DE1776241A1

DE1776241A1 - Mehrstrahlduese zum thermischen trennen

Info

Publication number: DE1776241A1
Application number: DE19681776241
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr-Ing Schoenherr
Original assignee: SCHOENHERR WOLFGANG DR ING
Current assignee: SCHOENHERR WOLFGANG DR ING
Priority date: 1967-10-09
Filing date: 1968-04-25
Publication date: 1974-05-30
Also published as: DE1629965A1

Description

Prof. Dr.-lng. WOLFGANG SCHÖNHERR ι Berlin45, d. 12.7.1973

Margaretenstr. 25a Tel. 8 31 27 37

Az.: P 1776 241.5-13

Titel; Mehrstrahldüse zum thermischen Trennen (Ausscheidung aus P Io 29 905.3-13 "Schneidstrahlanordnung beim tnermischen Trennen")

Besenreibung der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Mehrstrahldüse zum thermischen Trennen mit Austrittsöffnungen für mindestens zwei Schneidstrahlen, von denen einer beim Schneiden vorläuft und von denen ein oder mehrere andere etwas versetzt nachlaufen und dabei in dem Werkstoffgebiet % scnneiden, das durch das Schneiden des vorderen Strahls nennenswert und im wesentlichen gleichmäßig vorgewärmt worden ist.

Mit derartigen Mehrstrahldüsen wird bezweckt, durch das Schneiden des oder der nacnlaufenden Schneidstrahlen im vorgewärmten Werkstoffgebiet die Schneidgeschwindigkeit bei gleichbleibender Güte der Schnittflächen - bezogen auf das Schneiden mit Einstrahldüsen zu erhöhen.

Es ist bekannt, daß zum Erreichen dieses Zwecks der* Werkstoff vor dem vorlaufenden Strahl vorgewärmt werden muß, was durch einzelne Heizflammen, durch ringförmig angeordnete Einzelflammen oder durch eine Ringflamme bewirkt wird. Dabei sind die Austrittsöffnungen i der Einzelflammen vor der Austrittsöffnung des vorlaufen Strahls angeordnet. Die ringförmig angeordneten Einzelflammen oder die Ringflamme bilden um alle vor- und nacnlaufenden Strahlen herum nur eine ringförmige Flamme (US-PS 2,302,73²O. Bei Mehrstrahldüsen solcher Konstruktionen sind die Strömungsverhältnisse, die sich um Schneiddüsen einstellen, nicht ninreichend berücksichtigt worden.

Schneidstrahlen, die aus solchen Düsen austreten, saugen sich aufgrund der von ihnen ausgehenden Injektorwirkung gegenseitig an. Hierdurch werden sie von der gewünschten Austrittsrichtung abge-

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lenkt. Außerdem ist ihre Wurfweite dadurch beeinträchtigt,, daß an ihrer Außen- und ihrer Innenseite unterschiedliche Strömungsvemältnisse bestehen. Sofort nach Verlassen der Austrittsöffnungen grenzen die Schneidstrahlen außen an die in gleicher Richtung wie sie selbst strömenden Flammengase, innen dagegen je nach Abstand der Schneidstrahlen - an ein ruhendes oder verwirbeltes Medium, das nicht die gleiche Zusammensetzung wie an der Außenseite hat und nicht gleichsinnig oder mit anderer Ge- ■■·- ..--. schwindigkeit als die Flammengase außen gleichsinnig strömt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gegenseitige Ansaugen der aus Mehrstrahldüsen austretenden Schneidstrahlen zu verhindern und die Wurfweite solcher Schneidstrahlen zu verbessern> um hierdurch die mit Mehrstrahldüsen gegenüber Einstrahldüsen bei gleicher Schnittgüte erzielbare Schneidgeschwindigkeitserhöhung zu vergrößern. ■·· .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede einzelne Schneidstrahl-Austrittsöffnung von einer ringförmigen Austrittsöffnung für Gase, in der Regel das Heizflammengemisch, umgeben ist. ■■.■■■..

Die beabsichtigte Wirkung kann auch dadurch erzielt werden, daß die um jede einzelne Schneidstrahl-Austrittsöffnung angeordneten ringförmigen Austrittsöffnungen für Gase, in der Regel das Heizflammengemisch, durch je einen Kranz von einzelnen Austrittsöffnungen ersetzt sind.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Fig. 1 und 2 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1: Thermisches Trennen mit Mehrstrahldüse (Zweistrahldüse), wobei rings um jeden Schneidstrahl Heizflammen brennen und der nachlaufende Strahl in dem Werkstoffgebiet schneidet, das durch das Schneiden des vorlaufenden Strahls nennenswert und im wesentlichen gleichmäßig vorgewärmt ist.

Fig. 2: Thermisches Trennen mit Mehrstrahldüse (Dreistrahldüse), wobei rings um jeden Schneidstrahl Heizflammen brennen und die nachlaufenden Strahlen in dem Werkstoffgebiet schneiden, das durch das Schneiden des vorlaufenden Strahls nennenswert und im wesentlichen gleichmäßig vorgewärmt ist.

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BAD ORfQlNAU

Pig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch das thermische Trennen mit einer Mehrstrahl-(Zweistrahl-)Düse 1, die rings um die Austrittsöffnungen 2 und 5 für die Schneidstrahlen 4 und 5 gleich oder wie skizziert - verschieden ausgebildete Austrittsöffnungen 6 und für ein Heizflammengemisch aufweist. Nach Verlassen der Austrittsöffnungen 6 und 7 brennt das Gasgemisch, wodurch Heiζflammenringe 8 und 9 um die Schneidstrahlen 4 und 5 entstehen. Die Verbrennungsgase der Heizflammenringe 8 und 9 bilden schützende Gasschleier um die Schneidstrahlen 4 und 5·

Die Mehrstrahldüse 1, aus der die Schneidstrahlen 4 und 5 austreten, wird in Pfeilrichtung bewegt. Die Schnittfläche 10 mit geringer Schnittgüte ist vom vorlaufenden Schneidstrahl 4, die Schnittfläcne 11 mit noher Schnittgüte ist vom nachlaufenden Schneidstrahl 5 geschnitten worden. Die Schnittgüte der Schnittfläche ist deshalb besser als die der Schnittfläche 10, weil der Schneidstrahl 5 in dem Werkstoffgebiet schneidet, das durch das Schneiden des Schneidstrahls 4 nennenswert und im wesentlichen gleichmäßig vorgewärmt worden ist. Die Mehrstrahldüse 1 ist beim Scaneiden so ausgerichtet, daß die Schnittfläche 10 zum Abfallteil, die Schnittfläche 11 zum thermisch getrennten Bauteil gehört.

Pig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch das tnermische Trennen mit einer Mehrstrahl-(Dreistrahl-)Düse 12, die rings um die Austrittsöffnungen 15, 14 und 15 für die Schneidstrahlen 16, 17 und 18 gleich oder - wie skizziert - verschieden ausgebildete Austrittsöffnungen I9, 20 und 21 für ein Heizflammengemisch aufweist. Nach Verlassen der Austrittsöffnungen 19*20 und 21 brennt das Gasgemisch, wodurch Heiζflammenringe 22, 23 und 24 um die Schneidstrahlen l6, 17 und l8 entstehen. Die Verbrennungsgase der Heizflammenringe 22, 2J und 24 bilden schützende Gasschleier umdie Schneidstrahlen 16, 17 und l8.

Die Mehrstrahldüse 12 wird in Pfeilrichtung bewegt. Durch die Benutzung von zwei nachlaufenden Schneic&rahlen 17 und l8, die in dem Werkstoffgebiet schneiden, das durch das Schneiden des vorlaufenden Strahls Io nennenswert und im wesentlichen gleichmäßig

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vorgewärmt worden ist, weisen beide bleibenden Schnittflächen und 26 die gleiche hohe Scnnittgüte auf.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß eine gegenseitige Beeinflussung der Schneidstrahlen durch die von ihnen ausgehende Injektorwirkung verhindert wird, weil sie beim Schneiden mit der erfindungsgemäßen Mehrstrahldüse nur auf die Verbrennungsgase einwirkt, die rings um jeden Schneidstrahl strömen. Außerdem ist die Wurfweite der Schneidstrahlen, nicht mehr von ungleichmäßigen Strömungsverhältnissen auf Innen- und Außenseite jedes Schneidstrahls beeinträchtigt. Die ringförmig um jeden Schneid-. strahl strömenden Verbrennungsgase bewirken also eine Stabilisierung des Schneidstrahls. Hierdurch kann mit den erfindungsgemäßen Mehrstrahldüsen eine Erhöhung der Senneidgeschwindigkeit um mehr als 50 % gegenüber dem Schneiden mit Einstrahldüsen erzielt werden.

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Claims

Prof. Dr.-Ing. WOLFGANG SCHÖNHERR ι Berlin45, d. 12.7.197: Margaretenstr 25a Tel. 8 31 27 37 Az.: P 1776 Titel: Mehrstrahldüse zum thermischen Trennen (Ausscheidung aus P l6 29 905.3-13 "Schneidstrahlanordnung beim thermischen Trennen") Patentansprüche:

1. Mehrstrahldüse (1, 12) zum thermischen Trennen mit Austritts- A öffnungen (2, 3* 13* 14, 15) für mindestens zwei Schneidstrahlen (4, 5, l6, 17* l8), von denen einer (4, 16) beim Schneiden vorläuft und von denen ein (5) oder mehrere andere (17* lS) etwas versetzt nachlaufen und dabei in dem Werkstoffgebiet scnneiden, das durch das Schneiden des vorderen Strahls (4, Ιό) nennenswert und im wesentlichen gleichmäßig vorgewärmt worden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß jede einzelne Schneidstrahl-Austrittsöffnung (2, 3* 13* 14, 15) von einer ringförmigen Austrittsöffnung (6, 19) für Gase, in der Regel das Heizflammengemisch, umgeben ist.

2. Mehrstrahldüse gemäß Anspruch 1, | dadurch gekennzeichnet, daß die um jede einzelne Schneidstrahl-Austrittsöffnung (2, 3, 13* 14, 15) angeordneten ringförmigen Austrittsöffnungen (6, 19) für Gase, in der Regel das Heizflammengemisch, durch je einen Kranz von einzelnen Austrittsöffnungen (7* 20, 21) ersetzt sind.

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