DE2461681A1

DE2461681A1 - Sauerstofferzeuger mit patronenhalter fuer sauerstoffabgebende patronen

Info

Publication number: DE2461681A1
Application number: DE19742461681
Authority: DE
Inventors: Guenter Rothenberger
Original assignee: EDWIN ROTHENBERGER SCHWEISSTEC
Current assignee: EDWIN ROTHENBERGER SCHWEISSTEC
Priority date: 1974-12-27
Filing date: 1974-12-27
Publication date: 1976-07-08
Also published as: GB1512680A; FR2296141B1; FR2296141A1; JPS5192793A; JPS594363B2

Description

PATENTANWALT

D - 605 OFFENBACH (MAIN) KAISERSTRASSE 9 BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

TELEFON (06 11) 88 27

14. Oktober 1974 Zap/Hän

Aktei_lo8/8

Ing. Edwin Rothenberger

Schweißtechnik- und Industrie-Bedarf

Frankfurt am Main - 1
Heidelberger Straße 13

" Sauerstofferzeuger mit Patronenhalter für sauerstoffabgebende Patronen "

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sauerstofferzeuger, vorzugsweise für Schweiß-, Schneid- und Lötarbeiten, bestehend aus einem gasdichten Behälter und einem in diesen einsetzbaren Patronenhalter für die Aufnahme von brennbaren, in brennendem Zustand sauerstoffabgebenden Patronen. Ein solches Gerät kann auch als "Reaktor" bezeichnet werden.

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Zum Stande der Technik gehört ein Sauerstofferzeuger der vorstehend beschriebenen Art, bei dem der gasdichte Behälter den Patronenhalter ohne nennenswerten Zwischenraum umschließt. Der Patronenhalter wird mit mindestens einer handelsüblichen, sauerstoffabgebenden Patrone bestückt, die an ihrem einen Ende mit einer Zündmasse versehen ist, die auf der Reibfläche einer Streichholzschachtel zur Entzündung gebracht werden kann. Der Patronenhalter besitzt an seinem außerhalb des Behälters liegenden Ende einen Filter für staubförmige Nebenprodukte des Verbrennungsvorgangs sowie einen Raum für die Aufnahme eines Trocknungsmittels, das den bei der Verbrennung freiwerdenden Wasserdampf absorbiert. Der Raum für das Trocknungsmittel führt zu einem Anschluß für eine Schlauchleitung, die zu dem Brenner für die Schweiß-, Schneid- und Lötarbeiten führt. Derartige Sauerstofferzeuger werden mit einer Flasche mit einem brennbaren Gas wie Propan oder Butan kombiniert, die mit ei₍nem Regelventil ausgestattet ist, das zu einer weiteren Schlauchleitung führt, die ebenfalls mit dem Brenner in Verbindung steht. Ein solcher Satz wird vornehmlich für Hobbyarbeiten angeboten.

Bei dem bekannten Gerät strömt der freigesetzte Sauerstoff innerhalb des Behälters durch den Filter und das Trocknungsmittel ohne nennenswerten Überdruck zur Brennerdüse. Eine Regulierung des SauerstoffStroms durch Einrichtungen am Gerät ist nicht möglich. Der Verbrauch an Sauerstoff bestimmt sich ausschließlich nach dem Brennverhalten der Patronen, die zu diesem Zwecke in verschiedenen Ausführungen angeboten werden. Eine Beendigung des Vorgangs der Sauerstoffreisetzung ist nur dadurch möglich, daß man den Patronenhalter aus dem Be-

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hälter herauszieht und den brennenden Teil der Patrone beispielsweise durch Abstechen entfernt. Der unverbrannte Rest der Patrone ist zwar durch erneutes Zünden noch brauchbar, jedoch wird dieser Vorgang dadurch erschwert, daß der Patronenrest nicht mehr mit einer Zündmasse versehen ist. In der Regel wird daher die Patrone bis zum Ende brennen gelassen, so daß bei vorzeitiger Beendigung des Bearbeitungsvorganges ein nicht unbeträchtlicher, nutzloser Verbrauch an Patronen entsteht. Eine Flammenregelung ist nur durch Änderung der Ventilstellung an der Propan - Butan - Flasche möglich.

Bei dem bekannten Gerät erhitzt sich der gasdichte Behälter durch seine große Nachbarschaft zum Patronenhalter bzw. zur brennenden Patrone, so daß ein hitzebeständiger Oberflächenschutz des Behälters beispielsweise durch einen teuren, galvanischen Überzug erforderlich wird. Dennoch ist eine Verfärbung des Oberflächenschutzes bzw. eine Blasenbildung des Überzugsmaterials nicht immer zu vermeiden. Wegen der hohen Temperatur im Behälter strömt der freigesetzte Sauerstoff außerdem in sehr heißem Zustand durch den Filter und das Trocknungsmaterial, wobei Feuchtigkeit und Wärme mitgeschleppt werden. Ein übergroßes Maß an Feuchtigkeit, die von der Patrone beispielsweise bei unsachgemäßer Lagerung aufgenommen wird, kann infolge der hohen Gastemperaturen nicht kondensieren und wird bis zum Brenner mitgenommen. Dadurch neigt die Brennerflamme gelegentlich zu Erlöschen, so daß der Gebrauch beeinträchtigt wird. Der Wärmeinhalt des Sauerstoffs beeinträchtigt in nicht unerheblichem Maße auch die Lebensdauer des Schlauches. Die Brennerdüsen des bekannten Gerätes sind wegen des geringen Gasdrucks Sonderkonstruktionen und müssen wegen der fehlenden Regelungs-

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möglichkeit des Sauerstoffstroms der jeweiligen Patronengröße bzw. -charakteristik angepaßt werden. Es bestehen daher gewisse Schwierigkeiten, das bekannte Gerät für gewerbliche Zwecke beispielsweise in Werkstätten und auf Baustellen einzusetzen.

Auf Baustellen wird daher in der Regel stets die schwere und große Sauerstoff-Hochdruckflasche mit Innendrücken bis zu 2oo atü benutzt, die jedoch teuer in der Anschaffung und schwer zu transportieren ist. Ein Transport über Leitern und auf Gerüsten verbietet sich daher praktisch von selbst.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Sauerstofferzeuger so zu verbessern, daß der erzeugte Sauerstoff unter einem merklichen Überdruck steht, daß die sauerstoffabgebenden Patronen ohne Verluste bis zu Ende brennen können, und daß der Sauerstoff erzeuger bei Betriebsunterbrechungen vor dem restlosen Verbrauch des freigesetzten Sauerstoffs jederzeit sofort betriebsbereit ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen Sauerstofferzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß der gasdichte Behälter als Druckbehälter ausgeführt ist und den Patronenhalter unter .. _ Freilassung eines Speichervolumens umschließt, das den Sauerstoffgehalt mindestens einer Patrone unter Einhaltung des zulässigen Behälterdrucks aufzunehmen imstande ist.

Die Größe des Speicherbehälters bzw. sein Speichervolumen lassen sich anhand bekannter, formelmäßiger Zusammenhänge leicht bestimmen, wenn die von einer Patrone oder

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- bei Beschickung mit mehreren Patronen - die von allen Patronen freigesetzte Sauerstoffmenge sowie der zulässige Betriebsdruck des Behälters bekannt sind. In einem gemäß der Erfindung dimensionierten Druckbehälter kann die Patrone bzw. können die eingesetzten Patronen vollständig durchbrennen, ohne daß hierbei ein konti·=. nuierliches Austreten von Sauerstoff erfolgen muß. Der Sauerstoff wird vielmehr in dem Speichervolumen unter ständiger Druckzunahme aufgefangen, bis der Enddruck erreicht ist. Selbstverständlich ist es möglich, bereits während des Brennens der Patronen Sauerstoff zu entnehmen.

Mit dem erfindungsgemäßen Sauerstofferzeuger sind folgende Vorteile verbunden: Die Vorgänge der Sauerstoffreisetzung und des Sauerstoffverbrauchs stehen nicht mehr zwangsläufig miteinander in Verbindung. Beide können unabhängig voneinander erfolgen. Eine Unterbrechung des Schweiß-, Lot- oder Schneidvorgangs erzwingt keine Unterbrechung des Brennvorgangs der Patrone bzw. Patronen. Ein Abstechen des brennenden Patronenteils und ein Neuzünden des unverbrannten Restes werden damit überflüssig. In gleicher Weise wird die Vorratshaltung unterschiedlicher Patronen überflüssig, da eine Regelung des Sauerstoffstromes auf andere Weise, beispielsweise durch ein Druckminderventil möglich ist. Damit ist auch eine Regelung des Sauerstoffdrucks möglich, so daß die Brennerflamme den Betriebsbedingungen beispielsweise beim Brennkann

schneiden besser angepaßt werden. Durch das Speichervolumen hat die Wandung des Behälters einen merklichen Abstand vom Patronenhalter bzw. von der brennenden Patrone, so daß der Behälter sehr viel weniger erwärmt wird. Dadurch werden eine Gefährdung der Umgebung ausgeschlossen und ein billigerer Oberflächenschutz, beispielsweise durch

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einfache Lackierung, möglich. Der freigesetzte Sauerstoff hat ausreichend Gelegenheit, sich abzukühlen, so daß weniger Verbrennungswärme mitgeschleppt und die Feuchtigkeit im Trocknungsmittel absorbiert werden kann. Die Funktion des Brenners wird damit verbessert, d.h. ein Erlöschen der Flamme durch Feuchtigkeit wird ausgeschaltet. Durch die gespeicherte Sauerstoffmenge ist der Sauerstofferzeuger jederzeit betriebsbereit,'wobei die vorrätig gehaltene Menge an Sauerstoff lediglich durch die Wahl der Behältergröße und die Anzahl der einzusetzenden Patronen bestimmbar ist. Man wird in der Regel eine Behälterdimensionierung wählen, die zu einem Sauerstoff-Enddruck von ca. 20 bis 50 atü führt. Für einen solchen Druck lassen sich noch relativ kleine und dünnwandige Behälter einsetzen, deren Gewicht sich merklich von dem der Hochdruckflaschen unterscheidet. Ein Transport zur und auf der Baustelle ist daher leicht möglich. Im Gegensatz zu den Hochdruckflaschen ist der erfindungsgemäße Sauerstofferzeuger jederzeit an einem beliebigen Ort mit Patronen neu bestückbar und wieder in den Betriebszustand versetzbar. Wenn" Sauerstoff sehr schnell und in großen Mengen benötigt wird, können die Patronen bzw. der Patronenstapel an beiden Enden angezündet und in den Behälter eingesetzt werden. In Verbindung mit dem Sauerstofferzeuger können Brenner herkömmlicher Bauart benutzt werden, die aufgrund des Vorhandenseins eines üblichen Druckminderventils für einen Betriebsdruck bis ca. 2,5 atü ausgelegt sind· Für die Flammenerzeugung kann jedes brennbare Gas verwendet werden, wie beispielsweise auch Azetylen-, Propan, MAP und Wasserstoff.

Die Vorrichtung wird dadurch so leicht und in Verbindung mit Patronen für mehrere Füllungen raumsparend, daß sie in Omnibussen, Flugzeugen, Schiffen und Rettungsfahrzeugen auch über lange Strecken mitgeführt werden kann. Besonders vorteilhaft ist dies in abgelegenen Gebieten, z.B. im Gebirge auf einsamen Gehöften und in der Raumfahrt. Das Verhältnis von transportiertem Sauerstoff zu dem Gewicht des Behälters mit Beschickung wird optimiert. Der Rücktransport und die Verwaltung leerer Flaschen zum erneuten Füllen entfallen

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völlig. Es ist auch nich"t eriorder^-.ch, für seltene Anwendungsfälle eine ganz oder teilweise gefüllte Flasche in Vorrat zu halten, für die ein Mietpreis zu zahlen ist. Ebenso entfällt die Notwendigkeit, eine Reserveflasche vorrätig zu halten, um für den Fall des Aufbrauchs der ersten Flasche gerüstet zu sein.

Der erfindungsgemäße Sauerstofferzeuger wird in vorteilhafter Weise so dimensioniert, daß der Druckbehälter etwa die Länge des Patronenhalters und dessen mindestens zweifachen Durchmesser besitzt. In dem dadurch entstehenden Speichervolumen sammelt sich eine ausreichende Menge an Sauerstoff bei nicht zu hohem Behälterinnendruck an. Um eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung auf dem Behälterumfang zu erzeugen, wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Druckbehälter dem Patronenhalter konzentrisch mit einem radialen Abstand umschließt, der mindestens dem Durchmesser des Patronenhalters entspricht. Der Patronenhalter wird dabei zweckmäßig unter Verwendung einer druckfesten Verschraubung in den Druckbehälter eingesetzt, so daß eine hohe Dichtigkeit in Verbindung mit einer schnellen Auswechselbarkeit gewährleistet sind. Zwecks besserer Kontrolle des Betriebszustandes und der Erzielung eines konstanten Gasdrucks wird weiterhin vorgeschlagen, den Druckbehälter mit einem Inhaltsmanometer, einem Druckminderer und einem Arbeitsmanometer zu versehen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes sei nachfolgend anhand der Figur näher beschrieben, die einen teilweisen Axialschnitt durch einen vollständigen Sauerstoff erzeuger zeigt:

In der Figur ist mit Io ein gasdichter Behälter bezeichnet, wie er beispielsweise von Flüssiggasflaschen bzw. Feuerlöschern her bekannt ist. Der Behälter hat im wesentlichen zylindrische Gestalt und besitzt an seinem oberen Ende einen Hals mit einer druckfesten Verschraubung,11, durch die das obere Ende eines Patronenhalters 12 gasdicht mit dem Behälter Io verbunden wird. Einzelheiten

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einer solchen druckfesten Verschraubung sind Stand der Technik und werden daher nicht näher erläutert.

Der Patronenhalter 12 hat in wesentlichen rohrförmige Gestalt und besteht aus einem Rohrsegment 13, an dem mit Abstand voneinander Bügel 14 befestigt sind, die sich zusammen mit dem Rohrsegment 13 zu einem Kreisring ergänzen. Am unteren Ende ist der Patronenhalter 12 durch einen Boden 15 verschlossen, der in das Rohrsegment 13 sowie in den unteren Bügel 14a eingeschweißt ist. Am oberen Ende besteht der Patronenhalter 12 aus einem geschlossenen Rohr 16, in das ein Filter 17 eingesetzt ist, der aus einem stopfenförmigen Gebilde aus einem hitzebeständigem Fasermaterial (Glasfasern, Asbestfasern, Steinwolle) besteht. In dem Rohr 16 wird auf diese Weise ein Raum 18 gebildet, in dem sich ein granuliertes Trocknungsmaterial wie beispielsweise Silikagel befindet.

In den Patronenhalter 12 sind mehrere Patronen 19 eingesetzt, die aus einem brennbaren, in brennendem Zustand sauerstoffabgebenden Material bestehen. Die unterste Patrone 19a ist nach dem Anzünden an ihrem unteren Ende in brennendem Zustand dargestellt, bei dem eine Glühzone 19b nach oben wandert. Im Bereich dieser Glühzone wird gasförmiger Sauerstoff freigesetzt, was durch einen Gasstrahl 2o angedeutet ist. Da die Bügel 14 bzw. 14a größere Zwischenräume zwischen sich freilassen, kann der Sauerstoff ungehindert aus dem Patronenhalter 12 austreten und sich in dem Speichervolumen 21 sammeln, das den Patronenhalter 12 konzentrisch umschließt. Es ist zu erkennen, daß der Patronenhalter etwa die Länge des gasdichten Behälters besitzt. Dabei entspricht der radiale Abstand "S" etwa dem Durchmesser des Patronenhalters 12. Die Bügel 14 bzw. 14a verhindern ein Herausfallen der Patronen aus dem Halter 12.

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An seinem oberen Ende besitzt der Patronenhalter 12 einen Inhalts-Druckmesser 22 sowie ein Druckminderventil 23, ferner einen A'rbe its -Druckmesser 26 und ein Sicherheitsventil 27 in herkömmlicher Ausführung . Der Anschlußstutzen für den Sauerstoffschlauch ist mit 24 bezeichnet; der Austrittsdruck kann durch ein Einstellrad 25 in den üblichen Grenzen eingestellt v/erden.

Der im Bereich der Glühzone 19b freigesetzte Sauerstoff tritt bei einer Entnahme durch den Anschlußstutzen 24 über die äußere Oberfläche des Filters 17 in den Raum 18 mit dem Trocknungsmaterial und von hier in das Druckminderventil 23 ein. Die beim Verbrennungsvorgang freigesetzten Stäube bleiben an der Oberfläche des Filters 17 hängen, und können von dort bei einer Neubeschickung des Patronenhalters 12 durch Abbürsten bzw. Abklopfen entfernt werden.

Traggriffe 28 vervollständigen den Sauerstofferzeuger.

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Claims

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Iy Sauerstofferzeuger, vorzugsweise für Schweiß-, Schneid- und Lötarbeiten, bestehend aus einem gasdichten Behälter und einem in diesen einsetzbaren Patronenhalter für die Aufnahme von brennbaren, in brennendem Zustand sauerstoffabgebenden Patronen, dadurch gekennzeichnet, daß der gasdichte Behälter (lo) als Druckbehälter ausgeführt ist und den Patronenhalter (12) unter Freilassung eines Speichervolumens (21) umschließt, das den Sauerstoffgehalt mindestens einer Patrone unter Einhaltung des zulässigen Behälterdrucks aufzunehmen imstande ist.
2. Sauerstofferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (lo) etwa die Länge des Patronenhalters (12) und dessen mindestens 1,5-fachen Durchmesser besitzt.
3. Sauerstofferzeuger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (lo) den Patronenhalter (12) konzentrisch mit einem radialen Abstand umschließt, der mindestens dem Durchmesser des Patronenhalters entspricht.
4. Sauerstofferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Patronenhalter (12) unter Verwendung einer druckfesten Verschraubung (Ll) in den Druckbehälter einsetzbar ist.
5. Sauerstofferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (lo) mit einem -Inhalts-Druckmesser (22), einem Druckminderventil (23), einem Arbeits-Druckmesser (26) und einem Sicherheitsventil (27) versehen ist.

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