DK159630B - Indretning ved skaerebraender - Google Patents

Description

i

DK 159630 B

Den foreliggende opfindelse angår en indretning ved skærebrænder, der omfatter et brænderi egerne med ventil hus samt et mundstykke og med skæreoxygen kanal, varmeoxygenkanal og brændgaskanal anbragt i brænderen, hvorhos der i brænderen er anbragt en forbindelsesledning, som inde-5 holder et drøvleorgan mellem varmeoxygenkanalen og skæreoxygenkanalen, og hvorhos der i skæreoxygenkanalen, før forbindelsesledningen, er anbragt et ventil organ, som tillader en varmeoxygenstrøm at passere gennem skæreoxygenkanalen alene i retning mod mundstykkets munding.

10 I et skæremundstykke er varmeflammen arrangeret ringformet omkring skærekanalen. Varmef1 ammens formål er at holde arbejdsstykkets temperatur så høj, at der kan ske i forbrænding i oxygen og at rengøre overfladen, der skal skæres, for rust, beskyttelsesfarve og lignende.

Under opvarmningen af arbejdsstykket opstår der et overtryk i tomrum-15 met inden for flammerne. Dette medfører, at de varme gasser og forureningerne fra pladen og flammen presses op i skærekanalen, hvilket medfører, at mundstykket bliver varmt, hvorved partikler kan hænge fast på skærekanalens overflade og forårsage forstyrrelser i skærestrålen, når denne slås til, hvilket kan medføre skærefejl i skæresnittet. Dis-20 se ulemper kan optræde såvel ved maskinfremførte skærebrændere som ved håndfremførte skærebrændere.

Et forsøg at overvinde disse problemer er foretaget med en indretning, der er beskrevet i svensk patentansøgning nr. 7901836-2. Denne indret-25 ning omfatter en forbindelseskanal, der, mellem varmeoxygenkanalen og skæreoxygenkanalen, er tilvejebragt i skærebrænderens brænderlegeme samt et kontraventil organ, som er tilvejebragt i skæreoxygenledningen før forbindelseskanalen. Denne indretning kan tillige være tilvejebragt i et legeme mellem brænderlegemet og ventil huset. Det er formå-30 let, at den overførte varmeoxygenstrøm, der, i arbejdsstykkets opvarmningsfase, passerer ud gennem skæreoxygenkanalen, kan presse de varme gasser ud og derved afkøle denne kanal. Dette arrangement indebærer dog visse ulemper. En ulempe er, at det produktionsteknisk kan være svært at frembringe denne forbindelseskanal i brænderlegemet. En anden 35 ulempe er, at forbindelseskanalen har et tværsnitsareal, som er bestemt én gang for alle, hvilket indebærer, at den varme oxygenstrøm, som føres ind i skæreoxygenkanalen, er konstant, uafhængigt af hvilket mundstykke, der anvendes i brænderen. Dette medfører for visse mundstykker, at strømmen gennem skæreoxygenkanalen bliver for lille, hvil-

DK 159630 B

2 ket medfører, at den ønskede effekt udebliver, og at der stadig findes uløste problemer. Det kan også medføre, at strømmen i et andet tilfælde bliver for stort, hvorved arbejdsstykkets flade, der befinder sig under mundstykket, afkøles så meget, at der opnås en såkaldt sort plet.

5 Denne plet bevirker, at den hul slåning som ofte indleder skæreprocessen vanskeliggøres.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at eliminere disse ulemper. Indretningen ifølge den foreliggende opfindelsen er primært 10 kendetegnet ved, at forbindelsesledningen mellem varmeoxygenkanalen og skæreoxygenkanalen omfatter mindst én køleoxygenkanal, der er anbragt i mundstykket, der er udformet med tre tætningsflader mod brænderlegemet, at køleoxygenkanalen har en diameter, der er således afpasset i forhold til mundingsdiameteren i mundstykkets skæreoxygenkanal og var-15 meflammens størrelse, at et køleoxygentryk, under arbejdsstykkets op varmning, hurtigt opbygges i skæreoxygenkanalen, hvilket forhindrer, at varme forbrændingsgasser trænger ind i skæreoxygenkanalen, og at køleoxygenstrømmen, ved korte afstande mellem mundstykket og arbejdsstykket, forhindres i at blive så stor, at arbejdsstykkets flade, som 20 befinder sig under skæreoxygenkanalens munding, afkøles så meget at hul slåning vanskeliggøres.

Indretningen ifølge den foreliggende opfindelsen kan endvidere, i de tilfælde hvor mundstykket er udformet som et såkaldt trekonustætnings-25 eller plansædetætningsmundstykke, være særpræget ved, at køleoxygenka-nalen omfatter mindst et hul, som er boret mellem den ringformede udsparing i mundstykket, der udgør en del af varmeoxygengaskammeret og skæreoxygengaskanalen, eller at der i det mindste er tilvejebragt et spor i den tætningsflade, som er anbragt nærmest mundstykkets midter-30 akse mellem varmeoxygenkammeret og skæreoxygengaskanalen.

Opfindelsen vil herefter beskrives nærmere under henvisning til den medfølgende tegning, hvor fig. 1 viser et billede, delvis i snit, af et skæremundstykke af 35 såkaldt trekonustætningstype, fig. 2 et snit gennem et tilsvarende mundstykke anbragt i en ma-skinfremført skærebrænder, fig. 3 et billede af et tilsvarende mundstykke anbragt i en håndfremført skærebrænder, 3

DK 159630 B

fig. 4 et snit til illustration af et skæremundstykke af plansædetypen, som anvendes til skæring af stål strenge, fig. 5 et snit gennem et tilsvarende skæremundstykke af trekonusty-pen, 5 fig. 6a et billede af kurver, som angiver temperaturen i skæreoxygen-kanalens munding som funktion af tiden med køleoxygenkanalen i mundstykket, og fig. 6b et billede af tilsvarende kurver for et mundstykke uden køle-oxygenkanal.

10

Fig. 1 viser et skæremundstykke 1, der er udformet med såkaldt treko-nustætning mod tilsvarende tætningsflader i skærebrænderens brænderlegeme. I mundstykket er der anbragt en skæreoxygenkanal 3. Uden for denne er der i en ring anbragt et antal bl andgas kanal er 4. Til disse 15 fremføres dels brændgas via kanalen 5 dels varmeoxygengas via kanalen 6. Fra det ringformede varmeoxygengaskammer 10 ovenfor kanalerne 6 er der boret et eller flere huller 7 til skæreoxygenkanalen 3. Disse huller udgør køleoxygenkanal er til skæreoxygenkanal en, hvortil en del af varmeoxygenstrømmen således overføres. I stedet for at bore huller er 20 det også muligt at tilvejebringe et spor 11 i den koniske tætningsflade 12, som befinder sig nærmest mundstykket l's midterakse. Ved mundstykkets sammenføjning med brænderlegemet vil disse spor udgøre kanaler for køleoxygenstrømmen.

25 I fig. 2 vises hvorledes mundstykket 1 ved hjælp af en møtrik 2 er monteret i et skærebrænderi egerne 8. Med mundstykket monteret i en ma-skinfremført skærebrænder, kræves en tilbagestrømsspærre i form af et kontraventil 9, som er anbragt i skæreoxygenkanalen 3 i brænderlegemet 8's skæreoxygenforbindelse. Herved opnås, at den fra varmeoxygenkana-30 len overførte varmeoxygenstrøm strømmer ud gennem skæreoxygenkanalens munding. De øvrige betegnelser i denne figur er identiske med betegnelser i fig. 1.

Fig. 3 viser et skæremundstykke af trekonustætningstypen, der er appli-35 ceret i en håndfremført skærebrænder. I figuren vises kun brænderens skæredel. Betegnelserne i denne figur er identiske med betegnelserne i fig. 1. I håndfremførte skærebrændere er en tilbagestrømsspærre ikke nødvendig, da den håndbetjente ventil i skæreoxygenkanalen fungerer som et kontraventil organ. Denne ventil holdes som bekendt lukket i 4

DK 159630 B

Y< opvarmningsfasen for et arbejdsstykke, hvorved den gennem køleoxygenkanalen 7 overførte varmeoxygenstrøm tvinges ud gennem skæreoxygenkanalens munding.

5 Diameteren i køleoxygenkanalen kan tilpasses efter mundingsdiameteren i skæreoxygenkanalen, varmeflammens størrelse og efter anvendelsesområdet for mundstykket, således at der opnås en hensigtsmæssig køleoxy-genstrøm. Køleoxygenkanalen er udformet, således at køleoxygenstrømmen hurtigt opbygger et køleoxygentryk i skæreoxygenkanalen, hvilket for-10 hindrer at varme forbrændingsgasser trænger ind i skæreoxygenkanalen. Køleoxygenstrømmen er også således afpasset, at den ikke vanskeliggør hulsslåning i arbejdsstykket. Såfremt køleoxygenstrømmen er for stor, vil arbejdsstykkets flade, som befinder sig under skæreoxygenkanalens munding, nemlig afkøles så meget, at en såkaldt sort plet dannes, hvil -15 ket vanskeliggør nævnte hulslåning. Køleoxygenstrømmens størrelse kan ligge i intervallet 5-150 1/time afhængigt af arbejdsstykkets tykkelse.

Opfindelsen er tillige anvendelig i mundstykker, der anvendes i stål -20 værker med strengstøbning eller kontinuerlig støbning af metaller, og hvor den støbte streng ved gasskæring opdeles til emner, slabs. Den støbte streng er ved skæringen rødglødende, og slitagen på mundstykket bliver da stort på trods af, at gasskæringen sker med stor afstand mellem mundstykket og strengen.

25

Et eksempel på et brændermundstykke med tre tætningsflader, som anvendes ved strengstøbningsanlæg og ved såkaldt grovskæring vises i fig. 4 og 5. Fig. 5 viser et mundstykke med såkaldt trekonustætning og fig. 4 med såkaldt plansædetætning. Mundstykket ifølge fig. 4 omfatter en 30 skærekanal 2 samt hul for varmeflammer, som kan være opdelt på en ydre cirkel 5 og en indre cirkel 6. Alternativt kan hullerne for varmeflam-mer endda være opdelt i endnu flere cirkler. Mellem tætningsfladerne tilføres varmeoxygen til en varmeoxygenkanal 3 og brændgas til en brændgaskanal 4. Blandingen af brændgas og varmeoxygen for varmeflam-35 men kan derefter ske gennem forskellige kanaler inde i mundstykket. Ifølge den foreliggende opfindelse er en forbindelsesledning 7 boret mellem tilførselsstedet for varmeoxygen, varmeoxygenkammeret og skæreoxygenkanalen. Opfindelsen er heller ikke her begrænset til et hul som forbindelsesledning, idet der kan bores flere huller. I stedet for at

5 DK 159630 B

bore disse huller er det også muligt at tilvejebringe et eller flere spor i tætningsfladen nærmest mundstykkets midterakse mellem varmeoxy-genkammeret og skæreoxygenkanalen. Sporet udgør en køleoxygenkanal efter mundstykkets sammenføjning med brænderlegemet. Mundstykket kan 5 for eksempel indskrues i brænderlegemet ved hjælp af gevind 13. Ved forvarmning, hvor skæreoxygenstrømmen er afspærret, strømmer varmeoxy-gen via forbindelsesledningen 7 over til skæreoxygenkanalen og derefter ud gennem mundstykket. En strømning op gennem brænderen forhindres, således som tidligere nævnt, gennem en tilbagestrømsspærre eller 10 en afspærringsindretning, for eksempel en magnetventil. Denne strøm presser varme gasser ud fra skæreoxygenkanalen på den ovenfor beskrevne måde. Herved får mundstykket en længere levetid og endvidere forbedres driftssikkerheden ved skæringen. Den strøm, som behøves for at tilvejebringe dette, er betydelig mindre end den skæreoxygenstrøm, som 15 anvendes ved selve gasskæringen. Strømningen gennem forbindelsesledningen 7 under forvarmningen kan ligge i intervallet 5-1000 1/time.

I fig. 6a og 6b redegøres der for nogle foretagne forsøg, hvor temperaturen i skæreoxygenkanalens munding måles med et termoelement i et 20 tidstrum på 180 sekunder. Arbejdsstykket bestod af en afkølet kobberplade. Mundstykkets afstand var 8 mm. Temperaturen er målt op til maksimalt 500°C. Forsøgene blev udført ved en varmeoxygenstrøm = 820 1/time i det første tilfælde A og 1150 1/time i det andet tilfælde B. Varmeoxygentrykket ved brænderens indgang måltes i de respektive 25 tilfælde til 4,2 bar og 7,4 bar. Trykket er derefter reguleret i brænderen, således at nævnte varmeoxygenstrøm er opnået. Køleoxygen-strømmen var i det første tilfælde A 24 1/time og i det andet tilfælde B 38 1/time. I figurerne 6a og 6b vises kurverne A og B, som angiver temperaturen i skæreoxygenkanalens munding som funktion af tiden fra 30 opvarmningsforløbets start i de to tilfælde. De med fuldt optrukne linier viste kurver repræsenterer forholdene med køleoxygenstrøm i skæreoxygenkanalen, og de med stiplede linier optrukne kurver angiver forholdene uden køleoxygenstrøm. Således som det fremgår af de med fuldt linieoptrukne kurver, der altså angår et mundstykke med køleoxy-35 genkanal, vil der forløbe en betydelig tid, inden der i skæreoxygenkanalens munding optræder en temperatur, som virker forstyrrende på skæreprocessen. Ved det tidspunkt hvor en sådan temperatur opnås, er opvarmningsfasen for længst afsluttet og skærefasen er påbegyndt.

DK 159630 B

6

Den i det foregående beskrevne indretning ifølge den foreliggende op- j findelse er som nævnt beregnet til gasskæring. Med gasskæring menes her ikke alene konventionel gasskæring og skæring ved strengstøbning men også gasskæringsprocesser, som for eksempel grovskæring og gas-5 mejsling.

10 15 20 25 30 35

Claims (5)

7 DK 159630 B Patentkrav.

1. Indretning ved skærebrænder, der omfatter et brænderlegeme (8) med ventil hus samt mundstykke (1) og med en skæreoxygenkanal (3), varmeoxy- 5 genkanal (6) og brændgaskanal (5) anbragt i brænderen, hvorhos der i brænderen er anbragt en forbindelsesledning, som indeholder et drøvle-organ mellem varmeoxygenkanalen og skæreoxygenkanal en, og hvorhos der i skæreoxygenkanalen, før forbindelsesledningen, er anbragt et ventilorgan (9), som tillader en varmeoxygenstrøm at passere gennem skære-10 oxygenkanalen alene i retning mod mundstykkets munding, kendetegnet ved, at forbindelsesledningen mellem varmeoxygenkanalen og skæreoxygenkanal en omfatter mindst én køleoxygenkanal (7), der er anbragt i mundstykket, der er udformet med tre tætningsflader mod brænderlegemet, at køleoxygenkanal en har en diameter, der er således af-15 passet i forhold til mundingsdiameteren i mundstykkets skæreoxygenkanal og varmeflammens størrelse, at et køleoxygentryk, under arbejdsstykkets opvarmning, hurtigt opbygges i skæreoxygenkanalen, hvilket forhindrer, at varme forbrændingsgasser trænger ind i skæreoxygenkanal en, og at køleoxygenstrømmen, ved korte afstande mellem mundstykket 20 og arbejdsstykket, forhindres i at blive så stor, at arbejdsstykkets flade, som befinder sig under skæreoxygenkanalens munding, afkøles så meget at hulslåning vanskeliggøres.

2. Indretning ifølge krav 1, hvorhos mundstykket er udformet som et 25 såkaldt trekonustætningsmundstykke eller som et såkaldt plansædetætningsmundstykke, kendetegnet ved, at køleoxygenkanal en omfatter mindst ét hul, der er boret mellem den i mundstykket tilvejebragte ringformede udsparing, som udgør en del af varmeoxygengaskammeret (10) og skæreoxygengaskanalen. 30

3. Indretning ifølge krav 1, hvorhos mundstykket er udformet som et såkaldt trekonustætningsmundstykke eller som et såkaldt plansædemundstykke, kendetegnet ved, at der er udsparet i det mindste ét spor i den tætningsflade, som er anbragt nærmest mundstykkets midter- 35 akse mellem varmeoxygenkammeret og skæreoxygenkanalen.

4. Indretning ifølge krav 2 og 3, hvorhos mundstykket anvendes til skæring af arbejdsstykker, hvor hul slåning er ønskværdig, kendetegnet ved, at oxygenstrømmen i køleoxygenkanalen ligger i inter- s DK 159630B vallet 5-150 1/time.

5. Indretning ifølge krav 2 og 3, hvorhos mundstykket anvendes til udskæring af emner, såkaldte slabs, af den ved strengstøbning opnåede stålstreng og for øvrig grovskæring, kende tegnet ved, at oxygenstrømmen i køleoxygenkanalen ligger i intervallet 5-1000 1/time.