DE1904155B2 - Zusatzgeraet an einem schneidbrenner - Google Patents

Description

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Beim Autogenschneiden mit Maschinen werden sogenannte Dreischlauch-Maschinenschneidbrenner verwendet. Eine Schlauchzuleitung ist für das Brenngas (Acetylen, Propan usw.), eine weitere für den Heizsauerstoff und die dritte für den Schneidsauerstoff bestimmt. Mit der an der Brennerdüse erzeugten Heizflamme, die durch am Brenner sich befindende Ventile einreguliert wird, erwärmt man den zu schneidenden Werkstoff bis auf Verbrennungstemperatur. Wenn diese erreicht ist, wird durch öffnen der Schneidsauerstoffzufuhr und gleichzeitiges Einschalten der Vorschubbewegung des Brenners, der autogene Schneidvorgang eingeleitet.

In der Regel sollte am Brenner für normale, senkrechte Schnitte, eine möglichst weiche, d.h. schwache Heizflamme eingestellt sein. Besonders bei der Verwendung von Propan, Leuchtgas und Methan als Heizgas lassen sich nur auf diese Weise einwandfreie, gratfreie Schnittkanten besonders an dünnen Blechen erzeugen. Während des Schneidens ist eine allzu starke Heizflamme überflüssig und hat nur einen bis ca. 50% größeren Verbrauch an Heizgasgemisch zur Folge. Der Nachteil einer »weich« eingestellten Heizflamme besteht aber darin, daß zum Vorwärmen des Werkstoffes eine wesentlich längere Zeit benötigt wird, als wenn die Heizflamme stark eingestellt ist. Die üblich verwendeten Maschinen-Schneidbrenner sind nicht eingerichtet, die Brennerflamme während dem Arbeitsprozeß einwandfrei von »Anwärmflamme« auf »Schneidflamme« nachzuregulieren. Wird im Akkord gearbeitet, dann regelt der Bedienungsmann die Heizflamme meistens sehr stark ein, damit beim Anwärmen keine Zeit verloren geht. Die daraus resultierenden Nachteile müssen dabei in Kauf genommen werden.

Zur Behebung dieser Nachteile ist schon ein Zusatzgerät an einem Schneidbrenner bekannt, das eine Brenngasleitung, eine Heizsauerstoffleitung und eine Schneidsauerstoffleitung sowie Regulierventile in Brenngas- und Heizsauerstoffleitung aufweist, und welches Zusatzgerät je einen in die Brenngasleitung, die Heizsauerstoffleitung und die Schneidsauerstoffleitung geschalteten Leitungsabschnitt, je ein Handregulierventil in den in die Brenngasleitung und die Heizsauerstoffleitung geschalteten Leitungsabschnitten und diesen Handregulierventilen parallelgeschaltete, durch den Schneidsauerstoffdruck betätigbare Steuerventile, die bei vorhandenem Schneidsauerstoffdruck geschlossen sind, aufweist (US-PS 31 54 089). Dieses Zusatzgerät kann auch in bestehende Anlagen eingebaut werden und besorgt die automatische Herabsetzung der Brenngasmenge und der Heizsauerstoffmenge, sobald nach erfolgtem Aufheizen der Schneidsauerstoff zugeführt wird. Zur Drosselung der Brenngas- und Heizsauerstoffzufuhr ist ein kombiniertes Steuerventil mit in einer Bohrung verschiebbarem Ventilkörper vorgesehen, der durch eine Membran betätigt wird. 2^ur Erzeugung eines steuernden Druckunterschiedes an der Membran ist ein Durchflußwiderstand vorhanden, in welchem der Schneidsauerstoffdruck reduziert wird. Dadurch ist diese bekannte Ausführung umständlich und nicht völlig betriebssicher, weil bei einer Undichtheit ein Gasaustausch im gemeinsamen Ventilraum erfolgen kann. Da die Membran einen schweren, viel Reibung aufweisenden Ventilkörper betätigen muß, und da auf die Membran nur eine Druckdifferenz wirkt, ist eine große Membran erforderlich, was eine voluminöse Konstruktion ergibt.

Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, ein einfaches, kompaktes und besonders betriebssicheres Zusatzgerät zu schaffen. Das erfindungsgemäße Zusatzgerät ist

dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt für den Schneidsauerstoff zwischen den Leitungsabschnitten für Brenngas und Heizsauerstoff angeordnet ist, und daß beidseitig des Leiiungsabschnittf für den Schneidsauerstoff getrennte Steuerventile mit je einer Betätigungsmembran vorgesehen sind, wobei jede Membran über einen Durchlaß vom Leitungsabschnitt für den Schneidsauerstoff her vom Sauerstoffdruck einseitig beaufschlag; ".vird.

In diesem Falle sind vollständig getiennte Ventile vorhanden, die durch dichte, nur einseitig beaufschlagte Membranen siehe-· abgedichtet sind. Es ergibt sich damit eine einfache, kompakte und betriebssichere Bauart.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schema einer Schneidbrenneranlage und

Fig. 2 zeigt den Hauptteil des Zusatzgerätes im Schnitt.

Der Schneidbrenner 1 ist gemäß Fig. 1 mit drei Leitungen verbunden, nämlich einer Brenngasleitung 2, einer Heizsauerstoffleitung 3 und einer Schneidsauerstoffleitung 4. In der Brenngasleitung 2 sind zwei unabhängig voneinander einstellbare Handregulierventile 5 und 6 in Serie angeordnet. Desgleichen sind in der Heizsauerstoffleitung 3 zwei unabhängig voneinander einstellbare Handregulierventile 7 und 8 in Serie geschaltet. In der Schneidsauerstoffieitung 4 befindet sich ein Absperrventil 9 und ein Rückschlagventil 10. Die beiden Ventile 5 und 7 werden je von einem Steuerventil ti bzw. 12 überbrückt. In Fig. 1 ist schematisch angedeutet, daß die beiden Ventile 11 und 12 einen Kolben aufweisen, der durch eine Druckfeder in der dargestellten Lage gehalten wird, wenn keine Drücke auf ihn wirken. Der der Feder gegenüberliegende Raum der Ventile 11 und 12 steht mit der Schneidsauerstoffleitung 4 in Verbindung. Die Steuerventile 11 und 12 sind daher offen, wenn kein Schneidsauerstoff zugeführt wird, d.h., wenn das Absperrventil 9 geschlossen ist, und werden durch den Druck des Schneidsauerstoffes geschlossen, wenn derselbe zufließt. Der Durchflußwiderstand der offenen Ventile 11 und 12 ist vernachlässigbar gering verglichen mit den Durchflußwiderständen der Ventile 5—8 in irgendwelchen Regulierstellungen. In den Zuleitungen 2 und 3 befinden sich vor den Ventilen 5 und 7 Rückschlagventile 13 und 14.

Die Ventile 6 und 8 dienen der Einstellung der Brenngas- und Heizsauerstoffmenge für die Anwärmflamrne, d. h., für die stärkere Flamme. Zum Anwärmen des Werkstücks fließt kein Schneidsauerstoff zu und die Ventile 11 und 12 sind somit offen. Die Regulierung der Brenngas- und Heizsauerstoffmenge erfolgt daher ausschließlich durch die Ventile 6 und 8. Genügt die Temperatur des Werkstücks, so wird durch öffnen des Absperrventils 9 Schneidsauerstoff zugeführt. Damit wirkt der Druck des zufließenden Schneidsauerstoffes auf die Kolben der Ventile 11 und 12 und verschiebt diese Kolben entgegen der Federwirkung, so daß die Ventile geschlossen werden. Brenngas und Heizsauerstoff können daher jetzt nur noch durch die Ventile 5 und 7 zufließen. Diese Ventile sind so eingestellt, daß durch sie dip gewünschte Brenngas- und Heizsauerstoffmenge für den Schneidvorgang zufließt. Da also die Ventile 5 und 7 für kleinere Durchlfußmengen eingestellt sind als die Ventile 6 und 8, haben beim Schneidvorgang die Ventile 6 und 8 keinen wesentlichen Einfluß mehr auf die zufließenden Mengen, ganz abgesehen davon, daß bei der Voreinstellung der Ventile 5 und 7 der in Serie liegende Durchflußwiderstaiid der Ventile 6 und 8 bereit berücksichtigt werden kann. Die Voreinstellung erfolgt also in der Weise, daß vorerst bei offenen Ventilen 11 und 12 mittels der Ventile 6 und 8 die gewünschten Mengen für den Anwärmvorgang und anschließend bei geschlossenen Ventilen 11 und 12 mittels der Ventile 5 und 7 die

ίο gewünschten Mengen für den Schneidvorgang eingestellt werden. Die Rückschlagventile 10, 13 und 14 verhindern jedes Rückströmen von Fremdgasen, z. B. von Sauerstoff zum Brenngas oder umgekehrt unter besonderen Umständen und bei Undichtheiten in den Ventilen 11 und 12 so daß die Vorrichtung in allen Fällen explosionssicher ist.

Bestehende Schneidbrenner weisen normalerweise bereits die Regulierventile 6 und 8 sowie ein Ventil 9 für den Schneidsauerstoff auf. Gegebenenfalls sind besondere Regulier-und Absperrventile für den Schneidsauerstoff vorhanden.

Das Zusatzgerät gemäß F i g. 2 ist zur Ergänzung eines solchen Schneidbrenners geeignet. Die Teile der Handregulierventile 5 und 7 sind nicht näher bezeichnet und bedürfen auch keiner besonderen Erläuterung. Sie liegen in Leitungsabschnitten 2 bzw. 3. Die Steuerventile 11 und 12 sind hier als Kugelventile ausgebildet, deren Kugeln 15 in zylindrische Halter 16 eingesetzt sind. Die Halter 16 sind in Bohrungen axial beweglich geführt und werden von Federn 17 in der dargestellten Offenlage gehalten. Auf jeden Halter 16 wirkt eine Membran 18, die in einer mit der Schneidsauerstoffleitung 4 in Verbindung stehenden Kammer beweglich angeordnet ist. Das Rückschlagventil 10 ist als Tellerventil ausgebildet und ist in bestimmten Fällen erforderlich, um ein Rückströmen von brennendem Gas durch die Leitung 4 bei unterbrochener Schneidsauerstoffzufuhr zu verhindern. Der Ventilteller 19 wird mit seiner Dichtung 20 durch eine Feder 21 gegen den Ventilsitz 22 gedruckt. Wird Schneidsauerstoff durch die Leitung 4 zugeführt, so wird der Ventilteller 19, 20 vom Sitz 22 abgehoben und der Schneidsauerstoff kann zum Brenner fließen. Infolge des Druckabfalles im Brenner entsteht innerhalb der Membranen 18 genügender Überdruck, um diese Membranen, die Halter 16 und die Ventilkugeln 15 entgegen der Wirkung der Federn 17 zu verschieben und die Ventile 11 und 12 zu schließen. Die Rückschlagventile 13 und 14 können, sofern vorhanden, ähnlich ausgeführt sein wie das Rückschlagventil 10. Das Zusatzgerät nach F i g. 2 hat an den Stutzen seiner drei Leitungsabschnitte die erforderlichen Schraubanschlüsse für alle drei Zuleitungen 2,3 und 4 und kann leicht bei jedem bestehenden Brenner angebaut werden, wobei es z.B. gemäß Fig. 2 direkt auf das Schneidsauerstoff-Brennrohr 1 aufgesetzt werden kann. Die Leitungsabschnitte des Zusatzgeräts sind der Einfachheit halber auch mit 2,3 und 4 bezeichnet.

Die Ausbildung. Anordnung und Steuerung der Ventile kann auch anders erfolgen, wenn nur die zugrundeliegende Idee der Zusammenfassung bestimmter Teile in einem Zusatzgerät verwirklicht ist.

Eine der dargestellten und beschriebenen Vorrichtungen kann natürlich auch zur gemeinsamen Regelung der Gaszufuhr zu mehreren Brennern dienen.

to Die Durchlässe zwischen dem Leitungsabschnitt 4 und den Membrankammern haben kleineren Querschnitt als die Rohrungen, in welchem die Halter 16 kolbenartig verschiebbar sind. Vorzugsweise werden

diese Durchlässe noch enger ausgeführt als in F i g. 2 dargestellt, um eigentliche Durchflußwiderstände zu bilden. Damit wird einmal die Übertragung des plötzlich einsetzenden Schneidsauerstoffdruckes gedämpft, so daß die Membranen und Ventilteile keine schlagartigen Bewegungen ausführen und somit nicht vorzeitig ausgeschlagen werden. Diese Ausführung hat den weiteren Vorteil, daß beim Fehlen des Schneidsauerstoffdruckes im Leitungsabschnitt 4 des Zusatzgerätes, d. h., wenn das Ventil 9 geschlossen ist, der Druck der Gase in den Leitungsabschnitten 2 und 3 und der Druck der Federn 17 die Membranen 18 gegen die denselben anliegenden Mündungsränder der genannten Durchlässe preßt, womit eine sichere Abdichtung erzielt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zusatzgerät an einem Schneidbrenner mit einer Brenngasleitung, einer Heizsauerstoffle; j und einer Schneidsauerstoffleitung sowie mit .^egulierventilen in Brenngas- und Heizsauerstoffleitung, welches Zusatzgerät je einen in die Brenngas-, die Heizsauerstoff- und die Schneidsauerstoffleitung geschalteten Leitungsabschnitt, je ein Handregulierventil in den in die Brenngasleitung und die Heizsauerstoffleitung geschalteten Leitungsabschnitten und diesen Handregulierventilen parallelgeschaltete, durch den Schneidsauerstoffdruck betätigbare Steuerventile, die bei vorhandenem Schneid- '5 sauerstoffdruck geschlossen sind, aufweist, d a durch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt (4) für den Schneidsauerstoff zwischen den Leitungsabschnitten (2,3) für Brenngas und Heizsauerstoff angeordnet ist, und daß beidseitig des Leitungsabschnittes (4) für den Scheidsauerstoff getrennte Steuerventile (11, 12) mit je einer Betätigungsmembran (18) vorgesehen sind, wobei jede Membran über einen Durchlaß vom Leitungsabschnitt (4) für den Schneidsauerstoff her vom Sauerstoffdruck einseitig beaufschlagt wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe zwischen dem Leitungsabschnitt (4) für den Schneidsauerstoff und den Membranen (18) als enge Durchflußwiderstände ausgebildet sind, derart, daß eine schlagartige Betätigung der Membranen (18) und der dadurch betätigten Steuerventile (11,12) beim Einsetzen des Schneidsauerstoffdruckes vermieden wird.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (U, 12) als Kugelventile ausgebildet sind, deren Kugeln (15) in zylindrischen, in Bohrungen geführten und mit je einer Membran (18) verbundenen Haltern (16) sitzen, wobei die. Halter (16) und Ventilkugeln (15) bei fehlendem Schneidsauerstoffdruck durch Federwirkung einer Rückstellfeder (17) und/oder der zugehörigen Membran (18) in Offenlage gehalten sind.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe zwischen dem Leitungsabschnitt (4) für den Schneidsauerstoff und den Membranen (18) kleineren Querschnitt aufweisen als die Halter (16), derart, daß bei fehlendem Schneidsauerstoffdruck die Membranen (18) unter der erwähnten Federwirkung gegen die Mündungen der Duchlässe angepresst werden.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schneidsauerstoff-Zuleitung (4) zwischen, der Stelle, an welcher der Schneidsauerstoff auf die Steuerventile (11, 12) einwirkt, und dem Brenner (1) ein Rückschlagventil (10) angeordnet ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuleitungen (2, 3) für Brenngas und Heizsauerstoff je ein Rückschlagventil (13 bzw. 14) vor dem Steuerventil (11 bzw. 12) angeordnet ist.