpfe (etwa 50 bis 60mm axialer Länge), ist die Herstellung einer Schneidzuführung insofern heikel, als diese Schneidzuführung einen konvergierenden Abschnitt hat, welchem ein Kragen und ein divergierender Abschnitt folgt, und da das maschinelle Herstellen eines konvergierenden Abschnittes, eines Schallkragens und eines divergierenden Abschnittes ein entscheidendes Element bildet, um gute Leistungen zu erhalten.

Die bekannten Vorrichtungen sind derart, daß das stromaufwärtige Ende des Teiles, welches den Schneidkopf einschließt, das Hülsenende umgibt bzw. abdeckt, so daß, um zu ermöglichen, daß die mit Sauerstoff verbrennbare Mischung in die Zwischenverteilungskammer eintritt, es notwendig ist, Verbindungsbohrungen durch diese Abdeckung vorzusehen. Die Abdichtung von Teilen, welche den Brennerkopf bilden, einerseits, und zwischen dem Kopf und dem Brennerkörper andererseits, ist schwierig aufrechtzuerhalten, da der Dichtungsgrad wegen der Existenz eines ringförmigen Verteilungskanals in der stromaufwärtigen Endfläche des inneren Teiles reduziert ist.

Wegen der Anwesenheit einer ringförmigen Verteilungskammer der mit Sauerstoff verbrennbaren Mischung zwischen der Schneiddüse und der Hülse ist es wesentlich, daß diese Köpfe demontierbar sind, da dann, wenn man sie nach dem Gebrauch reinigt, kleine Teilchen von Oxiden in das Innere gebracht werden können und den Gasstrom stören. Andererseits fördert diese Gestaltung nicht die Abfuhr der Kalorien, welche während des Schneidvorganges von dem Kopf absorbiert worden sind. Die Kosten dieser Schneidköpfe sind bezüglich des Ausgangsmaterial? und des Bearbeitens im Hinblick auf ihre große Abmessungen und die für die Zufuhr der mit Sauerstoff verbrennbaren Mischung erforderlichen Bohrungen relativ hoch.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Brennerkopf zur Anwendung zu bringen, der einfacher und preisgünstiger herzustellen ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Brennerkopfgestaltung zu schaffen, welche es ermöglicht, die oben dargelegten Probleme zu lösen, wobei die Leistung im Betrieb erhalten bleibt und sogar gesteigert wird und wobei sichergestellt wird, daß das Material eine ausgezeichnete industrielle Zuverlässigkeit hat.

Gemäß der Erfindung erstrecken sich die Rippen der Schneiddüse stromaufwärts zu einer Position in Längsrichtung, welche dem stromaufwärtigen Ende der Schneiddüse naheliegt, wobei die Hülse einen inneren Hohlraum aufweist, welcher sehr wenig kleiner ist als die äußere Hüllfläche für die Rippen, und die Schneiddüse wird mit der Hülse durch Preßpassung fest verbunden, bis die stromaufwärtigen Endflächen der Schneiddüse und der Hülse in derselben Querebene liegen und dabei eine querliegende Dichtfläche für das Ende eines Schneidbrennerkörpers bilden, wodurch die Rippen dazwischen eine ringförmige Querverteilungskammer für die mit Sauerstoff verbrennbare Mischung bilden, die eine Mehrzahl von Längszuführungen der brennbaren Mischung versorgt, welche durch die Rippen zwischen der Schneiddüse und der Hülse begrenzt werden. Wegen dieser Anordnung, die sich aus der Preßpassung mit einer Anlagepositionierung ergibt, ist das Ergebnis ein besseres mechanisches Verhalten des Aufbaues, welches es ermöglicht, die Abmessungen des Schneidkopfes, beispielsweise in axialer Richtung, zu reduzieren und beträchtlich gesteigerte Wärmeabfuhreigenschaften sicherstellt wegen des kontinuierlichen Kontaktes der Rippen mit der Hülse entlang nahezu der gesamten Länge derselben. Tatsache ist:

Die Herstellung der Schneidzufühn ng ist in Anbetracht der Abnahme der axialen Abmessung des Kopfes (zwischen 20 und 30 mm, typischerweise in der Größenordnung von 25 mm statt normalerweise 50 bis 60 mm) einfacher; dies führt zu einem Bearbeiten der Zuführung unter idealen Bedingungen, was gute Leistungen garantiert.

Einen besseren Widerstand gegen Erhitzen erhält man wegen seiner Gestaltung als ein Stück, die sich aus der Preßpassung ergibt.

Die Kosten sind bezüglich der Materialien und der Herstellung geringer. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform haben die Rippen auf einem begrenzten Bereich ihres stromabwärtigen Abschnittes eine radiale Abmessung, welche beträchtlicher ist als auf einem Hauptteil ihres stromabwärtigen Abschnittes, um so gegen eine korrespondierende Schulter der Hülse anzuschlagen. Die Erfindung ist auch auf sogenannte Außenhautschneidköpfe (Gaskanalschneidköpfe) anwendbar, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß die Schneiddüse selbst aus zwei Teilen gebildet ist, welche durch Preßpassung miteinander verbunden sind, insbesondere ein inneres Teil mit einer Sauerstoffschneidzuführung, welches einen stromaufwärtigen Teil mit einem äußeren Anschlag für ein zweites Teil hat, welches als Außenhautdüse (curtain nozzle) bezeichnet wird, welches in einem stromabwärtigen Teil mit einer kloinen Aufweitung bezüglich der Außenwand der Schneiddüse versehen ist, um einen ringförmigen Außenhautkanal zu bilden, welcher über Durchbrechungen bzw. Bohrungen mit der Sauerstoffschneidzuführung in Verbindung steht, wobei die Ai ßenhautdüse die Rippen außerhalb hat und in die Düsenhülse unter Pressung eingepaßt ist.

Ausführungsbeispiele

Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden andererseits aus der folgenden Beschreibung deutlicher werden, welche unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen Beispiele angibt, wobei

Fig. 1: eine Seitenansicht der beiden Komponenten eines Schneidkopfes gemäß der Erfindung vor der Montage ist, Fig. 2: eine Draufsicht gemäß de η Pfeilen 11-11 des Teiles ist, welches die eigentliche Schneiddüse definiert, Fig. 3: eine axiale Schnittansichl. eines Schneidkopfes in montierter Stellung ist, und Fig.4: eine Figur 3 entsprochende Ansicht eines Saueistoff-Gaskanalschneidkopfes ist, welcher aus drei Teilen besteht.

Es wird nun auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen. Ein Schneidkopf 1 besteht hier aus zwei Teilen, nämlich einem inneren Teil, welches eine Schneiddüse 2 odor einen Kern definiert und einer Hülse, welche eine Heizdüse 3 bildet. Die Schneiddüse 2 weist ein ma schinell bearbeitetes Metallteil von in etwa leicht konischer Form mit einem weiten stromaufwärtigen Ende 4 und einem engeren abstromigen Ende 5 auf und hat eine axiale Zuführung 6, welche sich direkt von dem stromaufwärtigen Ende 4 zu dem stromabwärtigen Ende 5 durch das Teil hindurch erstreckt. Von dem stromaufwärtigen

Ende 4 in Richtung auf das stromabwärtige Ende 5 besteht diese Zuführung 6 aus oinem zylindrischen Abschnitt 7 mit einem großen Spüldurchmesser, woi auf ein beträchtlich konvergierender Abschnitt 8, ein länglicher Schallkragen 9 von beträchtlicher Länge und ein leicht divergierender Abschnitt 10 folgt, welcher sich am stromabwärtigen Ende 5 öffnet. An ihrem äußeren Umfang hat die Schneiddüse 2 eins Mehrzahl von radialen Rippen 11, welche durch Längsfräsen der Metallmasse gebildet werden und welche sich zu einer Position, leicht jenseits des Endes 4 der Schneiddüse 2, in einen axial begrenzten und in radialer Richtung zylindrischen Abschnitt von im wesentlichen der Größe 12 erstrecken, welchem ein konischer Hauptabschnitt 13 folgt, dessen radiale Ausdehnung eindeutig kleiner ist.

Die Hülse 3 ist aus einem relativ großen Teil gebildet und weist einen inneren Hohlraum 21 auf, und zwar am stromaufwärtigen Ende, welohes mit dem sehr kleinen Spiel der äußeren zylindrischen Hülse an den Rändern der Rippen 11 übereinstimmen muß, insbesondere einem zylindrischen Hohlraum mit großem Durchmesser bei 23 und einem konischen Hohlraum 27, welcher sich von einer Schulter 24 zum stromabwärtigen Ende 28 erstreckt, wobei die Hülse 3 in axialer Richtung etwas länger ist als die Schneiddüse 2. Wie schon erwähnt, ist der innere Hohlraum 21 der Heizdüse 3 sehr wenig geringer als die äußere zylindrische Umhüllung (Hüllfläche) der Rippen der Schneiddüse 2, so daß die Schneiddüse 2 in der Hülse 3 durch Preßeingriff in festen Sitz gebracht werden kann. Dieser Preßeingriff wird durchgeführt, bis der Abschnitt 12 der Rippen 11 in seiner axialen Position ist, in welcher die Endfläche 4 der Schneiddüse 2 und die Endfläche 25 der Heizdüse 3 exakt in derselben Querebene liegen, was der Anschlagstellung der Rippen 12 gegen die Schulter 24 entspricht. Um eine exakte inhärente Ebenheit zu erhalten, welche notwendig ist, um die Flächen 4 und 25 der Schneid- und der Heizdüse zu erhalten, wird ein zusätzlicher maschineller Bearbeitungsschritt durchgeführt.

Wenn der Schneidkopf auf dem Körper des Brenners 30 befestigt ist, der eine axiale Sauerstoffschneidzufuhr 31 und Zuführungen 32 für die mit Sauerstoff verbrennbare Mischung hat, und zwar mitHilfe einer Schraube 33, welche auf einem äußeren Flansch 34 der Heizdüse 33 aufsitzt, greift die quer verlaufende Endfläche 35 des Hauptkörpers des Brenners 30 dichtend an den Endflächen 4 und 25 der Düse 1 an, um eine Verbindung zwischen der axialen Sauerstoffschneidzuführung 31 des Hauptkörpers des Brenners 30 mit der Sauerstoffschneidzuführung 6 der Schneiddüse 2 zu schaffen, während die verschiedenen Zuführungen 32 für die Mischung sich in eine ringförmige Verteilungskammer 36 öffnen, welche zwischen der Düse 2, der Hülse 3 und dem stromaufwärtigen Ende der Rippen 12 gebildet wird, wobei diese Kammer eine ringförmig angeordnete Mehrzahl von Zuführungen 37 versorgt, welche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rippen 11 gebildet werden und sich in dem stromabwärtigen Ende 5 der Schneiddüse 2 öffnen, und zwar an einer Stelle, die bezüglich des stromabwärtigen Endes 28 der Heizdüse 3 etwas zurückgezogen ist, um ein zweckmäßiges Koppeln der Flamme mit bestimmten Gasen, wie z. B. GPL-Gasen, sicherzustellen.

Bezogen auf Figur 4 besteht die zusammengesetzte Schneiddüse aus zwei Teilen: eines ist ein zentrales axiales Teil 42, dessen äußere Form vom stromaufwärtigen Ende 43 zum stromabwärtigen Ende 44 hin abnehmenden Querschnitt hat und mit zwei zylindrischen Lagern 45 und 46 beginnt, welche durch eine Schulter 47 voneinander getrennt sind, einem dritten zylindrischen Lager 48 mit etwas geringerem Durchmesser als das zylindrische Lager 46, gefolgt von einem konischen Abschnitt 49 und schließlich einem zylindrischen Abschnitt 50. Das äußere Teil ist eine Hülse, welche Vorhang- bzw. Außenhautdüse 51 genannt wird und welche einen inneren Hohlraum mit Wänden 52 und 53 hat, die von einer Schulter 54 getrennt sind und durch Preßpassung mit den zylindrischen Lagern 45,46 und der Schulter 47 in Eingriff stehen, sowie einen hohlen Abschnitt hat, welcher aus drei axial abgestuften Zonen besteht, nämlich einer zylindrischer· Zone 55, einor konischen Zone 56 und einer zylindrischen Endzone 57, deren Querschnitte derart sind, daß dann, wenn die Teile 51 und 42 zusammenmontiert sind, ein freier ringförmiger Raum 58 gebildet wird, der mit dem Inneren der Schneiddüse über Durchbrechungen oder Bohrungen 69 in Verbindung steht, wobei die ringförmige Zone zwischen (48-49-50) einerseits und (55-56-57) andererseits die ringförmige Zuführung für das Mantelgas definiert.

Wie schon zuvor beschrieben, ist die Außenfläche der Hülse 51 mit Rippen 61 versehen, welche sich in Längsrichtung von dem stromabwärtigen Ende 62 der Hülse bis zu einem kurzen Abstand vom stromaufwärtigen Ende der Hülse bei 63 erstrecken, wobei der so hergestellte Aufbau unter Pressung in eine Hülse 64 von der Art eingepaßt ist, wie sie zuvor beschrieben worden ist.

Claims (4)

1. Schneidkopf mit einer axialen Sauerstoffschneidzgführung (6) und einer Mehrzahl von koaxialen Zuführungen (37) für eine mit Sauerstoff verbrennbare Mischung, welche stromaufwärts an eine ringförmige Verteilungskammer (36) für die brennbare Mischung angeschlossen sind, und zwar von der Art, welche ein zentrales Teil oder eine Schneiddüse aufweist, die eine axiale Sauerstoffschneidzuführung hat, eine Mehrzahl von Längsrippen (11; 61) auf zumindest einem Teil ihres Längsabschnittes, wobei das zentrale Teil (2; 42; 51) in einer äußeren Hülse (3; 64) montiert ist, die mit den Rippen die Mehrzahl von Zuführungen (37) für die mit Sauerstoff verbrennbare Mischung festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (11; 61) der Schneiddüse (2; 42; 52) sich zum stromaufwärtigen Ende zu einem Punkt in Längsrichtung dicht am stromaufwärtigen Ende (4; 43) der Schneiddüse erstrecken, wobei die Hülse (3; 64) einen inneren Hohlraum (27) aufweist, dessen Quermaße sehr geringfügig kleiner sind als die äußere Umhüllende der Rippen (11), und daß die Schneiddüse zu einer Einheit mit der Hülse gemacht ist durch Preßpassung, bis die stromaufwärtigen Endflächen (4,25) der Schneiddüse und der Hülse in derselben Querebene liegen, welche eine dichtende Querflä.che für das Ende (35) eines Schneidbrennerhauptkörpers (30) bildet, und die Rippen (11; 61) hierbei zwischen dem zentralen Teil (2; 62; 51) und der Hülse (3,64) ein stromaufwärtiges Ende definieren, wobei die ringförmige Verteilungskammer (3) für die brennbare Mischung die Mehrzahl von Längsführungen (37) für die brennbare Mischung versorgt, welche jeweils von zwei benachbarten Rippen begrenzt werden.

2. Schneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (11; 61) auf einem begrenzten Teil ihres stromabwärtigen Abschnittes (12) größer als auf dem Hauptteil ihres stromabwärtigen Abschnittes sind, so daß sie gegen eine entsprechende Schulter (24) der Hülse (3, 64) anliegen.

3. Schneidkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Schneidkopfes zwischen 20 und 30mm liegt.

4. Schneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Teil (42, 51) für sich aus zwei ineinander unter Preßpassung eingreifenden koaxialen Teilen gebildet ist, nämlich einem inneren Teil (42) mit einer Sauerstoffschneidzuführung (6), welches ein stromabwärtiges Ende (43) mit einer äußeren Schulter (47) für die Anlage an einem zweiten rohrförmigen Teil (51) hat, welches sich auf einem stromabwärtigen Abschnitt bis zu einem kürzeren Abstand von der oberen Wand des inneren Teiles erstreckt, um eine ringförmige Zuführung zu bilden, welche über Durchbrechungen (59) mit der Sauerstoffschneidzuführung in Verbindung steht, wobei ein zweites Teil (51) äußere Rippen (61) hat und seinerseits in Preßpassung in der Düsenhülse (64) sitzt.