DE2421775C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Mischen des einem Schneidbrenner zugeführten Brenngases mit einem flüssigen Zusatzstoff - Google Patents

Description

__ „_r..__ , „„.„„. .<■, 4$s Ventils, im Bereich für den gasförmigen Heizstoff,

zeichnet, daß das Verhältnis von Brenngas und 15 ist die Wand des TaKchrohres mit Durchbrechungen Zusatzstoff in dem Gasgemisch dadurch eingestemf ^yersehen. Durch den im Bereich für den gasförmigen

^Hisizstoff herrschenden Oberdruck wird der- flüssige Reizstoff bei öffnung des Ventils

'» 1. Verfahren zum Mischen des einem Schneidbrenner zugeführten Brenngases nut einein Zusatzstoff, bei dein: das Brenngas unter Druck in ein --" Mjschgefäß mit dem Zusatzstoff unterhalb der - Oberfläche desselben eingeführt und das gebildete Gemisch oberhalb der Oberfläche des Zusatzstoffes abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,

2. Verfahren tisch Anspruch *, dadurch gekenn? i d

wird, daß das Brenngas mit passender S tcömungsger schwindigkeit durch eine Druckgasleitung zugeführt wird, die zwei Auslässe in verschiedenen Abständen von der auf konstantem Niveau liegenden Oberfläche des Zusatzstoffes aufweist so daß bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten das Brenngas aus beiden Auslässen austritt bei geringeren Strömungsgeschwindigkeiten aber nur aus dem einen Auslaß austritt und zur Oberfläche perlt

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch t, bestehend aus einem Mischgefäß mit einer Druckgasleitung für das Brenngas, deren Auslässe sich unterhalb der Oberfläche des in dem Mischgefäß befindlichen Zusatzstoffes befinden, und einer Sammelleitung für das gebildete Gasgemisch, gekennzeichnet durch eine Zufuhrleitung (36) von einem Vorratsgefäß für den Zusatzstoff, die mit einer selbsttätigen Niveauregelvcrrichtung (42, 48) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Niveauregelvorrichtung aus einem Nadelventil (42) am Auslaß der Zufuhrleitung (36) und einem die Ventilstellung beeinflussenden Niveaufühler besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Niveaufühler aus einem Schwimmer (48) besteht

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Auslaß der Druckgasleitung (50) als Auslaßdüse (56) mit kleinen Auslaßöffnungen (62) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Druckgasleitung (50) einen weiteren Auslaß (60) mit größerem Abstand von der Oberfläche des Zusatzstoffes als die Auslaßdüse (56) aufweist

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein am Einlaß (66) der Sammelleitung (14) angebrachtes Sicherheitsventil (68), das sich bei einem Anstieg des Oberflächenniveaus des Zusatzstoffes über eine bestimmte Höhe schließt.

Schneidbrenner Werden üblicherweise mit einem Gemisch aus Brenngas, z.B. Propan od.dgl., und Sauerstoff betrieben. Es empfiehlt sich, dieses Gemisch mit Zusatzstoffen zu versetzen, um eine wirksamere Schneidwirkung zu erzielen. Für solche Zusätze kommen Unterschiedliche Stoffe in Betracht. Das

bei öffnung des Ventils im Tauchrohr 'TiCichgedrückt mischt sich mit dem durch die Durchbrechungen gedrückten gasförmigen Heizstoff und wird von d'escm in fein verteilter Form mitgerissen. Je nach dem Füllungsgrad des Druckbehälters ist jedoch der in seinem Inneren herrschende Oberdruck und damit das Mischungsverhältnis von flüssigem und gasförmigem

*5 Heizstoff starken Schwankungen unterworfea

Ferner ist es bekannt den flüssigen Zusatzstoff in ein Mischgefäß einzufüllen, dem das unter Druck stehende Brenngas von unten zugeführt wird. Das Brenngas durchperlt also den flüssigen Zusatzstoff von unten und reißt einen Teil desselben mit Das hierbei entstehende Dampfgemisch wird oberhalb des Flüssigkeitsspiegels gesammelt und dem Schneidbrenner zugeführt Wenn die Flüssigkeit aufgebraucht ist muß der Schneidvorgang unterbrochen, das Mischgefäß geöffnet und neues Zusatzmittel eingefüllt werden. Erst dann kann die Arbeit mit dem Schneidbrenner fortgesetzt werden.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stetige Arbeit des Schneidbrenners mit gleichmäßiger Qualität des zugeführten Brenngases, & h. möglichst geringen Schwankungen des jeweils festgelegten Mischungsverhältnisses von Brenngas und Zusatzstoff, zu ermöglichen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Flüssigkeitsspiegel des in dem Mischgefäß befindlichen Zusatzstoffes ständig auf konstantem Niveau gehalten wird. Hierzu ist vorzugsweise das Mischgefäß über eine Leitung, die durch ein schwimmergesteuertes Ventil verschlossen ist mit einem Vorratsgefäß für den Zusatzstoff verbunden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich das Mischungsverhältnis des Brenngases und des Zusatzstoffes durch die Strömungsgeschwindigkeit einstellen, mit der das Brenngas dem Mischgefäß zugeführt wird. Um diese Einstellmöglichkeit zu erweitern, weist die Zuführleitung für das Brenngas zwei Auslaßöffnungen in verschiedenen Abständen von der Flüssigkeitsoberfläche in dem Mischgefäß auf. Bei hoher Strömungsgeschwindigkeit tritt das Brenngas aus beiden Auslassen in die Flüssigkeit ein und durchperlt

dieselbe, während bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten das Brenngas nur aus dem oberen Auslaß austritt und demgemäß eine wesentlich geringere Menge des Zusatzstoffes mitreißt
- Als Schutzmaßnahme gegen ein etwaiges Versagen des Schwimmerventils empfiehlt es sich, die oberhalb des Flüssigkeitsspielges angeordnete Auslaßöffnung des Mischgefäßes mit einem Sicherheitsventil zu versehen, das beim Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels über einen

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gewissen Pegel sich selbsttätig schDeßt

Es hat sieh gezeigt, daß die Beimischung des Zusatzstoffes nach der Erfindung eine erhebBche Zunahme der Schneidgeschwindigkeit ermöglicht Diese Zunahme betragt z. B. 40 % bei einer Stahlplatte mit einer Stärke von 25 mm. Weiterhin ist heimSchneidvorgang anfänglich eine erhöhte Zufuhr von Sauerstoff zum Schneidbrenner erforderlich, um das zu schneidende Werkstück vorzuwärmen. Durch die Erfindung wird der Sauerstoffbedarf während dieser Vorwärmungsperiode um etwa 40 % vermindert. Außerdem ergibt sich durch die Erfindung eine wesentliche Verbesserung der Güte des Schnittes.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung d.2s Mischgefäßes für Gase nach der Erfindung, und zwar zeigt

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines Mischgefäßes mit einem zugeordneten Schneidbrenner und

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Mischgefäß nach linie 2-2 von F i g. 1.

Gemäß Fig. 1 ist ein Mischgefäß 10 an einen Schneidbrenner 12 mit einer Sammelleitung 14 angeschlossen. Der Schneidbrenner 12 weist eine Schneiddüse 16 und einen Haltekörper 18 auf. An den Haltekörper 18 sind die Sammelleitung 14, femer eine Sauerstoffzuführungsleitung 20 und eine Brenngaszuführungsleitung 22 angeschlossen.

Das Mischgefäß 10 weist eine zylindrische Wand 24 auf, ist unten mit einem Boden 26 versehen und oben mit einem abnehmbaren Deckel 28 verschlossen, der an einem oberen Flansch des Mischgefäßes mit Gewindebolzen 30 verspannt ist Die zylindrische Wand 24, der Boden 26 und der Deckel 28 begrenzen eine luftdicht verschlossene Kammer 32, deren Verschluß durch einen zwischen dem Flansch der Wand 24 und dem Deckel 28 angeordneten Dichtungsring 34 gesichert ist

Eine Zufuhrleitung 36 durchragt einen Durchführungsstutzen 38 des Deckels 28. Diese Leitung 36 ist zum Anschluß an einen unter Druck stehenden Vorratsbehälter für einen Zusatzstoff bestimmt Dieser Zusatzstoff besteht vorzugsweise aus einer Flüssigkeit, kann jedoch auch in anderer Form verwendet werden, sofern das Gewicht des Zusatzstoffes g.ößer als Luft und auch größer als das Gas ist mit dem der Zusatzstoff gemischt werden soll.

Das untere Ende der Zufuhrleitung 36 für den Zusatzstoff ist bei 40 offen ausgebildet Dieses offene Ende 40 der Zufuhrleitung 36 enthält ein Nadelventil 42, das bei Aufwärtsbewegung seiner Ventilnadel geschlossen wird. An einem nach unten gerichteten Ansatz 44 ist ein Tragarm 46 eines als Niveaufühler dienenden Schwimmers 48 schwenkbar gelagert An dem Tragarm 46 des Schwimmers 48 ist die Ventilnadel 42 abgestützt. Wird der auf dem Flüssigkeitsspiegel des Behälters ruhende Schwimmer 48 beim Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels im Behälter angehoben, so wird die Zufuhrleitung 36 an ihrem unteren Ende 40 verschlossen, so daß der Flüssigkeitsspiegel in der Kammer 32 nicht über die vom Schwimmer 48 eingestellte Höhe ansteigen kann. Sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der Kammer unter diese voreingestellte Höhe, so wird das Nadelventil 42 geöffnet so daß weitere Flüssigkeit in den Behälter einströmt

Weiterhin weist der Behälter eine Druckgasleitung 50 auf, die einen Verschlußstutzen 52 des Deckels durchragt Diese Druckgasleitung 50 wird in üblicher Weise an eine Gasflasche angeschlossen, die das zum Betrieb von Schneidbrennern erforderliche Brenngas liefert Als Brenngas, kann z.& Propan. verwendet weeder Die Druckgasleitung5e ragtin der Kammer 32 iiaeh unten und ^weist feinen horizontalen, Abschnitt 54 auf, dermitzweinachunten gerieh tetenAuslaßdüsen 56 versehen ist Der horizontale Abschnitt:54 und die Auslaßdüsen 56 and in ihrer Hübe *o angeordnet, daß mindestens die.Auslaßdüseq 56junter,deii eingestellten Höhe des Flüssigkeitsspiegels in· der Kammer 32 liegen. Die Druckgasleitung 50 weist auch einen unteren

ίο Abschnitt 58 auf, der am unteren Ende mit mehreren öffnungen 60 versehen ist

Die Auslaßdüsen 56 weisen je in ihrer Unterfläche eine Mehrzahl von Auslaßöffnungen 62 auf. Das in Fig.2 dargestellte Mischgefäß ist nur mit zwei

is Auslaßdüsen 56 versehen, doch können bei Bedarf auch mehr als zwei Auslaßdüsen vorgesehen sein.

Die Sammelleitung 14 geht durch eine dichte Durchführung 64 des Deckels 28 und ragt mit ihrem Einlaßende 66 in die Kammer 32 Der Einlaß 66 liegt weit oberhalb des Flüssigkeitsspiegels innerhalb der Kammer 32, so daß die Flüssigkeit nicht in den Einlaß 66 einfließen kann. Als weitere Sicherheitsmaßnahme gegen das Eintreten von Flüssigkeit in den Einlaß 66 der Sammelleitung 14 sind ein Sicherheitsventil 68 und ein Schwimmer 70 am Einlaß 66 angeordnet Sollte der Flüssigkeitsspiegel in der Kammer 32 bis in den Bereich des Einlasses 66 der Sammelleitung ansteigen, so würde der Schwimmer 70 das Sicherheitsventil 68 schließen. Hierdurch ist sichergestellt daß keine Flüssigkeit durch die Sammelleitung 14 zum Schneidbrenner 12 kommen kann.

Die Leitungen 14, 36 und 50 sind je mit einem handbetätigten Ventil 71 versehen, mit deren Hilfe jede der Leitungen wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann.

Im Betriebszustand wird der Zusatzstoff dem Gefäß durch die Zufuhrleitung 36 zugeführt Der Zusatzstoff strömt aus dem offenen Ende 40 der Zufuhrleitung 36 und steigt in der Kammer 32 an, bis der Schwimmer 48 das Nadelventil 42 schließt Das handbetätigte Ventil 71 der Druckgasleitung 50 wird geöffnet so daß auch das Brenngas unter Druck in den Behälter einströmen kann. Das Brenngas tritt durch die öffnungen 62 der Auslaßdüsen 56 in die Flüssigkeit und perlt darin nach oben. Dieses Durchperlen der Flüssigkeit unter Blasenbildung bringt eine sehr innige Durchmischung des Brenngases und des Zusatzstoffes zustande. Wenn das Gas durch den Flüssigkeitsspiegel austritt, führt es verdampfte Teilchen der Flüssigkeit mit sich und strömt

so durch das offene Ende 66 in die Sammelleitung 14 ein. Durch die Einleitung des Brenngases unter Druck in die Kammer 32 wird der Druck innerhalb der Kammer erhöht Demzufolge werden die in der Kammer 32 befindlichen Dämpfe zwangsläufig durch das offene Ende 66 in die Sammelleitung 14 und von dort zum Schneidbrenner 12 gedrückt Die unteren Öffnungen 60 der Druckgasleitung 50 bilden einen Auslaß für zusätzliches Brenngas, das nicht durch die Auslaßöffnungen 62 der Auslaßdüsen 56 austreten kann. Werden

go daher mehr als ein Schneidbrenner an das Mischgefäß 10 angeschlossen, so kann der Mischvorgang dadurch verstärkt werden, daß eine größere Gasmenge durch die Druckgasleitung 50 in das Mischgefäß eingeleitet wird.

Die beschriebene Mischvorrichtung kann fortlaufend betrieben werden, weil der Flüssigkeitsspiegel im Behälter durch den Schwimmer 48 und das Nadelventil 42 konstant gehalten wird. Dies stellt eine wesentliche

Verbesserung gegenüber den bekannten Vorrichtungen dar, weil es eine bessere Anpassung des das Mischgefäß 10 durchströmenden Gesamtvolumens ermöglicht und überdies eine genaue Kontrolle des durch Verdampf ung beeinflußten Mischungsverhältnisses gestattet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   gleichmäßige M&eheK| solcher Zusätze mft, dem , e ^Briinngas ^St₁ nicht ^gapz einfijGh. Bisher hat man den "Zusatzstoff und d^.-Ärenngas ih' eine gemeinsame Flasche eingefifflt, an die der Schneidbrenner angesduOssen wurde. Hierfür ist aber eine beträchtliche Anzahl voll Flaschen erforderlich, durch die die Enrichtungskosten einer solchen Anlage beträchüich erliöht werden.

   Bei einer bekannten· Vorrichtung: dieser Art {OB-PS ίο 2316196) befinden sich der gasförmige und der flüssige Heizstoff in einem gemeinsamen Druckbehälter. Im - j;Iniae5e8-sdes Druckbehälters reicht ein Tauchrohr von deinem Vcrieflerventil bis nahe zum Boden. Unterhalb