DE3600428A1 - Gas-schneidbrenner - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schneidbrenner zum Gas-Schneidbrennen von Stählen, und, genauer ge­ sagt, einen Gas-Schneidbrenner, der so ausgebildet ist, daß er imstande ist, zu verhindern, daß ein Flammrück­ schlag während der Vorgänge des Gas-Brennschneidens ständig innerhalb des Schneidbrenners stattfindet.

Bisher wurde anläßlich der Tatsache, daß die Düsen­ mündung zum Gas-Brennschneiden beim Arbeitsvorgang des Gas-Brennschneidens gegen ein Stahlblech ange­ drückt wurde, oder ein während der Zeit des Schneide­ vorganges erzeugter Spritzer an der Düsenmündung an­ haftete, ein Flammrückschlag ständig innerhalb des Schneidbrenners erzeugt.

Deshalb wurde ein Verfahren offenbart, um das Brenngas dadurch zu absorbieren, daß man den Sauerstoff veran­ laßt, mit hoher Geschwindigkeit aus dem Injektorloch 3 eines Injektorkopfes 2 im Gas-Brennschneider auszu­ treten, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, um den Flamm­ rückschlag, der ständig erzeugt wird, zu verhindern, und es wurde ein Gegenstand dadurch gebildet, daß man die Abmessungen und dergleichen eines jeden Teiles von den Teilen zum Mischen von Sauerstoff und Gas in einer festen Zuordnung bzw. mit einem festen Verhältnis kom­ biniert hat.

Da jedoch nicht jeder Umstand, der für den ständigen Flammrückschlag in Frage kam, der ständig im Gasmisch­ teil gebrannt hat, im früheren Fall in Betracht gezo­ gen wurde, war es schwierig, diesen zu verhindern.

Ferner war der genannte Gegenstand nur im Fall einer geringen Abgabe von gemischtem Gas wirksam, es traten aber dahingehend Störungen auf, daß die genannte Wir­ kung im Fall einer erhöhten Abgabe und dergleichen nicht wirksam war. Es waren auch jene Techniken be­ kannt, die in den US-PSen 42 48 384 und 44 77 262 be­ schrieben sind, doch es war noch immer schwierig, das ständige Auftreten des Flammrückschlages bei diesen Techniken zu verhindern.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gas-Brenn­ schneider, der so ausgebildet ist, daß er imstande ist, zu verhindern, daß ein Flammrückschlag ständig inner­ halb des Brennschneiders erzeugt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gas-Brenn­ schneider zum Verhindern des ständigen Flammrückschla­ ges der dadurch gebildet ist, daß man einen Puffer einbaut, der aus einer zahnradartigen Säule mit vielen, in axialer Richtung verlaufenden Nuten in der Außenum­ fangsfläche oder aus einer Säule in Form einer Lotus­ wurzel besteht, die viele, in axialer Richtung ver­ laufende Durchgangslöcher im Inneren aufweist, oder dergleichen, und zwar innerhalb des sauerstoffspeisen­ den Vorheizkanals des Injektorkopfes des Brenners.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 ein schematischer Schnitt, der die wesent­ lichen Teile des erfindungsgemäßen Gas-Schneid­ brenners zeigt,

Fig. 2 die aus den Teilfiguren A und B besteht, eine Perspektivansicht, die ein Ausführungs­ beispiel jenes Puffers zeigt, der im erfin­ dungsgemäßen Brenner verwendet ist,

Fig. 3 eine Zeichnung, die den Flammrückschlagbe­ reich zeigt, und zwar anhand des Verhältnis­ ses der Schnittfläche des Injektorlochs und der wirksamen Schnittfläche des Pufferkanals zum Vorheizen des Sauerstoffs, und

Fig. 4 ein schematischer Schnitt durch wesentliche Teile, der ein Beispiel eines herkömmli­ chen Gas-Schneidbrenners zeigt.

Es erfolgt nun die detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels:

Es wird nun auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Brenners unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genommen, und zwar bezeichnet im einzelnen in Fig. und Fig. 2 (A) das Bezugszeichen 1 einen Gas-Schneid­ brenner, in dessen Innenseite ein Injektorkopf 2 mit einem Injektorloch 3 enthalten ist.

Im übrigen ist ein Puffer 6 a, der aus einer zahnrad­ artigen Säule besteht, an deren Außenumfang viele, in axialer Richtung verlaufende Nuten 5 a angeordnet sind, in das Innere eines vorheizenden Sauerstoff- Speisekanals 4 eingeführt, der im Inneren des Injektor­ kopfes 2 angeordnet ist, wobei dieser Puffer 6 a auch so angeordnet ist, daß er infolge des hinteren Deckels 7 und der Kopfschraube 18 am Herausfallen gehindert ist. Es ist auch möglich, anstelle dieses Puffers den Puffer 6 b zu verwenden, der aus einer in Form einer Lotuswurzel gebildeten Säule besteht und der viele, in axialer Richtung verlaufende Durchgangslöcher 5 b im Inneren aufweist, wie es in Fig. 2 (B) gezeigt ist.

Das Bezugszeichen 8 in Fig. 1 bezeichnet ein Rohr zum Zuführen des vorheizenden Sauerstoffs und dieses Rohr fördert den vorgeheizten Sauerstoff zum Injektorkopf 2 durch den Speisekanal 9. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet ein Rohr zum Zuführen des Brenngases, und dieses Rohr speist das Brenngas rund um den Injektorkopf 2 durch einen Speisekanal 11. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet ein Rohr zum Zuführen des Schneidesauerstoffs, und die­ ses Rohr fördert den Schneidesauerstoff durch einen Kanal 13 zu einer Düse 14. Das Bezugszeichen 15 be­ zeichnet eine Mutter, durch deren Festziehen die Düse 14 befestigt wird. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet einen Kanal zum Zuführen des Mischgases, bei welchem der vorgewärmte Sauerstoff mit dem Brenngas vermischt wird, zur Düse 14, und ein vergrößerter Kanal 17 mit einem großen Durchmesser ist in einem Teil des oben­ genannten Kanals angeordnet. Ferner bezeichnet das Be­ zugszeichen 18 eine hohle Kopfschraube, und der Puffer 6 a ist durch Einbau und Festschrauben dieser Kopfschraube an der inneren Umfangswand des Injektorkopfes 3 gehal­ ten.

Wie oben erwähnt, ist die vorliegende Erfindung da­ durch gebildet, daß der Puffer 6 a in den vorheizenden Sauerstoff-Speisekanal 4 des Injektorkopfes 2 eingebaut ist. Aus diesem Grunde trifft dann, wenn ein Flamm­ rückschlag durch eine Umkehr der Vorderfront von der Spitze der Düse 14 bis zur Nachbarschaft des vergrößer­ ten Kanals 17 hin auftritt, ein außergewöhnlicher Druck­ impuls auf den oben erwähnten Puffer 6 a durch das In­ jektorloch 3 hindurch auf. An dieser Stelle des Zu­ sammentreffens wird, weil die Schnittfläche einer Wand­ fläche eines mittleren Teiles des Puffers 6 a größer ist als die Schnittfläche des Injektorloches 3, die Ab­ schirmung bzw. Abpufferung des oben erwähnten außer­ gewöhnlichen Drucks durch diesen Puffer 6 gebildet, und der vorgewärmte Sauerstoff wird weiter, wie üblich, durch die vielen Nuten 5 b des Puffers 6 a zugeführt.

Wenn im übrigen der oben erwähnte Puffermechanismus im Zuführkanal 11 zum Zuführen des Brenngases völlig weggelassen wäre, dann würde der auf der Flammrück­ schlagerscheinung beruhende außergewöhnliche Druck vom Einlaß dieses Zuführkanals 11 um 50 bis etwa 100 mm zurückströmen und die Zufuhr des Brenngases würde zeitweise durch diese Rückwärtsströmung unterbrochen.

Da nur der vorgewärmte Sauerstoff zeitweise im Kanal 16 zum Zuführen des gemischten Gases strömt, erlischt deshalb die auf den Flammrückschlag zurückzuführende Flamme vollständig und es ist demzufolge möglich, daß eine auf dem Flammrückschlag beruhende Verbrennung im vergrößerten Kanal 17 ausgelöscht wird.

Gemäß diesem Ergebnis aus verschiedenartigen Experi­ menten, die von den Erfindern der vorliegenden Er­ findung durchgeführt wurden, ist es besonders wirk­ sam, daß das Verhältnis von a 2 zu a 1 in einem Bereich von 0,8 bis 3,5 liegt, und zwar bei der Schnittfläche a 1 des Injektorloches 3 und der wirksamen Schnitt­ fläche a 2 des Sauerstoffkanals des Puffers 6 a, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, und es wurde insbesondere er­ kannt, daß der optimale Wert des Verhältnisses von a 2 zu a 1 etwa 1,8 beträgt. Ferner hat sich herausge­ stellt, daß dann, wenn der Durchmesser der Wand des mittleren Teils des Puffers 6 a kleiner ist als der Innendurchmesser des Injektorloches 3, die Wirkung plötzlich abfällt, so daß sich herausstellt, daß es notwendig ist, den Durchmesser der Wand des mittleren Teils des Puffers 6 a größer auszubilden als den Innen­ durchmesser des Injektorloches 3.

Die strichpunktierte Linie bezeichnet in Fig. 3 eine Grenze für den Bereich des herkömmlichen Flammrück­ schlages, und der Bereich des Teiles oberhalb der aus­ gezogenen Linie ist ein Bereich, in welchem der Flamm­ rückschlag ständig erzeugt wird.

Da der erfindungsgemäße Gas-Schneidbrenner den oben erwähnten Aufbau und die oben erwähnte Wirkungsweise aufweist, ist es möglich, daß bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Gas-Schneidbrenners das mehrfache Auftreten des ständigen Flammrückschlages vollständig verhindert wird.

Claims (4)

1. Gas-Schneidbrenner mit einer Einrichtung zum Ver­ mischen von vorgewärmtem Sauerstoff bzw. Aufheiz-Sauer­ stoff und einem Brenngas innerhalb des Brenners, dadurch gekennzeichnet, daß ein Puffer bzw. eine Abschirmeinrichtung (6 a; 6 b) innerhalb des Sauerstoff-Zuführkanals (9) zur Vorheizung enthalten ist, der im Inneren des Injektorkopfes (2) angeordnet ist und imstande ist, den vorgeheizten Sauerstoff zuzu­ führen.

2. Gas-Schneidbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Puffer aus einer zahnradartigen Säule (6 a) gebildet ist, in deren Außenumfangsfläche viele sich in Achsrichtung erstreckende Nuten (5 a) ausgebil­ det sind (Fig. 2 (A)).

3. Gas-Schneidbrenner nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Puffer durch eine lotuswurzel­ förmige Säule (6 b) gebildet ist, in der viele Durch­ gangslöcher (5 b), die sich axial erstrecken, im Inne­ ren angeordnet sind (Fig. 2 (B)).

4. Gas-Schneidbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche des Kanals im Puffer (6 a; 6 b) von dem 0,8-fachen bis auf das 3,4-fache im Vergleich mit der Schnittfläche des Einspritzloches (3) des Injektorkopfes (2) erhöht ist.