FR2472720A1 - MIXING DEVICE FOR A GAS TORCH - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE STRUCTURE 31 DE CHALUMEAU A GAZ PERMETTANT UN MEILLEUR MELANGE DU GAZ COMBUSTIBLE AVEC L'OXYGENE, LE DEBIT D'OXYGENE ETANT DIVISE EN UNE PLURALITE DE COURANTS SEPARES QUI FONT L'OBJET D'UN MELANGE INDEPENDANT AVEC LE GAZ POUR DONNER DES COURANTS GAZ-OXYGENE BIEN MELANGES AVANT D'ETRE INTRODUITS DANS UN COLLECTEUR 35 POUR L'ALIMENTATION 36 DE LA BUSE DU CHALUMEAU. L'OXYGENE ARRIVE PAR UN CANAL UNIQUE 41 ET EST REPARTI DANS DES CANAUX DE MELANGE 42 QUI DEBOUCHENT DANS UN COLLECTEUR 35. UNE GORGE 43 SERT DE COLLECTEUR POUR LE GAZ COMBUSTIBLE INTRODUIT EN 29 ET COUPE LES CANAUX 42. LA STRUCTURE OU BOUCHON 31 PEUT ETRE INSEREE DE FACON AMOVIBLE DANS UN CHALUMEAU PAR AILLEURS CLASSIQUE.THE INVENTION CONCERNS A GAS TORCH STRUCTURE 31 ALLOWING A BETTER MIXING OF COMBUSTIBLE GAS WITH OXYGEN, THE OXYGEN FLOW BEING DIVIDED INTO A PLURALITY OF SEPARATE CURRENTS WHICH ARE THE SUBJECT OF AN INDEPENDENT MIXING WITH THE GAS FOR GIVE WELL MIXED GAS-OXYGEN CURRENTS BEFORE INTRODUCING A MANIFOLD 35 FOR THE SUPPLY 36 OF THE TORCH NOZZLE. THE OXYGEN ARRIVES THROUGH A SINGLE CHANNEL 41 AND IS DISTRIBUTED IN MIXING CHANNELS 42 WHICH OPEN INTO A COLLECTOR 35. A THROAT 43 SERVES AS A COLLECTOR FOR THE COMBUSTIBLE GAS INTRODUCED AT 29 AND CUT THE CHANNELS 42. THE STRUCTURE OR CAP 31 CAN BE INSERTED REMOVABLE IN A TORCH BY ELSEWHERE CLASSIC.
Description
1. La présente invention concerne des chalumeaux oxyacétyléniques et1. The present invention relates to oxyacetylene torches and
analogues à gaz, et en particulier des chalumeaux qui servent au dépôt par pulvérisation d'un métal gas analogs, and in particular torches which are used for spray deposition of a metal
ou d'autres matériaux en poudre de façon à former un revête- or other powdered materials to form a coating
ment sur un substrat.lying on a substrate.
Un chalumeau de ce type doit être capable d'appli- A torch of this type must be capable of applying
quer une chaleur intense au matériau en poudre devant être pulvérisé, et le problème d'une fourniture élevée de chaleur pour un chalumeau de taille donnée devient plus épineux avec la mise à disposition de matériaux à température élevée ou leur incorporation dans la formulation d'une poudre. Une fourniture de chaleur plus importante nécessite un débit plus grand d'oxygène et de gaz combustible, et par conséquent des canaux de passage de gaz de plus grande dimension, avec une quent intense heat to the powdered material to be sprayed, and the problem of a high supply of heat for a torch of a given size becomes more difficult with the provision of materials at high temperature or their incorporation in the formulation of a powder. A larger heat supply requires a greater flow of oxygen and combustible gas, and therefore larger gas passage channels, with a
susceptibilité plus importante aux retours de flamme, impli- greater susceptibility to flashbacks,
quent une transmission d'ondes de choc par l'intermédiaire du système de distribution du mélange de gaz; l'incidence des ondes de choc dans l'endroit de mélange est suffisante pour éteindre le chalumeau, ce qui est gênant pour l'obtention quent a shock wave transmission through the gas mixture distribution system; the incidence of shock waves in the mixing location is sufficient to extinguish the torch, which is inconvenient for obtaining
d'une couche uniforme ou pour l'exécution des autres fonc- of a uniform layer or for the performance of other functions
tions du chalumeau et implique quelquefois le rejet ou une torch and sometimes involves rejection or
reprise coûteuse du travail de l'article comportant un subs- costly rework of the article with a sub-
trat incomplètement revêtu.trat incompletely coated.
La présente invention a pour objet de prévoir un 2. chalumeau perfectionné du type indiqué ci-dessus qui permet The object of the present invention is to provide an improved torch of the type indicated above which allows
d'éviter ou de réduire sensiblement les problèmes de fonc- avoid or significantly reduce operational problems
tionnement des dispositifs de l'art antérieur. of the devices of the prior art.
Un autre objet de la présente invention est de pré- Another object of the present invention is to pre-
voir un chalumeau du type indiqué ci-dessus ayant une aptitu- de inhérente à fournir une chaleur sensiblement plus grande see a torch of the type indicated above having an inherent ability to provide significantly greater heat
par unité de volume.per volume unit.
Un objet spécifique de la présente invention est de prévoir un chalumeau satisfaisant les objets précédents et A specific object of the present invention is to provide a torch satisfying the preceding objects and
ayant une capacité inhérente beaucoup plus grande afin d'évi- having a much greater inherent capacity in order to avoid
ter la mise hors service en présence de retours de flamme. ter decommissioning in the presence of flashbacks.
Un autre objet de la présente invention est de pré- Another object of the present invention is to pre-
voir un mélange perfectionné de gaz combustible avec l'oxy- see an improved mixture of combustible gas with oxy-
gène,dans une gamme de pressions et de débits d'alimentation sensiblement plus vaste que la gamme obtenue dans le passé gene, in a range of pressures and feed rates significantly wider than the range obtained in the past
avec un tel chalumeau.with such a blowtorch.
Un objet général de la présente invention est de A general object of the present invention is to
satisfaire les objets précédents avec un minimum de modifica- satisfy the preceding objects with a minimum of modification
tions des structures de chalumeau existantes, avec une sim- existing torch structures, with a sim-
plicité inhérente de construction, une facilité d'entretien, inherent plicity of construction, ease of maintenance,
et sans dépense anormale.and without abnormal expense.
Les objets précédents, ainsi que d'autres objets, sont obtenus dans la présente invention dans un chalumeau comportant une cavité de mélange dans laquelle un bouchon de mélange est monté de façon amovible. Le bouchon incorpore une pluralité de canaux identiques de mélange de forme allongée, chaque canal ayant essentiellement la même longueur que dans l'art antérieur, et avec une combinaison capacité-débit de gaz égale ou supérieure aux valeurs nominales des appareils The foregoing objects, as well as other objects, are obtained in the present invention in a torch having a mixing cavity in which a mixing cap is removably mounted. The plug incorporates a plurality of identical elongated mixing channels, each channel having essentially the same length as in the prior art, and with a capacity-gas flow combination equal to or greater than the nominal values of the devices.
de l'art antérieur, un courant d'oxygène étant divisé en cou- of the prior art, an oxygen stream being divided into
rants identiques plus petits, séparés les uns des autres, qui sont fournis à des zones séparées o ils aspirent le gaz combustible dans la longueur de mélange du canal de mélange identical smaller rants, separated from each other, which are supplied to separate areas where they suck the combustible gas in the mixing length of the mixing channel
associé. Le résultat est une susceptibilité notablement ré- associated. The result is a markedly reduced susceptibility.
duite aux retours de flamme qui atteignent le bouchon de due to the flashbacks which reach the
mélange, et une susceptibilité encore plus réduite du chalu- mixture, and an even lower susceptibility of lime
meau aux pannes dues aux retours de flamme. failure due to flashbacks.
La présente invention sera bien comprise lors de The present invention will be well understood during
la description suivante faite en liaison avec les dessins ci- the following description made in conjunction with the drawings below
joints dans lesquels: La figure 1 est une vue simplifiée en élévation de côté d'un chalumeau pour le revêtement de poudre ou la pulvérisation par flamme selon la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale, à seals in which: Figure 1 is a simplified side elevation view of a torch for powder coating or flame spraying according to the present invention; Figure 2 is a longitudinal sectional view,
échelle agrandie, des détails d'un bouchon de mélange inter- enlarged scale, details of an inter-mixing cap
changeable de la figure 1, dans le contexte fragmentaire sim- changeable of figure 1, in the simple fragmentary context
plifié de la structure du corps de chalumeau; et Les figures 3 et 4 sont, respectivement, des vues of the structure of the torch body; and Figures 3 and 4 are, respectively, views
en bout gauche et droite du boulon de mélange de la figure 2. at the left and right end of the mixing bolt in figure 2.
En liaison tout d'abord avec la figure 1, la pré- Firstly in connection with FIG. 1, the pre-
sente invention est représentée dans le cas d'un pistolet de pulvérisation par flamme qui comporte un corps 10 avec une zone de mélange 11, une poignée 12 s'étendant au-dessous du corps pour en permettre la manipulation. Des raccords séparés d'alimentation en gaz combustible et en oxygène 13-14 sont prévues à l'arrière en des endroits situés verticalement à une certaine distance l'un de l'autre, ainsi qu'un autre raccord permettant le branchement d'une conduite d'un fluide sous sente invention is shown in the case of a flame spray gun which comprises a body 10 with a mixing zone 11, a handle 12 extending below the body to allow manipulation. Separate fuel gas and oxygen supply connections 13-14 are provided at the rear in places situated vertically at a certain distance from each other, as well as another connection allowing the connection of a conduct of a fluid under
pression, par exemple d'air comprimé, devant servir au mélan- pressure, for example of compressed air, to be used for mixing
ge du matériau en poudre et à son acheminement pour qu'il soit déchargé par l'extrémité d'une buse 16, le matériau en poudre étant introduit par gravité à partir d'un récipient 17 fixé ge of the powder material and its routing so that it is discharged through the end of a nozzle 16, the powder material being introduced by gravity from a container 17 fixed
de manière amovible au corps 10. Le mélange oxygène-gaz com- removably to the body 10. The oxygen-gas mixture
bustible est acheminé depuis la zone de mélange ll jusqu'à des ajutages de décharge situés à l'extrémité de la buse, par l'intermédiaire d'un système de distribution classique. La The fuel is supplied from the mixing zone II to the discharge nozzles located at the end of the nozzle, via a conventional distribution system. The
structure de pistolet représentée peut être classique, incor- pistol structure shown can be conventional, incorporated
porant en 18-19 et 20 des organes de régulation sélective des débits séparés respectifs de gaz combustible, d'oxygène et de fluide pressurisé de transport de poudre, et un autre moyen carrying in 18-19 and 20 bodies for selective regulation of the respective separate flow rates of combustible gas, oxygen and pressurized powder transport fluid, and another means
réglable représenté en 21 sert à commander le débit de la pou- adjustable shown in 21 is used to control the flow of the
dre libérée, en provenance du récipient 17, par action sur une détente 22 avec le pouce, la détente provoquant le départ et dre released, coming from the container 17, by action on a trigger 22 with the thumb, the trigger causing the departure and
l'arrêt de la circulation de poudre. La caractéristique nou- stopping the circulation of powder. The new characteristic
4. velle de la présente invention concerne la région de mélange 11 et sera maintenant décrite en détail en liaison avec les 4. of the present invention relates to the mixing region 11 and will now be described in detail in conjunction with the
figures 2, 3 et 4.Figures 2, 3 and 4.
Dans la figure 2,la zone de mélange 11 du corps 10 est représentée comme étant caractérisée intérieurement par In FIG. 2, the mixing zone 11 of the body 10 is represented as being internally characterized by
une cavité de mélange allongée comportant un alésage cylin- an elongated mixing cavity with a cylindrical bore
drique primaire 25 à l'extrémité intérieure duquel un orifice primary plate 25 at the inner end of which an orifice
central d'alimentation en oxygène est desservi,à un épaule- central oxygen supply is served, one shoulder-
ment 26, par un canal cylindrique réduit 27 sous la commande du moyen 18. Un second épaulement 28 définit l'extrémité aval de la cavité de mélange, et entre les épaulements 26 et 28, un orifice d'alimentation en gaz combustible dirigé dans le sens ment 26, by a reduced cylindrical channel 27 under the control of the means 18. A second shoulder 28 defines the downstream end of the mixing cavity, and between the shoulders 26 and 28, a fuel gas supply orifice directed into the meaning
radial est desservi par un canal similaire 29 sous la comman- radial is served by a similar channel 29 under the command
de du moyen 19. En aval de l'épaulement 28, un contre-alésage fileté s'étend jusqu'à l'extérieur du corps, et est fermé of the means 19. Downstream of the shoulder 28, a threaded counterbore extends to the outside of the body, and is closed
par un bouchon amovible 30 à joint.Le bouchon de mélange amo- by a removable cap 30 with seal.
vible, généralement cylindrique, 31 de la présente invention comporte un flasque fileté 32 avec lequel il est monté dans le contre-alésage 47, jusqu'au point de butée de l'épaulement flexible, generally cylindrical, 31 of the present invention comprises a threaded flange 32 with which it is mounted in the counterbore 47, up to the abutment point of the shoulder
aval en 26, son extrémité 33 de fourniture d'oxygène aux di- downstream at 26, its end 33 for supplying oxygen to the
mensions réduites étant reçue par coulissement dans le canal 27. Des méplats pour outil tels que la partie hexagonale 34 reduced mensions being received by sliding in the channel 27. Flats for tools such as the hexagonal part 34
à l'extrémité aval du bouchon de mélange 31 permettent le mon- at the downstream end of the mixing cap 31 allow mounting
tage et le démontage du bouchon, étant entendu qu'une cavité tage and disassembly of the cap, it being understood that a cavity
importante 35 (appelée ci-après cavité de collecteur) est dé- important 35 (hereinafter called collector cavity) is de-
finie entre les bouchons 30-31, un canal de sortie 36 permet- finished between the plugs 30-31, an outlet channel 36 allows
tant de fournir le mélange de gaz combustibles au distribu- both to supply the mixture of combustible gases to the distribu-
teur de gaz et à l'extrémité de la buse. gas and at the end of the nozzle.
Selon la présente invention, la capacité calorifique According to the present invention, the heat capacity
d'un chalumeau tel que le chalumeau en cours de description a blowtorch such as the blowtorch being described
est sensiblement plus importante que celle des chalumeaux de l'art antérieur, grâce à la présence de moyens multiples qui permettent de mélanger des courants séparés d'oxygène is significantly greater than that of the torches of the prior art, thanks to the presence of multiple means which make it possible to mix separate streams of oxygen
avec un gaz combustible, le mélange se produisant avant la dé- with a combustible gas, the mixing occurring before the
charge des courants indépendamment mélangés dans la cavité 35 load independently mixed currents in cavity 35
du collecteur pour être distribués par l'intermédiaire d'un ca- of the collector to be distributed via a ca-
nal 36 à la buse 16 du chalumeau. Dans le mode de réalisation 5. représenté, ce résultat est obtenu avec une sécurité plus nal 36 to nozzle 16 of the torch. In the embodiment 5 represented, this result is obtained with more security.
grande et une susceptibilité aux retours de flamme sensible- high and sensitive to flashbacks
ment réduite,grâce au seul bouchon de remplissage 31 et à l'effet conjugué du bouchon, de l'alésage de la cavité et des deux orifices d'alimentation en gaz 27-29. Pour faciliter la construction et la rendre plus précise, le bouchon de mélange 31 comprend de préférence une partie amont 37 et une partie aval 38 emmanchée à force ment reduced, thanks to the only filling plug 31 and the combined effect of the plug, the bore of the cavity and the two gas supply ports 27-29. To facilitate construction and make it more precise, the mixing cap 31 preferably comprises an upstream part 37 and a downstream part 38 force-fitted
dans l'extrémité 39 côté bouchon de la partie 37, dans l'alé- in the end 39 on the plug side of part 37, in the
sage 40 s'étendant le plus dans le sens axial dans l'extré- sage 40 extending most axially in the extreme
mité de la partie adjacente 38. Le reste de l'alésage 40 non bouché définit un collecteur dans lequel l'oxygène admis dans un alésage central allongé 41 de la partie 37 peut être mity from the adjacent part 38. The remainder of the unplugged bore 40 defines a manifold in which the oxygen admitted into an elongated central bore 41 of the part 37 can be
réparti uniformément en plusieurs systèmes identiques de ca- distributed evenly into several identical systems of
naux de mélange séparés et allongés 42 qui sont situés dans la partie aval 38. Les canaux de mélange 42 sont représentés comme étant au nombre de 3, comme étant situés à la même distance les uns des autres autour de l'axe du bouchon 31, separate and elongated mixing channels 42 which are situated in the downstream part 38. The mixing channels 42 are represented as being 3 in number, as being situated at the same distance from each other around the axis of the plug 31,
et tous les canaux 42 débouchent dans la cavité 35. Une gor- and all the channels 42 open into the cavity 35. A groove
ge annulaire circonférentiellement continue 43 près de l'ex- circumferentially continuous ring ge 43 near the former
trémité amont de la partie 38 sert de collecteur pour le gaz fourni en 29, la profondeur radiale de la gorge 43 coupant totalement les canaux de mélange 42. Des canaux de liaison 44 de courte longueur, alignés chacun avec l'un des canaux de mélange 42 et de diamètre inférieur à celui de ces canaux upstream end of the part 38 serves as a manifold for the gas supplied at 29, the radial depth of the groove 43 completely cutting off the mixing channels 42. Short connecting channels 44, each aligned with one of the mixing channels 42 and smaller in diameter than these channels
fournissent un courant indépendant d'oxygène à chacun des ca- provide an independent flow of oxygen to each of the
naux de mélange, par aspiration avec le gaz disponible loca- mixing facilities, by suction with locally available gas
lement dans le collecteur à gorge 43. Des joints toriques en- also in throat manifold 43. O-rings
tre le bouchon 31 et la cavité de mélange doivent au moins be the plug 31 and the mixing cavity must at least
être placés aux extrémités axiales opposées de la zone de pas- be placed at opposite axial ends of the pass zone
sage du gaz combustible entre le canal 29 et la gorge 43; dans le mode de réalisation représenté, le corps de la partie 38 du bouchon est allégé à la zone comportant la gorge 43, et par conséquent un joint 45 est prévu en aval dans la gorge circonférentielle pratiquée entre cette zone allégée et le flasque fileté 32, alors qu'un joint 46 est prévu en amont dans une gorge circonférentielle pratiquée dans la zone de 6. montage de l'extrémité 33 dans le canal 27 de fourniture d'oxygène. Compte tenu de la division des courants, et de la capacité plus grande du bouchon de mélange 31, le canal 41 d'admission d'oxygène peut être d'une capacité supérieure aux canaux de l'art antérieur, chaque canal de mélange 42 ayant sage of the combustible gas between the channel 29 and the groove 43; in the embodiment shown, the body of the part 38 of the plug is lightened in the area comprising the groove 43, and consequently a seal 45 is provided downstream in the circumferential groove formed between this lightened area and the threaded flange 32, while a seal 46 is provided upstream in a circumferential groove made in the zone 6 for mounting the end 33 in the channel 27 for supplying oxygen. Given the division of the currents, and the greater capacity of the mixing plug 31, the oxygen intake channel 41 may be of a capacity greater than the channels of the prior art, each mixing channel 42 having
une capacité inférieure à celle du canal 41 tout en permet- a capacity lower than that of channel 41 while allowing
tant un débit du même ordre que les configurations de mélan- both a flow of the same order as the mixing configurations
ge à un canal de l'art antérieur. De préférence, le rapport longueur/diamètre de chaque canal de mélange 42 est d'au ge to a prior art channel. Preferably, the length / diameter ratio of each mixing channel 42 is at least
moins 10/1, ce rapport pouvant être d'environ 15/1 pour as- minus 10/1, this ratio can be around 15/1 for as-
surer un mélange complet avant sa présence dans le collec- ensure a complete mixture before its presence in the collection
teur 35.35.
On remarquera que le dispositif de la présente in- It will be noted that the device of the present invention
vention atteint tous les objectifs définis. On a trouvé que vention achieves all defined objectives. We found that
le mélange multiple et indépendant d'oxygène et de gaz com- the multiple and independent mixture of oxygen and
bustible éliminait virtuellement les retours de flamme qui bustible virtually eliminated flashbacks
peuvent mettre le chalumeau hors d'état de fonctionner par- can put the torch out of service by
ce que les risques d'une apparition simultanée de tels re- what the risks of a simultaneous occurrence of such re-
tours de flamme dans les canaux de mélange 42 sont virtuel- flame towers in mixing channels 42 are virtual-
lement nuls. En outre, gràce au fait que la zone allégée de la partie 38 est proche de l'alésage 25, et que le corps 37 remplit presque le reste de cet alésage, il y a un volume très faible de gaz à l'arrêt du chalumeau; dans le cas o l'acétylène est utilisé comme gaz combustible, il y aura ainsi une tendance notablement réduite à l'accumulation de dépôts de carbone lors de l'arrêt, permettant des durées d'utilisation plus importantes du chalumeau sans nettoyage du bouchon 31 et de la cavité de mélange 25. On a trouvé que la capacité calorifique d'un chalumeau de dimension donnée du type indiqué ci-dessus pouvait être augmentée de plusieurs slightly zero. In addition, thanks to the fact that the lightened area of the part 38 is close to the bore 25, and that the body 37 fills almost the rest of this bore, there is a very small volume of gas when the torch stops. ; in the case where acetylene is used as combustible gas, there will thus be a markedly reduced tendency to the accumulation of carbon deposits during shutdown, allowing longer periods of use of the torch without cleaning the cap 31 and the mixing cavity 25. It has been found that the heat capacity of a torch of given size of the type indicated above could be increased by several
fois presque en conformité avec le nombre de fonctions de mé- times almost in accordance with the number of met functions
lange indépendantes assurées; par exemple, une augmentation multipliée par 3 de la sortie en thermies a été obtenue avec le dispositif décrit cidessus-'lors d'un fonctionnement en insured independent diapers; for example, an increase multiplied by 3 in the thermal output has been obtained with the device described above - during operation in
chalumeau oxyacétylénique, ce qui a permis d'obtenir des re- oxyacetylene torch, which made it possible to obtain re-
vêtements de meilleure qualité avec des matériaux nécessitant 7. better quality clothing with materials requiring 7.
davantage de chaleur.more heat.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples The present invention is not limited to the examples
de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au con- which have just been described, it is
traire susceptible de variantes et de modifications qui appa- milking subject to variations and modifications which appear
raîtront à l'homme de l'art. 8.will be understood by those skilled in the art. 8.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |