DE1901923A1 - Method and device for focal beam slitting - Google Patents

Method and device for focal beam slitting

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DE1901923A1
DE1901923A1 DE19691901923 DE1901923A DE1901923A1 DE 1901923 A1 DE1901923 A1 DE 1901923A1 DE 19691901923 DE19691901923 DE 19691901923 DE 1901923 A DE1901923 A DE 1901923A DE 1901923 A1 DE1901923 A1 DE 1901923A1
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Kohler Rudolph Hugo
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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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    • E21C37/00Other methods or devices for dislodging with or without loading
    • E21C37/16Other methods or devices for dislodging with or without loading by fire-setting or by similar methods based on a heat effect

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Description

PATENTANWALT DIPL.-INQ, QERHARD SCHWANPATENT Attorney DIPL.-INQ, QERHARD SCHWAN

S MÜNCHEN 8 · QOERZER STRASSE 15S MUNICH 8QOERZER STRASSE 15

15. Jan. 1969Jan 15, 1969

L-7152-CL-7152-C

UNION CARBIDE CORPORATION 270 Park Avenue, Neu) York, N.Y0 10017, U.St.A.UNION CARBIDE CORPORATION (270 Park Avenue, New) York, NY 0 10017, U.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Brennstrahl-SchlitzenMethod and device for focal beam slitting

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten υοη Mineralien, und insbesondere einen Prozeß, bei dem Flammstrahlen auf eine Felsfläche gerichtet werden, um in den Fels einen Schlitz oder Kanal zu schneiden,,The invention relates to a method and a device for processing υοη minerals, and in particular a process in directed at a rock surface with the flame jet in order to cut a slot or channel in the rock,

Das Brennstrahl-Schlitzen stellt ein Verfahren zum Einbringen eines normalerweise ungefähr 76 mm breiten Schlitzes oder Kanales in Bruchstein durch Verwendung einer Überschallflamme dar, die gegen den Stein gerichtet wird und einen Prozeß be- · wirkt, der als thermisches Absplittern bezeichnet werden kanno Beim herkömmlichen Brennstrahl-Schlitzen wird ein Schlitz durch die Wirkung eines Einzel-Flammstrahles ausgebildet, der in einem Winkel gegen die Achse eines mit Innenverbrennung arbeitenden Brenners versetzt ist, der in im wesentlichen lotrechter Richtung derart bewegt wird, daß die Flamme im wesentlichen nach unten gerichtet, jedoch mit Bezug auf die Lotrechte gegen die im wesentlichen lotrechte Stirnfläche des zu behandelnden Gesteins geneigt bleibt, während gleichzeitig einThe fuel jet slots provides a method for introducing a normally about 76 mm wide slot or channel in quarry stone by using a supersonic flame is that is directed against the stone, and a process of loading · acts that can be called thermal spalling o In conventional Jet Slitting, a slit is formed by the action of a single jet of flame offset at an angle from the axis of an internal combustion burner which is moved in a substantially perpendicular direction such that the flame is directed substantially downward, however remains inclined with respect to the perpendicular against the substantially perpendicular face of the rock to be treated, while at the same time a

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FERNSPRECHER Ο8Π/4ΟΪΟ1Β - KABEL: E LECTRIC PATE NT MÜNCHENTELEPHONE Ο8Π / 4ΟΪΟ1Β - CABLE: E LECTRIC PATE NT MUNICH

waagrechter Vorschub in der Richtung der Flamme entlang einem vorbestimmten Schlitzverlauf erfolgt» Die bekannten Brennstrahl-Sehlitzverfahren werden im allgemeinen in der Weise ausgeführt, daß der Brenner eine im wesentlichen lotrechte Fläche bearbeitet, doch kann das gleiche Verfahren auch bei Gesteinsflächen angewendet werden, die -jede belie» bige Neigung zwischen echt lotrecht und waagrecht haben.horizontal advance in the direction of the flame along a predetermined slot path takes place »The known Focal jet seat seat processes are generally used in the If the torch works on a substantially perpendicular surface, the same method can be used can also be used on stone surfaces that have a good incline between real vertical and horizontal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine l/orrichtung zu schaffen, die es erlauben, eine größere Schlitzfläche je Einheit an verbrauchten Reaktxonsmxtteln bei wirkungsvollerer Ausnutzung des Arbeitsaufwandes zu schneiden, als dies bisher möglich war»The invention is based on the object of creating a method and a device which allow a larger Slot area per unit of used reactants with more effective utilization of the workload cut than was previously possible »

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Brennstrahl-Schlitzen von mineralien, bei dem ein rasch strömender Flammstrahl hoher Temperatur unter einem spitzen Winkel gegen eine mineralfläche gerichtet, in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen entlang der fflineralflache bewegt und in Richtung der Endfläche des auszubildenden Schlitzes vorgeschoben wird, wenn Rlineralteile absplittern, ist dadurch gekennzeichnet, daß zusam= men mit dem Flammstrahl mindestens ein dazu komplanarer zusätzlicher Flammstrahl entlang der zu schlitzenden Fläche bewegt wird, wobei die Flammstrahlen in einem ausreichenden gegenseitigen Abstand gehalten werden, um ein Überdecken der zugehörigen Zonen starker Absplitterung zu verhindern.The inventive method for focal beam slitting of minerals in which a rapidly flowing jet of flame is higher Temperature at an acute angle against a mineral surface directed along in successive operations the fflineral surface moves and towards the end surface of the slot to be formed is advanced when rlineral parts splintering is characterized in that, together with the flame jet, at least one complementary additional flame jet along the surface to be slit is moved, the flame jets being kept at a sufficient mutual distance to cover the associated zones to prevent severe chipping.

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Wit der Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens geschaffeneWit the invention is also an apparatus for implementation created by the method described above

Weitere merkmale, Vorteile und Anuiendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt:Further features, advantages and possible uses of the The invention emerges from the subclaims and from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the accompanying drawings. It shows:

Figur 1Figure 1

eine Seitenansicht eines Ztueistrahlbrenners nach der Erfindung,a side view of a jet burner according to the invention,

Figur 2Figure 2

im Schnitt eine schematische Darstellung eines fllineralblockes und des in Arbeitsstellung befindlichen Zeeistrahlbrenners nach Figur 1 uiährend der Ausbildung eines Schlitzes in dem Block,in section a schematic representation of a fllineral block and the one in the working position Zeeiststrahlbrenners according to Figure 1 uirue the formation of a slot in the block,

Figur 3Figure 3

eine Draufsicht auf einen Teil des ITIineralblockes nach Figur 2, die die Ausbildung des Schlitzes erkennen läßt,a top view of part of the ITIineralblock according to Figure 2, which shows the formation of the slot,

Figur 4Figure 4

eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Zweistrahlbrenners, die sich zum Brenn= strahl-Schlitzen mit schräg verlaufender Schlitzwand eignet,a schematic representation of an embodiment of the two-jet burner, which is the focal = jet slots with an inclined diaphragm wall are suitable,

Figur 5Figure 5

einen Längsschnitt eines BJehrstrahlbrenners mita longitudinal section of a jet burner with

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einer einzigen Brennkammer entsprechend einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, unda single combustion chamber according to one embodiment of the device of the invention, and

Figur 6 teilweise im Schnitt eine schematische Darstellung eines mit einer Verteilerleitung versehenen ITlehrstrahlbrenners gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung»FIG. 6 shows a schematic representation, partly in section an IT training jet burner provided with a distribution line according to a modified embodiment of the device according to the invention »

Der in Figur 1 dargestellte Zuieistrahlbrenner nach der Erfindung meist einen unteren Schneidkopf 10 und einen oberen Schneidkopf 12 auf. Die Schneidköpfe 10, 12 bestehen aus herkömmlichen Brennern 14 bzuio 16 mit Innenverbrennung, deren Einlaßenden an zugehörigen Schneidkopfträgern 18 und 20 be= festigt sind. Die Brenner 14, 16 sind am Austrittsende mit Flammstrahlauslässen 22 und 24 versehen. liletallrohre 26, 28 und 30, die in Verbindung mit dem unteren Schneidkopf 10 dargestellt und in entsprechender Weise auch für den oberen Schneidkopf 12 vorhanden sind, führen den Schneidköpfen gasförmiges Oxydationsmittel, Brennstoff und Kühlmittel zu. Außerdem ist für den oberen Brenner 16 ein metallrohr 32 vorhanden, das das erhitzte Kühlmittel, beispielsweise Wasser, aus dem unmittelbaren Arbeitsbereich ableitet, u/o es andernfalls den .Schlitzbildungsvorgang behindern könnte.The feed jet burner according to the invention shown in FIG. 1 usually a lower cutting head 10 and an upper cutting head 12. The cutting heads 10, 12 consist of conventional ones Burners 14 bzuio 16 with internal combustion, the inlet ends of which on associated cutting head carriers 18 and 20 be = are consolidated. The burners 14, 16 are provided with flame jet outlets 22 and 24 at the outlet end. purple metal pipes 26, 28 and 30, which are shown in connection with the lower cutting head 10 and in a corresponding manner also for the upper Cutting head 12 are present, lead the cutting heads gaseous Oxidizer, fuel and coolant too. In addition, a metal tube 32 is available for the upper burner 16, which diverts the heated coolant, for example water, from the immediate work area, and / or it otherwise could interfere with the .Schlitzbildungvorgang.

Eine starre Abstützung zur Verbindung der Schneidköpfe 10 undA rigid support for connecting the cutting heads 10 and

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

12 in fest vorgegebener gegenseitiger Lage weist zuiei Stahlmuffen 34 und 36 auf, die mit den betreffenden Schneidköpfen 10 und 12 sowie miteinander starr verbunden sind. Die muffen 34 und 36 sind so ausgebildet, daß sie den unteren Brenner 14 in einem Winkel gegenüber dem oberen Brenner 16 und in einem Abstand h unmittelbar unter dem Brenner 16 derart festhalten, daß die beiden Flammstrahlauslässe in derselben lotrechten Ebene liegen.12 in a fixed mutual position has zuiei steel sleeves 34 and 36, which are rigidly connected to the respective cutting heads 10 and 12 and to one another. The sleeves 34 and 36 are formed so that they the lower burner 14 at an angle to the upper burner 16 and in a Maintain the distance h immediately below the burner 16 in such a way that the two flame jet outlets are perpendicular to the same Lie level.

Figur 2 zeigt, wie der Zweistrahlbrenner nach Figur 1 mittels einer Aufhängung 38, die an der Oberfläche eines Felsblockes 40 angeordnet ist, in Arbeitsstellung gehalten uiird. Im Setrieb uierden die Schneidköpfe 10 und 12 zusammen mit geeigneter Geschwindigkeit angehoben und abgesenkt, mährend sie sehr dicht an oder in Kontakt mit der Endwand 42 des Schlitzes gehalten werden., Eine solche Einstellung stellt einen maximalen Kontakt der Flammen mit dem Fels sicher und führt infolgedessen zu höheren Schlitzgeschwindigkeiten. Wenn der intensive Flammstrahl die Endwand 42 des Schlitzes auf hohe Temperaturen aufheizt, tjritt ein fortschreitendes Absplittern ein, aiodurch in den Blineralfeis 40 ein Schlitz eingeschnitten wird. Zugleich mit der lotrechten Auf- und Abbewsgung wird der Zwaistrahlbrenner 10, 12 in waagrechter Richtung gemäß einem vorgegebenen Schlitzverlauf (in Figur 2 läuft diese Richtung von links nach rechts) in dem lilaßβ vorgeschoben, wie die erhitzten Felsteile von der Endwand 42 absplittern und eine frische Feleoberflache freigeben«,Figure 2 shows how the two-jet burner of Figure 1 by means of a suspension 38, which is arranged on the surface of a boulder 40, is held in working position. In operation uierden the cutting heads 10 and 12 together with suitable Speed increased and decreased while keeping them very close to or in contact with the end wall 42 of the slot be., Such a setting represents a maximum Contact of the flames with the rock is certain and, as a result, leads to higher slot velocities. When the intense Flame jet heats the end wall 42 of the slot to high temperatures, causing a progressive chipping, aiodurch a slot is cut into the Blineralfeis 40. Simultaneously with the vertical up and down movement, the twin-jet burner becomes 10, 12 in the horizontal direction according to a predetermined slot course (in Figure 2 this direction runs from left to right) in the lilaßβ advanced like the heated ones Splinter pieces of rock from the end wall 42 and expose a fresh rock surface «,

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Figur 3 zeigt eins Draufsicht auf einen Teil des Felsen 40 gemäß Figur 2, die den ganzen Schlitz erkennen läßt, der von zwei Seiteniuänden 46 und 48, der Enduiand 42 und dem Schlitzboden 44 des Felsen 40 begrenzt wird.FIG. 3 shows a plan view of part of the rock 40 according to Figure 2, which reveals the whole slot, the two Seiteniuände 46 and 48, the Enduiand 42 and the slot bottom 44 of the rock 40 is limited.

Bei der praktischen Durchführung des Brennstrahl-Schlitzens kommt es häufig vor, daß die Felsstirnfläche (gegen die der rasch strömende, heiße Flammstrahl gerichtet wird) zunächst gemäß Figur 2 im wesentlichen lotrecht steht, daß dann im Laufe des Schlitzvorganges aber die Felsstirnfläche allmählich eine Neigung annimmt, so daß die im wesentlichen lotrechte Felsfläche gegenüber der Lotrechten schräg verläuft, wie dies in Figur 4 dargestellt isto Der Ausdruck "im wesentlichen lotrecht" soll beide in den Figuren 2 und 4 veranschaulichten Ausbildungsformen umfassen,,In the practical implementation of the focal beam slitting it often happens that the rock face (against which the rapidly flowing, hot flame jet is directed) initially according to Figure 2 is essentially perpendicular, but then gradually the rock face in the course of the slitting process assumes an inclination so that the substantially perpendicular rock face is inclined with respect to the perpendicular, like this shown in Figure 4 o The expression "substantially perpendicular" is intended to include both forms of embodiment illustrated in FIGS. 2 and 4,

Figur 4 zeigt den Einsatz eines Zweistrahlbrenners nach der Erfindung zum Brennstrahl-Schlitzen einer schräg verlaufenden Uiando In diesem Falle werden die Schneidköpfe 5Q. und 52 mit den zugehörigen Flammstrahlauslässen 54 und 56 in der Richtung der Endwand 58 des Schlitzes mit vorgegebener Geschwindigkeit bewegt, während sie sehr dicht an oder in Kontakt mit der End« wand 58 gehalten werden. Die Schneidköpfe 50 und 52 sind in geeignetem Abstand voneinander abgestützt. Die Achsen ihrer Flammstrahlauslässe sind in einem Winkel mit 8ezug auf die Oberfläche der Endwand 58 gehalten, der. für einen maximalen Kontakt ,der Flammen mit dem Fels sorgteFigure 4 shows the use of a two-jet burner according to the invention for focal beam slitting an inclined Uiando In this case, the cutting heads 5Q. and 52 with the associated flame jet outlets 54 and 56 in the direction of the end wall 58 of the slot at a predetermined rate moved while being held very close to or in contact with the end wall 58. The cutting heads 50 and 52 are in a suitable distance from each other supported. The axes of their flame jet outlets are at an angle with respect to the Surface of the end wall 58 held, the. for maximum contact that made flames with the rock

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Ein Vorteil des Zweistrahlbrenners gegenüber einem herkömmlichen Einzelbrenner ist eine Senkung der Arbeitskosten je Flächeneinheit des eingeschnittenen Schlitzes,, In gewissen Fällen erreicht diese Senkung Uferte von bis zu 50 %„ Eine Verminderung der Reaktionsmittelkosten je Einheit des eingeschnittenen Schlitzes und der Arbeitskosten kann erhalten werden, indem ζ «ei oder mehr Brenner erf indungsgemäfl ausgebildet werden und indem die Brennergröße, die Reaktionsmittel-Durchflußmengen, der Winkel der Flammstrahlauslässe gegenüber der Felsoberfläche und der Abstand zwischen den Brennern geeignet gewählt «erden.An advantage of the two-jet burner compared to a conventional single burner is a reduction in labor costs per unit area of the incised slot ,, In certain cases this reduction can be as much as 50 % One or more burners can be designed according to the invention and the burner size, the reactant flow rates, the angle of the flame jet outlets in relation to the rock surface and the distance between the burners are suitably selected.

Es wurden Versuche durchgeführt, um den Einfluß zu ermitteln, den die Sauerstoffdurchflußmengen auf den Sauerstoffwirkungsgrad, gemessen in Flächeneinheiten des ausgebildeten Schlitzes je Uolumeneinheit an verbrauchtem Sauerstoff, haben,, Es versteht eich, daß die Prüfung nur eines herkömmlichen Brenners mit Innenverbrennung bei einem Arbeiten mit Durchflußmengen, die sowohl innerhalb als auch außerhalb des vorgesehenen Sollwertbereiches liegen, für die Bestimmung des UUirkungsgrades in Abhängigkeit von der Durchflußmenge keine schlüssigen Ergebnisse liefert, da Parameter, wie die Gasaustrittsgeschwindigkeit und der Uerbrennungswirkungsgrad, einen erheblichen Einfluß auf den Brennerwirkungsgrad haben, wenn sie sich außerhalb des vorgesehenen Sollwertbereiches befindeno Um schlüssige Ergebnisse zu erzielen, wurden mehrere mit Innenverbrennung arbeitende Brenner, die für unterschiedliche DurchflußmengenTests were carried out to determine the influence that the oxygen flow rates have on the oxygen efficiency, measured in units of area of the formed slot per unit volume of oxygen consumed Flow rates that are both inside and outside the intended setpoint range do not provide conclusive results for determining the degree of efficiency as a function of the flow rate, since parameters such as the gas outlet speed and the degree of combustion efficiency have a considerable influence on the burner efficiency when they are outside of the range o In order to achieve conclusive results, several burners working with internal combustion, which are for different flow rates

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im Bereich von 28,3 bis 84,9 m /h Sauerstoff ausgelegt uiaren, jeaieils nur innerhalb des betreffenden Sollwertbereiches betrieben, wobei durchweg mit einem Sauerstoff-Brenngas-Verhältnis von 28,3 m Sauerstoff zu 19,5 kg Kerosin gearbeitet uiurdee designed in the range 28.3 to 84.9 m / h oxygen uiaren, jeaieils operated within the respective set value range, wherein throughout the fuel gas-oxygen ratio worked 19.5 kg of kerosene with a 28.3 m oxygen uiurde e

In Tabelle I sind die Prüfergebnisse zusammengestellt:The test results are summarized in Table I:

Tabelle ITable I.

GasstrahlGas jet Sauerstoff-
durchflußmenge
Oxygen-
flow rate
Schlitzge-
schwindig-
keit
Slotted
dizzy
speed
Sauerstoff-
wirkungs-
grad
Oxygen-
effective
Degree
GasstrahlGas jet m3/hm 3 / h m2/hm 2 / h m2 Schlitzm 2 slot GasstrahlGas jet m3 O2 m 3 O 2 EinzelnerSingle 28,328.3 1,071.07 ,0,038, 0.038 EinzelnerSingle 42,542.5 1,161.16 0,02 70.02 7 EinzelnerSingle 84,984.9 1 ,951.95 0,0230.023

Die Ergebnisse lassen allgemein erkennen, daß der Sauerstoffwirkungsgrad sinkt, tue η η die Einstrahl-Brennergröße, ausgedrückt durch die Soll-Sauerstoffdurchflußmenge, ansteigt» Von den geprüften Brennern arbeitete der kleinste Brenner mit höchstem Wirkungsgrad«,The results generally indicate that the oxygen efficiency decreases, do η η the single-jet burner size, expressed by the target oxygen flow rate, »Von increases of the burners tested, the smallest burner worked with the highest degree of efficiency «,

Neben den in Tabelle I angegebenen Versuchen mit Einstrahlbrennern tuurden weitere Versuche durchgeführt, bei denen dtsr Wirkungsgrad eines Einstrahlbrenners mit dem von Iflehrstrahlbrennern verglichen wurde, die die gleiche GesamtdurchflußmengeIn addition to the experiments with single-jet burners given in Table I, further experiments were carried out in which dtsr Efficiency of a single-jet burner compared to that of teaching jet burners that was the same total flow rate

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hatten,. Die Ergebnisse sind in Tabelle II wiedergegeben,had,. The results are given in Table II,

Tabelle IITable II

Sauerstoff
durchflußmenge
oxygen
flow rate
Schlitzge-
schuiindig-
keit
Slotted
schuiindig-
speed
Sauerstoff-
uiirkungs-
grad
Oxygen-
impact
Degree
3/.
m /h
3 /.
m / h
m2/hm 2 / h m2 Schlitzm 2 slot
84,984.9 1 ,951.95 m3 D2 m 3 D 2 EinstrahlbrennerSingle-jet burner 84,984.9 2,362.36 0,0230.023 Ziueistrahlbrenner
(2 Gasstrahle von
42,5 m3/h)
Jet burner
(2 gas jets from
42.5 m 3 / h)
84,984.9 3,213.21 0,0280.028
Dreistrahlbr8nner
(3 Gasstrahle von
Three-beam burner
(3 gas jets from
0,0380.038
28,3 m3/h)28.3 m 3 / h)

Die Tabelle II läßt erkennen, daß ein höherer Wirkungsgrad
erzielt wird, uienn statt eines einzelnen FLammstrahles mehre« re Flammstrahle benutzt uierden, die die gleiche Gesamtdurchflußmenge besitzen,, So liefert ein Ziueistrahlbrenner, der mit einer Sauerstoffdurchflußmenge von 42,5 m /h je Strahl arbei·= tet, einen Schlitzmirkungsgrad, der um 21 % größer als derjenige eines Einstrahlbrenners ist, bsi dem mit gleicher Gesamtsauerstoffdurchflußmenge, das heißt mit 84,9 m /h, gearbeitet ujirdo Außerdem arbeitete der Dreistrahlbrenner mit einem höheren Wirkungsgrad als der Ziueistrahlbrenner mit ztuei Gasstrahl len zu je 42,5 m /h„ Es iuird angenommen, daß der intensive
Überschallteil einer Flamme den Hauptteil der Absplitterung
Table II shows that a higher efficiency
is achieved if, instead of a single flame jet, several flame jets are used which have the same total flow rate 21 % larger than that of a single-jet burner, bsi the one with the same total oxygen flow rate, i.e. 84.9 m / h, worked ujirdo In addition, the three-jet burner worked with a higher efficiency than the pilot burner with two gas jets of 42.5 m / h each “It is believed that the intense
Supersonic part of a flame is the main part of the chipping

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bewirkt« Wenn der Winkel der Flamme gegenüber der Felsoberfläche abn.immt, steigt die Felsfläche, auf die dieser intensive Teil auftrifft, an; dementsprechend nimmt die Schlitzgeschwindigkeit zu„ Es versteht sich, daß nahe 0° ein Punkt erreicht uiird, bei dem die Flamme nahezu parallel zum Fels verläuft und diesen nicht berühren kann0 ' ■causes "When the angle of the flame with respect to the rock surface decreases, the surface of the rock that this intense part hits increases; accordingly, the slot rate increases "It is understood that a point close to 0 ° uiird reached at which the flame is almost parallel to the rock and this can not touch 0 '■

Bei der in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform ist der obere Schneidkopf 12 in lotrechter Stellung abgestützt und ist der Flammstrahlauslaß 24 gegenüber der Brennerachse, die im wesentlichen parallel zu der lotrechten Endwand 42 verläuft, unter einem Winkel a von beispielsweise 12 geneigt» Die Muffen 34 und 36 sind derart miteinander verschuieiöt, daß der untere Schneidkopf 10 unter einem Winkel b von beispielsweise 6° gegenüber dem oberen Schneidkopf 12 festgehalten wird» Der Flammstrahlauslaß 22 des unteren Schneidkopfes ist gegen die Brennerachse unter einem Winkel c von bei= spielsweise 6° geneigt« Die Summe der Winkel b und c ist in Figur 1 als Winkel d dargestellt,, Dieser Winkel ist im wesentlichen gleich dem Winkel a, so daß die Flammen beider Brenner auf die Endwand 42 des Felsen unter dem Winkel auftreffen, der zu der höchsten Schlitzgeschwindigkeit führte Die Längsachsen beider Brenner liegen in derselben lotrechten Ebene,,In the embodiment illustrated in Figures 1 and 2, the upper cutting head 12 is supported in a vertical position and the flame jet outlet 24 is opposite the burner axis, which runs substantially parallel to the vertical end wall 42, at an angle α of, for example, 12 inclined »The sleeves 34 and 36 are so interlocked that that the lower cutting head 10 is held at an angle b of, for example, 6 ° with respect to the upper cutting head 12 becomes »The flame jet outlet 22 of the lower cutting head is at an angle c of at = from the burner axis for example 6 ° inclined «The sum of the angles b and c is shown in Figure 1 as angle d ,, This angle is essentially equal to the angle α so that the flames of both burners impinge on the end wall 42 of the rock at the angle which led to the highest slot speed. The longitudinal axes of both burners lie in the same vertical plane,

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Tabelle IIITable III

Uli η kai zwischen Flamme und Feleflächa (Grad)Uli η kai between flame and Feleflächa (degrees)

Schlitzgeschwindigkeit (m2 / h)Slot speed (m 2 / h)

12 20 2912 20 29

1 ,43 1,22 1,09 1 ,031.43 1.22 1.09 1.03

Tabelle III zeigt den Einfluß des Flammenuiinkals auf die Schlitzgeschwindigkeit bei Verwendung eines herkömmlichen Brenners mit einer konstanten Durchflußmenge v/on 42,5 m /h Sauerstoff und 29,5 kg/h Kerosin, wobei alle anderen Variablen, wie Geschwindigkeit und Zusammensetzung des Reaktionsmittels, konstant gehalten wurden und der Flammstrahlauslaß des Brenners dicht bei der zu behandelnden Oberfläche angeordnet war» Die Anwendung eines Flammenwinkels v/on 6° führte zu einer 20 $igen Steigerung der Schlitzgeschwindigkeit gegenüber der Schlitzgeschuiindigkeit, die mit einem Flammeniuinkel von 12° erhalten wurde. Während der optimale Flammenwinkel theoretisch zwischen 0 und 6° liegt, ist die Verwendung von Winkeln unter 6° nicht praktisch» Der optimale Flammenwinkel kann sich ändern, wenn weniger intensive Luftbrenner benutzt werden oder wenn andere Arten von Mineralien als die bei der Bestimmung der Daten von Tabelle III verwendeten geschlitzt werden. Festzuhalten ist, daß bei den Versuchen gemäß Tabelle III ein anderer Falsblock geschlitzt wurde als bei den Versuchen gemäß den Tabellen ITable III shows the influence of the flame incal on the Slot speed when using a conventional torch with a constant flow rate of 42.5 m / h oxygen and 29.5 kg / h kerosene with all other variables such as speed and composition of the reactant kept constant and the flame jet outlet of the burner was arranged close to the surface to be treated »The Application of a flame angle of 6 ° resulted in a 20 $ Increase in the speed of the slot compared to the speed of the slot obtained with a flame angle of 12 ° became. While the optimal flame angle is theoretically between 0 and 6 °, the use of angles below 6 ° is not practical »The optimal flame angle can change if less intense air burners are used or when other types of minerals than those used in determining the dates of Table III used to be slotted. It should be noted that in the tests according to Table III a different false block was slotted than in the tests according to Tables I.

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und II.and II.

Tabelle IVTable IV

Brennerabstand Schlitzgeschwindigkeit cm m /hTorch spacing, slot speed cm m / h

15,2 1,8115.2 1.81

25,4 2,0125.4 2.01

38,1 2,3238.1 2.32

50,8 2,3650.8 2.36

Aus Tabelle IW ist zu erkennen, tiiie sich die Schlitzgeschwindigkeit mit dem Abstand zwischen zwei Brennern, das heißt dem Abstand h in Figur 1, ändert. Beide Brenner 14 und 16 arbeiteten mit einer konstanten Durchflußmenge von jeweils 42,5 m /h Sauerstoff und 29,5 kg/h Kerosin, mährend alle anderen Parameter, wie Geschwindigkeit, Reaktionsmittelzusammensetzung und Flammenwinkel, konstant gehalten wurden» Bei einem Abstand h von mehr als ungefähr 50,0 cm war die Schlitzgeschuiincigkeit konstant und hatte einen Höchstwert von 2,36 m /h. Wurden die Brenner einander genähert, sank die Schlitzgaschroindigkait bei Abständen von weniger als ungefähr 38,0 cm erheblich ab. Die Ergebnisse lassen erkennen, daß die Schlitzgeschaiindigkeit am größten ist, wenn der Abstand h ausreicht, um zu verhindern, daß sich die eins starke Absplitterung bewirkenden Teile der Flammen überlappen. Bei einem solchen Abstand wirken die Flammen unabhängig voneinander.From table IW it can be seen that the slot speed is the same with the distance between two burners, that is, the distance h in Figure 1, changes. Both burners 14 and 16 worked with a constant flow rate of 42.5 m / h oxygen and 29.5 kg / h kerosene, while all other parameters, such as speed, reactant composition and flame angle, were kept constant »at a distance h of more when about 50.0 cm, the slot speed was constant and had a maximum value of 2.36 m / h. If the burners were approached, the Schlitzgaschroindigkait sank at intervals less than approximately 38.0 cm. The results indicate that the slot speed is greatest is when the distance h is sufficient to prevent the parts of the flames causing one strong chipping overlap. At such a distance, the flames act independently of one another.

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Der kleinste zwischen den austretenden Flammstrahlen erforderliche Abstand hängt von der Durchflußmenge des Stromes ab, der die einzelnen Auslässe verläßt» Nach der Theorie der turbulenten Strahlen ist zu erwarten, -daß die Strahlen als eine Funktion von x/d abklingen, uiobei d der Strahlauslaßdurchmesser und χ die lineare Raumkoordinate in Richtung der Strömung ist„ Dies bedeutet, daß die effektive Strahllänge in Wechselbeziehung mit dem Auslaßdurchmesser steht. Für äquivalente Austrittsgeschwindigkeiten ist der Auslaßdurchmesser der Quadratu/urzel der Durchflußmenge im Auslaß proportional. Für Mehrstrahl-Schlitzbrenner ergibt sich der kleinste Abstand h aus dem AusdruckThe smallest required between the exiting flame rays The distance depends on the flow rate of the stream that leaves the individual outlets »According to the theory of the turbulent Rays it is expected that the rays decay as a function of x / d, where d is the jet outlet diameter and χ is the linear spatial coordinate in the direction of the flow " This means that the effective jet length is correlated with the outlet diameter. For equivalent exit speeds is the outlet diameter of the square root proportional to the flow rate in the outlet. For multi-jet slot burners the smallest distance h results from the expression

h = 1/34,2 Fh = 1 / 34.2 F

wobei h der Abstand in cm und F die Soll-Durchflußmenge an Sauerstoff je Brennerauslaß in m /h isto Aus dieser Beziehung ergeben sich kleinste Abstände von 31 cm, 38 cm und 54 cm für. fflehrf achstrahlen mit Sauerstoff durchflußmengen von 28,3 bzu/o 42,5 bzw. 84,9 m3/h.where h is the distance in cm and F is the target flow rate of oxygen per burner outlet in m / h o This relationship results in the smallest distances of 31 cm, 38 cm and 54 cm for. Oxygen flow rates of 28.3 to / o 42.5 and 84.9 m 3 / h, respectively, are applied.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen einen Zweistrahlbrenner mit zwei gesonderten Schneidköpfen, denen jeweils eine eigene Brennkammer zugeordnet isto Es ist jedoch auch ein Strahlbrenner mit einer einzigen Brennkammer verwendbar, die zu zwei oder mehr Auslässen führt, die in geeignetem Abstand voneinander angeordnet sindo Außerdem kann ein IKlehrstrahlbrenner ähnlich den Zuieistrahlbrennern gemäß den Figuren 1 bis 4 verwendetFigures 1 to 4 show a two-beam torch with two separate cutter heads, each of which a separate combustion chamber is assigned o However, it is also usable a jet burner having a single combustion chamber, which results in two or more outlets Sindo spaced apart by suitable spacing addition a teaching jet burner similar to the feed jet burners according to FIGS. 1 to 4 is used

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-U--U-

ujerden, der jedoch mehr als zwei gesonderte Schneidköpfe aufweist, die starr miteinander verbunden sind«ujerden, which however has more than two separate cutting heads, that are rigidly connected to each other "

Figur 5 zeigt eine Ausführungsform des Brenners nach der Erfindung, der einen Brennerkörper 60 mit einer einzelnen Brennkammer 62 aufweist, die zu mehreren Flammstrahlauslässen 64 führt.Figure 5 shows an embodiment of the burner according to the invention, which has a burner body 60 with a single combustion chamber 62 which leads to a plurality of flame jet outlets 64 leads.

Figur 6 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, die eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Blehrstrahlprinzips darstellt,, Bei dieser Ausführungsform sind mehrere einzelne mit Innenverbrennung arbeitende Brenner 68, denen jeweils eine Brennkammer 70 und ein FlammstrahlauslaS 72 zugeordnet sind, mit einem Verteilerkörper 66 verbunden.Figure 6 illustrates an embodiment of the invention, another variant of the lead jet principle according to the invention represents ,, In this embodiment there are several individual burners 68 working with internal combustion, each of which is assigned a combustion chamber 70 and a flame jet outlet 72 are connected to a distributor body 66.

Während vorstehend der Betrieb der Brenner mit Sauerstoff erläutert wurde, können den Brennern auch andere Oxydationsmittel, beispielsweise Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft, zugeführt werden»While the operation of the burner with oxygen has been explained above, the burners can also use other oxidizing agents, for example air or oxygen-enriched Air, to be supplied »

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Claims (9)

- 15 Ansprüche- 15 claims 1. Verfahren zum Brennstrahl-Schlitzen von mineralien, bei dem ein rasch strömender Flammstrahl hoher Temperatur unter einem spitzen Winkel gegen eine fflineralflache gerichtet, in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen entlang der IKIineralfläche bewegt und in Richtung der Endfläche des auszubildenden Schlitzes vorgeschoben uiird, wenn fflineraltei-Ie absplittern, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Flammstrahl mindestens ein dazu komplanarer zusätzlicher Flammstrahl entlang der zu schlitzenden Fläche bewegt wird, wobei die Flammstrahlen in einem ausreichenden gegenseitigen Abstand gehalten luerden, um ein Überdecken der zugehörigen Zonen starker Absplitterung zu verhindern»1. Method for focal beam slots of minerals, at which a rapidly flowing high temperature flame jet directed at an acute angle against a fflineral surface, in successive work steps along the IKIineral surface moved and advanced in the direction of the end face of the slot to be formed, if fflineraltei-Ie splinter, characterized in that, together with the flame jet, at least one additional coplanar Flame jet is moved along the surface to be slit, the flame jets in a sufficient mutual Keep a distance luerden to cover the associated To prevent zones of strong splintering » 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammetrahlen im wesentlichen parallel zueinander gehalten werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the flame rays are kept substantially parallel to one another will. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flammstrahl mit einem spitzen Winkel zwischen 6 und 12° gegen die Oberfläche des zu schlitzenden Minerals gerichtet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that each flame jet with an acute angle between 6 and 12 ° is directed against the surface of the mineral to be slit. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den An-, Sprüchen 1 bis 3 mit einer Brennereinrichtung mit einem4. Device for carrying out the process according to the Proverbs 1 to 3 with a burner device with a 909831/1049909831/1049 mit Innenverbrennung arbeitenden Brenner, der eine Brennkammer aufweist, die mit Einlaßleitungen für Oxydationsmittel und Brenngas und mit einem Flammenaustrittskanal in Verbindung steht, souiie mit einer Abstützung, mittels deren die Brennereinrichtung in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen bei Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Ab= Standes des Auslasses des Flammenaustrittskanal8s von der ψ Oberfläche des zu schlitzenden Minerals über diese Oberfläche bewegbar und in Richtung der Endfläche des auszubildenden Schlitzes verschiebbar ist, u/enn IKlineraltsile absplittern, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtung mindestens einen von einer Innenbrennkammer ausgehenden zusätzlichen Flammenaustrittskanal aufweist, daß die Achsen aller FiammenaustrittskanälB komplanar zueinander liegen und daß die Auslässe der einzelnen Flammenaustrittskanäle einen ausreichenden gegenseitigen Abstand haben, um ein Überdecken der zugehörigen Zonen starker Absplitterung zu verhindern«with internal combustion working burner, which has a combustion chamber which is connected to inlet lines for oxidizing agent and fuel gas and with a flame outlet channel, souiie with a support, by means of which the burner device in successive operations while maintaining a predetermined Ab = level of the outlet of the flame outlet channel from the ψ The surface of the mineral to be slit can be moved over this surface and is displaceable in the direction of the end face of the slit to be formed, and / or when old liners split off, characterized in that the burner device has at least one additional flame outlet duct emanating from an internal combustion chamber, that the axes of all flame outlet ducts are coplanar with one another and that the outlets of the individual flame outlet ducts are spaced sufficiently from one another to prevent the associated zones of strong splintering from being covered " 5, Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da8 die Achsen aller Flammenaustrittskanäle im wesentlichen parallel zueinander liegen«5, device according to claim 4, characterized in that da8 the axes of all flame outlet channels are essentially parallel to one another « 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe der Flammenaustrittskanäle einen gegenseitigen Abstand von mindestens h = V34,2 F haben, wobei h der Abstand irr cm und F die Nennsauerstoffdurch-6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the outlets of the flame outlet channels one have a mutual distance of at least h = V34.2 F, where h is the distance irr cm and F is the nominal oxygen 909831/1049909831/1049 flußmenge je Brennerauslaß in m /h ist.flow rate per burner outlet is in m / h. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zusätzliche Flammenaustrittskanal in einem gesonderten, mit Innenv/erbrennung arbeitenden Brenner ausgebildet ist, der mit dem erstgenannten Brenner fest verbunden ist.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that that each additional flame outlet channel in a separate, with internal combustion working Burner is formed, which is firmly connected to the first-mentioned burner. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die zusätzlichen Flammenaustrittskanäle in dem erstgenannten Brenner ausgebildet sind und daß alle Flammenaustrittskanäle mit der einzigen Brennkammer dieses Brenners in Verbindung stehen.8. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that that the additional flame outlet duct or ducts are formed in the first-mentioned burner and that all flame outlet channels are in communication with the single combustion chamber of this burner. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die zusätzlichen Flammenaustrittskanäle und der Flammenaustrittskanal des erstgenannten Brenners in einzelnen, an einem Verteilerkörper befestigten Brennergliedern ausgebildet sind, von denen jedes eine eigene Brennkammer besitzt, die mit einer gemeinsamen Verteilerleitung im Verteilerkörper in Verbindung steht.9. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that that the additional flame outlet channel or channels and the flame outlet channel of the former Burner are formed in individual, attached to a manifold body burner members, each of which has its own combustion chamber, which is connected to a common distributor line in the distributor body stands. 909831/1049909831/1049
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3608967A (en) * 1969-04-21 1971-09-28 Fletcher Co H E Method and apparatus for flame working mineral bodies
US6913320B2 (en) * 2002-11-26 2005-07-05 Rocmec International Inc. Thermal rock fragmentation application in narrow vein extraction
US7377593B2 (en) * 2004-05-03 2008-05-27 Her Majesty The Queen In The Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources Continous extraction of underground narrow-vein metal-bearing deposits by thermal rock fragmentation

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1919764A (en) * 1930-12-13 1933-07-25 Air Reduction Cutting torch
US2071808A (en) * 1932-02-25 1937-02-23 Air Reduction Method and apparatus for fusion welding
US2130261A (en) * 1934-05-29 1938-09-13 Union Carbide & Carbon Corp Apparatus for welding
US2882017A (en) * 1953-10-16 1959-04-14 Union Carbide Corp Rock-piercing method and blowpipe
US3019004A (en) * 1958-11-26 1962-01-30 Fletcher Co H E Method and apparatus for flame cutting mineral bodies and other material
US3245721A (en) * 1962-06-07 1966-04-12 Irwin B Margiloff Flame working minerals

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