DE2741864A1 - Brenner mit gasbetaetigter zuendstab- vorschubeinrichtung - Google Patents

Description

L-9613-G

UNION CARBIDE CORPORATION
270 Park Avenue, New York, N.Y. 1ΟΟ17, V.St.A.

Brenner mit gasbetätigter Zündstab-Vorschubeinrichtung

Die Erfindung betrifft Flamm- und/oder Schneidbrenner und
insbesondere eine solchen Brennern zugeordnete, gasbetätigte Zündstab-Vorschubeinrichtung zum Vorschieben eines Zündstabes in die von der Brennerdüse ausgehenden Flammenstrahlen, um einen rascheren Beginn des Flamm- oder Schneidvorganges zu bewirken.

Stabvorschubeinrichtungen werden seit vielen Jahren verwendet. Entsprechend sind zahlreiche Zündstab-Vorschubeinrichtungen bekannt geworden. Einige dieser Einrichtungen werden über ein Gestänge mechanisch betätigt, das mit dem Brennerhebel verbunden ist, der dem Ein- und Ausschalten des
Schneidsauerstoffs dient. Andere Einrichtungen werden durch einen Fluiddruck betätigt, wobei Sauerstoff vom Hauptsauerstoffsystem als Betätigungsfluid benutzt wird. Die Erfindung befaßt sich mit einer verbesserten, gasbetätigten
Zuηdstab-Vorscnübeinrichtung.

Die Erfindung stellt eine Verbesserung und Weiterentwicklung

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der aus der US-PS 2 433 514 bekannten, gasbetbtigten Zündstab-Vorschubeinrichtung dar. Vorrichtungen dieser Art sind seit 1947 auf dem Markt; wegen verschiedener Mangel werden jedoch überwiegend noch immer mechanische Systeme benutzt, obwohl solche mechanischen Systeme mit einer Vielzahl von Nocken, Hebeln und Federn ausgestattet sind, die wegen Verschleißerscheinungen einer ständigen Nachstellung und Wartung bedürfen und die für das Betätigen der Brennerschneidhebel eine beträchtliche zusätzliche Kraft erfordern. Die zusätzlich notwendige Betätigungskraft ist ermüdend und bildet eine ständige Quelle von Beschwerden seitens der Benutzer der Brenner. Bekannte gasbetätigte Stabvorschubsysteme beispielsweise der aus der US-PS 2 433 514 bekannten Art bedingen komplizierte Sauerstoffventilanordnungen, um der Stabvorschubeinrichtung Sauerstoff zuzuführen und derartigen Sauerstoff abzulassen. Zusätzlich zu dem Umstand, daß die Ventilanordnung wesentlich kompliziert wird, befindet sich bei diesen bekannten Systemen während des gesamten Flamm- oder Schneidvorgangs unter Druck stehender Sauerstoff in der Nähe der heißen Reaktionszone. Dies ist naturgemäß gefährlich und unerwünscht.

Erfindungsgemäß wird das Erfordernis einer komplizierten Sauerstoffventilanordnung dadurch ausgeräumt, daß ein kolbenartiges Bauteil vorgesehen wird, das mittels eines Sauerstoffstoßes betätigt wird, der von dem Hauptsauerstoffstrom über eine einfache Hilfssauerstoffventilanordnung ab-

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gezweigt wird. Der Sauerstoff wird am Ende des Kolbenhubs zur Atmosphäre hin abgelassen, wodurch die Stabvorschubeinrichtung selbsttätig für das nächste Arbeitsspiel zurückgestellt wird. Dadurch wird die Ventilanordnung bekannter Brenner überflüssig; außerdem befindet sich in der Nähe der Flamme während des Arbeitsvorganges kein unter Druck stehender Sauerstoff.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen .

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 teilweise im Querschnitt eine Aufrißansicht eines typischen Brenners mit der erfindungsgemäßen Stabvorschubeinrichtung,

Fig. 2 eine teilweise perspektivische Ansicht der Rückseite des Brennerkörpers nach Fig. 1 (ohne eine Reihe von zugeordneten Bauteilen);

Fig. 3 eine Teilansicht des hinteren Teils des

Brennerkörpers, wobei Gasdurchlässe gestrichelt dargestellt sind, und

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Fig. 4 eine Seitenquerschnittsansicht des hinteren Teils des Brenners nach Fig. 1.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 4 hervorgeht, weist die veranschaulichte Vorrichtung einen Sauerstoff-Brenngas-Brenner B auf, an dem nahe seinem vorderen Teil eine Zündstab-Vorschubeinrichtung M montiert ist, um in die von der Düse N des Brenners B ausgehenden Vorwärmstrahlen inkrementale Langen eines schmelzbaren und oxydierbaren Metallstabes R hineinzuschieben. Als Brenngas kann beispielsweise Erdgas oder Acetylen verwendet werden.

Der Brenner B weist einen Hauptsauerstoffdurchlas (erster Gasdurchlaß) 1 auf, der am einen Ende in einem Gasnippel 3 endet, der mit einer Schneidsauerstoffquelle verbunden werden kann. Ein Hauptsauerstoffventil 5 (Fig. 4) sitzt in dem ersten Gasdurchlaß 1, um über diesen Durchlaß Sauerstoff von der Sauerstoffquelle zur Düse N gelangen zu lassen. Das Hauptsauerstoffventil 5 ist mit einem Brennerhebel 7 verbunden und wird mittels dieses Hebels betätigt.. Brenngas, beispielsweise Erdgas oder Acetylen, strömt in den Brenner B über einen Einlaßkanal 9 ein und wircf im , Mischer 11 mit Sauerstoff gemischt. Der Schneidsauerstoff tritt in der üblichen Weise aus einer (nicht gezeigten) Mittelöffnung in der Düse N aus, während Vorwärmstrahlen Öffnungen verlassen, welche die Schneidsauerstofföffnung umgeben.

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Die Stabvorschubeinrichtung M weist ein Gehäuse H mit parallelen Kammern 13 und 15 auf. Die eine Kammer 13 ist mit einer Öffnung 17 versehen, die für eine Verbindung zwischen einem zweiten Gasdurchlaß 19 und einem Ende der Kammer 13 sorgt. In Abstand von der Öffnung 17 befindet sich in der Wand der Kammer 13 eine Auslaßöffnung 21. Die Auslaßöffnung 21 ist mit einem Filter 23 versehen, um zu verhindern, daß Staub oder andere Schmutzteilchen in die Kammer 13 eindringen. Ein kolbenartiges Bauteil 25 ist in der Kammer 13 gleitend verschiebbar angeordnet.

Der Hub des Kolbens 25 wird durch den Abstand zwischen dem einen Ende 26 des Kolbens und der Auslaßöffnung 21 bestimmt. Der Kolbenhub kann mittels einer Stellschraube 27 oder dadurch eingestellt werden, daß unter verschiedenen Kolben ausgewählt wird, die derart bearbeitet sind, daß sich unterschiedliche Abstände zwischen dem Ende 26 und der Auslaßöffnung 21 ergeben. Das Ende 29 des Kolbens 25 ist mit einem in der Kammer 15 sitzenden Stabgreifer 31 mechanisch verbunden. Eine Feder 33 befindet sich zwischen dem Greifer 31 und der Wand 35 der Kammer 15, um den Greifer am Ende des Stabvorschubhubes in seine Ausgangsstellung zurückzubringen. Ein Stab R wird durch die Vorwärtsbewegung des Stabgreifers 31 beim Vorwärtshub des Kolbens 25 durch ein Reibungsführungsteil 37 hindurch nach außen zum flammenseitigen Ende der Düse N geschoben.

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Zu der Einrichtung, mittels deren der Öffnung 17 in der Kammer 13 Gas zugeführt wird, gehört der Brennerhebel 7, der bei 43 mit dem Brennerkörper 39 gelenkig verbunden ist. Ein Hebelarmansatz 41 ist bei 43 an dem Hebel 7 gelenkig befestigt. Ein Nockenbetätigungsglied 45 ist bei 47 an dem Hebelarmansatz 41 angelenkt. Zwischen dem Nockenbetätigungsglied 45 und dem Hebelarmansatz 41 sitzt eine Feder 49, die das Betätigungsglied 45 gegen die Wand des Hebelarmansatzes 41 drückt. Ein Nockenhebel 51 ist bei 53 am Brennerkörper 39 angelenkt. Der Nockenhebel 51 weist eine nach oben geneigte Gleitfläche 55 auf, auf der das Nockenbetätigungsglied 45 gleitet, wenn der Brennerhebel 7 niedergedrückt wird. Die Gleitfläche 55 endet abrupt in einer nach unten geneigten Fläche 57. Das Nockenbetätigungsglied 45 kann auf Grund dieser Ausbildung den Nockenhebel 51 in kontakt mit einem Ventilschaft 59 eines Ventils 58 bringen. Wenn das Nockenbetätigungsglied 45 über das Ende der Gleitfläche 55 hinwegläuft, kehrt der Ventilschaft 59 sofort in die Schließstellung zurück. Durchläuft der Brennerhebel weiter ein normales Arbeitsspiel, wird das Nockenbetätigungsglied entgegen der Kraft der Feder 49 bei Freigabe des Brennerhebels mittels der Fläche 57 erfaßt, so daß das Nockenbetätigungsglied nicht auf den Ventilschaft einwirkt, wenn es in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.

Das Hilfsventil 58 sitzt innerhalb des Brennerkörpers 39 im Gasdurchlaß 19; es weist den Ventilschaft 59 auf. Das Ventil

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58 wird im Brennerkörper mittels Schraubteilen 60 und 62 gehalten. Diese Schraubteile gestatten eine lotrechte Einstellung des Ventils 58, so daß ein Verschleiß am Ventilschaft 59 kompensiert werden kann.

Im Betrieb wird dem Brenner B Hauptsauerstoff über den Gasnippel 3 zugeleitet. Sauerstoff füllt eine Kammer 63 und einen Durchlaß 64 (Fig. 2) aus, der eine Verlängerung des Gasdurchlasses 19 darstellt. Wenn der Brennerhebel 7 niedergedrückt wird, bringt der Hebelarmansatz 41 das Nockenbetätigungsglied 45 mit dem Nockenhebel 51 in Eingriff. Der Nockenhebel 51 legt sich gegen den Ventilschaft 59 an und drückt den Ventilschaft 59 nach unten, so daß Sauerstoff vom Gasdurchlaß 64 aus durch den Ventilkörper 65 hindurch und über einen Durchlaß 66 in den Gasdurchlaß 19 strömen kann. Wenn das Nockenbetätigungsglied 45 die Oberseite der Gleitfläche 55 erreicht, beginnt der Brennerhebel ein Hauptsauerstoff ventil 67 zu öffnen, indem er einen Ventilschaft 69 faßt und «inen Ventilkörper 71 abhebt, so daß Sauerstoff von der Kammer 63 in den ersten Gasdurchlaß 1 gelangen kann. Das Öffnen des Hauptsauerstoffventils 67 kann mittels einer Stellschraube 73 eingestellt werden, so daß Hauptsauerstoff strömt, unmittelbar nachdem der Sauerstoffstoß an die Stabvorschubeinrichtung M gegangen ist, um den Vorschub des Zündstabes R zu bewirken. Der zum Durchlaß gehende Gasstoß wird über die Öffnung 17 in die Kammer 13 eingeleitet und treibt den Kolben 25 nach vorne. Der KoI-

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ben 25 schiebt seinerseits den Stabgreifer 31 nach vorne. Während sich der Stabgreifer 31 vorwärtsbewegt, erfaßt er den Stab R und schiebt diesen um eine Strecke vor, die ungefähr gleich dem Hub des Kolbens 25 ist. Am Ende des Hubes wird der zum Verstellen des Stabes dienende Sauerstoff über die Auslaßöffnung 21 zur Atmosphäre abgelassen. Die Feder 33 schiebt den Stabgreifer 31 nach hinten, der seinerseits den Kolben 25 in seine Ausgangsstellung zurückbringt. Das Reibungsführungsteil 37 verhindert, daß der Stab in Rückwärtsrichtung mitgenommen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung folgt, daß bei Freigabe des Brennerhebels 7 das Nockenbetätigungsglied 45 auf dem Hebelarmansatz 41 sich von links nach rechts bewegt und das Nockenbetätigungsglied entgegen der Kraft der Feder 49 im Uhrzeigersinn gedreht wird, um über die Gleitfläche 55 des Nockenhebels 51 zu laufen, ohne das Hilfsventil 58 zu öffnen. Dies ist notwendig, weil andernfalls der Stab bei Rückkehr des Brennerhebels in die Ausgangslage verschoben würde.

Gegenüber mechanischen Stabvorschubeinrichtungen zeichnet sich die beschriebene Anordnung durch folgende Merkmale aus:

1. Es ist eine geringere manuelle Kraft erforderlich, um den Brennerhebel zu betätigen, und zwar beispielsweise 1/2 kp gegenüber 5,9 kp, um den Stab vorzuschieben; 3,2 kp gegenüber 6,8 kp, um die Schneidsauerstoffventile zu öff-

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nen sowie 0,9 kp gegenüber 3,6 kp, um das Sauerstoffventil weit offen zu halten.

2. Dadurch, daß die Kraft zur Vorbewegung des Stabes unmittelbar in der Vorschubrichtung aufgebracht wird, werden Gleitreibungsstellen minimiert; der Abrieb wird vermindert; es wird ein zwangsweiser Stabvorschub gewährleistet .

3. Die Bewegung des Kolbens erfolgt in der gleichen Richtung und parallel zu der Bewegung des Stabes, während dieser vorgeschoben wird, und die Mittellinie des Kolbens ist gegenüber der Mittellinie des vorzuschiebenden Stabes nur verhältnismäßig wenig versetzt. Dies sind beides wesentliche Faktoren, um die Reibung zu vermindern und seitliche Schubkräfte minimal zu halten.

4. Die Anzahl der Reibungs- und Verschleißstellen, die mit dem Vorschub des Stabes in Richtung auf die Düse verbunden sind, wird vermindert. Dadurch wird die Kraft kleiner, die zum Verstellen des Stabes erforderlich ist. Es tritt weniger Verschleiß auf. Der Wartungsaufwand kann vermindert werden.

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Claims (4)

PATENTANWALT DIPL.-INC. GERHARD SC BÜRO: 8000 MÜNCHEN 83 · ELfENSTHASSE 32 L-9613-G Ansprüche

1. Von Hand haltbarer Gasbrenner mit einem Brennerkörper, in dem ein erster Gasdurchlaß ausgebildet ist, der für eine Verbindung zwischen einer Gasquelle und einer am einen Ende des Brennerkörpers sitzenden Brennerdüse sorgt, sowie mit einer am Brennerkörper angeordneten Zündstab-Vorschubeinrichtung, die ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse untergebrachten Kolben, einen mit dem Kolben für eine Parallelbewegung mit diesem verbundenen Stabgreifer, einen für eine Verbindung zwischen der einen Seite des Kolbens und dem ersten Gasdurchlaß sorgenden zweiten Gasdurchlaß und ein in dem zweiten Gasdurchlaß angeordnetes Ventil aufweist, mittels dessen der Kolben mit einem Gasstoß beaufschlagbar ist und das mit einem Ventilschaft zum Öffnen des Ventils versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (H) eine Auslaßöffnung (21) aufweist, die mittels des in dem Gehäuse sitzenden Kolbens (25) verschließbar ist, und daß zum Betatigen des Ventils (58) nur in einer Richtung eine Einrichtung vorgesehen ist, die einen an dem Brennerkörper (39) angelenkten Brennerhebel (7), einen mit dem

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Col I /6012039 ■ KABEL: ILECTRJCPATENT ,MÜNCHEN

Brennerhebel gelenkig verbundenen Hebelarmansatz (41) , ein am einen Ende des Hebelarmansatzes gelenkig und nachgiebig montiertes Nockenbetätigungsglied (45) und einen Nockenhebel (51) aufweist, der mit dem Brennerkörper gelenkig verbunden ist und mit dem Nockenbetätigungsglied derart in Wirkverbindung steht, daß nur bei Niederdrücken des Nockenhebels das Nockenbetätigungsglied den Nockenhebel so in Kontakt mit dem Ventilschaft bringt, daß ein Gasstoß über den zweiten Gasdurchlaß zur einen Seite des Kolbens geht und eine Verstellung des Kolbens bis zum Öffnen der Auslaßöffnung erfolgt, worauf der Gasstoß zur Atmosphäre abgelassen wird, so daß der Stabgreifer den Stab um eine dem Kolbenhub entsprechende Strecke vorschiebt und der Stabgreifer sofort für einen weiteren Hub zurückgestellt wird.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenhebel (51 ) eine nach oben geneigte Gleitfläche (55) aufweist, auf der das Nockenbetätigungsglied (45) gleitet, wenn der Brennerhebel (7) niedergedrückt wird, um den Nockenhebel mit dem Ventil-

schaft (59) in Eingriff zu bringen, und daß die Gleitfläche in eine nach unten geneigte Fläche (57) abrupt übergeht, so daß das nachgiebig montierte Nockenbetätigungsglied dem Nockenhebel gestattet, den Ventilschaft freizugeben und dadurch das Ventil (58) sofort

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zu schließen, und daß beim Rückhub das nachgiebig montierte Nockenbetätigungsglied sich bei Kontakt mit der nach unten geneigten Fläche dreht, um ein Öffnen des Ventils beim Rückhub zu verhindern.

3. Gasbrenner mit einem Durchlaß für einen aus einer Brennerdüse austretenden Gasstrom und einer am Brenner angeordneten, gasbetätigten Zündstab-Vorschubeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündstab-Vorschubeinrichtung (M) ein Gehäuse (H) mit im wesentlichen parallelen Kammern (13, 15) und eine in einer (15) der Kammern untergebrachte Stabvorschubanordnung mit einem Stabgreifer (31) zum Vorschieben eines Zündstabes (R) , einen in der anderen Kammer (13) angeordneten Kolben (25), der mit dem Stabgreifer mechanisch verbunden ist, eine der anderen Kammer zugeordnete Auslaßöffnung (21), die mittels des Kolbens versperrt ist, wenn der Kolben in seiner Ausgangsstellung steht, und eine Einrichtung (19) zur Zufuhr von Gas von dem Durchlaß (1) zum Kolben aufweist, wobei der Kolben mittels des Gases betätigbar ist, bis er sein Hubende erreicht, worauf die Freigabe der Auslaßöffnung erfolgt, das Gas zur Atmosphäre abgelassen wird und die Zündstab-Vorschubeinrichtung den Zündstab um eine dem Kolbenhub entsprechende Strecke vorbewegt.

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4. Gasbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Kammer (15) zwischen dem Stabgreifer (31) und der Kammerwand ein nachgiebiges Organ (33) vorgesehen ist, das den Stabgreifer in die Ausgangsstellung zurückbringt, wenn das Gas zur Atmosphäre abgelassen wird.

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