FI87397C - Skaerbraennare - Google Patents

Description

1 873S7

Leikkauspoltin - Skärbrännare

Esillä oleva keksintö kohdistuu leikkauspolttimeen, joka käsittää poltinrungon, jossa on venttiilipesä ja erillinen suutin, joka on liitetty poltinrunkoon kolmella tiivistävällä pinnalla niin, että polttimen sisään muodostuu keskeinen leikkaushappikanava, lämpöhappikanava ja polttokaasukanava, johon polttimeen on sovitettu yhdysjohto lämpöhappikaasukam-mion ja leikkaushappikanavan väliin, yhdysjohdon sisältäessä kuristuselimen ja polttimen edelleen sisältäessä venttiili-elimen, joka on sovitettu leikkaushappikanavaan yhdysjohdon eteen ja joka sallii lämpöhapen virtauksen lämpöhappikaasu-kammiosta leikkaushappikanavan kautta vain suutinaukon suuntaan.

Leikkaussuuttimessa on lämpöliekki sovitettu rengasmaisesti leikkauskanavan ympärille. Lämpöliekin tehtävänä on pitää työkappaleen lämpötila niin korkeana, että hapessa palaminen voi tapahtua, sekä puhdistaa pinta, jolta leikataan pois ruoste, suojamaali ja sentapainen. Työkappaleen lämmityksen aikana syntyy liekin sisäpuolella olevaan tyhjään tilaan ylipaine. Tämän takia kuumat kaasut ja epäpuhtaudet levystä ja liekistä puristuvat ylös leikkauskanavaan, minkä seurauksena suutin lämpiää, jolloin hiukkasia voi kiinnittyä leikkauskanavan pinnalle ja aiheuttaa häiriöitä leikkaussätee-: seen, kun se kytketään päälle, mikä voi aiheuttaa leikkaus- virheitä leikkauksessa. Näitä haittoja voi esiintyä sekä koneleikkauspolttimissa että käsileikkauspolttimissa.

Eräs yritys selvittää nämä ongelmat on tehty laitteella, jota selitetään SE-patentissa 7901836-2 (julkaisu SE-416 670). Tämä laite käsittää leikkauspolttimen poltinrunkoon sovitetun yhdysjohdon lämpöhappikanavan ja leikkaushappikanavan välissä sekä takaiskuventtiilielimen, joka on sovi-.. . tettu leikkaushappijohtoon ennen yhdysjohtoa. Tämä laite voi myös olla sovitettu poltinrungon ja venttiilipesän väliseen kappaleeseen. Tarkoituksena on, että leikkaushappikanavan 2 87597 kautta ulos virtaava siirretty lämpöhappivirta työkappaleen lämmitysvaiheen aikana puristaa ulos kuumat kaasut ja jäähdyttää tällöin tämän kanavan. Tähän järjestelyyn liittyy kuitenkin tiettyjä epäkohtia. Eräs epäkohta on se, että tämän yhdysjohdon muodostus poltinrunkoon voi olla tuotantoteknisesti vaikeaa. Toinen epäkohta on se, että yhdyskana-valla on poikkileikkauspinta, joka on kerta kaikkiaan määrätty, mikä merkitsee sitä, että leikkaushappikanavaan johdettu lämpöhappivirta on muuttumaton riippumatta siitä, mitä suutinta polttimessa käytetään. Tämän takia virtaus leik-kaushappikanavan läpi muodostuu tietyissä suuttimissa liian pieneksi, jolloin toivottu vaikutus jää saavuttamatta ja ongelmat jäävät jäljelle. Tämä voi toisissa tapauksissa myös aiheuttaa liian suuren virran, jolloin suuttimen alla sijaitseva työkappaleen pinta jäähtyy niin paljon, että saadaan ns. musta läiskä. Leikkausprosessin usein aloittava reiän lyönti vaikeutuu tämän läiskän takia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa nämä epäkohdat. Keksintö on tällöin tunnettu siitä, että lämpöhappi-kaasukammion ja leikkaushappikanavan välinen yhdyskanava sisältää ainakin yhden kanavan, joka on muodostettu ainakin osittain suuttimeen.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan sisältää kanava lämpöhappea varten ainakin yhden reiän, joka on porattu suuttimessa olevan rengasmaisen syvennyksen, joka muodostaa osan lämpöhappikaasukammiosta, ja leikkaushappikanavan väliin.

Toisen edullisen suoritusmuodon mukaan sisältää kanava lämpöhappea varten ainakin yhden uran, joka on muodostettu suuttimessa olevan rengasmaisen syvennyksen, joka muodostaa osan lämpöhappikaasukammiosta, ja leikkaushappikanavan väliseen tiivistyspintaan.

Keksintöä selitetään lähemmin liittyen oheisiin piirustuksiin, joissa 3 87397 kuvio 1 esittää ns. kolmikartiotiivistetyyppistä leikkaus-suutintä, kuvio 2 esittää tällaista suutinta koneleikkauspolttimessa käytettynä, kuvio 3 esittää tällaista suutinta käsileikkauspolttimessa käytettynä, kuvio 4 esittää tasopintatyyppistä leikkaussuutinta, jota käytetään terästankojen leikkaukseen, kuvio 5 esittää tällaista kolmikartiotyyppistä leikkaussuutinta, kuvio 6a esittää käyriä, jotka ilmoittavat leikkaushappi-kanavan suuaukon lämpötilan ajan funktiona, kun suuttimessa on yhdysjohto, ja kuvio 6b esittää vastaavia käyriä suutinta varten, jossa ei ole jäähdytyshappikanavaa.

Kuvio 1 esittää leikkaussuuttimen 1, jossa on ns. kolmikar-tiotiiviste leikkauspolttimen poltinrungon vastaavia tiivis -tyspintoja vasten. Suuttimeen on sovitettu leikkaushappi-kanava 3. Tämän ulkopuolelle on sovitettu rengasmaisesti joukko sekakaasukanavia 4. Näihin johdetaan osaksi poltto-kaasua kanavan 5 kautta, osaksi lämpöhappikaasua kanavan 6 kautta. Rengasmaisesta lämpöhappikaasukammiosta 10 kanavien 6 yläpuolella on porattun yksi tai useampia reikiä 7 leik-kaushappikanavaan 3. Nämä reiät muodostavat yhdysjohtoja leikkaushappikanavaan, johon osa lämpöhappivirrasta siis siirretään. Reikien porauksen sijasta on myös mahdollista - - sovittaa urat 11 lähinnä suuttimen 1 keskiakselia sijaitse vaan kartiomaiseen tiivistyspintaan 12. Kun suutin liitetään yhteen poltinrungon kanssa, nämä urat muodostavat kanavia jäähdytyshappivirtaa varten.

Kuviossa 2 esitetään, miten suutin 1 on mutterin 2 avulla asennettu leikkauspoltinrunkoon 8. Kun suutin on asennettu koneleikkauspolttimeen, tarvitaan takavirtasulku, joka muodostuu takaiskuventtiilistä 9, joka on sovitettu poltinrungon 8 leikkaushappiliitännässä olevaan leikkaushappikanavaan 3. Tämän avulla päästään siihen, että lämpöhappikanavasta 4 87 397 siirretty lämpöhappivirta virtaa ulos leikkaushappikanavan suuaukon kautta. Tämän kuvion merkinnät ovat muuten samat kuin kuvion 1 merkinnät.

Kuvio 3 esittää kolmikartiotiivistetyyppisen leikkaussuutti-men, joka on kiinnitetty käsileikkauspolttimeen. Kuviossa esitetään vain polttimen leikkausosa. Tämän kuvion merkinnät ovat identtiset kuvion 1 merkintöjen kanssa. Käsileikkaus-polttimessa ei tarvita takavirtasulkua, koska käsikäyttöinen venttiili leikkaushappikanavassa toimii takaiskuventtiili-elimenä. Työkappaleen lämmitysvaiheen aikana tämä venttiili pidetään, kuten tunnettua, suljettuna, jolloin jäähdytyshap-pikanavan 7 kautta siirretty lämpöhappivirta pakotetaan ulos leikkaushappikanavan suuaukon kautta.

Yhdysjohdon halkaisija voidaan sovittaa leikkaushappikanavan suuaukon halkaisijaan, lämpöliekin koon ja suuttimen käyttöalueen mukaan, niin että saadaan sopiva jäähdytyshappivirta. Yhdysjohto on tällöin muotoiltu siten, että jäähdytyshappivirta nopeasti muodostaa leikkaushappikanavassa jäähdytys-happipaineen, joka estää kuumia palamiskaasuja tunkeutumasta leikkaushappikanavan sisään. Jäähdytyshappivirta on myös sovitettu siten, ettei se vaikeuta reikien lyöntiä työkappa- ..... leeseen. Jos jäähdytyshappivirta nimittäin on liian suuri, työkappaleen se pinta, joka sijaitsee leikkaushappikanavan suuaukon alapuolella, jäähtyy niin paljon, että muodostuu ns. musta läiskä, joka estää mainitun reiän lyönnin. Jäähdy-tyshappivirran suuruus voi olla välillä 5-150 1/tunti riippuen työkappaleen paksuudesta.

Keksintöä sovelletaan myös suuttimiin, joita käytetään terästehtaissa, joissa suoritetaan tankovalua ja joissa valettu tanko jaetaan kaasuleikkauksella aihioiksi, litteiksi tankopuolivalmisteiksi. Valettu tanko on leikkauksessa puna-hehkuva, jolloin suuttimien kuluminen on suuri huolimatta siitä, että kaasuleikkauksessa käytetään suurta etäisyyttä suuttimen ja tangon välillä.

5 87397

Eräs esimerkki kolmella tiivistyspinnalla varustetusta pol-tinsuuttimesta, jota käytetään tankovalulaitoksissa ja ns. karkealeikkauksessa, esitetään kuvioissa 4 ja 5. Kuvio 5 esittää suutinta, jossa on ns. kolmikartiotiiviste, ja kuvio 4 suutinta, jossa on ns. tasopintatiiviste. Kuvion 4 mukainen suutin käsittää leikkauskanavan 3 ja lämpöliekkejä varten reikiä, jotka voivat olla jaetut ulommalle ympyrälle 14 ja sisemmälle ympyrälle 15. Vaihtoehtoisesti lämpöliekkirei-ät voivat myös olla jaetut vielä useammille ympyröille. Ta-sopintatiivistyspintojen välistä johdetaan lämpöhappea rengasmaiseen syvennykseen, joka muodostaa osan lämpöhappikammiosta 16 ja leikkauskaasua leikkauskaasukammioon 17. Polt-tokaasun ja lämpöliekin lämpöhapen sekoitus voi sitten tapahtua eri kanavien kautta suuttimen sisällä. Keksinnön mukaan on yhdysjohto 7 porattu lämpöhapen syöttökohdan, lämpö-happikammion ja leikkaushappikanavan 3 väliin. Keksintö ei tässäkään rajoitu yhteen reikään yhdysjohtona vaan useampia reikiä voidaan porata. Näiden reikien porauksen sijasta on myös mahdollista muodostaa yksi tai useampia uria 11 suuttimen keskiakselia lähinnä sijaitsevaan tiivistyspintaan lämpöhappi kammion ja leikkaushappikanavan väliin. Ura toimii yhdysjohtona suuttimen yhteenliitoksen jälkeen poltinrungon kanssa. Suutin voidaan esim. kiertää poltinrunkoon kierteiden 13 avulla. Esilämmityksen aikana, jolloin leikkaushappi-virta on suljettu, lämpöhappea virtaa yhdysjohdon 7 tai 11 kautta leikkaushappikanavaan ja sen jälkeen ulos suuttimen kautta. Virtaus ylös polttimen läpi estetään, kuten aiemmin mainittiin, takavirtasulun tai sulkulaitteen, esim. magneet-tiventtiilin avulla. Tämä virta puristaa ulos kuumat kaasut . . leikkaushappikanavasta edellä selitetyllä tavalla. Tämän ansiosta suutin saa pidemmän eliniän ja myös käyttöturvallisuus leikkauksen aikana paranee. Tähän tarvittava virta on huomattavasti pienempi kuin itse kaasuleikkauksessa käytetty leikkaushappivirta. Virta yhdysjohdon 7 tai 11 kautta esilämmityksen aikana voi olla välillä 5-1000 1/tunti.

Kuvioissa 6a ja 6b selvitetään tehtyjä kokeita, joissa lämpötila leikkaushappikanavan suuaukossa on mitattu lämpöele- 6 87397 mentillä 180 sekunnin aikana. Työkappale on muodostunut jäähdytetystä kuparilaatasta. Suutinetäisyys on ollut 8 mm. Lämpötila on mitattu enintään 500°C:een. Kokeet*on suoritettu lämpöhappivirralle 820 1/tunti ensimmäisessä tapauksessa A ja 1150 1/tunti toisessa tapauksessa B. Lämpöhappipaine polttimen sisääntulossa on kulloisessakin tapauksessa mitattu 4,2 baariksi ja 7,4 baariksi. Painetta on sen jälkeen kuristettu polttimessa, niin että on saatu mainitut lämpö-happivirrat. Jäähdytyshappivirta oli ensimmäissä tapauksessa A 24 1/tunti ja toisessa B 38 1/tunti. Kuvioissa 6a ja 6b esitetään käyrät A ja B, jotka ilmoittavat lämpötilan leik-kaushappikanavan suuaukossa lämmitysvaiheen alusta kuluneen ajan funktiona kummassakin tapauksessa. Ehjät käyrät edustavat olosuhteita, kun leikkaushappikanavassa on jäähdytyshappivirta, ja katkoviivakäyrät olosuhteita ilman jäähdytyshap-pivirtaa. Kuten käy ilmi ehjistä käyristä, jotka siis tarkoittavat yhdysjohdolla varustettua suutintä, kuluu huomattava aika ennen kuin leikkaushappikanavan suuaukossa esiintyy leikkausprosessin kannalta häiritsevä lämpötila. Ajankohtana, jolloin tällainen lämpötila saavutetaan, on lammi-tysvaihe päättynyt jo kauan sitten ja leikkausvaihe on aloitettu.

Claims (4)

7 87597

1. Leikkauspoltin, joka käsittää poltinrungon (8), jossa on venttiilipesä ja erillinen suutin (1), joka on liitetty poltinrunkoon kolmella tiivistävällä pinnalla niin, että polttimen sisään muodostuu keskeinen leikkaushappikanava (3), lämpöhappikanava (6) ja polttokaasukanava (4), johon polttimeen on sovitettu yhdysjohto lämpöhappikaasukammion (10, 16) ja leikkaushappikanavan (3) väliin, yhdysjohdon sisältäessä kuristuselimen ja polttimen edelleen sisältäessä venttiilielimen (9), joka on sovitettu leikkaushappikanavaan yhdysjohdon eteen ja joka sallii lämpöhapen virtauksen läm-pöhappikaasukammiosta (10, 16) leikkaushappikanavan (3) kautta vain suutinaukon (l) suuntaan, tunnettu siitä, että lämpöhappikaasukammion (10, 16) ja leikkaushappikanavan (3) välinen yhdyskanava sisältää ainakin yhden kanavan (7, 11), joka on muodostettu ainakin osittain suuttimeen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leikkauspoltin, tunnettu siitä, että kanava lämpöhappea varten sisältää ainakin yhden reiän (7), joka on porattu suuttimessa olevan rengasmaisen syvennyksen, joka muodostaa osan lämpöhappikaasukammiosta (10), ja leikkaushappikanavan (3) väliin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leikkauspoltin, tunnettu siitä, että kanava lämpöhappea varten käsittää ainakin yhden uran (11), joka on muodostettu suuttimessa olevan rengasmaisen syvennyksen, joka muodostaa osan lämpöhappikaasukammiosta (10), ja leikkaushappikanavan (3) väliseen tiivistyspin-taan.

4. Patenttivaatimusten 2 ja 3 mukainen leikkauspoltin, tunnettu siitä, että happivirtaus kanavassa on välillä 5 ja 1000 1/tunti. 87397 o