DE2155460C3

DE2155460C3 - Schweiß- und Schneidvorrichtung

Info

Publication number: DE2155460C3
Application number: DE19712155460
Authority: DE
Inventors: Takeshi Osaka Kushizaki (Japan)
Original assignee: Yamato Sangyo Co Ltd
Current assignee: Yamato Sangyo Co Ltd
Priority date: 1971-11-08
Filing date: 1971-11-08
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2155460A1; DE2155460B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweiß- und Schneidvorrichtung, an deren Brenner eine Sauerstoffleitung, eine Acetylenleitung und eine Stahlpulver in einem Trägergas zuführende Leitung münden, welche an ein Mischventil angeschlossen ist, in welches eine das Stahlpulver von einem Stahlpulverbehälter zuführende Pulverleitung und eine das Trägergas zuführende Trägergasleitung münden, mit zwei druckabhängig gesteuerten Ventilen, von denen das eine Ventil als Absperrventil ausgebildet ist und das andere Ventil in die Trägergasleitung eingeschaltet ist und eine Eintrittskammer und eine mischventilseitige Austrittskammer aufweist, welche über die Ventilöffnung verbunden sind, die von einem druckabhängig beweglichen Ventilstößel beherrscht ist.

Es sind verschiedene Arten von Schweiß- und Schneidvorrichtungen bekannt, bei denen die Brennflamme aus einem Mundstück oder einer Düse der Schneidvorrichtung, insbesondere wenn relativ feuergefährliches Stahlpulver mit Sauerstoff gemischt wird, dazu neigt, das Stahlpulver in einer Pulverleitung zu entzünden. Aus diesem Grunde wird das Stahlpulver in den bekannten Schneidvorrichtungen manchmal entzündet und wenn dieser Brand nicht bemerkt wird, entzündet die in der Pulverleitung zurückschlagende Flamme die Pulvermenge im Stahlpulverbehälter. Hierzu ist es gemäß der US-PS 29 39 410 bekannt, die Sauerstoffzufuhr vor dem Mischventil durch ein Magnetventil selbsttätig zu unterbrechen. Dadurch kann aber nicht eine Fortpflanzung des Flammenrückschlags in den unter Sauerstoffdruck stehenden Stahlpulverbehälter selbsttätig unterbunden werden.

Bei einer derartigen bekannten Schweiß- und Schneidvorrichtung der eingangs erwähnten Art (US-PS 28 40 016) sind in der Trägergasleitung vor dem Mischventil und in der Stahlpulver in Trägergas zuführenden Leitung je ein Absperrventil angeordnet, die gemeinsam unter dem Druck einer zusätzlichen zu der Sauerstoffleitung und der Azetylenleitung vorhandenen Schneidgasleitung öffnen bzw. bei druckloser s Schneidgasleitung schließen. Bei derartig ausgebildeten und gesteuerten Ventilen läßt sich aber ein etwa auftretender Flammenrückschlag in der Pulver/-Trägergasleitung nicht selbsttätig aufhalten.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, bei

ίο einer Schweiß- und Schneidvorrichtung der eingangs erwähnten Art einen möglicherweise in der Pulver/-Trägergasleitung auftretenden Flammenrückschlag selbsttätig zu unterbrechen, so daß die zurückschlagende Flamme nicht in den Stahlpulverbehälter gelangen kann.

Dies schafft die Erfindung dadurch, daß das in die Trägergasleitung, welche von der Sauerstoffleitung abgezweigt ist, eingeschaltete Ventil als Druckminderventil ausgebildet ist, dessen Ventilstößel vom Druck in der Austrittskammer gesteuert ist, und daß das Absperrventil in die Pulverleitung zwischen Mischventil und Stahlpulverbehälter eingeschaltet ist und seine den Schließdruck zuführende Steuerleitung mit der Austrittskammerdes Druckminderventils verbunden ist.

Das druckabhängig gesteuerte Absperrventil in der Pulverleitung verhindert ein Zurückschlagen der Flamme in den Stahlpulverbehälter dadurch, daß es auf eine mit einem Flammenrückschlag einhergehende starke Druckerhöhung selbsttätig schließt. Dadurch kann die zum Mischventil führende Pulverleitung entsprechend druckabhängig geschlossen werden, so daß sich der Flammenrückschlag nicht in den Stahlpulverbehälter fortsetzen kann. Da das Druckminderventil dabei vom Druck auf seiner Austrittsseite gesteuert ist, wird bei einer Druckerhöhung zusätzlich die Sauerstoffzufuhr stark gedrosselt.

In der nachfolgenden Beschreibung ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schweiß- und Schneidvorrichtung,

F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt eines Mundstückes der Schweiß- und Schneidvorrichtung, und

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt eines Absperrventils in der Schweiß- und Schneidvorrichtung.

Die Schweiß- und Schneidvorrichtung weist eine Gasflasche 1 mit Sauerstoff unter einem Druck von 150 kg/cm² auf. Der Druck des Sauerstoffes wird durch ein Druckminderventil 2 auf einen Druck von 7 kg/cm² reduziert. Dann wird der Sauerstoff über Sauerstoffleitungen 3 und 4 einem Brenner 70 zugeleitet. Eine zweite Gasflasche 6 enthält ein entflammbares Gas, wie Acetylen od. dgl., unter einem Druck von 15 kg/cm², welcher durch ein Druckminderventil 7 auf 0,3 bis 0,5 kg/cm² reduziert wird. Dann wird das Gas dem Brenner 70 über eine Acetylenleitung 8 zugeführt.

Die Sauerstoffleitungen 3 und 4 sind durch ein Anschlußstück 9 miteinander verbunden, welches vier öffnungen aufweist. Eine dieser öffnungen ist mit einer Eintrittskammer 21 eines Druckminderventils 20 über eine Trägergasleitung 19 verbunden und eine andere der öffnungen ist über eine Leitung 10 mit einer Kammer in einem Stahlpulverbehälter 60 verbunden.

Das Druckminderventil 20 regelt automatisch einen vorbestimmten verminderten Druck derart, daß beim Ansteigen des Druckes in einer Austrittskammer 22 durch irgendeinen Grund, z. B. Flammenrückschlag od. dgl., der Druck in der Austrittskammer 22 über eine

Membrane 25 gegen eine Feder 29 wirkt, welche oberhalb der Austrittskammer angeordnet ist. Daher wird ein mit der Membrane 25 an seinem oberen Ende verbundener Schaft 23 nach oben bewegt, um den Öffnungsquerschnitt einer Ventilöffnung, welche zwischen einem Ventilstößel 26 des Schaftes 23 und einem Sitz 27 gebildet wird, zu verringern, wodurch der Druck in der Austrittskammer 22 in vorbestimmten Maße vermindert wird. Das Maß der Druckminderung des Druckminderventils kann von Hand durch Drehen einer Stellschraube28 verändert werden.

Die Austrittskammer 22 ist mit Auslassen 32, 33 und einem Einlaß 31 versehen, welcher mit einer Leitung 12 verbunden ist. Die Leitung 12 ist mit der als Rohr ausgebildeten Lehung 10 über ein Anschlußstück 11 mit vier öffnungen verbunden. Der Einlaß 31 ist in seinem mittleren Bereich mit einer Verengung 34 versehen, um den Druck des durch den Einlaß hindurchgehenden Strömungsmittels zu reduzieren. Der Auslaß 32 ist mit dem Brenner 70 über flexible Leitung, nämlich der Trägergasleitung 13 und der Stahlpulver in Trägergas zuführenden Leitung 13', und ein Mischventil 40 verbunden und der andere Auslaß 33 der Austrittskammer 22 ist über eine Steuerleitung 14 mit einer Steuerkammer 51 in einem Absperrventil 50 verbunden. Eine untere Öffnung 41 des Mischventils 40 ist mit einer vertikalen Pulverlcuung 61 verbunden, die sich nach unten in den Stahlpulverbehälter 60 für das Pulver erstreckt und durch das Absperrventil 50 hindurchgeht. Andere einander gegenüberliegende Öffnungen 42 und 43 des Mischventils 40 sind mit der in der Zeichnung links vom Mischventil angeordneten Trägergasleitung 13 bzw. mit der in der Zeichnung rechts vom Mischventil angeordneten Leitung 13' verbunden. Eine Ventilöffnung des Mischventils 40 kann durch Betätigen eines Ventilschaftes 45 gesteuert werden, wodurch eine gewünschte Durchflußmenge des Stahlpulvers aus dem Stahlpulverbehälter 60 erzielt wird.

Wie im einzelnen in F i g. 3 dargestellt ist, weist das Absperrventil 50 einen Kolben 53 auf, welcher horizontal verschiebbar in ein Ventilgehäuse 52 eingesetzt ist und eine kleine Bohrung 58 rechtwinklig zur Kolbenachse aufweist. Gewöhnlich ist der Kolben 53 so positioniert, daß die Bohrung 58 mit der vertikalen Pulverleitung 61 ausgerichtet ist, um das Durchströmen des Pulvers aus dem Stahlpulverbehäller 60 zu ermöglichen. Wenn die Steuerkammer 51 im Absperrventil 50 aus irgendeinem Grunde vergrößert wird, so wird der kleine Kolben 53 durch die Verformung einer Membrane 54 in der Steuerkammer 51 nach links gegen eine Feder 55 gedruckt, die in der Zeichnung links vom Kolben 53 angeordnet ist. Dadurch wird die Pulverleitung 61 für das Pulver unterbrochen. Mit einer Einstellschraube 56 kann die Spannung der Feder 55 verändert werden.

Aus dem oben erwähnten Aubau versteht es sich, daß ein Teil des unter vermindertem Druck stehenden Sauerstoffes aus der Gasflasche i über die Sauerstoffleitungen 3 und die Leitung 10 in den Stahlpulverbehälter 60 geleitet wird und auf die Oberfläche einer Pulvermenge im Stahlpulverbehälter drückt. Ein anderer Teil des unter Druck stehenden Sauerstoffs aus der Gasflasche I wird über die in Form eines Rohres ausgebildete Sauerstoffleitung 3 und eine Leitung 15 in die Kammer 7 im Absperrventil 50 geleitet und drückt dann zusammen mit der Wirkung der Feder 55 den Kolben 53 in die Lage, in welcher die Bohrung 58 des Kolbens 53 mit der Pulverleitung 61 in Verbindung steht, um den Durchfluß des Pulvers 62 zu ermöglichen. Der Unterschied zwischen den Drücken in der Eintrittskammer und der Austrittskammer 21 bzw. 22 im Druckminderventil 20 ist auf 1 bis 2 kg/cm² voreingestellt; das bedeutet, daß das Druckminderventil 20 den

ίο Druck des durch die Ventilöffnungen hindurchiretenden Sauerstoffes von 7 kg/cm² auf 5 bis 6 kg/cm² reduzieren kann.

Der über das Druckminderventil 20 durch die Leitung 13 fließende Sauerstoff wird durch Öffnen eines

ij Handventils 75 des Brenners 70 in einer mittleren Öffnung 76 des Mundstückes 73 zugeführt. Gleichzeitig wird im Mischventil 40 das Pulver aus der Pulverleitung 61 durch Venturiwirkung nach oben gesaugt. Das mit Sauerstoff vermischte Pulver wird der mittleren öffnung 76 des Mundstückes 73 zugeführt.

Ferner werden dem Brenner 70 über die Sauerstoffleitung 4 mit einem Handventil 71 und über die Acetylenleitung 8 mit einem Handventil 72 Sauerstoff bzw. Acetylen zugeführt und im Brenner gemischt.

Dann wird das gemischte entflammbare Gas aus einer Ringföffnung 74 ausgestoßen, so daß ein zu schneidendes Material wirksam mit Hilfe des aufgeheizten Pulvers geschnitten werden kann.

Wenn das Mischventil 40 während des Schneidvorganges zu weit geöffnet wird, wird das Mischungsverhältnis von Pulver zu Sauerstoff vergrößert. Dadurch wird der Durchflußwiderstand des Gemisches in der mittleren Öffnung 76 in der Düse gesteigert. Unter dieser Bedingung neigt das Gemisch dazu, im Mundstück zu brennen. Wenn die Verbrennung des Gemisches im Mundstück 73 stattfindet, werden die durch Verbrennung des Pulvers erzeugten Oxide rund um die Innenfläche der mittleren öffnung 76 innerhalb des Mundstückes angelagert und vermindern ülmi wirksamen Durchmes^ccr der Öffnung 76, wodurch der Druck in der Trägergasleitung 13 und in der Leitung 13' ansteigt. Dieser verstärkte Druck kommt unmittelbar mit der Steuerkammer 51 des Absperrventils 50 in Verbindung und drückt den Kolben 53 in seine geschlossene Lage, um die Pulverleitung 61 für das Pulver zu schließen. Dadurch wird die in der Leitung 13' zurückschlagende und in die Pulverleitung gegebenenfalls eindringende Flamme am Absperrventil 50 aufgehalten, so daß ein Entzünden der gesamten Pulvermenge im Stahlpulverbehälter 60 verhindert werden kann.

Es versteht sich, daß das Absperrventil 50 jederzeit durch Betätigen der Stellschraube 28 des Druckminderventils 20 geschlossen werden kann. Die Ventilöffnung des Druckminderventils 20 wird dabei durch Betätigen der Stellschraube 28 weit geöffnet, worauf der Druck in der Steuerkammer 51 des Absperrventils 50 gesteigert wird, so daß der Kolben 53 durch den gesteigerten Druck in seine geschlossene Lage bewegt wird. So kann das Ausströmen des Pulvers aus dem Stahlpulverbehälter verhindert werden und die Vorrichtung kann als gewöhnliche Schweiß- und Schneidvorrichtung verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schweiß- und Schneidvorrichtung, an dessen Brenner eine Sauerstoffleitung, eine Acetylenleitung und eine Stahlpulver in einem Trägergas zuführende Leitung münden, welche an ein Mischventil angeschlossen ist, in welches eine das Stahlpulver von einem Stahlpulverbehälter zuführende Pulverleitung und eine das Trägergas zuführende Trägergasleitung münden, mit zwei druckabhängig gesteuerten Ventilen, von denen das eine Ventil als Absperrventil ausgebildet ist und das andere Veniil in die Trägergasleitung eingeschaltet ist und eine Eintrittskammer und eine mischventilseitige Austrittskammer aufweist, welche über die Ventilöffnung verbunden sind, die von einem druckabhängig beweglichen Ventilstößel beherrscht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Trägergasleitung (19, 13), welche von der Sauerstoffleitung (3,4) abgezweigt ist, eingeschaltete Ventil als Druckminderventil (20) ausgebildet ist, dessen Ventilstößel (26) vom Druck in der Austrittskammer (22) gesteuert ist, und daß das Absperrventil (50) in die Pulverleitung (61) zwischen Mischventil (40) und Stahlpulverbehälter (60) eingeschaltet ist und seine den Schließdruck zuführende Steuerleitung (14) mit der Austrittskammer (22) des Druckminderventils (2υ) verbunden ist.