ES2295411T3 - Soplete de corte con boquilla multifuncional. - Google Patents

Abstract

Soplete de corte con una cabeza de soplete que presenta un eje central y a la que está unida una boquilla de corte que tiene un conducto axial de oxígeno de corte y está envuelta por una boquilla de calentamiento a modo de caperuza que presenta un taladro de paso axial, presentando la cabeza de soplete una conexión para boquillas de corte en la que, de forma hermética hacia el exterior, se aloja el extremo superior, situado corriente arriba, de la boquilla de corte y que está rodeada coaxialmente por una conexión para boquillas de calentamiento en forma de intersticio anular en el que, de forma hermética hacia el exterior, se aloja el extremo superior, situado corriente arriba, de la boquilla de calentamiento, caracterizado porque la conexión para boquillas de corte presenta un primer taladro (30) con una pared interior, pared interior que está provista de una rosca interior (31) y de una primera superficie de obturación metálica periférica en dirección radial para el alojamiento herméticode una boquilla de corte que está provista de una rosca exterior y se apoya en la primera superficie de obturación, y pared interior que está provista de una segunda superficie de obturación (31) periférica en dirección radial para el alojamiento hermético de una boquilla de corte (2) con un anillo de obturación (9) que se apoya en la segunda superficie de obturación (31).

Description

Soplete de corte con boquilla multifuncional.

La presente invención se refiere a un soplete de corte con una cabeza de soplete que presenta un eje central y a la que está unida una boquilla de corte que tiene un conducto axial de oxígeno de corte y está envuelta por una boquilla de calentamiento a modo de caperuza que presenta un taladro de paso axial, presentando la cabeza de soplete una conexión para boquillas de corte en la que, de forma hermética hacia el exterior, se aloja el extremo superior, situado corriente arriba, de la boquilla de corte, y que está rodeada coaxialmente por una conexión para boquillas de calentamiento en forma de intersticio anular en la que, de forma hermética hacia el exterior, se aloja el extremo superior, situado corriente arriba, de la boquilla de calentamiento.

Un soplete de corte de este tipo se conoce ya por el documento DE-T2 690 03 588. En éste se describe un soplete de corte que presenta una cabeza de corte a la que están fijadas una boquilla de corte con un conducto axial de oxígeno y una boquilla de calentamiento que presenta un taladro de paso axial y que envuelve a modo de caperuza la boquilla de corte. Para ello, la boquilla de calentamiento y la boquilla de corte están provistas de unas superficies terminales transversales que son correspondientes a unas superficies terminales transversales de la cabeza de soplete y que se aprietan una contra otra mediante una tuerca de unión que está fijada a la cabeza de soplete y se apoya en un reborde exterior de la boquilla de calentamiento, de modo que se obtiene una unión metálica hermética de las superficies terminales transversales respectivas hacia el exterior.

En los sopletes de corte ya conocidos, la boquilla de corte está realizada como una llamada boquilla de ranura. Ésta boquilla está formada por una pieza metálica que presenta una forma exterior de cono truncado con un extremo ancho en el lado situado corriente arriba y un extremo más estrecho en el lado situado corriente abajo. El conducto axial de oxígeno de corte se extiende desde el extremo superior hasta la salida de la boquilla. En su perímetro exterior, la boquilla de corte presenta una serie de nervios radiales (ranuras longitudinales), que se han producido mediante un fresado longitudinal en el cuerpo metálico y que se extienden desde el extremo situado corriente abajo de la boquilla de corte hasta más allá de un reborde exterior previsto en el lado situado corriente arriba, con el que la boquilla de corte se apoya sobre una escotadura radial interior en el taladro interior de la boquilla de calentamiento.

La boquilla de calentamiento está formada por una pieza maciza con un taladro interior que se estrecha en forma cónica hacia el extremo situado corriente abajo. El taladro interior presenta en su parte superior la escotadura radial interior arriba mencionada. La parte cónica del taladro interior que comienza corriente abajo de dicha escotadura radial se ha mantenido algo más estrecha que la envolvente de los nervios de la boquilla de corte, de modo que ésta puede fijarse en la boquilla de calentamiento en arrastre de fricción introduciéndola a presión desde arriba. La posición tope axial resulta del contacto entre el reborde exterior y la escotadura interior.

La fabricación de tales superficies de contacto cónicas en la boquilla de calentamiento y la boquilla de corte requiere un gran gasto para lograr la precisión dimensional necesaria.

Además, debido a la conicidad de las boquillas, el soplete de corte ya conocido debe emplearse con una corta distancia de trabajo, entre la boquilla y la superficie de la pieza de trabajo, que puede oscilar entre 5 y 7 mm.

Durante el funcionamiento del soplete de corte se producen ensuciamientos, especialmente en el conducto de oxígeno de corte, que causan una disminución del rendimiento. Por lo tanto, se hace necesaria una limpieza regular en la que han de desmontarse por completo las boquillas. Esto repercute negativamente en el ajuste de las superficies de contacto cónicas de la boquilla de calentamiento y la boquilla de corte y, además, puede provocar daños en las boquillas. Dado que la boquilla de corte está sometida a un mayor desgaste, sería también deseable poder cambiarla independientemente de la boquilla de calentamiento.

Además, dependiendo del espesor de la pieza de trabajo que se ha de cortar y de los parámetros de corte, se ha de emplear un gas de combustión lenta o un gas de combustión rápida. En el soplete de corte ya conocido se ha de disponer para ello de una gama de distintas boquillas de corte y boquillas de calentamiento adaptadas a las mismas, lo que supone un gasto correspondiente para el almacenamiento y el cambio de las distintas boquillas.

El soplete de corte ya conocido presenta un diseño compacto, pero está concebido exclusivamente para el uso con boquillas que presentan una superficie de obturación transversal que se corresponde con la superficie de obturación transversal respectiva de la cabeza de soplete.

También se conocen sopletes de corte (por ejemplo por el documento CH-316957-A) en los que la boquilla de corte y la boquilla de calentamiento se sujetan a la cabeza de soplete mediante una unión atornillada.

Por lo tanto, la presente invención tiene el objetivo de poner a disposición un soplete de corte de uso flexible
- especialmente para una máquina de corte con soplete - con un diseño más sencillo y compacto de las boquillas, que resulte más fácil de reparar, más sencillo de mantener y más económico de fabricar y con el que además se reduzca el gasto de almacenamiento de las piezas de desgaste.

Según la invención, este objetivo se logra, partiendo de un soplete de corte con las características mencionadas al principio, gracias a que la conexión para boquillas de corte presenta un primer taladro con una pared interior, pared interior que está provista de una rosca interior y de una primera superficie de obturación metálica periférica en dirección radial para el alojamiento hermético de una boquilla de corte que está provista de una rosca exterior y se apoya en la primera superficie de obturación, y pared interior que está provista de una segunda superficie de obturación periférica en dirección radial para el alojamiento hermético de una boquilla de corte con un anillo de obturación que se apoya en la segunda superficie de obturación.

La cabeza de soplete según la invención presenta por consiguiente dos conexiones diferentes para la boquilla de corte. Las conexiones comprenden en cada caso un primer taladro (denominado en lo sucesivo también "alojamiento para boquillas de corte") por el que se extiende el extremo superior de la boquilla de corte.

Están previstos como mínimo dos elementos diferentes para establecer la unión con una boquilla de corte. Uno de los elementos es una rosca interior que se corresponde con una rosca exterior de la boquilla de corte, produciéndose habitualmente una obturación hacia el exterior mediante la fuerza de apriete que se genera al enroscar las superficies de contacto apoyadas la una en la otra. El otro elemento es una superficie de obturación periférica en dirección radial que forma una unión hermética con un anillo de obturación de la boquilla de corte.

De este modo, la cabeza de soplete puede emplearse tanto para boquillas de corte que están provistas de una rosca exterior en su extremo superior como para boquillas de corte que presentan un anillo de obturación (junta tórica) en su extremo superior. En este sentido, la cabeza de soplete es multifuncional, lo que también contribuye a una menor necesidad de almacenamiento de las boquillas de corte y a que los costes de fabricación sean menores.

Adicionalmente a esto, en una forma de realización especialmente preferida del soplete de corte según la invención, la conexión para boquillas de calentamiento presenta un segundo taladro con una pared interior, que está provista de una rosca interior y de una primera superficie de obturación metálica radial para el alojamiento hermético de una boquilla de calentamiento que está provista de una rosca exterior y se apoya en la primera superficie de obturación, estando la pared interior provista de una segunda superficie de obturación periférica en dirección radial para el alojamiento hermético de una boquilla de calentamiento con un anillo de obturación que se apoya en la segunda superficie de obturación.

En esta forma de realización se obtienen, para la sujeción hermética de la boquilla de calentamiento en la cabeza de soplete, los mismos efectos ventajosos en cuanto a la flexibilidad de empleo de la cabeza de soplete que los explicados más arriba para la boquilla de corte.

Ha dado un resultado particularmente bueno dotar a la superficie lateral exterior de la boquilla de corte, en su extremo superior, de un anillo de obturación que se apoya de forma hermética en la pared interior del primer taladro.

Mediante el anillo de obturación se hermetiza el conducto de oxígeno de corte hacia el exterior y al mismo tiempo se fija la boquilla de corte radialmente en el alojamiento para boquillas de corte. La boquilla de corte se saca del alojamiento para boquillas de corte en la dirección del eje longitudinal bajo una deformación elástica del anillo de obturación, y a la inversa el extremo superior de la boquilla de corte se fija en el alojamiento para boquillas de corte introduciéndolo axialmente. Este tipo de fijación de la boquilla de corte requiere poco esfuerzo para el cambio de las boquillas y además permite lograr una hermeticidad mayor que con una junta metálica.

Por regla general, el anillo de obturación es un anillo de material elástico que se apoya en la superficie lateral exterior o que está introducido en una ranura anular de la misma.

Se logra otra mejora si la boquilla de corte se sujeta en el primer taladro con juego axial. En este caso, la boquilla de corte se fija en el primer taladro únicamente de forma radial, mientras que en la dirección del eje central se prescinde de una posición tope axial. Mediante el juego axial se amortiguan las tolerancias dimensionales en la dirección longitudinal de la boquilla de corte, de modo que éstas no influyen en las dimensiones exteriores del soplete de corte ni pueden causar eventuales faltas de hermeticidad. Lo esencial es que la boquilla de corte se apoye de un modo definido en la superficie de apoyo de la boquilla de calentamiento, lo que queda garantizado por la presión del oxígeno de corte que actúa sobre la cara frontal superior. Esta medida también simplifica el cambio de boquillas y aumenta la seguridad de funcionamiento del soplete.

En este contexto, resulta favorable dotar al extremo superior de la boquilla de corte de un canto exterior redondeado frontalmente. El canto exterior redondeado frontalmente facilita la introducción axial, arriba descrita, de la boquilla de corte en el primer taladro de la cabeza de soplete.

En una forma de realización especialmente preferida del soplete de corte según la invención, la boquilla de calentamiento presenta una superficie lateral exterior que, en su extremo superior, está provista de un anillo de obturación que se apoya de forma hermética en el segundo taladro.

El segundo taladro se denominará en lo sucesivo también "alojamiento para boquillas de calentamiento". Mediante el anillo de obturación, la mezcla de gas introducida en la boquilla de calentamiento se hermetiza hacia el exterior (con respecto a la atmósfera) y al mismo tiempo la boquilla de calentamiento se fija radialmente en el alojamiento para boquillas de calentamiento. Para su extracción, la boquilla de calentamiento se saca del alojamiento para boquillas de calentamiento en la dirección del eje longitudinal bajo una deformación elástica del anillo de obturación, y a la inversa - el extremo superior de la boquilla de calentamiento se fija en el alojamiento para boquillas de calentamiento introduciéndolo axialmente a presión. En esta forma de realización del soplete de corte, en la que la fijación radial y la hermetización de la boquilla de calentamiento hacia el exterior se realizan de forma similar a la arriba descrita como ventajosa para la boquilla de corte, se obtienen las ventajas ya mencionadas en cuanto al poco esfuerzo necesario para el cambio de boquillas y la mayor hermeticidad. En el soplete de corte según la invención, la boquilla de calentamiento y la boquilla de corte pueden cambiarse independientemente la una de la otra.

Ha dado buen resultado dotar a la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento, corriente abajo con respecto al anillo de obturación, de un reborde exterior que, con una superficie anular situada corriente arriba, se apoya en una superficie anular frontal de la cabeza de soplete. Mediante el reborde exterior previsto debajo del anillo de obturación se crea un tope para la boquilla de calentamiento y con ello un posicionamiento reproducible con respecto a la cabeza de soplete.

La boquilla de calentamiento está fijada a la cabeza de soplete preferentemente mediante un acoplamiento que actúa de forma desmontable sobre la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento, presentando el acoplamiento un taladro interior de paso con un estrechamiento radial de la sección transversal que agarra por debajo un ensanchamiento de la boquilla de calentamiento que sobresale hacia fuera. Por una parte, el acoplamiento garantiza el posicionamiento de la boquilla de calentamiento, y con ello también indirectamente el posicionamiento de la boquilla de corte que se apoya en la boquilla de calentamiento, en relación con la cabeza de soplete. Por otra parte, un acoplamiento - especialmente un acoplamiento de cierre rápido - permite desmontar y montar las boquillas de o en la cabeza de soplete de un modo particularmente sencillo y rápido. Para ello, el acoplamiento está fijado por una parte de forma desmontable a la cabeza de soplete y por otra parte agarra por debajo un ensanchamiento de la boquilla de calentamiento que sobresale hacia fuera y fija la posición de esta última con respecto a la cabeza de soplete. El diseño se simplifica si este ensanchamiento está formado por el reborde exterior de la boquilla de calentamiento.

Resulta ventajoso que la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento esté provista de un anillo de obturación inferior apoyado en el lado situado corriente abajo en el reborde exterior. En este caso, la boquilla de calentamiento presenta, encima del reborde exterior, un anillo de obturación y, desplazado axialmente debajo de este último, un segundo anillo de obturación inferior. Éste es presionado por el acoplamiento, que agarra el reborde exterior por debajo, contra la superficie anular del reborde exterior orientada corriente abajo y empuja con ello la boquilla de calentamiento hacia arriba, contra la cabeza de soplete. De este modo se logra, por una parte, fijar la boquilla de calentamiento a la cabeza de soplete con una compensación sin juego de tolerancias de fabricación de la boquilla de calentamiento y, por otra parte, una mayor hermetización con respecto a la atmósfera.

En una forma de realización del soplete de corte según la invención con sujeción de boquillas mediante acoplamiento desmontable, se logra una mayor simplificación del cambio de boquillas si la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento está provista de una ranura exterior periférica con una junta tórica introducida en la misma que intervenga en una ranura interior del taladro interior del acoplamiento prevista corriente abajo con respecto al estrechamiento de la sección transversal. La junta tórica introducida en la ranura exterior periférica interviene en la ranura interior del acoplamiento y establece una unión floja entre la boquilla de calentamiento y el acoplamiento, con lo que se impide que, al soltar el acoplamiento de la cabeza de soplete, la boquilla de calentamiento resbale del taladro interior del acoplamiento saliendo del mismo tanto hacia abajo como hacia arriba. Sin embargo, los dos componentes - boquilla de calentamiento y acoplamiento - pueden separarse uno de otro venciendo la resistencia de la junta tórica.

En una forma de realización especialmente preferida, el soplete de corte según la invención está equipado con una llamada boquilla de ranura. En este caso, la boquilla de corte presenta una superficie lateral exterior que está provista de unas ranuras longitudinales distribuidas por la periferia que se extienden, desde el extremo inferior de la boquilla de corte situado corriente abajo, por un ensanchamiento de la sección transversal que está previsto corriente arriba con respecto a dicho extremo inferior y que forma una superficie de asiento periférica en dirección radial, estando la boquilla de calentamiento provista, en el área que queda entre su extremo superior situado corriente arriba y su salida de boquilla, de un estrechamiento de la sección transversal que forma una superficie de apoyo periférica en dirección radial y situada corriente arriba y en el que la boquilla de corte se apoya con su superficie de asiento.

Mediante el apoyo de la boquilla de corte en la superficie de apoyo de la boquilla de calentamiento, ambas boquillas están fijadas axialmente la una a la otra. Para esto no es necesaria una unión en arrastre de forma entre la boquilla de calentamiento y la boquilla de corte o de éstas con la cabeza de soplete, de modo que en el soplete de corte según la invención se facilita el cambio de boquillas en su totalidad. Esto permite además que la boquilla de corte y la boquilla de calentamiento puedan desmontarse de la cabeza de soplete independientemente una de la otra sin un gran esfuerzo y sin peligro de dañar eventuales superficies de ajuste o de contacto.

En una configuración ventajosa del soplete de corte según la invención, la distancia entre el extremo superior de la boquilla de corte y la superficie de asiento oscila entre 25 mm y 35 mm. Una longitud tan corta de la boquilla de corte, y con ello un diseño compacto del soplete de corte, se logra en particular si la boquilla de corte se sujeta en la cabeza de soplete mediante un anillo de obturación y no - como es usual - mediante una unión roscada o un tornillo de presión.

Resulta ventajoso emplear una boquilla de calentamiento en la que la distancia entre la superficie de apoyo y el extremo inferior de la boquilla de calentamiento oscila entre 6 mm y 10 mm. Los valores límite de distancia indicados resultan de un compromiso entre la necesidad, por una parte, de una guía radial suficiente de la boquilla de corte en el cilindro exterior de la boquilla de calentamiento y, por otra parte, de una altura de construcción pequeña para la puesta a disposición de un soplete de corte compacto dentro de lo posible.

La superficie lateral exterior de la boquilla de corte forma ventajosamente un cilindro exterior en el lado situado corriente abajo de la superficie de asiento, estando el taladro de paso de la boquilla de calentamiento configurado, en el lado situado corriente abajo de la superficie de apoyo, en forma de cilindro y como guía radial del cilindro exterior.

En el soplete de corte según la invención, el taladro de paso de la boquilla de calentamiento está configurado en forma de cilindro, como mínimo en el tramo longitudinal situado corriente abajo de la superficie de apoyo hasta la salida de la boquilla. Este tramo longitudinal de la boquilla de calentamiento configurado en forma de cilindro se denominará en lo sucesivo "cilindro interior".

Además, también la superficie lateral exterior de la boquilla de corte está configurada en forma de cilindro, como mínimo en el tramo longitudinal que queda entre su superficie de asiento y la salida de la boquilla. En este tramo longitudinal, la boquilla de corte está provista de las ranuras longitudinales, que están distribuidas por la periferia y cuya envolvente se denomina "cilindro exterior".

El cilindro interior de la boquilla de calentamiento sirve de guía radial para el extremo de la boquilla de corte situado corriente abajo. Para ello, la boquilla de calentamiento rodea el cilindro exterior de la boquilla de corte con un pequeño juego radial. Esto permite por una parte que la boquilla de corte y la boquilla de calentamiento puedan desmontarse de la cabeza de soplete independientemente una de la otra sin un gran esfuerzo y sin el peligro de dañar eventuales superficies de ajuste o de contacto, y contribuye al centrado radial de la boquilla de corte. Mediante el apoyo de la boquilla de corte en la superficie de apoyo de la boquilla de calentamiento, ambas boquillas - como ya se ha mencionado más arriba - están fijadas axialmente una a la otra sin que para ello sea necesaria una unión en arrastre de forma o de fricción.

Gracias a su configuración con cilindro interior, la boquilla de calentamiento resulta adecuada para el empleo con distintas boquillas de corte, por ejemplo boquillas de corte para gases de combustión lenta o para gases de combustión rápida. A continuación explicamos este aspecto más detalladamente: las boquillas de corte para gases de combustión lenta y las boquillas de corte para gases de combustión rápida se diferencian por su distancia axial entre la salida de la boquilla de calentamiento y la de la boquilla de corte, así como por la sección transversal de salida de la boquilla de calentamiento para la mezcla de gas de combustión y oxígeno. En el soplete de corte según la invención, la distancia viene dada únicamente por la longitud del cilindro exterior respectivo de la boquilla de corte. La longitud del cilindro exterior puede ajustarse con exactitud sin un gran esfuerzo de fabricación; en el soplete de corte según la invención no es necesaria una costosa adaptación de las boquillas entre sí. Si se cambia de un gas de combustión rápida a uno de combustión lenta, o viceversa, la boquilla de corte utilizada hasta el momento puede cambiarse por una boquilla de corte adaptada a las nuevas necesidades sin que para ello sea necesario cambiar la boquilla de calentamiento. La boquilla de calentamiento es adecuada para el empleo con todas las boquillas de corte del sistema de boquillas y puede conservarse si se ha de cambiar la boquilla de corte. Esto reduce el número de formas de boquilla que han de guardarse, simplifica el almacenamiento y mejora además la seguridad de funcionamiento del soplete de corte según la invención porque se evitan combinaciones de boquillas inadecuadas.

A las posibilidades de empleo ampliadas del soplete de corte según la invención contribuye además el hecho de que la forma cilíndrica de las boquillas permite - en comparación con las boquillas cónicas - distancias de trabajo mayores y más variables entre la boquilla y la superficie de la pieza de trabajo; normalmente por ejemplo distancias entre aproximadamente 15 y 20 mm.

Por regla general, las boquillas del soplete de corte según la invención están compuestas de acero inoxidable, latón o cerámica. Especialmente con los materiales metálicos, se logra una mejora en lo que se refiere a la resistencia al desgaste si la superficie de la boquilla de corte y/o la superficie de la boquilla de calentamiento presenta una capa de material duro. Con ello se logran una mayor vida útil de las boquillas y un menor gasto de mantenimiento. Como capa de material duro entran especialmente en consideración los revestimientos de nitruros o carburos metálicos, como por ejemplo CrN, TiN, TiC, WC.

A continuación se explica la invención más detalladamente por medio de un ejemplo de realización y de los dibujos. Los dibujos muestran:

Figura 1: una vista de una boquilla de corte para un soplete de corte según la invención, en sección longitudinal.

Figura 2: una vista de una boquilla de calentamiento para un soplete de corte según la invención, en sección longitudinal.

Figura 3: una vista de una cabeza de soplete para un soplete de corte según la invención, en sección longitudinal.

\newpage

Figura 4: un dibujo de montaje de una primera forma de realización de un soplete de corte según la invención ya montado, en sección longitudinal.

Figura 5a: sección longitudinal de una boquilla de corte para gas de combustión rápida, montada en una boquilla de calentamiento.

Figura 5b: sección longitudinal de una boquilla de corte para gas de combustión lenta, montada en una boquilla de calentamiento.

Figura 6: un dibujo de montaje de una segunda forma de realización de un soplete de corte según la invención ya montado, en sección longitudinal.

La figura 4 muestra una primera forma de realización de un soplete de corte según la invención ya montado. Éste es parte de una máquina de corte con soplete para oxicorte. En esencia, el soplete de corte consta de una cabeza de soplete 1, que está unida a una boquilla de corte 2 y a una boquilla de calentamiento 3, que envuelve la boquilla de corte 2, por medio de un acoplamiento 4. A continuación se explican las características constructivas de los distintos componentes y su función por medio de las figuras 1 a 3 y el dibujo de montaje según la figura 4.

La boquilla de corte 2 según la figura 1 consiste en una pieza de latón en esencia cilíndrica y rotacionalmente simétrica con respecto al eje central 15, que está provista de una capa de material duro compuesta de nitruro de cromo (CrN). La superficie lateral exterior de la boquilla de corte 2 presenta dos tramos longitudinales cilíndricos, que se diferencian por su diámetro y están unidos por un escalón rectangular periférico 5 con una superficie de asiento, superficie de asiento que mira en dirección corriente abajo, se extiende perpendicularmente al eje central 15 y presenta un canto periférico terminal 25 definido. En el tramo longitudinal superior 6 del lado situado corriente arriba (cilindro exterior superior) el diámetro exterior es de 8 mm, en el tramo longitudinal inferior 7 del lado situado corriente abajo (cilindro exterior inferior) el diámetro exterior es de 6 mm. La boquilla de corte 2 forma parte del sistema de boquillas según la invención, que comprende varias boquillas de corte intercambiables, diseñadas en cada caso para un determinado gas de combustión y una gama de potencia predefinida. En todas las boquillas de este sistema de boquillas, el cilindro exterior superior 6 tiene una longitud de 30 mm. La longitud del cilindro exterior inferior 7 es determinante para la idoneidad de la boquilla de corte en cuanto al tipo de gas de combustión. En la boquilla de corte 2, que está diseñada para gas de combustión rápida, la longitud del cilindro exterior inferior 7 es de 8 mm.

El cilindro exterior inferior 7, y la parte del cilindro exterior superior 6 que sigue al mismo, están provistos de varias ranuras longitudinales axiales 8 distribuidas uniformemente por la periferia de la superficie lateral exterior y se extienden sobre el escalón 5. Las ranuras longitudinales 8 sirven para conducir una mezcla de gas de combustión y oxígeno a la salida de la boquilla de calentamiento (véase la figura 4).

En el extremo superior de la boquilla de corte 2, la superficie lateral exterior presenta una ranura periférica prevista para el alojamiento de una junta tórica 9 compuesta de un material termoestable, por ejemplo silicona.

El canto exterior frontal 10 del extremo superior de la boquilla de corte 2 está redondeado y se introduce en un taladro interior 30 de la cabeza de soplete 1, en cuya pared interior se apoya la junta tórica 9 de forma hermética.

Mediante la junta tórica 9 se hermetiza el conducto de oxígeno de corte 11 hacia el exterior y al mismo tiempo se fija radialmente la boquilla de corte 2 dentro de un taladro interior 30 de la cabeza de soplete 1 (figura 4). Se prescinde de un tope frontal axial para la boquilla de corte en el taladro interior 30, con lo que, gracias al juego axial, es posible amortiguar tolerancias dimensionales en la dirección longitudinal de la boquilla de corte. La posición axial de la boquilla de corte 2 viene dada únicamente por el apoyo definido sobre un escalón de apoyo 16 de la boquilla de calentamiento 3 (véase la figura 4), apoyo que queda garantizado por la presión del oxígeno de corte que actúa sobre el lado frontal superior 10. Este tipo de sujeción de la boquilla de corte 2 - directamente en la cabeza de soplete y sin unión mecánica - requiere poco esfuerzo para el cambio de boquillas y además permite lograr una menor altura de construcción y una mayor hermeticidad que con una junta metálica.

Por el eje central 15 de la boquilla de corte 2 se extiende el conducto de oxígeno de corte 11, que está configurado en forma de una boquilla tipo Laval. La entrada de boquilla 26 se estrecha de arriba a abajo en forma de embudo, para garantizar una entrada del gas con pocas turbulencias. Tras la entrada de boquilla, el conducto de oxígeno de corte 11 se estrecha en forma de un cono interior 12 en el extremo superior de la boquilla de corte 2 y desemboca en el extremo inferior de esta última como un taladro interior más o menos cilíndrico (boquilla tipo Laval) en la salida de boquilla 13.

La boquilla de calentamiento 3 mostrada en la figura 2 está compuesta de cobre. También es rotacionalmente simétrica con respecto al eje central 15 y está provista de una capa de material duro compuesta de CrN. La boquilla de calentamiento 3 es adecuada para el alojamiento de una boquilla de corte 2 según la figura 1. Para ello, el taladro de paso 17 de la boquilla de calentamiento 3 presenta, en el área que queda entre su extremo superior del lado situado corriente arriba y la salida de boquilla 14, un escalón de apoyo 16 periférico en dirección radial y orientado hacia arriba, sobre el que la boquilla de corte 2 se apoya con su superficie de asiento del escalón 5 orientada corriente abajo (figura 4). Por debajo del escalón de apoyo 16, el taladro de paso 17 está configurado en forma de un cilindro con un diámetro de algo más de 6 mm. El tramo longitudinal cilíndrico, identificado con la referencia 18, tiene una longitud de 10 mm y sirve, sin el establecimiento de una unión definitiva, de guía radial para el cilindro exterior inferior 7 de la boquilla de corte 2. De este modo, la boquilla de corte 2 y la boquilla de calentamiento 3 pueden cambiarse por separado.

La superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento 3 presenta un cono 19 que se estrecha hacia la salida de boquilla y que, hacia la parte superior, se transforma en un tramo longitudinal 20 en esencia cilíndrico. En el extremo superior del tramo longitudinal 20 está prevista una ranura periférica con una junta tórica 21 de silicona, que se apoya de forma hermética en la pared interior de una ranura anular 33 prevista en la cabeza de soplete 1 (figura 4).

Mediante la junta tórica 21 se hermetiza con respecto a la atmósfera el conducto de alimentación 26 (véase la figura 4) para la mezcla de gas de combustión y oxígeno y al mismo tiempo se fija radialmente la boquilla de calentamiento 3 dentro de la ranura anular 33 de la cabeza de soplete 1 (figura 4). Este tipo de fijación de la boquilla de calentamiento 3 requiere poco esfuerzo para el cambio de las boquillas y además permite lograr una menor altura de construcción y una hermeticidad mayor que con una junta metálica.

Corriente abajo con respecto a la junta tórica 21 está previsto un reborde exterior periférico 22 cuyo lado superior se apoya en una superficie anular, orientada hacia abajo, de la cabeza de soplete 1 cuando el soplete de corte está montado (véase la figura 4). El acoplamiento 4 fijado a la cabeza de soplete 1 agarra el lado inferior del reborde exterior 22, como se explicará más abajo con mayor detalle.

Otra junta tórica 38 se apoya en la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento 3 y en el lado inferior del reborde exterior 22. Esta junta tórica 38 es comprimida contra el lado inferior del reborde exterior 22 por el acoplamiento 4, que agarra el reborde exterior 22 por debajo, con lo que la junta tórica 38 empuja la boquilla de calentamiento 3 hacia arriba, contra la cabeza de soplete 1. Mediante las dos juntas tóricas 21, 38 desalineadas axialmente se impide un ladeo de la boquilla de calentamiento 3 y se compensan tolerancias de fabricación de la boquilla de calentamiento 3.

Para facilitar el cambio de las boquillas se crea entre la boquilla de calentamiento 3 y el acoplamiento 4 una unión floja que, al soltar el acoplamiento 4 de la cabeza de soplete 1, impide que la boquilla de calentamiento 3 resbale del taladro interior del acoplamiento 4 saliendo del mismo tanto hacia abajo como hacia arriba. Para ello está previsto, en la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento 3, debajo del reborde exterior 22, un fresado periférico 23 en el que está introducida una junta tórica 29 que - como muestra la figura 4 - encaja en una ranura interior correspondiente del acoplamiento 4. La boquilla de calentamiento 3 y el acoplamiento 4 sólo pueden separarse la una del otro venciendo la resistencia de la junta tórica 29.

La figura 3 muestra un ejemplo de realización de una cabeza de soplete 1 para el soplete de corte según la invención. Consiste en un componente de latón en esencia cilíndrico, por el que se extienden el conducto de alimentación 25 para el oxígeno de corte y el conducto de alimentación 26 para la mezcla de gas de combustión y oxígeno, y a cuya superficie lateral exterior están fijados de forma desmontable el acoplamiento 4 mediante unos "gatillos de bola" 27, 28, la boquilla de calentamiento 3 y la boquilla de corte 2 (figura 4).

Para ello, la parte inferior de la cabeza de soplete 1 orientada hacia las boquillas (2,3) está provista de un taladro interior central 30, que forma parte del conducto de alimentación 25 y al mismo tiempo sirve de alojamiento para el extremo superior de la boquilla de corte 2. El taladro interior 30 está provisto para ello de una superficie de obturación metálica radial 32. Encima de esta última está prevista adicionalmente una rosca interior 31. De este modo, la cabeza de soplete 1 es adecuada tanto para el alojamiento de una boquilla de corte con una rosca exterior estándar correspondiente a la rosca interior 31 como para el alojamiento hermético de una boquilla de corte 2 provista de una junta tórica 9 que se apoye en la superficie de obturación 32 (como se ha descrito más arriba con relación a la figura 1). Para la fijación axial de la boquilla de corte 2 con junta tórica 9 a la cabeza de soplete 1 está previsto, en el área que queda debajo de la rosca interior 31, un estrechamiento de la sección transversal en el que se apoya la superficie frontal de la boquilla de corte 2 en posición montada (véase la figura 4).

La parte inferior de la cabeza de soplete 1 está además provista de una ranura anular 33, que comienza en el extremo inferior de la cabeza de soplete 1 y en la que desemboca el conducto de alimentación 26 y que al mismo tiempo constituye un alojamiento para el extremo superior de la boquilla de calentamiento 3. Para ello, la ranura anular 33 está provista de una superficie de obturación metálica radial 35 y, encima de ésta, adicionalmente una rosca interior 34. De este modo, la cabeza de soplete 1 es adecuada tanto para el alojamiento de una boquilla de calentamiento con una rosca exterior correspondiente a la rosca interior 34 como para el alojamiento hermético de una boquilla de calentamiento 3 provista de una junta tórica 21 que se apoye en la superficie de obturación 35 (como se ha descrito más arriba con relación a la figura 2). El reborde exterior 22 de la boquilla de calentamiento 3 sirve para la fijación axial de la boquilla de calentamiento 3 en la cabeza de soplete 1, porque su lado superior se apoya en una superficie anular frontal 36 de la cabeza de soplete 1 cuando el soplete de corte está montado (véase la figura 4). Cada una de las superficies de obturación 32 ó 35 para el alojamiento de una boquilla 3, 4 con junta tórica 9, 21 está dispuesta corriente abajo con relación a la rosca interior 31, 34 respectiva.

Así pues, la cabeza de soplete 1 presenta dos elementos alternativos para el establecimiento de la unión con una boquilla de corte que penetra en el taladro interior 30 y una boquilla de calentamiento 3 que penetra en la ranura anular 33: en cada caso una rosca interior 31, 34 que se corresponde con una rosca exterior de la boquilla de corte o de la boquilla de calentamiento y en cada caso una superficie de obturación 32, 35 periférica en dirección radial en la que se apoya de forma hermética la junta tórica 9 prevista en la superficie lateral exterior de la boquilla de corte 3 o la junta tórica 21 prevista en la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento 3.

De este modo, la cabeza de soplete 1 puede emplearse tanto para boquillas provistas de una rosca exterior en su extremo superior como para boquillas que - como está previsto en este ejemplo de realización - presentan un anillo de obturación (junta tórica 9 ó 21) en su extremo superior.

En el dibujo de montaje según la figura 4 puede verse, además de los componentes del soplete de corte según la invención descritos hasta ahora en detalle, el diseño y el funcionamiento del acoplamiento 4.

Éste consta en esencia de un anillo interior 40 que está fijado a la cabeza de soplete 1 mediante un "gatillo de bolas" 27, 28 y que, con un estrechamiento radial 42 de la sección transversal, agarra por debajo el reborde exterior 22 de la boquilla de calentamiento 3 y fija esta última en su posición axial. El anillo interior 40 está rodeado por un anillo exterior 41 que puede desplazarse hacia arriba a lo largo del anillo interior 40 en contra de una fuerza elástica orientada hacia abajo, soltando el "gatillo de bolas" 27, 28. El acoplamiento 4 permite un cambio rápido de las boquillas 2, 3. A ello contribuye también el tipo de obturación y sujeción de las boquillas 2, 3 en la cabeza de soplete 1 mediante juntas tóricas.

La boquilla de calentamiento 3 descrita por medio de la figura 2 es adecuada tanto para el alojamiento de boquillas de corte para gas de combustión rápida como para el alojamiento de boquillas de corte para gas de combustión lenta. Esto está representado en las figuras 5a y 5b.

La configuración cilíndrica de la boquilla de calentamiento 3 (véase la figura 2) en el área del cilindro interior 18 la hace adecuada para el empleo con distintas boquillas de corte. Sin embargo, para ello es necesario que también las boquillas de corte presenten una configuración cilíndrica correspondiente en el área del cilindro exterior 7 (figura 1) y además presenten la misma longitud parcial en el tramo longitudinal superior 6 del lado situado corriente arriba. Éste es el caso en las boquillas de corte 2a (figura 5a) y 2b (figura 5b). Por lo tanto, las boquillas de corte 2a, 2b se adaptan exactamente a la configuración predeterminada por la cabeza de soplete 1 y la boquilla de calentamiento 3.

Las boquillas de corte 2a, 2b se diferencian sólo por la longitud del cilindro exterior respectivo y por las secciones de paso de las ranuras de boquilla. En la boquilla de corte 2a, que está diseñada para gas de combustión rápida, la longitud del cilindro exterior 7a es de 8 mm y en la boquilla de corte 2b, que está diseñada para gas de combustión lenta, el cilindro exterior 7b tiene una longitud de 7 mm. Así, entre el canto inferior de la boquilla de calentamiento 3 (salida de boquilla 14) y el canto inferior de la boquilla de corte 2a (salida de boquilla 13) resulta una distancia axial de 0 mm y entre el canto inferior de la boquilla de calentamiento 3 (salida de boquilla 14) y el canto inferior de la boquilla de corte 2b (salida de boquilla 13) resulta una distancia axial (referencia 50) de 1 mm.

Si cambia el tipo de gas de combustión, la boquilla de corte utilizada hasta el momento puede sustituirse por una boquilla de corte adaptada a las nuevas necesidades, sin que para ello sea necesario cambiar la boquilla de calentamiento. La boquilla de calentamiento es adecuada para el empleo con todas las boquillas de corte del sistema de boquillas y puede conservarse si se ha de cambiar la boquilla de corte. Esto reduce el número de formas de boquilla que han de guardarse, simplifica el almacenamiento y mejora además la seguridad de funcionamiento del soplete de corte según la invención porque se evitan combinaciones de boquillas inadecuadas.

En otra forma de realización del soplete de corte según la invención está previsto un acoplamiento en forma de un cierre de bayoneta para la unión de la boquilla de calentamiento y la boquilla de corte con la cabeza de soplete. En comparación con el "gatillo de bolas" mostrado en la figura 4, la unión a bayoneta ofrece una mayor seguridad contra una apertura no intencionada, pero requiere un gasto algo mayor para una automatización del cambio de boquilla.

La figura 6 muestra una segunda forma de realización de este tipo del soplete de corte para una máquina de corte con soplete para oxicorte. Las referencias idénticas a las de las figuras 1 a 4 y 5a y 5b, designan elementos y componentes iguales o equivalentes a los arriba explicados en detalle en la descripción de la primera forma de realización del soplete de corte según la invención. En la figura 6 no se muestra el conducto de alimentación para la mezcla de gas de combustión y oxígeno con vistas a una mayor claridad de presentación.

El soplete de corte de la figura 6 se diferencia del soplete de corte según la figura 4 en esencia por el tipo de unión de las boquillas con la cabeza de soplete 1. El soplete de corte consta de una cabeza de soplete 1, que está unida a una boquilla de corte 2 y a una boquilla de calentamiento 3, que envuelve la boquilla de corte 2, por medio de un acoplamiento 61 en forma de un cierre de bayoneta. El cierre de bayoneta está formado en esencia por dos cabezas de tornillo 62, situadas una opuesta a la otra en la cabeza de soplete 1 y que sobresalen de la misma, por el anillo exterior 41 y por un fresado periférico 63 en el interior del anillo exterior 41. Al colocar la cabeza de soplete 1, las cabezas de tornillo 62 se introducen por una ranura de unión 64, indicada esquemáticamente en la figura 6, hacia el fresado 63 y se enclavan en el mismo mediante un cuarto de vuelta.

\newpage

El soplete de corte muestra aún otra modificación con respecto a la primera forma de realización arriba descrita, que afecta a la boquilla de corte. La boquilla de corte 2 consiste en una pieza de latón en esencia cilíndrica y rotacionalmente simétrica, provista de una capa de material duro compuesta de carburo de níquel (NiC). La única modificación con respecto a la boquilla de corte descrita por medio de la figura 1 consiste en que, en el área de la ranura para la junta tórica 9, está prevista una capa de cerámica 66 de 20 micrómetros de espesor y 5 mm de anchura.

Claims (16)

1. Soplete de corte con una cabeza de soplete que presenta un eje central y a la que está unida una boquilla de corte que tiene un conducto axial de oxígeno de corte y está envuelta por una boquilla de calentamiento a modo de caperuza que presenta un taladro de paso axial, presentando la cabeza de soplete una conexión para boquillas de corte en la que, de forma hermética hacia el exterior, se aloja el extremo superior, situado corriente arriba, de la boquilla de corte y que está rodeada coaxialmente por una conexión para boquillas de calentamiento en forma de intersticio anular en el que, de forma hermética hacia el exterior, se aloja el extremo superior, situado corriente arriba, de la boquilla de calentamiento, caracterizado porque la conexión para boquillas de corte presenta un primer taladro (30) con una pared interior, pared interior que está provista de una rosca interior (31) y de una primera superficie de obturación metálica periférica en dirección radial para el alojamiento hermético de una boquilla de corte que está provista de una rosca exterior y se apoya en la primera superficie de obturación, y pared interior que está provista de una segunda superficie de obturación (31) periférica en dirección radial para el alojamiento hermético de una boquilla de corte (2) con un anillo de obturación (9) que se apoya en la segunda superficie de obturación (31).

2. Soplete de corte según la reivindicación 1, caracterizado porque la conexión para boquillas de calentamiento presenta un segundo taladro (33) con una pared interior, pared interior que está provista de una rosca interior (34) y de una primera superficie de obturación metálica radial para el alojamiento hermético de una boquilla de calentamiento que está provista de una rosca exterior y se apoya en la primera superficie de obturación, y pared interior que está provista de una segunda superficie de obturación (35) periférica en dirección radial para el alojamiento hermético de una boquilla de calentamiento (3) con un anillo de obturación (21) que se apoya en la segunda superficie de obturación (35).

3. Soplete de corte según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la superficie lateral exterior de la boquilla de corte (2) está provista en su extremo superior de un anillo de obturación (9) que se apoya de forma hermética en la pared interior del primer taladro.

4. Soplete de corte según la reivindicación 3, caracterizado porque la boquilla de corte (2) se sujeta en el primer taladro (30) con juego axial.

5. Soplete de corte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la boquilla de corte (2) está configurada en su extremo superior con un canto exterior (10) redondeado frontalmente.

6. Soplete de corte según la reivindicación 2, caracterizado porque la boquilla de calentamiento (3) presenta una superficie lateral exterior que está provista en su extremo superior de un anillo de obturación (21) que se apoya de forma hermética hacia el exterior en la pared interior del segundo taladro (35).

7. Soplete de corte según la reivindicación 6, caracterizado porque la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento (3) está provista, corriente abajo con respecto al anillo de obturación (21), de un reborde exterior (22) que, con una superficie anular situada corriente arriba, se apoya en una superficie anular frontal (36) de la cabeza de soplete (1).

8. Soplete de corte según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque la boquilla de calentamiento (3) está fijada de forma desmontable a la cabeza de soplete (1) mediante un acoplamiento (4) que actúa sobre la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento (3), presentando el acoplamiento (4) un taladro interior de paso con un estrechamiento radial (42) de la sección transversal, que agarra por debajo un ensanchamiento de la boquilla de calentamiento (3) que sobresale hacia fuera.

9. Soplete de corte según la reivindicación 8, caracterizado porque el ensanchamiento que sobresale hacia fuera está formado por el reborde exterior (22) de la boquilla de calentamiento (3).

10. Soplete de corte según la reivindicación 7 ó 9, caracterizado porque la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento (3) está provista de un anillo de obturación inferior (38) que se apoya corriente abajo en el reborde exterior (22).

11. Soplete de corte según la reivindicación 6 y una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la superficie lateral exterior de la boquilla de calentamiento (3) está provista de una ranura exterior periférica (23), con una junta tórica (29) introducida en la misma que encaja en una ranura interior del taladro interior del acoplamiento (4).

12. Soplete de corte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la boquilla de corte (2) presenta una superficie lateral exterior que está provista de unas ranuras longitudinales (8) distribuidas por la periferia que se extienden, desde el extremo inferior de la boquilla de corte (2) situado corriente abajo, por un ensanchamiento de la sección transversal que está previsto corriente arriba con respecto a dicho extremo inferior y que forma una superficie de asiento (5) periférica en dirección radial, estando la boquilla de calentamiento (3) provista, en el área que queda entre su extremo superior situado corriente arriba y su salida de boquilla (14), de un estrechamiento de la sección transversal que forma una superficie de apoyo (16) periférica en dirección radial y situada corriente arriba y en el que la boquilla de corte (2) se apoya con su superficie de asiento (5).

13. Soplete de corte según la reivindicación 12, caracterizado porque la distancia entre el extremo superior de la boquilla de corte (2) y la superficie de asiento (5) está comprendida entre 25 mm y 35 mm.

14. Soplete de corte según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque la distancia entre la superficie de apoyo (16) y el extremo inferior de la boquilla de calentamiento (3) está comprendida entre 6 mm y 10 mm.

15. Soplete de corte según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque la superficie lateral exterior de la boquilla de corte (2) forma un cilindro exterior en el lado situado corriente abajo de la superficie de asiento (5), estando el taladro de paso (17) de la boquilla de calentamiento (3) configurado, en el lado situado corriente abajo de la superficie de apoyo (16), en forma de cilindro y como guía radial del citado cilindro exterior.

16. Soplete de corte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie de la boquilla de corte (2) y/o la superficie de la boquilla de calentamiento (3) presenta una capa de material duro.