DE1527370A1

DE1527370A1 - Device for flaming work piece surfaces, in particular flaming burner head

Info

Publication number: DE1527370A1
Application number: DE19651527370
Authority: DE
Inventors: Wernicke Dr-Ing Hans-Joachim
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1965-11-24
Filing date: 1965-11-24
Publication date: 1969-10-30
Also published as: DE1527370B2; GB1159249A; US3488230A

Description

MESSER GRIESHEIM GKBH MG 26h MESSER GRIESHEIM GKBH MG 26h

Kennwort: Pulverzuführung
Erfinder: Dr. WernickePassword: powder feeder
Inventor: Dr. Wernicke

Vorrichtung zum Flammen von Werkstückoberflächen, insbesondere FlämmbrennerkopfDevice for flaming workpiece surfaces, in particular Scarfing burner head

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Flämmen von Werkstückoberflächen, insbesondere Flämmbrennerkopf, mit schräg gegen die Oberfläche des Werk-Stückes gerichtetem Säuerstoffkanal und einer im gleichen Sinne schräg angeordneten Zuführungsleitung für Hilfspulver, welches beim Eintreten in die Reaktionszone den Schlackenfluß erleichtert.The present invention relates to a device for scarfing workpiece surfaces, in particular Scarfing burner head, with an oxygen channel and one in the same one directed diagonally against the surface of the work piece Meaning inclined supply line for auxiliary powder, which when entering the reaction zone Slag flow facilitated.

Bei einem aus der deutschen Patentschrift 1 ol6 Io2 bekannten Flämmbrenner ist eine Zuführungsleitung für Hilfspulver vorgesehen, die oberhalb der Sauerstoffstrahlzuführung, also auf der der zu bearbeitenden Metalloberfläche abgekehrten Seite der SauerstoffStrahlzuführung bzw. der Flamme, mündet. Das Hilfspulver, in der Regel handelt es sich um* Eisenpulver, wird bei diesem bekannten Flämmbrenner also von der der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche abgekehrten Seite,·in die Flamme hineingeblasen und muß die Flamme vollständig durchsetzen,, um in die auf der anderen Seite Flamme gelegene Reaktionszone zu geraten. Im Bereich der Flamme strömen Brenngase und Sauerstoff mit erheblicher Strömungsgeschwindigkeit. Diese Strömungsgeschwindigkeit ist aber in dem Bereich der Reaktionszone im wesentlichen parallel zur Werkstückoberfläche gerichtet. Diese Strömung durchkreuzt mithin den Weg, den das Hilfspulver bei diesem bekannten Flämmbrenner nehmen soll, und das Hilfspulver wird durch diese strömenden Gase mindestens zum Teil aus der ursprünglichen Richtung abgelenkt, mit der Flamme davongetragen, kann also die RerJctionszone nicht erreichen. 9Q98U/0910 _ In a scarfing burner known from German patent specification 1 ol6 Io2, a feed line for auxiliary powder is provided which opens above the oxygen jet feed, i.e. on the side of the oxygen jet feed or the flame facing away from the metal surface to be processed. The auxiliary powder, usually iron powder, is blown into the flame in this known flame burner from the side facing away from the workpiece surface to be processed and must penetrate the flame completely into the flame on the other side Reaction zone to guess. In the area of the flame, fuel gases and oxygen flow at a considerable flow rate. However, this flow velocity is directed essentially parallel to the workpiece surface in the region of the reaction zone. This flow therefore crosses the path that the auxiliary powder is supposed to take in this known scarfing burner, and the auxiliary powder is at least partially deflected from the original direction by these flowing gases, carried away with the flame, so it cannot reach the reduction zone. 9Q98U / 0910 _

ΝθΙΙβ Unterlagen (Art. ? § ι Aba.«.; \t. 1 Sau 3 des Änderungao·*.* 4.9 * _ ■ΝθΙΙβ documents (Art.? § ι Aba. «.; \ t. 1 Sau 3 des Amendmentao · *. * 4.9 * _ ■

Man kann dem entgegenwirken, indem man das Hilfspulver mit einem entsprechenden Vorhalt und mit einem kräftigen Trägergasstrahl in die Flamme einbläst. Der Trägergasstrahl ist dabei in der Regel nachteilig, weil er die Ausbildung der Flamme und der Reaktionszone behindert, und zwar besonders dann, wenn er sehr kräftig ist. Ist er nur schwach, dann wird die angestrebte Wirkung auch nur teilweise erzielt. Aber selbst mit einem solchen Trägergasstrahl gelingt es bei dieser bekannten Vorrichtung nicht, den größten Teil des Hilfspulvers in die Reaktionszone zu befördern. Ein wesentlicher Teil wird von der Flamme wirkungslos davongetragen, weshalb man bei diesem bekannten Brenner stets wesentlich mehr Hilfspulver zuführen muß als tatsächlich in der Reaktionszone benötigt wird.You can counteract this by using the auxiliary powder with a corresponding lead and with a powerful jet of carrier gas into the flame. The carrier gas jet is usually disadvantageous because it hinders the formation of the flame and the reaction zone, in particular then when he is very strong. If it is only weak, the desired effect is only partially achieved. But even with such a carrier gas jet it is not possible with this known device, the largest part of the auxiliary powder into the reaction zone promote. A substantial part is carried away ineffectively by the flame, which is why this is known Burner always has to supply significantly more auxiliary powder than is actually required in the reaction zone.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung? et so auszugestalten, daß das Hilfspulver möglichst vollständig, und zwar ohne die Ausbildung der Reaktionszone zu stören, in die Reaktionszone gebracht wird. . j The object of the invention is to provide a device of the type mentioned at the beginning? et to be designed in such a way that the auxiliary powder is brought into the reaction zone as completely as possible, without disturbing the formation of the reaction zone. . j

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Zuführungsleitung für das Hilfspulver im Räume zwischen dem Sauerstoffkanal und der der Oberfläche des Werkstückes zugekehrten Seite der Vorrichtung angeordnet ist. .To solve this problem, the invention proposes that the supply line for the auxiliary powder in the Spaces arranged between the oxygen channel and the side of the device facing the surface of the workpiece is. .

Während bei dem bekannten Flämmbrenner das Hilfspulver die Flamme und mithin die dort strömenden Gase durchkreuzen musste, wird nach der Erfindung das Hilfspulver auf der .Seite der Flamme zugeführt, auf der sich auch die Reaktionszone ausbildet, nämlich auf der dem Werkstück zugekehrten Seite. Das Hilfspulver braucht also nicht die Flamme zu durchkreuzen, so daß die dort strömenden Gase das Hilfspulver auch nicht von seiner angestrebten Bahn ableiten können.. Diese Gasströmungen begünstigen vielmehr die Zufuhr des Hilfspulvers in die.Reaktionszone, weil sie von dem fraglichen Zwischenraum aus betrachtet in dieWhile in the known flame burner the auxiliary powder had to cross the flame and consequently the gases flowing there, according to the invention the auxiliary powder is supplied to the side of the flame on which the reaction zone is also formed, namely on the side facing the workpiece. The aid powder needs therefore not to thwart the flame so that the flowing gas there can not be deduced from its intended path, the auxiliary powder also .. This gas flows rather favor the supply of the auxiliary powder in die.Reaktionszone because they considered by the relevant space into the

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Reaktionszone strömen und dabei, wenn sie auf das Hilfs-. pulver einwirken, dieses in die Reaktionszone ziehen bzw. einen Sog ausüben, der diese Strömung des Hilfspulvers in die Reaktionszone unterstützt.Reaction zone flow and in doing so when they hit the auxiliary. act on the powder, pull it into the reaction zone or exert a suction that this flow of auxiliary powder supported in the reaction zone.

Man kann auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Hilfspulver mittels eines Trägergasstrahles zuführen. _t Ein solcher Trägergasstrahl bedarf aber bei weitem.nicht der Energie, die der Trägergasstrahl bei dem oben beschriebenen bekannten Flämmbrenner bei gleicher Wirkung erfordert, weil dieser Trägergasstrahl auf dem Wege zur Reaktionszone nicht von anderen Gasstrahlen durchkreuzt wird. In vielen Fällen kann man auf einen solchen Trägergasstrahl ganz verzichten und das Hilfspulver ohne Trä- % gergasstrahl in den Zwischenraum eingeben. In der Regel wird dieser Zwischenraum, ohne daß man dazu besondere Vorkehrungen trifft, nach hinten nicht gasdicht abge-In the device according to the invention, the auxiliary powder can also be supplied by means of a carrier gas jet. _t Such a carrier gas jet needs but at weitem.nicht of energy that requires the carrier gas jet in the above known flame burner with the same effect, because this carrier gas stream is crossed on the way to the reaction zone from other gas jets. In many cases you can completely without gergasstrahl and enter the auxiliary powder without Trä-% in the space on such a carrier gas jet. As a rule, this gap is not sealed gas-tight to the rear without taking any special precautions.

schirmt sein, so daß die in der Flamme strömenden Gase in diesem Zwischenraum einen Sog aufbauen, der aus der Atmosphäre immer wieder aufgefüllt wird. Durch die dabei entstehende Strömung, die in die Reaktionszone gerichtet ist, wird dann das Hilfspulver, das nur in den Zwischenraum eingegeben wurde, mitgerissen.be shielded, so that the gases flowing in the flame build up a suction in this space, which from the Atmosphere is always replenished. Due to the resulting flow, which is directed into the reaction zone is, then the auxiliary powder, which was only entered into the gap, is carried away.

Die Zufuhr des Hilfspulvers erfolgt zweckmäßig mit der * Projektion auf die Oberfläche des Werkstückes, wie die g The supply of the auxiliary powder is expediently carried out with the * projection onto the surface of the workpiece, as in g

des SauerstoffStrahls, oder mit anderen Worten: die Richtung, in der Hilfspulver zugeführt wird, ist - abgesehen von der Schräglage zur Werkstückoberfläche -« die gleiche wie die, in der der Sauerstoffstrahl zugeführt wird. In einem solchen Fall ist die durch den Säuerstoff-• strahl und die Brenngase hervorgerufene Mitwirkung bei der Zufuhr des Hilfspulvers in die Reaktionszone optimal.of the oxygen jet, or in other words: the The direction in which auxiliary powder is fed is - apart from the inclination to the workpiece surface - «the same as the one in which the oxygen jet is supplied. In such a case, the jet and the fuel gases caused participation in the supply of the auxiliary powder into the reaction zone optimally.

Die bis jetzt gemachten Ausführungen gehen vom Betriebszustand aus, bei dem also die Flamme bereits ausgebildet ist. Beim Startvorgang liegen andere Verhältnisse vor, da hier die Gasströmungen in der Flamme viel geringer sind. Es ist dann durchaus möglich, das Hilfspulver in "The statements made up to now are based on the operating state in which the flame has already formed is. The situation is different during the start-up process, since the gas flows in the flame are much lower here are. It is then entirely possible to use the auxiliary powder in "

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der Weise zuzuführen, wie dies bei der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung der Fall ist, weil nennenswerte Gasströme, die dann die Bahn des Hilfspulvers kreuzen, nicht vorhanden sind. Auf der anderen Seite fehlt beim Startvorgang eine Sogwirkung in dem fraglichen Zwischenraum, eben weil die fraglichen Gasströme, die diesen Sog bewirken, noch nicht in vollem Umfange vorhanden sind.the way to feed, as is the case with the known device described above, because it is worth mentioning Gas flows which then cross the path of the auxiliary powder are not present. Missing on the other side during the starting process a suction effect in the space in question, precisely because the gas flows in question, the cause this pull, are not yet fully available.

Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, beimBtartvorgang Hilfspulver mindestens mit einer Teilmenge außerhalb des Zwischenraumes zuzuführen. Beim Startvorgang muß das Hilfspulver in die sogenannte ZUndzone gebracht werden, die unmittelbar vor der Brennerdüse liegt. Auch aus diesem Grunde empfiehlt es sich, Hilfspulver beim Startvorgang von außerhalb des Zwischenraumes zuzuführen. Sobald im Laufe des Startvorganges die Zündung eingesetzt und die Gasströmung vermehrt wird, ändern sich die Verhältnisse, und die Zufuhr des Hilfspulvers von außerhalb des Zwischenraumes wird mit dem Einsetzen der Gasströme zunehmend erschwert. Diesen Umständen kann man dadurch gerecht werden, daß in der ersten Phase des StartVorganges das Hilfspulver ausschließlich außerhalb des oben genannten Zwischenraumes zugeführt wird und in einer zweiten Phase des Startvorganges beidseitig vom Sauerstoffkanal zugeführt wird und anschließend während des Plämmvorganges ausschließlich in den Zwischenraum zugeführt wird.For this reason, it is recommended that you At least a partial amount of auxiliary powder must be supplied outside the space. During the startup process, this must be Auxiliary powder can be brought into the so-called ignition zone, which is located directly in front of the burner nozzle. Also from this Basically, it is advisable to add auxiliary powder from outside the space during the starting process. As soon as im During the starting process, the ignition is used and the gas flow is increased, the conditions change, and the supply of the auxiliary powder from outside the space increases with the onset of the gas flows difficult. One can do justice to these circumstances by the fact that in the first phase of the start process the auxiliary powder is supplied exclusively outside the above-mentioned space and in a second Phase of the starting process is supplied from both sides of the oxygen channel and then during the plamming process is only fed into the gap.

Die Erfindung 1st bevorzugt anwendbar beim Flämmbrennen. Will man aus den bereits dargelegten Gründen beim Startyorgang das Hilfspulver von außerhalb des oben genannten Zwischenraumes zuführen, dann erfolgt die Zufuhr während des Startvorganges von einer anderen Seite aus als während des Arbeitsvorganges. Man könnte dazu die Hilfspulverzuführung verstellbar ausgestalten. Dies ist Jedoch wegen des damit verbundenen Aufwandes unzweckmäßig.The invention is preferably applicable to flame burning. If you want to use the auxiliary powder from outside of the above for the reasons already explained Supply the gap, then the supply takes place during the starting process from a different side than during of the work process. You could use the auxiliary powder feed for this adjustable. However, this is inexpedient because of the effort involved.

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Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zu diesem Zweck ge- " kennzeichnet durch eine zweite in an sich bekannter Weise außerhalb des Raumes zwischen dem Sauerstoffkanal und der Oberfläche des Werkstückes zugekehrten Seite der Vorrichtung auf das Werkstück gerichtete Zuführungsleitung für Hilfspulver. - ;According to the invention, the device is designed for this purpose characterized by a second in a manner known per se outside the space between the oxygen channel and the Surface of the workpiece facing the side of the device directed to the workpiece feed line for Auxiliary powder. -;

Die eine Zuführungsleitung für das Hilfspulver mündet dann in dem oben genannten Zwischenraum, und durch ihn wird das Hilfspulver während des Brennvorganges zugeleitet, während die andere Zuführungsleitung für das Hilfspulver außerhalb des Zwischenraumes mündet, so daß durch diese zweite Zuführungsleitung für das .Hilfspulver das Hilfspulver während des Startvorganges zugeleitet werden kann. % The one feed line for the auxiliary powder then opens into the above-mentioned space, and through it the auxiliary powder is fed during the burning process, while the other feed line for the auxiliary powder opens outside the space, so that the auxiliary powder during this second feed line for the the starting process can be forwarded. %

Will man einen solchen Brenner nach dem oben beschriebenen bevorzugten Verfahren betreiben, dann wird in der ersten Phase des Startvorganges nur die zusätzliche Zuführungsleitung für das Hilfspulver beschickt. Nach Abschluß der ersten Phase des Startvorganges wird die Beschickung dieser zusätzlichen Zuführungsleitung für das Hilfspulver gedrosselt und die in den Zwischenraum mündende Zuführungsleitung für das Hilfspulver zum Teil beschickt. Nach Abschluß des Startvorganges, wenn also die Reaktion vollständig eingeleitet 'ist, wird die Beschickung der zusätzlichen Zuführungsleitung für das Hilfspulver |If you want to operate such a burner according to the preferred method described above, then in the In the first phase of the starting process, only the additional feed line for the auxiliary powder is charged. After graduation the first phase of the starting process is the charging of this additional supply line for the Auxiliary powder throttled and the supply line opening into the space for the auxiliary powder is partially charged. After completion of the starting process, when the reaction is fully initiated, the charging of the additional supply line for the auxiliary powder |

abgeschaltet und die in den Zwischenraum mündende Zuführungsleitung für das Hilfspulver voll beschickt.switched off and the feed line opening into the space fully charged for the auxiliary powder.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, in welcher die bevorzugte Ausgestaltung eines Brenners im Schnitt während des normalen Flämmbetriebes dargestellt ist, näher erläutert.The invention is based on a drawing in which the preferred embodiment of a burner in section during the normal flaming operation is shown, explained in more detail.

In der Zeichnung ist mit 1 der Düsenteil eines Plämmbrennerkopfes bezeichnet, der mit seinem Sauerstoffstrom 2 schräg auf die zu bearbeitende Oberfläche 3 eines metallenen Werkstückes 4 gerichtet ist. Mit 5 und 6 sind zwei ■- — ·In the drawing, 1 is the nozzle part of a plasma burner head denotes, which with its oxygen flow 2 obliquely on the surface to be machined 3 of a metal Workpiece 4 is directed. With 5 and 6 there are two ■ - - ·

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vorwärmende Gasflammen bezeichnet, die sich oberhalb und unterhalb des Sauerstoffstroraes erstrecken. Die Reaktionszone, in der der Flämmvorgang an der Oberfläche des Werkstückes 4 angreift, ist mit 7 bezeichnet.preheating gas flames that are located above and extend below the oxygen stream. The reaction zone in which the scarfing process takes place on the surface of the workpiece 4 attacks, is denoted by 7.

In dieser Reaktionszone 7 wird Eisenpulver als Hilfspulver benötigt. Zur Zuführung des Eisenpulvers ist nach der Erfindung die Zuführungsleitung 8 vorgesehen, die unterhalb des Düsenteils 1 mündet. Dort gleitet das Düsenteil 1, auf Gleitschienen f abgestützt, auf der Oberfläche 3 des Werkstückes 4, so daß dort ein schmaler Spalt Io bestehen bleibt. Dieser Spalt Io mündet in einen Zwischenraum 11, der nach oben durch den Sauerstoffstrom 2 und nach unten durch das Werkstück 4 begrenzt ist. In diesem Zwischenraum 11 bildet sich durch die im vorderen Teil des Düsenteils 1 strömenden Gase ein Unterdruck, der sich " in dem schmalen Spalt Io fortsetzt und das über die Zuführungsleitung 8 zugefügte Eisenpulver ansaugt und in die Reaktionszone 7 zieht. Während des Betriebes, also beim Flämmvorgang, wird gemäß dem Fall 12 Eisenpulver in die Zuführungsleitung. 8 eingeführt, das so in die Reaktionssone 7 gelangt*In this reaction zone 7, iron powder is required as an auxiliary powder. According to the invention, the feed line 8, which opens below the nozzle part 1, is provided for feeding the iron powder. There the nozzle part 1, supported on slide rails f , slides on the surface 3 of the workpiece 4, so that a narrow gap Io remains there. This gap Io opens into an intermediate space 11 which is delimited at the top by the oxygen flow 2 and at the bottom by the workpiece 4. In this intermediate space 11, the gases flowing in the front part of the nozzle part 1 create a negative pressure which "continues in the narrow gap Io and sucks in the iron powder added via the supply line 8 and pulls it into the reaction zone 7. During operation, that is, during Scarfing process, according to case 12, iron powder is introduced into the supply line. 8, which then gets into the reaction zone 7 *

Mit 15 ist eine zweite Zuführungsleitung für Hilfspulver bezeichnet, die einen Kanal 14 aufweist, der oberhalb des ' Sauerstoffstromes bei 15 mündet. JJber diesen Kanal 14 wird Eisenpulver während des Startvorganges in die Zündzene geblasen* wobei das Eisenpulver in einem Traggasstrom befördert wird.At 15 is a second supply line for auxiliary powder referred to, which has a channel 14 which extends above the ' Oxygen stream opens at 15. JJabout this channel 14 iron powder is blown into the ignition scene during the starting process * whereby the iron powder is carried in a flow of gas is promoted.

PatentansprücheClaims

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Claims

MESSER GRIESHEIM GMBH 1527370 MG 26k patent claims

1. Device for scarfing workpiece surfaces, in particular scarfing burner head, with an oxygen channel directed obliquely against the surface of the workpiece and a supply line for auxiliary powder which is inclined in the same sense and which facilitates the flow of slag when entering the reaction zone, characterized in that the supply line (8) M for the auxiliary powder is arranged in the space between the oxygen channel and the surface (3) of the workpiece (h) on the facing side of the device.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the feed line (8) for the auxiliary powder to A carrier gas which transports the auxiliary powder into the reaction zone (7) is used.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the channels for the preheating used fuel *

/ gases in the area of the supply line (8) for the ■ Auxiliary powder "exerting an injector effect on the auxiliary powder" are arranged.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the feed line (8) for the auxiliary powder in the projection direction onto the surface (3) of the workpiece (4) in the same plane how the oxygen channel is arranged.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized duroh a second, in a manner known per se, outside the space between the oxygen channel and the surface (3) of the workpiece (4)

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turned side of the device on the workpiece (4) directed supply line (13, channel 14) for auxiliary powder.

Device according to claim 5 » characterized by a switching device with three switch positions for the optional supply of the auxiliary powder exclusively outside the space between the oxygen channel and the side of the device facing the surface (3) of the workpiece (4) or on both sides of the oxygen channel or exclusively within the space between the oxygen channel and the side of the device facing the surface (3) of the workpiece (4).

June 10, 1969
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