DE1527370C - Vorrichtung zum Flammen von Werk Stuckoberflachen, insbesondere Flamm brennerkopf - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Flämmen von Werkstückoberflächen, insbesondere Flämmbrennnerkopf, mit schräg gegen die Oberfläche des Werkstückes gerichtetem Sauerstoffkanal und einer im gleichen Sinne schräg angeordneten Zuführungsleitung für Hilfspulver, welches beim Eintreten in die Reaktionszone den Schlackenfluß erleichtert.

Bei einem aus der deutschen Patentschrift 1016102 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 der Flamme gelegene Reaktionszone zu geraten. Fm Bereich der Flamme strömen Brenngase und Sauerstoff mit erheblicher Strömungsgeschwindigkeit. Diese Strömungsgeschwindigkeit ist aber in dem Bereich

ίο 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 Reaktionszone.nicht erreichen.

Man kann dem entgegenwirken, indem man das Hilfspulver mit einem entsprechenden Vorhalt und

so mit einem kräftigen Trägergasstrahl in die Flamme einbläst. Der Trägergasstrahl ist dabei in der Regel nachteilig, weil er die Ausbildung der Flamme und f, 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, wes-'halb man bei diesem bekannten Brenner stets wesentlich mehr Hilfspulver zuführen muß als tatsächlich in der Reaktionszone benötigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattungsart so auszugestalten, daß das Hilfspulver möglichst vollständig, und zwar ohne die Ausbildung der Reaktionszone zu stören, in die Reaktionszone gebracht wird.
Zur Lösung dieser. Aufgabe wird erfindungsgemaß vorgeschlagen, daß die Zuführungsleitung für das Hilfspulver im Räume zwischen dem Sauerstoffkanal und der der Oberfläche des Werkstückes zugekehrten Seite der Vorrichtung angeordnet ist. (^ 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 die Reaktionszone strömen und dabei, wenn sie auf das Hilfspulver einwirken, dieses in die Reaktionszone ziehen bzw. einen Sog ausüben, der diese Strömung des Hilfspulvers in die Reaktionszone unterstützt.

Man kann auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Hilfspulver mittels eines Trägergasstrahles zuführen. 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 Trägergasstrahl in den Zwischenraum eingeben. In der Regel wird dieser Zwischenraum, ohne daß man dazu besondere Vorkehrungen trifft, nach hinten nicht gasdicht abgeschirmt 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.

Die Zufuhr des Hilfspulvers erfolgt zweckmäßig mit der Projektion auf die Oberfläche des Werkstükkes, wie die 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 Sauerstoffstrahl und die Brenngase hervorgerufene Mitwirkung bei der Zufuhr des Hilfspulvers in die Reaktionszone optimal.

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 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.

Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, beim Startvorgang Hilfspulver mindestens mit einer Teilmenge außerhalb des Zwischenraumes zuzuführen. Beim Startvorgang muß das Hilfspulver in die sogenannte Zündzone 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 Gassttrömung 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 obengenannten Zwischenraumes zugeführt wird und in einer zweiten Phase des Startvorganges beidseitig vom Sauerstoffkanal zugeführt wird und anschließend während des Flämmvorganges ausschließlich in den Zwischenraum zugeführt wird.

Die Erfindung ist bevorzugt anwendbar beim Flämmbrennen. Will man aus den .bereits dargelegten Gründen beim Startvorgang das Hilfspulver von außerhalb des obengenannten 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.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zu diesem Zweck gekennzeichnet 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.

Die eine Zuführungsleitung für das Hilfspulver mündet dann in dem obengenannten Zwischenraum, und durch ihn wird das Hilfspulver während des ίο Brennvorganges zugeleitet, während die andere Zuführungsleitung für das Hilfspulver außerhalb des Zwischenraumes mündet, so daß durch diese zweite Zuführungsleitung für das Hilfspulver das Hifispulver während des Startvorganges zugeleitet werden kann.

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 ao 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 abgeschaltet und die in den Zwischenraum mündende Zuführungsleitung für das Hilfspulver voll beschickt.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung, in welcher die bevorzugte Ausgestaltung eines Brenners im Schnitt während des normalen Flämmbetriebes dargestellt ist, näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 der Düsenteil eines Flämmbrennerkopfes bezeichnet, der mit seinem Sauerstoff strom 2 schräg auf die zu bearbeitende Oberfläche 3 eines metallenen Werkstückes 4 gerichtet ist. Mit 5 und 6 sind zwei vorwärmende Gasflammen bezeichnet, die sich oberhalb und unterhalb des Sauerstoffstromes erstrecken. Die Reaktionszone, in der der flämmvorgang an der Oberfläche des Werkstückes 4 angreift, ist mit 7 bezeichnet.

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 abgestützt, auf der Oberfläche 3 des Werkstückes 4, 'so daß dort ein schmaler Spalt 10 bestehen bleibt. Dieser Spalt 10 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 10 fortsetzt und das über die Zuführungsleitung 8 zugeführte Eisenpulver ansaugt und in die Reaktionszone 7 zieht. Während des Betriebes, also beim Flämmvorgang, wird gemäß dem Pfeil 12 Eisenpulver in die Zuführungsleitung 8 eingeführt, das so in die Reaktionszone 7 gelangt.

Mit 13 ist eine zweite Zuführungsleitung für Hilfspulver bezeichnet, die einen Kanal 14 aufweist, der oberhalb des Sauerstoffstromes bei 15 mündet. Über diesen Kanal 14 wird Eisenpulver während des Startvorganges in die Zündzone geblasen, wobei das Eisenpulver in einem Traggasstrom befördert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Flämmen-von Werkstückoberflächen, insbesondere Flämmbrennerkopf, mit schräg gegen die Oberfläche des Werkstückes gerichteten Sauerstoffkanal und einer im gleichen Sinne schräg angeordneten Zuführungsleitung für Hilfspulver, welches beim Eintreten in die Reaktionszone den Schlackenflui3 erleichtert, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (8) für das Hilfspulver im Räume zwischen dem Sauerstoffkanal und der Oberfläche (3) des Werkstückes (4) zugekehrten Seite der Vorrichtung angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (8) für das Hilfspulver zur Führung eines das Hilfspulver in die Reaktionszone (7) befördernden Trägergases dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle für die der Vorwärmung dienenden Brenngase im Bereich der Zuführungsleitung (8) für das Hilfspulver eine Injektorwirkung auf das Hilfspulver ausübend angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (8) für das Hilfspulver in Projektionsrichtung auf die Oberfläche (3) des Werkstückes (4) in derselben Ebene wie der Sauerstoffkanal angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite, in an sich bekannter Weise außerhalb des Raumes zwischen dem Sauerstoffkanal und der Oberfläche (3) des Werkstückes (4) zugekehrten Seite der Vorrichtung auf das Werkstück (4) gerichtete Zuführungsleitung (13, Kanal 14) für Hilfspulver.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Umschaltvorrichtung mit drei Schaltstellungen zur wahlweisen Zuführung des Hilfspulvers ausschließlich außerhalb des Raumes zwischen dem Sauerstoffkanal und der der Oberfläche (3) des Werkstückes (4) zugekehrten Seite der Vorrichtung oder beidseitig vom Sauerstoffkanal oder ausschließlich innerhalb des Raumes zwischen dem Sauerstoffkanal und der der Oberfläche (3) des Werkstückes (4) zugekehrten Seite der Vorrichtung.