DE734650C - Verfahren zur Vorwaermung miteinander zu verschweissender Werkstuecke innerhalb einer die Schweissstelle umgebenden Form - Google Patents

Description

• Verfahren zur Vorwärmung miteinander zu verschweißender Werkstücke innerhalb einer die Schweißstelle umgebenden Form Zu einer einwandfreien Verschw eißung von Werkstücken, z. B. Schienen, nach dem aluminothermischen oder nach anderen Schweißverfahren, bei denen die Schweißstelle von einer Form umgeben ist, ist eine Vorwärmung der Schweißstelle notwendig. Diese wird in der Regel derart vorgenommen, daß ein unter :einem Überdruck von 3 bis 6 Atm. stehender dampf- oder gasförmiger Brennstoff mit großer Geschwindigkeit aus einer Düse austritt und unter Mitreißung von atmosphärischer Luft durch ein Mischrohr in die Schweißform strömt, in deren Innenraum er verbrennt. Dabei ist @es von großer Wichtigkeit, daß die Verbrennung des Gemisches nicht vor, sondern lediglich in der Schweißform stattfindet. Dies bedingt, daß die Strömungsgeschwindigkeit des betreffenden Brennstoff-Luft-Gemisches größer ist als seine Zündgeschwindigkeit. Für dieses bekannte Verfahren ist es charakteristisch, daß der aus der Düse ausströmende Brennstoff mit Hilfe seiner eigenen Strömungsenergie an den Ort der Verbrennung gelangt und dazu noch die ,erforderliche Verbrennungsluft selbst beschafft, ohne daß ein Kompressor oder ein anderer Druckluftspender erforderlich wäre. Es ist - aber nur anwendbar fier gasförmige Brennstoffe mit mäßiger Zündgesch-,vindigkeit, die bei normaler Außentemperatur unter hohem Druck stehen und ihrem Behälter unter einem dauernden Betriebsdruck von 3 bis 6 Atm. in größeren Mengen mit der nötigen Strömungsgeschwindigkeit entnommen werden können, z. B. für das Flaschengas Propan, ferner für flüssige Brennstoffe, die, in ihrem Behälter unter ientsprechenden Druck gesetzt, während ihrer Zuleitung vom Druckbehälter zur Ausstr ömungsdüse durch Erhitzung absonderungsfrei vergast und mit der nötigen Strömungsgeschivindigkeit entnommen werden können, z. B. für Benzin und Beti7in-1i,-tizo1-G:emische.
• Nicht anwendbar ist das Verfahren für solche gasförmige Brennstoffe, die nicht unter dem notwendigen Btriebsdrucl#: stehen hzt@. nicht mit der nötigen Strömungsgeschwindigkeit und in den .erforderlichen Mengen entnommen werden können, z. B. nicht komprimiertes Leuchtgas, auch nicht für gasförmige Brennstoffe, die zwar an-sich hoch komprimiert sind, aber eine derart große Zündgeschwindigkeit haben, daß trotz hoher Strömungsgeschwindigkeit die Verbrennung schon vor Eintritt in die Schweißform einsetzt, z. B. Wasserstoff, ferner nicht für solche flüssige Brennstoffe, die bei der Vergasung durch Erhitzung feste Bestandteile absondern, die die Leitung und die Ausströmungsdüse nach kurzer Zeit verstopfen, z. B. Petroleum und Rohöl.
• Um diese für das gebräuchliche Vorwärmcverfahren ungeeigneten Brennstoffe dennoch für die Vorwärmung zti verschweißender Werkstücke verwerten zu können, hat man auch schon folgendes Verfahren angewandt: Einem durch Kompressor erzeugten oder einer Druckluftflasche entnommenen Luftstrom von genügend hoher Strömungsgeschwindigkeit wird vor seinem Eintritt in die Schweißform der gasförmige oder flüssige Brennstoff zugesetzt. Bei gasförmigen Brennstoffen mit hoher Zündgeschwindigkeit ist es dann möglich, die Zugabe des Brennstoffes zum Luftstrom mengenmäßig so zu regulieren, daß !ein mageres Gas-Luft-Gemisch von einer Zündgeschwindigkeit entsteht, die unter der Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes liegt. Bei Verwendung von Rohöl und Petroleum sind Verstopfungen der Leitungen hier nicht zu befürchten, da keine Vergasung stattfindet. Dieses Verfahren, bei dem ein künstlich erzeugter Luftstrom die schnelle Gemischförderung zu bewerkstelligen hat, hat aber den großen Nachteil, daß man hierzu einen Kompressor oder sonstigen Druckluftspender benötigt, was besonders bei Schweißungen auf der Gleisstrecke unerwünscht ist.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, welches di.- Verwendung sämtlicher beschriebenen gasförmigen und flüssigen Brennstoffe ermöglicht, ohne daß dazu ein Kompressor oder Druckluftflaschen zur Beschaffung der Verbr.-rnungsluft und zur Erzeugung der Gemischströmung erforderlicli wären. Sie besteht in einem Verfahren zur Vorivärmung miteinander zu verschweif:ieiidcr Werkstücke innerhalb einer die Schweißstelle umgebenden Form, bei dem unter hohem Druck stehender Wasserdampf aus einer Düse mit großer Geschwindigkeit austritt und unter Mitreißung von atmosphärischer Luft ein Mischrohr durchströmt, und daß -dem strömenden Wasserdampf-Luft-Gemisch gasförniiger oder flüssiger Brennstoff zugcsetzt wird. worauf das Wasserdampf-Luft-Brennstoff-Gemisch erst innerhalb der Schweißform zur Verbrennung kommt.
• Bei dem Verfahren gemäß Erfindung übernimmt also ein Strahl überhitzten Wasserdampfes die Luftbeschaffung sowie die Förderung des erzeugten Brenngemisches.
• 1n der Abb. i ist die Anwendung des Vcrfahrcns gemäß der Erfindung mit den dazu nötigen Vorrichtungen dargestellt. a ist ein mit Wasser, am besten mit destilliertem Wasser gefüllter Druckkessel bekannter Bauar t, in dem das Wasser durch eingepumpte Luft auf einen. Druck von beispielswcise 3 bis 6 Atm. gebracht wird. Durch eine Leitung strömt das Wasser in regulierbarer Menge durch den Vergaser b, der beispielsweise mit Koks oder Holzkohle beheizt wird. Aus der Düse c strömt ein Strahl überhitzten Wasserdampfes mit großer Geschivindigkeit aus und tritt unter Mitreißung von atmosphärischer Luft in das Mischrohrd. Schon vor Eintritt in das Mischrohr d kamt dem Strom gasförmiger oder flüssiger Brennstoff in geeigneter Weise zugesetzt werden. Es ist aber vorteilhaft. die Brennstoffzuführung im Mischrohr d selbst vorzunehmen mit Hilf.-einer Zuleitung e. Die Zufuhr des Brennstoffes, ob er nun gasförmig oder flüssig ist, kann in jedem Falle mengenmäßig so reguliert «-erden, daß ein gut brennbares Gemisch mit den geforderten Eigenschaften entsteht. Bei Verwendung von Wasserstoff oder Acetylen hat man es z. B. in der Hand, durch beschränkte Zugabe des Gases die Zündgeschwindigkeit des `Vasserdampf-Luft-Gas-Gemisches so herabzusetzen, daß es nur innerhalb der Form brennt und seine Flamme nicht aus der Form zurückschlägt. Bei Gebrauch derartig hochwertiger Brennstoffe mit hoher Zündgeschwindigkeit erfüllt der Wasserdampf also außer der Aufgabe der Luftbeschaffung und der Strömungserzeugung zusätzlich noch die hier erwünschte Mäßigung der Zündgeschwindigkeit und der Verbrennungstemperatur. Diese Wirkung hat er natürlich immer, was bei Verwendung gewisser Brennstoffe unvollkommene Verbrennung und ungenügende Verbrennungstemperatur verursachen kann. Dieser Fehler ist aber dann ohne weiteres zti beseitigen. indem man dem Gemisch beispielsweise vom Mischrohr aus in bekannter Weisc noch Sauerstoff aus auf jeder Baustelle vorhandenen Sauerstofftlaschcti in solcher Menge hinzufügt, daß der Sauerstoffbedarf des 111 der Form verbrennenden Gemisches gedeckt und die Verbrennungstemperatur genügend hoch ist. Abb. z stellt ein Mischrohr d dar, bei dem die Zuleitung für den Brennstoff und /t die Zuleitung für zusätzlichen Sauerstoff bedeuten. Es ist auch möglich, die Anzahl der Zuleitungen eines solchen Mischrohres gemäß Abb. z beliebig zu erhöhen und gleichzeitig mehrere Brennstoffe und gegebenenfalls auch dazu noch Sauerstoff dem Strom zuzusetzen, so daß sich die Eigenschaften der verschiedenen Gemischbestandteile gegeneinander so ausgleichen; daß die gewünschte Gesamtwirkung erzielt wird.
• Mit Hilfe des neuen Verfahrens ist es also nicht nur möglich, die -bisher gebräuchlichen Brennstoffe, sondern darüber hinaus alle bisher nicht verwendbaren hochwertigen gasförmigen oder unvergasten flüssigen Brennstoffe, und zwar unter Wegfall eines Kompressors oder anderer Druckluftspender sowie ohne Brennstoffvergasung, für die Vorwärmung zu verschweißender Werkstücke zu benutzen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Vorwärmung miteinander zu verschweißender Werkstücke innerhalb einer die Schweißstelle umgebenden Form, dadurch gekennzeichnet, daß unter hohem Druck stehender Wasserdampf aus einer Düse mit großer Geschwindigkeit austritt und unter Mitreißung von atmosphärischer Luft ein Mischrohr durchströmt, und daß dem strömenden Wasserdampf-Luft-Gemisch gasförmiger oder flüssiger Brennstoff zugegeben wird, worauf das Wasserdampf-Luft-Brennstoff-Gemisch erst innerhalb der Form zur Verbrennung kommt. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasserdampf-Luft-Gemisch gleichzeitig verschiedene gasförmige oder flüssige Brennstoffe zugesetzt werden. Verfahren nach Anspruch i und z. dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser-.dampf-Luft-Gemisch der Brennstoff in .an sich bekannter Weise im Mischrohr zugeführt wird. q.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasserdampf-Luft-Brenn@toff-G:emisch in an sich bekannter Weise zusätzlich Sauerstoff zugeblasen wird. 5. Verfahren nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasserdampf-Luft-Brennstoff-Gemisch der Sauerstoff in an sich bekannter Weise im 1VZischrohr zugeblas,en wird.