DE1016202B

DE1016202B - Nozzles for oxy-fuel cutting or peeling torches and processes for their production

Info

Publication number: DE1016202B
Application number: DEU3511A
Authority: DE
Inventors: Andrew John Zebrick
Original assignee: Union Carbide and Carbon Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1954-09-15
Filing date: 1955-09-15
Publication date: 1957-09-26

Description

Düse für autogene Schneid-oder Schälbrenner und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf eine Düse für autogene Schneid- oder Schälbrenner mit kegeligen Flächen zum Anschluß an den Düsenkopf oder Brennerkörper, mit einer axialen Bohrung, die, in Strömungsrichtung der Gase gesehen, am Anfang in Höhe der kegeligen Anschlußflächen mit einer hülsenförmigen Auskleidung aus einem gegenüber dem Werkstoff der Düse härteren Werkstoff versehen ist, und mit einem Kranz von die axiale Bohrung umgebenden, zwischen die kegeligen Anschlußflächen mündenden Bohrungen. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Düse.Nozzle for oxy-fuel cutting or peeling torches and processes for their Production The invention relates to a nozzle for oxy-fuel cutting or Peel torch with conical surfaces for connection to the nozzle head or torch body, with an axial bore at the beginning, seen in the direction of flow of the gases at the level of the conical connection surfaces with a sleeve-shaped lining made of a compared to the material of the nozzle is provided with a harder material, and with a Wreath of the axial bore surrounding, between the tapered connection surfaces opening holes. The invention also relates to a method of manufacture such a nozzle.

Hülsenförmige Auskleidungen aus einem gegenüber dem Werkstoff der Düse härteren Werkstoff sind schon seit langem angewendet worden, um eine Verwerfung oder einen Zusammenbruch des dünnen Kupfersitzes zu verhindern, wenn die übliche Überwurf- oder Klemmmutter angezogen wird, die die verjüngten Düsensitze gegen die entsprechenden, ähnlich verjüngten Sitzteile des Brennerkopfes oder eines Teiles derselben zu pressen hat. Eine Verwerfung des dünnen Kupfersitzes bringt unnötige Gasverluste mit sich.Sleeve-shaped linings made of a material compared to the Harder nozzle material have long been used to prevent warpage or to prevent collapse of the thin copper seat, if the usual Union nut or clamping nut is tightened, which the tapered nozzle seats against the corresponding, similarly tapered seat parts of the burner head or a part the same has to press. A rejection of the thin copper seat brings unnecessary Gas losses with it.

Durch eine solche Auskleidung wird vermieden, die Düse entsprechend dicker und damit schwerer auszubilden. Es besteht nämlich die Notwendigkeit, der Bedienungsperson, die diese Düse oft in ermüdender Stellung handhaben muß, jedes irgendwie vermeidbare Gewicht zu ersparen.Such a lining avoids changing the nozzle accordingly thicker and therefore more difficult to train. Because there is a need to Operator who often has to manipulate this nozzle in a tiring position, each somehow to spare avoidable weight.

Bisher wurden die hülsenförmigen Auskleidungen unter Verwendung von Silberlot hart eingelötet, damit sie sich nicht von ihrer vorbestimmten Stellung wegbewegen. Dieses Verfahren ist jedoch zeitraubend, kostspielig und unzuverlässig.So far, the sleeve-shaped linings have been made using Silver solder brazed in so that it does not move out of its predetermined position move away. However, this method is time consuming, costly and unreliable.

Nach der Erfindung werden alle diese Nachteile dadurch vermieden, daß der an der inneren kegeligen Anschlußfläche gelegene Teil der hülsenförmigen Auskleidung einen kleineren Außendurchmesser als- der übrige Teil aufweist und zumindestens der Teil mit dem kleineren Außendurchmesser fest von der Düse umschlossen wird. Vorzugsweise erhält der mit dem größeren Außendurchmesser versehene Teil der hülsenförmigen Auskleidung bund- oder wendelförmige Außenrippen, beispielsweise ein Gewinde.According to the invention, all these disadvantages are avoided by that the part of the sleeve-shaped part located on the inner conical connection surface Lining has a smaller outer diameter than the rest of the part and at least the part with the smaller outer diameter is firmly enclosed by the nozzle. The part provided with the larger outer diameter is preferably provided with the sleeve-shaped one Lining collar-shaped or helical outer ribs, for example a thread.

Zur Herstellung der Düse nach der Erfindung wird so verfahren, daß die axiale Bohrung der Düse etwa in Länge der hülsenförmigen Auskleidung den Durchmesser des mit dem größeren Außendurchmesser versehenen Teiles der Auskleidung erhält, die Auskleidung mit ihrem mit dem größeren Außendurchmesser versehenen Teil voran in die axiale Bohrung der Düse eingesetzt wird und dann zumindestens der die innere Anschlußfläche aufweisende Teil der Düse derart geformt wird, daß die Düse die hülsenförmige Auskleidung fest umschließt und so ein Wiederherausziehen der Auskleidung aus der, axialen Bohrung unmöglich ist.To produce the nozzle according to the invention, the procedure is such that the axial bore of the nozzle about the length of the sleeve-shaped lining the diameter of the part of the lining with the larger outer diameter, the lining with its part provided with the larger outer diameter first is inserted into the axial bore of the nozzle and then at least the inner one The connecting surface having part of the nozzle is shaped in such a way that the nozzle has the sleeve-shaped Tightly enclosing the lining and thus allowing the lining to be pulled out of the, axial drilling is impossible.

Die Zeichnung zeigt vereinfacht ein Ausführungsbeispiel einer Düse nach der Erfindung. Es zeigt Fig. 1 die aus rostsicherem Stahl bestehende Hülse vor dem Einsetzen in die Düse; Fig. 2 die Düse bereit zur Aufnahme der Hülse nach Fig. 1; Fig. 3 die Auskleidung -in der Düse, bevor- der Düsenwerkstoff zum Festhalten der Auskleidung in der vorbestimmten Lage -gestaucht wird; Fig.4 die Düse und Auskleidung, nachdem die Düse entsprechend gestaucht worden ist, um die Auskleidung in ihrer vorbestimmten Stellung zu halten; Fig. 5 das Düsenende, nachdem die Enden der Vorheizkanäle und eine periphere Rippe am Ende durch spanabnehmende Verförmung gebildet worden sind, und Fig. 6 das Düsenende- nach Fig. 5, nachdem die Sitze hergestellt und eine Überwurfmutter in ihre vorbestimmte Stellung gebracht worden sind.The drawing shows a simplified embodiment of a nozzle according to the invention. 1 shows the sleeve made of rustproof steel before it is inserted into the nozzle; FIG. 2 shows the nozzle ready to receive the sleeve according to FIG. 1; 3 shows the lining - in the nozzle before the nozzle material is compressed to hold the lining in the predetermined position; Fig. 4 shows the nozzle and liner after the nozzle has been compressed appropriately to hold the liner in its predetermined position; 5 shows the nozzle end after the ends of the preheating channels and a peripheral rib at the end have been formed by cutting deformation, and FIG. 6 shows the nozzle end according to FIG. 5 after the seats have been produced and a union nut has been brought into its predetermined position .

Wie in Fig.6 veranschaulicht, besteht die Schäl- 10 für -einen Brenner e-ewöhnlich aus verchromtem Kupfer. Äußere und innere verjüngte Sitzabschnitte 11 und 12 sind zur Verbindung mit entsprechend verjüngten Sitzabschnitten in einem Brennerkopf oder -körperteil vorgesehen, wobei die Sitzabschnitte der Düse gewöhnlich zur Erzielung eines gasdichten Anschlusses an dem Kopf oder Körperteil mittels einer üblichen überwurfmutter 13 festgeklemmt sind. Eine aus rostsicherem Stahl bestehende Verstärkungsauskleidung 14 weist eine mit dem axialen Sauerstoffdurchlaß 15 in der Düse im wesentlichen fluchtrechte axiale Bohrung auf. Die üblichen Vorheizkanäle 16 kleineren Durchmessers sind in bekannter Weise angeordnet, und zwar im wesentlichen symmetrisch um den zentralen Durchlaß 15 herum. Die Wandung zwischen dem zentralen Durchlaß 15 und den Vorheizkanälen 16 soll nicht verdickt sein, da ein zusätzliches Gewicht am Ende des Brenners zur Ermüdung der Bedienungsperson beitragen würde, die diese Brennerdüse oft in ermüdenden Stellungen handhaben muß. Sie wird daher durch die Auskleidung 14 verstärkt, die in Fig. 1 dargestellt ist.As illustrated in Figure 6, the shell 10 for a burner is usually made of chrome-plated copper. Outer and inner tapered seat sections 11 and 12 are provided for connection with corresponding tapered seat sections in a burner head or body part, the seat sections of the nozzle usually being clamped by means of a conventional union nut 13 to achieve a gas-tight connection to the head or body part. A reinforcing liner 14 made of stainless steel has an axial bore substantially in alignment with the axial oxygen passage 15 in the nozzle. The usual preheating channels 16 of smaller diameter are arranged in a known manner, namely essentially symmetrically around the central passage 15. The wall between the central passage 15 and the preheating channels 16 should not be thickened, since an additional weight at the end of the burner would contribute to the fatigue of the operator, who often has to handle this burner nozzle in tiring positions. It is therefore reinforced by the liner 14 shown in FIG.

Die Auskleidung 14 weist einen Teil 17 auf, dessen äußerer Durchmesser geringer ist als der ihres anderen Teils 18. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist der Teil 18 größeren äußeren Durchmessers mit einem Schraubgewinde oder Rillen entsprechender Größe und Form versehen.The liner 14 has a part 17 whose outer diameter is smaller than that of its other part 18. In the illustrated embodiment, the part 18 of larger outer diameter is provided with screw threads or grooves of appropriate size and shape.

Die Fig.2 bis 4 zeigen die verschiedenen Verfahrensstufen bei der Herstellung der Düse. Das in Fig.2 dargestellte, zur Aufnahme der Auskleidung 14 bereite Düsenende weist einen Abschnitt 19 auf, dessen Durchmesser groß genug ist, daß- die mit Gewinde versehene Hülse gerade hineingeht. Am Ende des vergrößerten Abschnittes 19 befindet sich eine Schulter 20, gegen die die Auskleidung anstößt, Die Schulter befindet sich dabei in einem solchen Abstand von der gezeigten Düse, daß die ganze Auskleidung in der veranschaulichten Weise aufgenommen werden kann. Die axiale Bohrung 21 des Sauerstoffdurchlasses 15 hat im wesentlichen den gleichen inneren Durchmesser wie die Auskleidung. Fig. 3 zeigt die in die Düse hineingeschobene Auskleidung 14.FIGS. 2 to 4 show the various process stages in the Manufacture of the nozzle. The one shown in FIG. 2 for receiving the lining 14 ready nozzle end has a section 19, the diameter of which is large enough that the threaded sleeve goes straight in. At the end of the enlarged Section 19 is a shoulder 20 against which the lining abuts, The shoulder is at such a distance from the nozzle shown, that all of the liner can be received in the manner illustrated. The axial bore 21 of the oxygen passage 15 is essentially the same inner diameter like the lining. Fig. 3 shows the pushed into the nozzle Lining 14.

Als nächster Arbeitsgang folgt dann das Abschrägen, Stauchen oder Einziehen des Kupfers der Düse radial nach innen, bis es die äußere Oberfläche der Auskleidung berührt, und zwar sowohl zwischen den Gewindegängen als auch längs des Teils 17 verminderten äußeren Durchmessers. Dies wird in bekannter Weise so bewerkstelligt, daß das Metall radial nach innen durch Hämmern oder auf andere Weise hineingezogen oder -gedrückt wird, wobei Dorne oder Drähte in die Kanäle 15 und 16 eingeführt werden, um deren unzulässige Verwerfung zu verhindern. Nach Herstellung des in Fig. 4 gezeigten Düsenrohlings wird das rechte Ende des Werkstücks in eine Spannvorrichtung gebracht und die äußere Oberfläche im Durchmesser, wie links der Rippe 22 zu erkennen ist, verringert, während die Seite 23 als Widerlager für die Überwurfmutter 13 ausgebildet wird. Als nächstes wird die Düse in einer Spannvorrichtung unter Verwendung des Abschnittes kleineren Durchmessers links der Rippe 22 zentriert, während der Abschnitt kleineren Durchmessers rechts der Rippe 22 abgenommen wird. Schließlich werden die kegeligen oder verjüngten Anschlußflächen 11 und 12 in bekannter Weise in einem Winkel von ungefähr 40° abgeschrägt. Die Überwurfmutter 13 dient dein Zusammenfügen und Anpressen der Düse mit bzw. gejcn gasdichte Sitze im Brennerkopf oder -körperteil. Die Überwurfmutter 13 kann vor der Bildung der Rippe 22 in ihre Lage gebracht werden, falls das entgegengesetzte Ende der Düse gebogen oder anders geformt sein sollte und so das Aufschieben der Mutter auf die Düse von der anderen Seite her erschwert wäre. Beim Herstellen dieser gasdichten Anschlußflächen 11 und 12 ist darauf zu achten, daß sich der verjüngte oder kegelige Abschnitt der inneren Anschlußfläche 12 nicht in die Auskleidung 14 hineinerstreckt, die aus härterem Werkstoff besteht; andernfalls wäre es schwierig, die Verbindung gasdicht zu bekommen, da die härtere Auskleidung 14 einen abweichenden Grad von Verformbarkeit oder Bearbeitbarkeit für die die verjüngten Sitze bildenden Schneid- oder Schleifwerkzeuge aufweisen würde.The next step is chamfering, upsetting or Pulling in the copper of the nozzle radially inward until it touches the outer surface of the Lining touches, both between the threads and along the Part 17 of reduced outer diameter. This is done in a known way, that the metal is drawn in radially inward by hammering or other means or -pressed, with spikes or wires inserted into the channels 15 and 16 in order to prevent their inadmissible rejection. After making the in Fig. 4, the right end of the workpiece is placed in a jig brought and the outer surface in diameter, as can be seen on the left of the rib 22 is reduced, while the side 23 is designed as an abutment for the union nut 13 will. Next, the nozzle is placed in a jig using the Centered section of smaller diameter to the left of the rib 22, while the section Smaller diameter to the right of the rib 22 is removed. After all, the conical or tapered connection surfaces 11 and 12 in a known manner in one Angle of about 40 ° beveled. The union nut 13 is used to assemble and pressing the nozzle with or gejcn gas-tight seats in the burner head or body part. The union nut 13 can be brought into position before the formation of the rib 22, in case the opposite end of the nozzle should be bent or otherwise shaped This makes it more difficult to slide the nut onto the nozzle from the other side were. When producing these gas-tight connection surfaces 11 and 12, this is the case make sure that the tapered or tapered portion of the inner pad is 12 does not extend into the liner 14, which is made of a harder material; otherwise it would be difficult to get the connection gas-tight because the harder one Liner 14 has a different degree of ductility or machinability for which would have cutting or grinding tools forming the tapered seats.

Durch die Erfindung wird eine Düse zum Schneiden oder Schälen verwirklicht, die im Vergleich zu den bekannten Ausführungen geringere Größe und Gewicht bei höchster Leistungsfähigkeit besitzt, sowie i für die Zuführung einer erforderlichen maximalen Sauerstoffmenge geeignet ist. Der Teil des Düsenwerkstoffes, der durch das Stauchen in enge Berührung mit den Rillen zwischen den Gewindegängen gebracht wird, dient als Widerlager oder Anschlag, um ein Wiederherausziehen der Auskleidung aus der Düse zu verhindern.The invention realizes a nozzle for cutting or peeling, the smaller size and weight compared to the known designs at the highest Possesses efficiency, as well as i for the supply of a required maximum Oxygen amount is suitable. The part of the nozzle material that is exposed to the upsetting is brought into close contact with the grooves between the threads, is used as an abutment or stop to prevent the lining from being pulled out of the Prevent nozzle.

Dieses Stauchv erfahren zum Festhalten der Auskleidung ist weniger zeitraubend, billiger und außerdem zuverlässiger als die frühere Maßnahme, die Auskleidung hart zu löten. Das frühere Hartlöten mit Silberlot brachte außerdem die Gefahr mit sich, daß dabei das Kupfer an der inneren oder unteren Anschlußfläche 12 weich wurde oder ausglühte. Bei der Brennerdüse nach der Erfindung wird dieser Nachteil vermieden.This Stauchv experience for holding the liner is less time consuming, cheaper and also more reliable than the previous measure, the lining hard to solder. The earlier brazing with silver solder also brought with it the danger that the copper on the inner or lower connection surface 12 became soft or burned out. In the burner nozzle according to the invention, this disadvantage is avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Nozzle for oxy-fuel cutting or peeling torches with conical surfaces for connection to the nozzle head or burner body, with an axial bore (seen in the direction of flow of the gases) at the beginning at the level of the conical connection surfaces with a sleeve-shaped lining from one opposite the Material of the nozzle is provided with harder material, and with a ring of bores surrounding the axial bore and opening between the conical connection surfaces, characterized in that the part (17) of the sleeve-shaped lining (14) located on the inner conical connection surface (12) has a has a smaller outer diameter than the remaining part (18) and at least the part (17) with the smaller outer diameter is firmly enclosed by the nozzle.

2. Nozzle according to claim 1, characterized characterized in that the part (18) provided with the larger outer diameter of sleeve-shaped lining (14) collar-shaped or helical outer ribs, for example a thread.

3. A method for producing a nozzle according to claim 1 and claim 2, characterized in that the axial bore (21) of the nozzle approximately in the length of the sleeve-shaped lining (14) has the diameter of the part (18) connected to the larger outer diameter Lining (14) is obtained, the lining (1.4) with its part (18) provided with the larger outer diameter is inserted first into the axial bore (21) of the nozzle and then at least the part of the nozzle having the inner connection surface (12) is shaped in this way is that the nozzle tightly encloses the sleeve-shaped lining (14) and so it is impossible to pull the lining (14) out of the axial bore (21). References considered: U.S. Patent Nos. 2,334,257, 2,347,758, 2520001.