DE4018066A1 - Flame cutter - has identical two=way valves in oxygen supplies and three=way valve for fuel gas supply for gas pressure control - Google Patents
Flame cutter - has identical two=way valves in oxygen supplies and three=way valve for fuel gas supply for gas pressure controlInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennschneidmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Lochstechen nach dem Oberbegriff des Anspruches 8.The invention relates to a flame cutting machine the preamble of claim 1 and a method for Piercing according to the preamble of claim 8.
An Brennschneidmaschinen angeordnete Schneidbrenner müssen mit Brenngas, Heizsauerstoff und Schneidsauer stoff versorgt werden, um ihre Funktion als Schneid werkzeug erfüllen zu können. Brenngas, Heizsauerstoff und Schneidsauerstoff müssen hierbei in Abhängigkeit von Werkzeug- und Verfahrensparametern eingestellt werden. Cutting torches arranged on flame cutting machines need with fuel gas, heating oxygen and cutting acid be supplied to their function as cutting tool. Fuel gas, heating oxygen and cutting oxygen must be dependent on this set of tool and process parameters will.
Bei der Regelung von Brenngas, Heizsauerstoff und Schneidsauerstoff ist es bekannt, Druckstufen durch parallel geschaltete, manuell eingestellte Steuerdruck regler vorzusehen, mittels denen ein in den Hauptlei tungen angeordneter Hauptdruckregler pneumatisch einge stellt wird. Die Freigabe der Steuerdrücke erfolgt über Auf/ Zu-Magnetventile, die von der Brennschneidma schinensteuerung ansteuerbar sind (DE-PS 22 47 012).When regulating fuel gas, heating oxygen and Cutting oxygen is known to go through pressure levels parallel, manually set control pressure to provide regulators by means of which one in the main line Main pressure regulator arranged pneumatically is posed. The control pressures are released via On / off solenoid valves by flame cutting machine control can be controlled (DE-PS 22 47 012).
In der EP-A 01 88 763 wird als Steuerdruckventil ein elektrisch ansteuerbares Proportionalventil vorge schlagen, wodurch eine programmgesteuerte Druckein stellung ermöglicht wird. In dieser Druckschrift ist auch die Möglichkeit des Einsatzes der Proportional ventile als Hauptventile genannt, wenn diese ent sprechend ausgelegt sind.In EP-A 01 88 763 a control pressure valve is used electrically controllable proportional valve featured beat, creating a programmatic print position is made possible. In this publication is also the possibility of using the proportional valves as main valves, if these ent are designed speaking.
In der Praxis führt dies jedoch bei einem Druckbereich des Schneid- und Heizsauerstoffes und den hierbei erforderlichen Mengendurchsätzen zu einer nicht mehr tolerierbaren Größe des Ansteuermagneten und zu großen Ansteuerspannungen bzw. -strömen, die von einer Brenn schneidmaschinensteuerung nicht oder nur mit erheb lichem elektrischen bzw. elektronischen Aufwand zur Verfügung gestellt werden können. Bei der Verwendung als Steuerdruckregler aber sind Druckaufnehmer, Haupt druckregler, Steuerdruckregler und Magnetsteuerelek tronik an verschiedenen Stellen der Brennschneidmaschine angeordnet. Dies erfordert eine Vielzahl von gasdichten Verbindungsstellen und -elementen und erhöht den Mon tage- und Justieraufwand. Durch die Entfernung zwischen Druckaufnehmer und Steuerdruckregler und durch das lineare Ansteuern des Steuerdruckreglers bei nicht linearer und Eigendynamik des Hauptreglers (Hysterese und Totzeit) neigt das System zum Schwingen.In practice, however, this leads to a print area the cutting and heating oxygen and this required throughputs at a no more tolerable size of the control magnet and too large Control voltages or currents from a burner cutting machine control not or only with considerable Lich electrical or electronic effort Can be made available. When using as control pressure regulators, however, are pressure transducers pressure regulator, control pressure regulator and solenoid control el tronics at various locations on the flame cutting machine arranged. This requires a large number of gas-tight ones Connection points and elements and increases the Mon daily and adjustment work. By the distance between Pressure transducer and control pressure regulator and through that linear control of the control pressure regulator when not linear and internal dynamics of the main controller (hysteresis and dead time) the system tends to oscillate.
In der US-A 44 39 249 sollen Ventile verwendet werden, die für eine automatische Kontrolle zugänglich sind, wie durch Solenoids, Druckluft oder elektrische Sig nale. Wie diese Ventile ausgebildet sein sollen, damit eine Druckkonstanz beispielsweise beim Zu- und Ab schalten der Schneidbrenner gewährleistet ist bzw. Brenngas sowie Schneidsauerstoff und Heizsauerstoff in den jeweiligen Druckbereichen hysteresearm geregelt werden können, kann dieser Druckschrift nicht entnommen werden.In US-A 44 39 249 valves are to be used which are accessible for automatic control, such as solenoids, compressed air or electrical sig nale. How these valves should be designed so a pressure consistency, for example, when moving in and out switch the cutting torch is guaranteed or Fuel gas as well as cutting oxygen and heating oxygen in the respective pressure ranges regulated with low hysteresis cannot be taken from this publication will.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Brennschneidmaschine die Regeleinheit für Brenn gas, Heizsauerstoff und Schneidsauerstoff zu verein fachen.The invention is therefore based on the object the control unit for a cutting machine gas, heating oxygen and cutting oxygen fold.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the kenn Drawing features of claim 1 solved.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unter ansprüchen angegeben.Further advantageous training courses are in the sub claims specified.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 werden Ventile mit geringer Hysterese für die unterschiedlichen Mengen durchsätze bei Brenngas und Sauerstoff angegeben.Due to the features of claim 2 valves with low hysteresis for the different quantities throughputs given for fuel gas and oxygen.
Durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 werden sich beispielsweise bei dem Abschalten mehrerer Brenner ergebende Druckabweichungen durch ständigen Ist-Soll wertvergleich sehr schnell ausgeregelt.The features of claims 3 and 4 will for example when several burners are switched off resulting pressure deviations due to constant actual target value comparison settled very quickly.
Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 5 wird vorteilhaft ein zu großer Verschleiß der gas berührten Bauteile verhindert.By the characterizing features of claim 5 excessive wear of the gas is advantageous touched components prevented.
Durch die Merkmale des Anspruches 6 können mit einer Regeleinheit das Brenngas, der Heizsauerstoff und der Schneidsauerstoff bei mehreren Brennern geregelt werden.Due to the features of claim 6 with a Control unit the fuel gas, the heating oxygen and the Cutting oxygen can be regulated with several torches.
Durch die Merkmale des Anspruches 7 sind in einfacher Weise manuelle Änderungen der durch die Brennschneid maschinensteuerung erfolgten Sollwertvorgabe möglich; die Heizflamme kann neutral eingestellt werden.Due to the features of claim 7 are easier Way manual changes made by flame cutting machine control possible setpoint specification possible; the heating flame can be set neutral.
Durch das Verfahren zum Lochstechen gemäß Anspruch 8 wird es vorteilhaft möglich, die Lochstechzeit zu verringern; gleichzeitig wird eine bisher nicht er reichte Spritzerarmut und damit eine wesentlich erhöhte Standzeit der Schneiddüse während des Lochstechvor ganges erreicht.By the method for piercing according to claim 8 it is advantageously possible to increase the piercing time reduce; at the same time, so far he has not enough spatter poverty and thus a significantly increased Service life of the cutting nozzle during piercing ganges reached.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen in der hysteresearmen Regelung des Brenngases und des Heiz- und Schneidsauerstoffes in dem jeweiligen Druck bereich, mittels kompakt ausgebildeter Hauptdruck regler. Hierzu werden in der Brenngaslinie ein 3-Wege- Ventil mit linearem Druckregelverhalten und in der Heiz- und Schneidsauerstofflinie jeweils gleiche, für den Mengendurchsatz des Sauerstoffes ausgelegte 2-Wege- Ventile mit linearem Druckregelverhalten angeordnet.The advantages achieved by the invention are the low hysteresis control of the fuel gas and Heating and cutting oxygen in the respective pressure area, by means of a compact main pressure regulator. For this purpose, a 3-way Valve with linear pressure control behavior and in the Heating and cutting oxygen line the same, for the flow rate of the oxygen designed 2-way Valves with linear pressure control behavior arranged.
Die gasdichten Verbindungsstellen können bei der Regel einheit nach der Erfindung auf ein Minimum reduziert werden, da die Ventil- und Magnetsteuerelektronik jeweils in den Ventilkörpern integriert ist. Der Justieraufwand reduziert sich erheblich, weil nur noch wenige Einstellparameter zur Optimierung verändert werden müssen und ein Abgleich von lokalen verstreuten Komponenten durch die kompakte Anordnung entfällt.The gas-tight connection points can usually unit according to the invention reduced to a minimum because the valve and solenoid control electronics is integrated in the valve bodies. The Adjustment effort is reduced considerably because only changed a few setting parameters for optimization need to be and a comparison of local scattered Components due to the compact arrangement are eliminated.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing voltage and is described in more detail below.
Es zeigenShow it
Fig. 1 ein Schema der Regeleinheit, Fig. 1 is a diagram of the control unit,
Fig. 1A eine Schnittdarstellung des Schneidsauer stoffventiles, Fig. 1A is a sectional view of the cutting oxygen valve,
Fig. 1B eine Schnittdarstellung des Heizsauerstoff ventiles, Fig. 1B is a sectional view of the heating oxygen valve,
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm für den Lochstechzyklus. Fig. 2 is a flow chart for the piercing cycle.
In der Fig. 1 ist eine Brennschneidmaschine 10 für die thermische Bearbeitung von Werkstücken 11 mit einer Brennschneidmaschinensteuerung 12 und einer Regelein heit 13 dargestellt, welche in ihrem grundsätzlichen Aufbau ein Brenngasventil 16, ein Schneidsauerstoff ventil 17 und ein Heizsauerstoffventil 18 mit inte grierter Ventilsteuerelektronik 19, 20 bzw. Magnet steuerelektronik 21 aufweist. Das Schneidsauerstoff ventil 17 und das Heizsauerstoffventil 18 sind in den Fig. 1A und 1B näher dargestellt.In FIG. 1, a cutting machine 10 for thermal processing of workpieces 11 with a flame-cutting machine controller 12 and a Regelein is integrated represented 13, which in its basic structure, a fuel gas valve 16, a cutting oxygen valve 17 and a Heizsauerstoffventil 18 having inte grated valve control electronics 19, 20 or magnet control electronics 21 . The cutting oxygen valve 17 and the heating oxygen valve 18 are shown in more detail in FIGS . 1A and 1B.
Die vorzugsweise über den Ventilgrundkörpern 22, 23, 24 angeordneten Ventil- bzw. Magnetsteuerelektroniken 19, 20, 21 sind über Steuerleitungen 25, 26, 27 mit der Brennschneidmaschinensteuerung 12 verbunden. Die Brenn schneidmaschinensteuerung 12 weist eine Technologie datenbank 28 auf, in der für das Brennschneiden erfor derliche Technologiedaten, wie Werkstückdicke, Brenn gasart, Düsengröße, Düsentyp, Arbeitsphase, Brennerab stand, Werkstoff usw. abgelegt sind.The valve or magnetic control electronics 19 , 20 , 21, which are preferably arranged above the valve bodies 22 , 23 , 24 , are connected to the flame cutting machine controller 12 via control lines 25 , 26 , 27 . The internal cutting machine control system 12 has a technology database 28 in which the necessary technology data for flame cutting, such as workpiece thickness, fuel gas type, nozzle size, nozzle type, working phase, burner spacing, material etc. are stored.
Die Ventile 16 bis 18 weisen jeweils eine Einström öffnung 29, 30, 31 auf. Einströmöffnung 29 ist mit einer Heizsauerstoffquelle 32, Einströmöffnung 30 mit einer Schneidsauerstoffquelle 33 und Einströmöffnung 31 mit einer Brenngasquelle 34 verbunden. Die von den Gasversorgungsquellen 32, 33, 34 gelieferten Gase strömen zu den Einströmöffnungen 29 bis 31 der Ventile 16 bis 18 und über eine später noch zu beschreibende Ventilanordnung zu den Ausströmöffnungen 35, 36, 37, an die Gasverteilerrohre 38, 39, 40 angeschlossen sind.The valves 16 to 18 each have an inflow opening 29 , 30 , 31 . Inflow opening 29 is connected to a heating oxygen source 32 , inflow opening 30 to a cutting oxygen source 33 and inflow opening 31 to a fuel gas source 34 . The gases supplied by the gas supply sources 32 , 33 , 34 flow to the inflow openings 29 to 31 of the valves 16 to 18 and, via a valve arrangement to be described later, to the outflow openings 35 , 36 , 37 , to which the gas distributor pipes 38 , 39 , 40 are connected .
Die Gasverteilerrohre weisen Elemente 41 für den An schluß der Verbindungsschläuche 42, 43, 44 von mindes tens einem Schneidbrenner 15 auf. In den Schneidbren nern 15, die, wie üblich, mittels eines Brennerwagens 14 quer und mittels Längswagen 45 entlang des Werk stückes 11 verfahrbar sind, werden Heizsauerstoff und Brenngas gemischt und Schneidsauerstoff separat zuge führt.The gas distribution pipes have elements 41 for the connection to the connecting hoses 42 , 43 , 44 of at least one cutting torch 15 . In the cutting torches 15 , which, as usual, can be moved transversely and by means of a longitudinal carriage 45 along the workpiece 11 by means of a burner carriage 14 , heating oxygen and fuel gas are mixed and cutting oxygen is supplied separately.
Gemäß der Erfindung werden für den Schneidsauerstoff und den Heizsauerstoff Ventile 17, 18 auf der Basis von 2-Wege-Ventilen eingesetzt. Für das Brenngas wird ein Ventil 16 auf der Basis eines 3-Wege-Ventiles einge setzt. Durch die Verwendung der in Arbeitsweise und Aufbau unterschiedlichen Ventile 16 bzw. 17 und 18 wird es erstmals möglich, diese direkt als Hauptdruckregler zwischen den Gasversorgungsquellen 32 bis 34 und den Gasverteilerrohren 38 bis 40 zu schalten, weil die Ventile 16 bis 18 in den ihnen zugeordneten Druckbe reichen jeweils die für die Gasregelung an Brennschneid maschinen 10 erforderliche minimale Hysterese bei entsprechendem Mengengasdurchsatz und hoher Ansprechge schwindigkeit aufweisen. Die Ventile 17 und 18 für den Schneidsauerstoff und den Heizsauerstoff weisen jeweils zwei anwählbare 2-Wege-Elektromagnetventile 46, 47, 48 und 49 und einen Sensor 50, 51 auf, die mit der Ventil steuerelektronik 19, 20 verbunden sind. Die Sensoren 50, 51 sind als Druck/Spannungswandler ausgebildet. Die Elektromagnetventile 46 und 48 sind über Verbindungs kanäle 52, 53 mit den Einströmöffnungen 29, 30 bzw. mit den daran sich anschließenden Hochdruck-Ventil kammern 54, 55 und über Verbindungskanäle 56, 57 mit den oberhalb der Ventilsitze 58, 59 vorgesehenen Steuer räumen 60, 61 verbunden. Die Ventilsitze 58, 59 sind zwischen den Einströmöffnungen 29, 30 und den Ausström öffnungen 35, 36 angeordnet.According to the invention, valves 17 , 18 based on 2-way valves are used for the cutting oxygen and the heating oxygen. For the fuel gas, a valve 16 based on a 3-way valve is inserted. The use of valves 16 and 17 and 18 , which differ in their mode of operation and design, makes it possible for the first time to switch them directly as main pressure regulators between gas supply sources 32 to 34 and gas distributor pipes 38 to 40 , because valves 16 to 18 are assigned to them Druckbe range each have the minimum hysteresis required for gas control on flame cutting machines 10 with a corresponding volume gas throughput and high response speed. The valves 17 and 18 for the cutting oxygen and the heating oxygen each have two selectable 2-way solenoid valves 46 , 47 , 48 and 49 and a sensor 50 , 51 , which are connected to the valve control electronics 19 , 20 . The sensors 50 , 51 are designed as pressure / voltage converters. The solenoid valves 46 and 48 are via connection channels 52 , 53 with the inflow openings 29 , 30 or with the adjoining high-pressure valve chambers 54 , 55 and via connection channels 56 , 57 with the control spaces provided above the valve seats 58 , 59 60 , 61 connected. The valve seats 58 , 59 are arranged between the inflow openings 29 , 30 and the outflow openings 35 , 36 .
Die weiteren Elektromagnetventile 47 und 49 sind eben falls über Verbindungskanäle 62, 63 mit den Steuer räumen 60, 61 und über die Verbindungskanäle 64, 65 mit einem Entspannungshohlraum 66, 67 verbunden. Beide Ventile 17 bzw. 18 für den Schneidsauerstoff bzw. Heizsauerstoff weisen jeweils einen weiteren Ventilsitz 68 bzw. 69 zwischen Hochdruck-Ventilkammern 54, 55 und einem Entlüftungsausgang 70 bzw. 71 auf. Dieser ist über einen Verbindungskanal mit einem Schalldämpfer 72 bzw. 73 verbunden.The other solenoid valves 47 and 49 are just in case via connection channels 62 , 63 with the control spaces 60 , 61 and via the connection channels 64 , 65 with a relaxation cavity 66 , 67 connected. Both valves 17 and 18 for the cutting oxygen and heating oxygen each have a further valve seat 68 and 69 between high-pressure valve chambers 54 , 55 and a ventilation outlet 70 and 71, respectively. This is connected to a silencer 72 or 73 via a connecting channel.
Die Ventilsteuerelektronik 19 bzw. 20 besteht im wesent lichen aus den Sensoren 50, 51, die über Verbindungs kanäle 74, 75 mit den Hochdruck-Ventilkammern 54, 55 eingangsseitig verbunden sind. Ausgangsseitig sind die Sensoren 50, 51 mit Vergleichern 76, 77 verbunden, deren zweite Eingänge über die Sollwertleitungen 25, 26 mit der Brennschneidmaschinensteuerung 12 verbunden sind.The valve control electronics 19 and 20 consists essentially of the sensors 50 , 51 , which are connected via connecting channels 74 , 75 to the high-pressure valve chambers 54 , 55 on the input side. On the output side, the sensors 50 , 51 are connected to comparators 76 , 77 , the second inputs of which are connected to the flame cutting machine controller 12 via the setpoint lines 25 , 26 .
Die Ventile 17, 18 für Schneidsauerstoff und Heizsauer stoff arbeiten wie folgt:The valves 17 , 18 for cutting oxygen and heating oxygen work as follows:
Sauerstoff strömt von den Gasversorgungsquellen 32, 33 über die Einströmöffnungen der Ventile 17, 18 und die Verbindungskanäle 52, 53 zu den Elektromagnetventilen 46, 48. Gleichzeitig steht der Sauerstoff mit einem Druck bis 16 Bar an den Ventilsitzen 58, 59 an. An den Elektromagnetventilen liegen die von der Brennschneid maschinensteuerung 12 über die Eingänge der Vergleicher 76, 77 vorgegebenen Sollwerte an. Die Elektromagnetven tile 46, 48 sind geöffnet und Sauerstoff strömt über die Verbindungskanäle 56, 57 in die Steuerräume 60, 61. Hierdurch werden die Regelkolben 78, 79 entgegen der Kraft der Federn 80, 81 bewegt; die Ventilsitze 58, 59 öffnen sich und der Sauerstoff strömt zu den Nieder druck-Ventilkammern 82, 83. Über die Verbindungskanäle 74, 75 strömt der Sauerstoff mit dem in den Niederdruck- Ventilkammern 82, 83 anstehenden Druck zu den Sensoren 50, 51, die das Drucksignal in ein Spannungssignal umwandeln. Dieses Istwert-Signal liegt an den Eingängen der Vergleicher 76, 77 an. Sobald diese Istwerte den Sollwert-Signalen entsprechen, schließen die Elektro magnetventile 46, 48. Aufgrund des noch auf die Regel kolben 78, 79 wirkenden Steuerdruckes bleiben die Ventilsitze 58, 59 geöffnet. Die Sensoren 50, 51 er fassen den in den Niederdruck-Ventilkammern 82, 83 anstehenden Ist-Druck; an den Eingängen der Vergleicher 76, 77 stehen gegenüber den Sollwert-Signalen größere Istwert-Signale an. Die Elektromagnetventile 47, 49 werden geschaltet. Sauerstoff strömt aus den Steuer räumen 60, 61 zu den Entspannungshohlräumen 66, 67 und von dort in die Atmosphäre. Die Federkraft der Federn 80, 81 schließt die Ventilsitze 58, 59. Der Wert des Istwert-Signales sinkt unter den des Sollwert-Signales der Regelvorgang wiederholt sich.Oxygen flows from the gas supply sources 32 , 33 via the inflow openings of the valves 17 , 18 and the connecting channels 52 , 53 to the solenoid valves 46 , 48 . At the same time, the oxygen is present at valve seats 58 , 59 at a pressure of up to 16 bar. The setpoints specified by the flame cutting machine controller 12 via the inputs of the comparators 76 , 77 are present at the electromagnetic valves. The electromagnetic valves 46 , 48 are open and oxygen flows through the connecting channels 56 , 57 into the control rooms 60 , 61 . As a result, the control pistons 78 , 79 are moved against the force of the springs 80 , 81 ; the valve seats 58 , 59 open and the oxygen flows to the low pressure valve chambers 82 , 83 . Via the connecting channels 74 , 75 , the oxygen flows with the pressure present in the low-pressure valve chambers 82 , 83 to the sensors 50 , 51 , which convert the pressure signal into a voltage signal. This actual value signal is present at the inputs of the comparators 76 , 77 . As soon as these actual values correspond to the setpoint signals, the solenoid valves 46 , 48 close. Due to the control pressure still acting on the control piston 78 , 79 , the valve seats 58 , 59 remain open. The sensors 50 , 51 detect the actual pressure in the low-pressure valve chambers 82 , 83 ; Larger actual value signals are present at the inputs of the comparators 76 , 77 compared to the setpoint signals. The solenoid valves 47 , 49 are switched. Oxygen flows from the control rooms 60 , 61 to the relaxation cavities 66 , 67 and from there into the atmosphere. The spring force of the springs 80 , 81 closes the valve seats 58 , 59 . The value of the actual value signal drops below that of the setpoint signal. The control process is repeated.
Zum Druckabbau des zu regelnden Systemes, z. B. bei Verringerung des Sollwertes wird über die Elektro magnetventile 47, 49 der Steuerdruck in den Steuer räumen 60, 61 weiter verringert. Die Ventilsitze 58, 59 öffnen und der Sauerstoff strömt über die Entlüftungs ausgänge 70, 71 und die Schalldämpfer 72, 73 in die Atmosphäre.To reduce the pressure of the system to be controlled, e.g. B. when reducing the setpoint, the control pressure in the control rooms 60 , 61 is further reduced via the solenoid valves 47 , 49 . The valve seats 58 , 59 open and the oxygen flows through the ventilation outputs 70 , 71 and the silencers 72 , 73 into the atmosphere.
Das Ventil 21 für das Brenngas weist einen Regelmag neten 84 auf, der über einen Vergleicher 86 mit der Brennschneidmaschinensteuerung 12 verbunden ist. In der Leitung 87 zwischen dem einen Eingang des Vergleichers und der Brennschneidmaschinensteuerung 12 ist ein Einsteller 88 angeordnet, mittels dem der von der Brennschneidmaschinensteuerung vorgegebene Sollwert veränderbar ist. Der andere Eingang des Vergleichers 86 ist mit einem Sensor 85 verbunden, der als Druck/Spann ungswandler ausgebildet ist. Der Sensor ist ein gangsseitig über die Verbindungsleitung 89 mit der Ausströmöffnung 37 bzw. mit der Niederdruck-Ventil kammer 90 verbunden. Der Regelmagnet 84 mit dem Regel kolben 91 bildet zusammen mit einem Hauptkolben 93 einen ersten Ventilsitz 92. Der Hauptkolben 93 wird über Feder 94 gegen den Ventilsitz 92 des Regelkolbens 91 und einen zweiten Ventilsitz 102 des Ventilkörpers 24 gedrückt. Die Feder 95 wirkt entgegen der Kraft des Regelmagneten 84.The valve 21 for the fuel gas has a Regelmag neten 84 , which is connected via a comparator 86 to the flame cutting machine control 12 . An adjuster 88 is arranged in the line 87 between the one input of the comparator and the flame cutting machine control 12 , by means of which the setpoint specified by the flame cutting machine control can be changed. The other input of the comparator 86 is connected to a sensor 85 which is designed as a pressure / voltage converter. The sensor is connected on the aisle side via the connecting line 89 to the outflow opening 37 or to the low-pressure valve chamber 90 . The control magnet 84 with the control piston 91 forms, together with a main piston 93, a first valve seat 92 . The main piston 93 is pressed via spring 94 against the valve seat 92 of the control piston 91 and a second valve seat 102 of the valve body 24 . The spring 95 acts counter to the force of the control magnet 84 .
Das Ventil 16 für das Brenngas arbeitet wie folgt:The valve 16 for the fuel gas works as follows:
Brenngas strömt von der Gasversorgungsquelle 34 in die Einströmöffnung 31 des Ventils 16 und steht in der Hochdruck-Ventilkammer 96 an den Ventilsitzen 92, 102 mit einem vorgegebenen Eingangsdruck von 2 Bar an. Von der Brennschneidmaschinensteuerung wird in Abhängigkeit von den in der Technologiedatenbank 28 abgelegten Werten ein Sollwert-Signal vorgegeben, welches über den einen Eingang des Vergleichers 86 den Regelmagneten 84 beaufschlagt. Der Regelkolben 91 bewegt sich nach unten entgegengesetzt zur Federkraft der Feder 94 in Ab hängigkeit von der Größe des Sollwert-Signales. Das Brenngas strömt von der Hochdruck-Ventilkammer 96 in die Niederdruck-Ventilkammer 90 und über das Verteiler rohr 40 zu dem Schneidbrenner 15. Sobald die in der Niederdruck-Ventilkammer 90 herrschende Kraft der Magnetkraft entspricht, bewegt sich der Regelkolben 91 zusammen mit dem Hauptkolben 93 nach oben und schließt den Ventilsitz 102 selbsttätig. Die Kraft innerhalb der Niederdruck-Ventilkammer 90 setzt sich hierbei aus der Fläche des Kreisringes D1-D2 (D1 2-D2 2)Π/4 multipli ziert mit dem in der Niederdruck-Ventilkammer 90 herrschenden Druck. Ist dabei diese in der Niederdruck- Ventilkammer 90 herrschende Kraft größer als die Kraft des Regelmagneten, wird der Regelkolben 91 nach oben (in Richtung des Regelmagneten) von dem Ventilsitz 92 abgehoben. Brenngas strömt von der Niederdruck-Ventil kammer 90 zu dem Entlüftungsausgang 97. Über die mit dem Entlüftungsausgang 97 verbundene Leitung 98 und das Rückströmventil 99 wird das Brenngas in das Gasver teilerrohr 40 geleitet.Fuel gas flows from the gas supply source 34 into the inflow opening 31 of the valve 16 and is present in the high-pressure valve chamber 96 at the valve seats 92 , 102 with a predetermined inlet pressure of 2 bar. Depending on the values stored in the technology database 28 , the flame cutting machine control system specifies a setpoint signal which acts on the control magnet 84 via one input of the comparator 86 . The control piston 91 moves down opposite to the spring force of the spring 94 in dependence on the size of the setpoint signal. The fuel gas flows from the high-pressure valve chamber 96 into the low-pressure valve chamber 90 and via the distributor pipe 40 to the cutting torch 15 . As soon as the force prevailing in the low-pressure valve chamber 90 corresponds to the magnetic force, the control piston 91 moves upward together with the main piston 93 and closes the valve seat 102 automatically. The force within the low-pressure valve chamber 90 is composed of the area of the circular ring D 1- D 2 (D 1 2 -D 2 2 ) Π / 4 multiplied by the pressure prevailing in the low-pressure valve chamber 90 . If the force prevailing in the low-pressure valve chamber 90 is greater than the force of the control magnet, the control piston 91 is lifted upward (in the direction of the control magnet) from the valve seat 92 . Fuel gas flows from the low pressure valve chamber 90 to the vent outlet 97 . Via the line 98 connected to the vent outlet 97 and the backflow valve 99 , the fuel gas is passed into the gas distributor pipe 40 .
Das Brenngas strömt über die Verbindungsleitung 89 ständig zu dem Sensor 85. Dieser bildet ein dem in der Niederdruck-Ventilkammer 90 herrschenden Druck ent sprechendes Istwert-Signal, welches dem anderen Eingang des Vergleichers 86 zugeführt wird. Im Vergleicher wird das Istwert-Signal mit dem von der Brennschneidma schinensteuerung erzeugten Sollwert-Signal verglichen und bestehende Regelabweichungen schnell ausregelt.The fuel gas constantly flows to the sensor 85 via the connecting line 89 . This forms an actual value signal corresponding to the pressure prevailing in the low pressure valve chamber 90 , which is fed to the other input of the comparator 86 . In the comparator, the actual value signal is compared with the setpoint signal generated by the flame cutting machine control and existing control deviations are quickly corrected.
Vorteilhaft sind alle gasberührten Bauteile, wie die Ventilkörper 22, 23, 24, die Regelkolben 78, 79, 91, Hauptkolben 93 und dergleichen aus Messing oder ver nickeltem Aluminium, wodurch vorteilhaft eine Beschä digung der Ventile durch Sauerstoff bzw. Brenngas vermieden wird.All components in contact with gas, such as valve bodies 22 , 23 , 24 , control pistons 78 , 79 , 91 , main pistons 93 and the like made of brass or nickel-plated aluminum, are advantageous, which advantageously prevents damage to the valves by oxygen or fuel gas.
Brennschneidmaschine 10 mit Brennschneidmaschinen steuerung 12 und Regeleinheit 13 ermöglicht vorteilhaft ein Verfahren zum Lochstechen, bei dem gemäß der Er findung die aus Brenngas und Heizsauerstoff gebildete Heizflamme 100 während einer von der Brennschneid maschinensteuerung vorgegebenen Zeitspanne, d. h. bis zum Erreichen einer Verbrennungstemperatur im Schneid sauerstoff, auf die Oberfläche des Werkstückes 11 gerichtet wird. Nach Zeitablauf wird der Vorschub eingeschaltet (Längswagen 45 oder Brennerwagen 14 verfährt); gleichzeitig wird der Druck für den Heiz sauerstoff während einer vorgegebenen Zeit so abge senkt, daß die Werte für den Druckabfall auf der Ex ponential-Funktion Pa = (e-t : T)×Pe angeordnet sind. Danach wird der Schneidsauerstoff, der den Schneidsauerstoffstrahl 101 bildet, zugeschaltet. Der Schneidsauerstoff wird vorteilhaft in einem Druck bereich unterhalb des Brenngasdruckes konstant gehalten bis der Heizsauerstoffdruck auf einen vorgegebenen Wert abgesenkt ist. Anschließend wird das Ventil 17 für den Schneidsauerstoff so mittels elektrischer Signale ausgesteuert, daß die Werte für den Druckanstieg auf der Exponential-Funktion Pa=(1-e-t : T)×Pe angeordnet sind. Hierbei bedeutet Pa Ausgangsdruck und Pe Eingangsdruck. Mit t ist die Zeit bezeichnet und mit T ist die Zeitkonstante bezeichnet. Durch die Absenkung des Heizsauerstoffes und den Anstieg des Schneidsauer stoffs entsprechend den vorstehend angegebenen Exponen tial-Funktionen kann die Standzeit der Schneiddüsen erhöht werden, weil der Lochstechprozeß spritzerarm erfolgt. Flame cutting machine 10 with flame cutting machine control 12 and control unit 13 advantageously enables a method for piercing, in which, according to the invention, the heating flame 100 formed from fuel gas and heating oxygen during a period specified by the flame cutting machine control, ie until a combustion temperature in the cutting oxygen is reached the surface of the workpiece 11 is directed. After the time has elapsed, the feed is switched on (longitudinal carriage 45 or burner carriage 14 moves); at the same time, the pressure for the heating oxygen is lowered for a predetermined time so that the values for the pressure drop are arranged on the Ex ponential function Pa = (et: T) × Pe. The cutting oxygen that forms the cutting oxygen jet 101 is then switched on. The cutting oxygen is advantageously kept constant in a pressure range below the fuel gas pressure until the heating oxygen pressure is reduced to a predetermined value. The valve 17 for the cutting oxygen is then controlled by means of electrical signals such that the values for the pressure increase are arranged on the exponential function Pa = (1-et: T) × Pe. Here Pa means outlet pressure and Pe inlet pressure. The time is designated by t and the time constant is designated by T. By lowering the heating oxygen and increasing the cutting oxygen according to the above-mentioned exponential functions, the service life of the cutting nozzles can be increased because the piercing process takes place with little spatter.
Von weiterem Vorteil ist, daß der Durchstechzyklus in wesentlich geringerer Zeit ausgeführt werden kann, weil die Anschnittfahne 103 verkürzt werden kann.Another advantage is that the piercing cycle can be carried out in a significantly shorter time because the gate flag 103 can be shortened.
Claims (8)
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Family Applications (1)
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Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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