DE3718617A1

DE3718617A1 - Schneidbrenner mit flammen-rueckschlagsicherung

Info

Publication number: DE3718617A1
Application number: DE19873718617
Authority: DE
Inventors: Souji Kobayashi
Original assignee: Individual
Current assignee: Taseto Co Ltd
Priority date: 1986-06-04
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1987-12-10
Also published as: KR910003860B1; US4806096A; CA1278999C; KR880000185A; GB2191134B; FR2599816A1; FR2599816B1; GB2191134A; GB8712897D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flammen-Rückschlag sicherung für einen Schneidbrenner zum Brennschneiden von Stahl oder Eisen, wie z.B. Stahlplatten und -profile mittels der Flam me des aus dem Schneidbrennerkopf austretenden Brenngas-Sauer stoffgemisches.

Bei einem Handschneidbrenner ist eine Schneidflammendüse am Schneidbrennerkopf ausgebildet, in seiner Mitte befindet sich ein Handgriff, und ein Brenngas-Anschlußstutzen und ein Sauer stoff-Anschlußstutzen sind am hinteren Bereich, oder in vielen Fällen am hinteren Ende des Handgriffs angeordnet, in den die Einstellventile zur Regelung des Brenngas- und Sauerstoffdurch flusses eingesetzt sind.

Ein in dieser Weise ausgebildeter Handschneidbrenner kann zur Durchführung eines Brennschnittes mit einer einzigen Hand gehalten und frei bewegt werden. Bei einem solchen Schneidbren ner tritt aber mitunter ein Flammenrückschlag auf. Ein solcher Flammenrückschlag erfolgt dann, wenn die Strömungsgeschwindig keit Uf des Gemisches aus Brenngas und Sauerstoff größer wird als die Verbrennungsgeschwindigkeit Sb des Gasgemisches, wo gegen die Beziehung zwischen diesen Größen normalerweise Uf=Sb beträgt. Ein Flammenrückschlag tritt üblicherweise beim Einstel len des Brenngas- und Sauerstoffdurchsatzes oder beim Löschen der Flamme auf. Der Hauptgrund für einen Flammenrückschlag in einem solchen Fall besteht darin, daß das Gleichgewicht zwischen der Strömungsgeschwindigkeit Uf und der Verbrennungsgeschwindigkeit Sb des Gasgemisches durch die Einstellung des Brenngas- und Sauerstoffdurchatzes gestört wird, und der Wert von Uf wird deshalb häufig kleiner als derjenige von Sb.

Wenn in einem Schneidbrenner ein Flammenrückschlag auftritt, dann läuft die Flamme bis in eine Brenngas- oder Sauerstoffflasche zurück, was mit einer Explosionsgefahr verbunden ist.

Demzufolge wurden in der Vergangenheit Maßnahmen vorgesehen, um eine Explosion der Gasflasche zu verhindern, indem am Anschluß stutzen der Gasflasche oder in dea die Gasflasche mit dem Schneid brenner verbindenden Schlauch eine Rückschlagsicherung angeordnet wurde.

Diese herkömmliche Sicherheitseinrichtung ist aber für die Sicherheit der Bedienungsperson nicht ausreichend, obgleich sie eine Explosion der Gasflasche verhindern kann.

Mit anderen Worten die Bedienungsperson hält den Schneidbren ner in der Hand. In den meisten Fällen hält die Bedienungsperson den Schneidbrenner während der Arbeit mit der rechten Hand, wo gegen sie den Schneidbrenner zum Einstellen des Brenngas- oder Sauerstoffdurchsatzes mit der linken Hand hält. Kurz gesagt, die Bedienungsperson hält den Schneidbrenner bei jedem Durchsatz in einer ihrer Hände. Falls daher ein Flammenrückschlag auftreten sollte, dann wird der Schneidbrenner unverzüglich sehr heiß, so daß sich die Bedienungsperson die Hand verbrennt. Wegen dieser hohen Temperatur läßt die Bedienungsperson den Schneidbrenner häufig fallen, und es besteht daher die Gefahr, daß der Schneid brenner weit fällt, wenn sich die Arbeitsstelle in großer Höhe befindet. Eine noch größere Gefahr besteht darin, daß in einem solchen Fall der Handgriff des Schneidbrenners explodieren kann, in dem sich ein Ventil zum Einstellen des Brenngas- oder Sauer stoffdurchsatzes befindet. Bei einer solchen Explosion kann die Bedienungsperson nicht nur Verbrennungen, sondern auch eine schwere Verletzung erleiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flammen- Rückschlagsicherung für einen Schneidbrenner zu schaffen, um die Bedienungsperson vor Verbrennungen zu schützen.

Eine diesem Erfordernis entsprechende Flammen-Rückschlagsi cherung ist in den Patentansprüchen angegeben.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschrie benen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schneidbrenners,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Schneidbrenner nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie C-C in Fig. 1,

Fig. 6 eine Rückansicht in Richtung der Pfeile D-D in Fig. 1,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie E-E in Fig. 2,

Fig. 8 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Flammen-Rückschlagsicherung,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch den gesamten Schneidbrenner, in dessen Sauerstoffkanal eine Flammen-Rückschlag sicherung eingebaut ist, und

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie F-F in Fig. 9.

Die erfindungsgemäße Flammen-Rückschlagsicherung ist in den vorderen Bereich A (Fig. 1 und 2) des Handgriffs eines Schneid brenners eingebaut. Der Schneidbrenner 1 ist an seinem vorderen Ende mit einem Schneidbrennerkopf versehen und an seinem hinteren Ende mit einem Brenngas-Anschlußstutzen 3 und einem Sauerstoff- Anschlußstutzen 4 versehen, um dem Schneidbrennerkopf 2 ein Brenngas und Sauerstoff zuzuführen. Das Brenngas und der Sauer stoff werden vom Anschlußstutzen 3 bzw. 4 über einen Brenngas kanal 3 a bzw. einen Sauerstoffkanal 4 a einer im vorderen Bereich des Handgriffs 1 a angeordneten Mischkammer 5 zugeführt. Die Misch kammer 5 ist über ein Gasgemischrohr 6 mit dem Schneidbrennerkopf 2 verbunden. Der durch den Sauerstoff-Anschlußstutzen 4 eintretende Sauerstoffstrom wird im Inneren des Handgriffs 1 a aufgeteilt, und ein Teilstrom gelangt über den Stichkanal 16 a im Inneren des Handgriffs zu dem mit dem Schneidbrennerkopf 2 verbundenen Sauer stoffkanal 7. Der durch den Brenngas-Anschlußstutzen 3 eintreten de Brenngasstrom wird stromabwärts vom Anschlußstutzen 3 in den Brenngaskanal 3 a aufgeteilt, der über ein Zündflammen-Gasrohr 9 mit einer in der Nähe des Schneidbrennerkopfes 5 angeordneten Zündflammendüse 8 verbunden ist.

Mit einem Mischventil 10 kann der Durchsatz des Gasgemisches in dem Gasgemischrohr 6 eingestellt werden. Zu diesem Zweck kann eine Ventilnadel 12 mit einem Handrad 11 verstellt werden.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist in dem Brenngaskanal 3 b ein Zündflammen-Gasventil 12 a angeordnet.

An der Oberseite des Handgriffs 1 a ist ein Betätigungsschie ber 13 für die Zündeinheit angeordnet, und wenn dieser Betäti gungsschieber 13 eingedrückt wird, dann kann das Zündflammen- Gasventil 12 a durch eine Spindel 14 geöffnet und mittels einer Rückstellfeder 12 b automatisch zurückgestellt werden.

Eine piezoelektrische Zündeinheit 15 ist so ausgebildet, daß zwischen den Zündelektroden 8 a der Zündflammendüse 8 ein Entla dungsfunken erzeugt wird, wenn das Zündflammen-Gasventil 12 a mittels des Betätigungsschiebers 13 geöffnet wird.

In den Handgriff 1 a ist ein mit einem Handrad 17 betätigbares Sauerstoffventil angeordnet, das in den abgezweigten Sauerstoff kanal 16 a gelegt ist, um den Sauerstoffdurchsatz durch den Sauer stoffkanal 7 zu regulieren.

Eine Flammen-Rückschlagsicherung 18 hat einen lösbar einge setzten Rückschlagfilter 18 c in Form eines zylindrischen Draht netzes, der mit einer Mutter 18 b in einer Kammer 18 a festgelegt ist, die in dem Brenngaskanal 3 a auf der stromabwärtsliegenden Seite des Handgriffs 1 a ausgebildet ist. Dieser aus einem Draht netz gebildete Flammen-Rückschlagfilter 18 c kann durch einen aus einem gesinterten Metall bestehenden Rückschlagfilter 18 d er setzt werden, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Außerdem kann die Flammen-Rückschlagsicherung aus einer Kombination von hitzefesten Materialien bestehen, beispielsweise aus Metallen mit einem hohen Schmelzpunkt, wie z.B. rostfreier Stahl oder Wolfram, oder aus keramischen Materialien oder den im Zusammenhang mit den vor stehenden Ausführungsbeispielen erwähnten Materialien. Die Flam men-Rückschlagsicherung des vorstehend beschriebenen Ausfüh rungsbeispiels hat einen Vorteil bei der praktischen Anwendung, weil die Fläche (Größe) der Einrichtung entsprehend dem Gas- (oder Sauerstoff-)Volumen frei einstellbar ist.

In Fig. 8 ist ein O-Ring 18 e gezeigt.

Der Gebrauch des Schneidbrenners wird nachfolgend näher er läutert.

Zunächst werden der Brenngas-Anschlußstutzen 3 und der Sauer stoff-Anschlußstutzen 4 über Schläuche mit einer Brenngasflasche bzw. einer Sauerstoffgasflasche verbunden. Sodann werden die Ven tile an den Gasflaschen geöffnet, und ferner wird das Handrad 3 c geöffnet, damit das Brenngas und der Sauerstoff zugeführt werden, die sodann über den Brenngaskanal 3 a bzw. den Sauerstoffkanal 4 a in die Mischkammer 5 eintreten und dort miteinander vermischt wer den. Dieses Gasgemisch wird mit dem Mischventil 10 eingestellt.

Sodann wird der Betätigungsschieber 13 betätigt, um das Zünd flammen-Gasventil 12 a zu öffnen, damit Brenngas zur Zündflammendü se 8 strömt, und um gleichzeitig die piezoelektrische Zündeinheit 15 zu betätigen, damit ein Entladungsfunken zwischen den Elektroden 8 a überspringt und die Zündflamme an der Düse 8 entzündet.

Das in der Mischkammer 5 gebildete Gasgemisch wird über das Gasgemischrohr 6 dem Schneidbrennerkopf 2 zugeführt und dort aus gestoßen. Dieses austretende Gasgemisch wird durch die zuvor an der Düse 8 gebildete Zündflamme gezündet. Nach erfolgter Zündung wird der Betätigungsschieber 13 freigegeben, der sodann von der Rückstellfeder zurückbewegt wird, so daß die Zündflamme erlischt. Als nächster Schritt wird das Mischventil 10 eingestellt, um den Durchsatz des Gasgemisches und die Intensität der Flamme zu regu lieren, um vor dem eigentlichen Brennschneiden das Material mit der am Schneidbrennerkopf 2 erzeugten Flamme zu erhitzen.

Nach diesem Vorwärmen wird das Sauerstoffventil 16 mit dem Handrad 17 geöffnet, um dem Brennerkopf 2 Sauerstoff über den Sauerstoffkanal 7 zuzuführen, um eine zum Brennschneiden geeig nete intensive Flamme zu erzeugen. Nach Ausführung des Brennschnit tes werden alle Ventile wieder geschlossen.

Zum Zünden einer Flamme am Schneidbrennerkopf 2 ist es auch möglich, zuerst das Brenngasgemisch am Schneidbrennerkopf 2 aus treten zu lassen und sodann eine Zündflamme zu erzeugen, um das Brenngasgemisch zu zünden.

Die Flammen-Rückschlagsicherung 18 verhindert einen Flammen rückschlag in den Brenngaskanal 3 a im Inneren des Handgriffs 1 a über den Gasgemischkanal 6 vom Schneidbrennerkopf 2. In dem Flam men-Rückschlagfilter 18 c bzw. d aus einem Drahtnetz oder einem Sintermetall ist die Gasgeschwindigkeit größer als die Flammen fortpflanzungsgeschwindigkeit, und der Flammenrückschlag wird daher unterbunden. Außerdem erfolgt eine Abkühlung durch den von einem Metallnetz oder einem gesinterten Metall gebildeten Rück schlagfilter 18 c bzw. 18 d, wodurch die Flammenfortpflanzungsge schwindigkeit abnimmt, wodurch ein Flammenrückschlag verhindert wird.

Wenn sich an dem Flammen-Rückschlagfilter 18 c bzw. 18 d aus einem Metallnetz oder einem gesinterten Metall Ruß angesetzt hat mit der damit verbundenen Zunahme des Strömungswiderstandes, dann ist die Mutter 18 b zu lösen, um den Flammenrückschlagfilter 18 c bzw. 18 d zu entnehmen und zu säubern oder durch einen neuen Fil ter zu ersetzen.

In den Fig. 9 und 10 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem Flammen-Rückschlagsicherungen 18 sowohl in den Brenngas kanal 3 a als auch in den Sauerstoffkanal 4 a eingesetzt sind und dazu dienen, einen Flammenrückschlag zum Handgriff 1 a durch den Sauerstoffkanal 4 a zu verhindern. Das in den Fig. 9 und 10 gezeig te Ausführungsbeispiel eines Schneidbrenners hat keine Zündflam mendüse. Die Flammen-Rückschlagsicherung 18 kann auf der Seite des Brenngaskanals 3 a oder auf der Seite des Sauerstoffkanals 4 a angeordnet sein, wie dies bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist, oder diese Sicherungen können auf beiden Seiten angeordnet sein, falls notwendig.

Gemäß der Erfindung pflanzt sich ein Flammenrückschlag nicht durch das Innere des Handgriffs fort, weil die Flammen-Rückschlag sicherung oder die -sicherungen in den Brenngaskanal und/oder den Sauerstoffkanal auf der stromabwärtsliegenden Seite des Handgriffs angeordnet sind. Infolgedessen kann der Handgriff nicht überhitzt werden und auch nicht explodieren, so daß keine Gefahr für die Be dienungsperson besteht. Im Falle eines bei einem Schneidbrenner hin und wieder auftretenden Flammenrückschlags ist die Bedienungs person demzufolge zuverlässig geschützt.

Bezugszeichenliste: 1 Schneidbrenner
2 Schneidbrennerkopf
3 Brenngas-Anschlußstutzen
3 a Brenngaskanal
3 b Brenngaskanal
3 c Handrad
4 Sauerstoff-Anschlußstutzen
4 a Sauerstoffkanal
5 Mischkammer
6 Gasgemischrohr
8 Zündflammendüse
8 a Zündelektroden
9 Zündflammen-Gasrohr
10 Mischventil
11 Handrad
12 Ventilnadel
12 a Zündflammen-Gasventile
12 b Rückstellfeder
13 Betätigungsschieber von 15
14 Ventilspindel
15 piezoelektrische Zündeinheit
16 Sauerstoffventil
16 a Stichkanal
17 Handrad von 16
18 Flammen-Rückschlagsicherung
18 a Kammer
18 b Mutter
18 c Flammen-Rückschlagfilter
18 d Flammen-Rückschlagfilter
18 e O-Ring

Claims

1. Schneidbrenner mit Flammen-Rückschlagsicherung, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammen-Rückschlagsicherung in den Brenn gaskanal stromabwärts vom Handgriff lösbar eingesetzt ist.

2. Schneidbrenner mit Flammen-Rückschlagsicherung, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammen-Rückschlagsicherung in den Sauerstoffkanal stromabwärts vom Handgriff lösbar eingesetzt ist.

3. Schneidbrenner mit Flammen-Rückschlagsicherung, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammen-Rückschlagsicherungen in den Brenngaskanal und in den Sauerstoffkanal stromabwärts vom Hand griff lösbar eingesetzt sind.

4. Schneidbrenner mit Flammen-Rückschlagsicherung, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammen-Rückschlagsicherung aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt hergestellt ist, das faserförmig oder netzförmig ausgebildet ist.

5. Schneidbrenner mit Flammen-Rückschlagsicherung, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammen-Rückschlagsicherung aus gesin tertem Metall oder aus einem keramischen Filter besteht.