FR2745064A1 - Gas supply for flame cutter - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une installation de mise en oeuvre d'une flamme, du type comportant un brûleur à gaz, notamment un chalumeau. The present invention relates to an installation for implementing a flame, of the type comprising a gas burner, in particular a torch.
De nombreuses applications industrielles mettent en oeuvre une flamme nourrie par un gaz combustible, notamment des applications de soudage et d'oxycoupage. La qualité de la flamme et le rendement de celle-ci dépendent du gaz combustible avec lequel le chalumeau est alimenté. Many industrial applications use a flame fueled by a combustible gas, including welding and flame cutting applications. The quality of the flame and the efficiency of the flame depend on the combustible gas with which the torch is fed.
Dans les applications d'oxycoupage, l'acétylène permet d'obtenir des temps de préchauffage courts et une coupe rapide du métal. Cependant, ce gaz est d'un prix relativement élevé pour les applications considérées. In flame cutting applications, acetylene provides short preheating times and fast metal cutting. However, this gas is relatively expensive for the applications considered.
De plus, l'acétylène stocké en bouteilles est conditionné avec un solvant. Ce dernier risque d'être entraîné avec l'acétylène sortant de la bouteille si le débit de sortie est élevé. In addition, the acetylene stored in bottles is conditioned with a solvent. The latter may be entrained with the acetylene leaving the bottle if the output flow is high.
Le gaz naturel, constitué essentiellement de méthane, fourni par le réseau collectif de distribution est relativement bon marché. Cependant, le rendement de ce gaz est relativement médiocre. Natural gas, which consists mainly of methane, supplied by the collective distribution network is relatively cheap. However, the yield of this gas is relatively poor.
On connaît des gaz faiblement dopés dont les résultats sont médiocres dans le cas de l'alimentation d'une flamme de chauffe. Ces gaz sont par exemple des hydrocarbures dont les gaz dopants ajoutés sont dans une proportion largement inférieure à 5 %. Weakly doped gases are known whose results are poor in the case of the supply of a heating flame. These gases are for example hydrocarbons whose added dopant gases are in a proportion much less than 5%.
Par ailleurs, des mélanges de gaz, tels que les gaz dénommés "Crylène" (mélange comportant environ 73 % d'éthylène, 22 % d'acétylène et 5 % de propylène), "Tétrène" (mélange de type "MAPP" comportant environ 39% de méthylacétylène et de propadiène, 44 % de propylène et 17 % d'un mélange de butane, propane et leurs dérivés insaturés). Ces gaz sont actuellement commercialisés par
L'Air Liquide et permettent d'obtenir une flamme ayant un bon rendement pour un coût d'utilisation acceptable. Furthermore, mixtures of gases, such as the gases called "Crylene" (mixture comprising about 73% ethylene, 22% acetylene and 5% propylene), "Tetrene" (mixture of "MAPP" type comprising about 39% of methylacetylene and propadiene, 44% of propylene and 17% of a mixture of butane, propane and their unsaturated derivatives). These gases are currently marketed by
Air Liquide and allow to obtain a flame with a good performance for an acceptable cost of use.
Ces gaz sont livrés en vrac par camion et stockés sous forme liquide dans des réservoirs permanents, pour les grands consommateurs. Le tétrène peut également être livré et stocké en bouteilles. These gases are delivered in bulk by truck and stored in liquid form in permanent tanks, for large consumers. Tetena can also be delivered and stored in bottles.
Ces modes de distribution présentent des inconvénients. Le conditionnement en bouteilles nécessite pour l'utilisateur une bonne gestion du stock de bouteilles et des approvisionnements planifiés. La livraison par camion nécessite également un approvisionnement régulier et impose la présence de réservoirs de grande contenance sur le lieu d'utilisation, ce qui présente des dangers. These distribution modes have disadvantages. Bottle packaging requires the user to manage the stock of bottles and planned supplies. Delivery by truck also requires a regular supply and imposes the presence of large tanks at the place of use, which presents dangers.
Dans le cas d'un mélange de gaz soutiré d'un stockage de gaz liquéfié, qu'il s'agisse de bouteille ou de réservoir, la composition du mélange dans le stockage varie au cours du soutirage. En effet, sauf en cas de mélanges sophistiqués tels que le "Crylène" et le "Tétrène", les tensions de vapeur saturante de chaque gaz du mélange étant différentes, la composition du mélange en phase vapeur est différente de celle du mélange en phase liquide. Ceci conduit à une modification progressive de la composition du mélange en sortie du stockage. In the case of a gas mixture withdrawn from a liquefied gas storage, whether bottle or tank, the composition of the mixture in the storage varies during racking. In fact, except in the case of sophisticated mixtures such as "Crylene" and "Tétrène", the saturation vapor pressures of each gas of the mixture being different, the composition of the mixture in the vapor phase is different from that of the liquid phase mixture. . This leads to a gradual change in the composition of the mixture at the outlet of the storage.
La présente invention a pour but d'apporter une solution au problème de l'alimentation d'un brûleur en gaz combustible, ne présentant pas les inconvénients mentionnés ci-dessus, et qui permette un fonctionnement du brûleur avec un rendement acceptable pour un coût modéré. The present invention aims to provide a solution to the problem of feeding a burner fuel gas, does not have the disadvantages mentioned above, and which allows operation of the burner with acceptable performance for a moderate cost .
A cet effet, l'invention a pour objet une installation de mise en oeuvre d'une flamme, du type précité, caractérisée en ce qu'elle comporte, en amont dudit brûleur, un mélangeur dont la sortie est reliée à un conduit d'alimentation dudit brûleur en combustible, ce mélangeur comportant une entrée reliée à un réseau collectif d'alimentation en gaz combustible, et une autre entrée reliée à un stockage local de gaz dopant. For this purpose, the subject of the invention is an installation for implementing a flame, of the aforementioned type, characterized in that it comprises, upstream of said burner, a mixer whose output is connected to a duct. supplying said burner with fuel, said mixer comprising an input connected to a collective network supplying fuel gas, and another input connected to a local storage of doping gas.
Suivant des modes particuliers de réalisation, l'installation peut présenter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes
- le réseau collectif d'alimentation en gaz est un réseau d'alimentation en gaz naturel
- le mélangeur comporte plusieurs entrées de gaz dopant, reliées à des stockages locaux de gaz dopants différents
- le mélangeur comporte des moyens de réglage de la composition du mélange en gaz issu du réseau et en gaz dopant
- le ou un gaz dopant est un gaz conditionné en bouteilles, notamment de l'acétylène
- le ou un gaz dopant est un gaz conditionné sous forme liquide dans un réservoir
- le mélangeur est tel que le ou les gaz dopants ajoutés forment en sortie au moins 10 g du mélange
- le ou un gaz dopant est un gaz comportant une chaîne carbonée à liaison multiple, notamment de l'éthylène ou de l'acétylène
- le ou un gaz dopant est de l'hydrogène ; et
- ledit gaz dopant est du "Crylène" et/ou du "Tétrène
- le mélangeur intègre un dispositif à effet venturi permettant d'accroître la pression du mélange à la sortie du mélangeur en utilisant la surpression du gaz dopant
L'invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre d'une flamme, notamment pour l'oxycoupage, caractérisé en ce que
- on prélève un gaz combustible d'un réseau collectif
- on prélève un gaz de dopage d'un stockage local ;
- on mélange "in situ" les deux gaz dans une proportion prédéterminée ; et
- on fait brûler le mélange.According to particular embodiments, the installation may have one or more of the following characteristics
- the collective gas supply network is a natural gas supply network
the mixer comprises a plurality of doping gas inlets, connected to local storage of different doping gases
the mixer comprises means for adjusting the composition of the mixture of gas from the network and doping gas
the or a doping gas is a gas conditioned in bottles, in particular acetylene
the or a doping gas is a gas conditioned in liquid form in a reservoir
the mixer is such that the added dopant gas (s) form at the exit at least 10 g of the mixture
or the doping gas is a gas comprising a multi-link carbon chain, in particular ethylene or acetylene
the or a doping gas is hydrogen; and
said doping gas is "Crylene" and / or "Tetrene"
the mixer incorporates a device with a venturi effect making it possible to increase the pressure of the mixture at the outlet of the mixer by using the overpressure of the doping gas
The subject of the invention is also a process for implementing a flame, in particular for flame cutting, characterized in that
- a combustible gas is collected from a collective network
a doping gas is taken from a local storage;
the two gases are mixed "in situ" in a predetermined proportion; and
- the mixture is burned.
Dans le cas de l'oxycoupage, dans un mode de mise en oeuvre de ce procédé, on réduit le débit du gaz dopant, par rapport au débit du gaz du réseau, à l'issue de la phase de préchauffage. In the case of flame cutting, in one embodiment of this method, the flow rate of the doping gas, with respect to the network gas flow, is reduced at the end of the preheating phase.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels
- la figure 1 est une vue schématique d'une installation selon l'invention, mettant en oeuvre un unique gaz dopant ; et
- la figure 2 est une vue schématique d'une installation selon l'invention, mettant en oeuvre plusieurs gaz dopants différents.The invention will be better understood on reading the description which will follow, given solely by way of example and with reference to the drawings on which
- Figure 1 is a schematic view of an installation according to the invention, implementing a single doping gas; and
- Figure 2 is a schematic view of an installation according to the invention, implementing several different doping gases.
L'installation représentée sur la figure 1 comporte essentiellement un brûleur 10, par exemple un chalumeau, et un mélangeur 12, alimenté d'une part par une dérivation du réseau collectif 14 d'alimentation en gaz naturel et d'autre part par un stockage local 16 de gaz dopant. The installation shown in FIG. 1 essentially comprises a burner 10, for example a torch, and a mixer 12, supplied on the one hand by a bypass of the collective network 14 for supplying natural gas and on the other hand by a storage device. local 16 doping gas.
Le chalumeau 10 est par exemple un chalumeau d'oxycoupage, dont les moyens d'alimentation en oxygène ne sont pas représentés. The torch 10 is for example an oxycutting torch, whose oxygen supply means are not shown.
Tel que représenté, une première entrée du mélangeur 12 est reliée par une conduite 18 au réseau collectif d'alimentation 14. Ce réseau assure une alimentation en gaz naturel, essentiellement du méthane, à faible coût. As shown, a first input of the mixer 12 is connected by a pipe 18 to the collective supply network 14. This network provides a supply of natural gas, mainly methane, low cost.
La seconde entrée du mélangeur 12 est reliée aux moyens de stockage 16 par une conduite 20. Les moyens de stockage 16 sont constitués par exemple par une bouteille ou un cadre d'acétylène, ou encore par un réservoir permanent de gaz combustible liquide qui est réapprovisionné périodiquement par camion. Ces moyens de stockage sont prévus sur le site même d'utilisation du chalumeau, par exemple un laboratoire, un chantier, un atelier ou une usine. The second inlet of the mixer 12 is connected to the storage means 16 by a pipe 20. The storage means 16 are constituted for example by a bottle or an acetylene frame, or by a permanent reservoir of liquid fuel gas which is replenished periodically by truck. These storage means are provided on the same site of use of the torch, for example a laboratory, a building site, a workshop or a factory.
Le mélangeur 12 comporte en entrée des moyens 18A, 20A de réglage des débits des deux gaz, auxquels sont directement reliées les conduites 18 et 20, respectivement. Ces moyens de réglage de débit sont formés par exemple par des vannes manuelles ou motorisées. Les sorties des moyens de réglage 18A, 20A sont reliées à des moyens de mélange 22 prévus dans le mélangeur 12. Ces moyens de mélange peuvent être formés par la réunion des conduits de sortie des moyens de réglage 18A, 20A en un conduit unique, ou par tout autre moyen approprié plus complexe. The mixer 12 comprises input means 18A, 20A for controlling the flow rates of the two gases, to which are directly connected the lines 18 and 20, respectively. These flow control means are formed for example by manual or motorized valves. The outputs of the adjustment means 18A, 20A are connected to mixing means 22 provided in the mixer 12. These mixing means can be formed by joining the outlet ducts of the adjustment means 18A, 20A in a single duct, or by any other appropriate means more complex.
La sortie des moyens de mélange 22 est reliée par une conduite 24 à l'alimentation en gaz combustible du chalumeau 10. The output of the mixing means 22 is connected by a pipe 24 to the fuel gas supply of the torch 10.
Le mélangeur 12 assure le mélange du méthane issu du réseau collectif et de l'acétylène issu des moyens de stockage locaux 16. Ainsi, le chalumeau 10 est alimenté en un mélange de gaz combustibles à rendement élevé préparé directement sur le site d'utilisation. The mixer 12 ensures the mixing of the methane from the collective network and the acetylene from the local storage means 16. Thus, the torch 10 is fed with a mixture of high efficiency combustible gases prepared directly at the site of use.
Les moyens de réglage 18A et 20A permettent un réglage de la composition du mélange combustible avec lequel est alimenté le chalumeau. Ainsi, l'opérateur peut déterminer la composition du mélange souhaité afin d'obtenir un rendement optimal de la flamme. The adjustment means 18A and 20A allow adjustment of the composition of the fuel mixture with which the torch is fed. Thus, the operator can determine the composition of the desired mixture to obtain optimum flame performance.
A cet effet, les moyens de réglage 18A, 20A peuvent etre commandés directement depuis le chalumeau 10 par tout type de moyens de commande à distance non représenté. L'opérateur peut ainsi faire varier la composition du mélange en fonction des différentes phases du travail qu'il est en train d'effectuer. En particulier, dans le cas de l'oxycoupage, la proportion du gaz dopant peut être accrue pendant la phase de préchauffage, puis réduite lors de la phase de coupe. For this purpose, the adjustment means 18A, 20A can be controlled directly from the torch 10 by any type of remote control means not shown. The operator can thus vary the composition of the mixture depending on the different phases of the work he is doing. In particular, in the case of oxycutting, the proportion of the doping gas can be increased during the preheating phase and then reduced during the cutting phase.
On comprend qu'avec une telle installation, il est possible de profiter des avantages de l'utilisation d'un gaz à fort rendement à un coût modéré et avec une gestion simplifiée. It is understood that with such an installation, it is possible to enjoy the benefits of using a gas with high efficiency at a moderate cost and with simplified management.
Par ailleurs, les problèmes de stockage de bouteilles ou en réservoir sont partiellement résolus puisque seul le gaz dopant doit être stocké. Ainsi, les dimensions de l'aire de stockage des gaz peuvent être réduites, permettant d'améliorer la sécurité de l'établissement. In addition, problems of storage of bottles or tanks are partially solved since only the doping gas must be stored. Thus, the dimensions of the gas storage area can be reduced, making it possible to improve the safety of the establishment.
Sur la figure 2 est représentée une variante de réalisation d'une installation selon l'invention. Comme précédemment, cette installation comporte un chalumeau 40 et un mélangeur 42 dont l'une des entrées est reliée au réseau collectif 44 d'alimentation en gaz naturel. Dans cette variante de réalisation, le mélangeur 42 comporte en plus de l'entrée du gaz naturel, trois entrées distinctes pour des gaz dopants différents. In Figure 2 is shown an alternative embodiment of an installation according to the invention. As before, this installation comprises a torch 40 and a mixer 42, one of whose inputs is connected to the collective network 44 for supplying natural gas. In this variant embodiment, the mixer 42 comprises, in addition to the natural gas inlet, three separate inputs for different doping gases.
Tel que représenté, trois récipients de stockage de gaz dopants différents 46, 48, 50 sont prévus et sont reliés par des conduites notées respectivement 52, 54 et 56 à trois entrées distinctes du mélangeur 42. Comme précédemment, des moyens de réglage des débits, notés respectivement 52A, 54A et 56A, sont prévus en entrée du mélangeur 42. De même, des moyens de réglage 58 du débit de gaz naturel issu d'un piquage 60 sur le réseau collectif 44 d'alimentation sont prévus pour le gaz naturel. As shown, three different dopant gas storage containers 46, 48, 50 are provided and are connected by pipes denoted respectively 52, 54 and 56 to three separate inputs of the mixer 42. As previously, flow control means, noted respectively 52A, 54A and 56A, are provided at the input of the mixer 42. Similarly, adjustment means 58 of the natural gas flow from a tapping 60 on the collective supply network 44 are provided for the natural gas.
Les sorties des moyens 52A, 54A, 56A, 58 de réglage des débits sont reliées à des moyens de mélange 62, dont la sortie unique est reliée au chalumeau 40 par une conduite souple 64. The outlets of the flow control means 52A, 54A, 56A, 58 are connected to mixing means 62, the single outlet of which is connected to the torch 40 by a flexible pipe 64.
On conçoit qu'avec une telle installation, il est possible, en fonction des applications du chalumeau de changer la composition du mélange utilisé pour l'alimentation de celui-ci. En particulier, des dopants différents, ou des mélanges de ces dopants, en combinaison avec le gaz naturel issu du réseau 44, peuvent être mis en oeuvre. It is conceivable that with such an installation, it is possible, depending on the applications of the torch to change the composition of the mixture used for feeding it. In particular, different dopants, or mixtures of these dopants, in combination with the natural gas from the network 44, can be implemented.
Comme précédemment, la composition du mélange combustible peut être modifiée manuellement avant l'utilisation ou au cours de l'utilisation du chalumeau. As before, the composition of the fuel mixture can be manually modified before use or during use of the torch.
En outre, les moyens de réglage 52A, 54A, 56A et 58 peuvent également être formés par des vannes motorisées commandées par des moyens de pilotage, assurant un réglage automatique de la composition du mélange en fonction d'un programme prédéterminé, prenant en compte par exemple les phases successives d'utilisation du chalumeau 40 dans un procédé de coupe automatisé d'une pièce. In addition, the adjustment means 52A, 54A, 56A and 58 may also be formed by motorized valves controlled by control means, ensuring an automatic adjustment of the composition of the mixture according to a predetermined program, taking into account by example the successive phases of use of the torch 40 in an automated cutting process of a room.
On conçoit qu'une telle installation peut être étendue à l'utilisation de plusieurs chalumeaux, en multipliant le nombre des mélangeurs, chacun de ceux-ci étant relié en parallèle sur le réseau collectif d'alimentation en gaz naturel, et sur le ou chaque stockage de gaz dopant. It is conceivable that such an installation can be extended to the use of several torches, by multiplying the number of mixers, each of which is connected in parallel to the collective natural gas supply network, and on the or each storage of doping gas.
Par ailleurs, le gaz dopant peut être tout autre type de gaz combustible que l'acétylène, par exemple du "Crylène", du "Tétrène" ou plus largement un mélange de type "MAPP". Furthermore, the doping gas may be any other type of fuel gas than acetylene, for example "Crylene", "Tetrene" or more broadly a mixture of "MAPP" type.
Toutefois, il est intéressant, si le gaz distribué par le réseau est du méthane, d'utiliser un gaz dopant comportant une chaîne carbonée à liaison multiple tel que de l'éthylène ou de l'acétylène. Dans le cadre de l'oxycoupage, un tel mélange permet d'obtenir une flamme carburante qui compense la décarburation locale du métal bordant la saignée. However, it is interesting, if the gas distributed by the network is methane, to use a doping gas comprising a multi-linked carbon chain such as ethylene or acetylene. In the context of oxycutting, such a mixture makes it possible to obtain a fuel flame which compensates for the local decarburization of the metal bordering the kerf.
De manière générale, il convient dans une installation telle que décrite précédemment de mélanger un gaz de puissance spécifique faible et/ou à température de flamme basse, fourni par le réseau, avec un ou plusieurs gaz de puissance spécifique élevée et/ou à température de flamme élevée, ajouté en tant que gaz dopant. In general, it is appropriate in a plant as described above to mix a gas with a low specific power and / or a low flame temperature, supplied by the network, with one or more gases of high specific power and / or at a temperature of high flame, added as a doping gas.
Deux exemples montrant l'intérêt de l'ajout d'acétylène à du méthane dans des applications de coupage vont maintenant être décrits. Two examples showing the advantage of adding acetylene to methane in cutting applications will now be described.
Exemple 1
Un premier essai a porté sur l'évolution du temps d'amorçage en pleine tôle pour un chalumeau coupeur en fonction de la proportion d'acétylène dans le mélange d'alimentation.Example 1
A first test focused on the evolution of the initiation time in full sheet for a cutting torch according to the proportion of acetylene in the feed mixture.
Les essais ont été menés avec un chalumeau "Pyrosaf 400C" muni d'une tête de coupe "Mach 3S" de calibre 10/10. Ce matériel est commercialisé en France par la société SAF (Soudure Autogène Française). The tests were conducted with a "Pyrosaf 400C" torch fitted with a "Mach 3S" cutting head of 10/10 caliber. This material is marketed in France by SAF (Soudure Autogène Française).
Les essais ont porté sur la découpe de tôles préalablement sablées de 20 mm d'épaisseur. The tests focused on cutting pre-sanded sheets 20 mm thick.
Les dimensions des éprouvettes étaient de 100 mm x 100 mm. La pression d'oxygène de coupe a été fixée à 5 bars relatifs et la pureté de l'oxygène de coupe utilisé était supérieure à 99,9 %. The dimensions of the test pieces were 100 mm x 100 mm. The cutting oxygen pressure was set at 5 bar relative and the purity of the cutting oxygen used was greater than 99.9%.
Les éprouvettes avant essai étaient à la température ambiante, comprise entre 10 et 15"C. The test pieces before testing were at room temperature, between 10 and 15 ° C.
La mesure a porté sur le temps d'amorçage, c'està-dire le temps nécessaire pour amener la tôle à la température de coupe (environ 1300ex) depuis la température ambiante. The measurement concerned the priming time, ie the time required to bring the sheet to the cutting temperature (approximately 1300ex) from the ambient temperature.
La température de coupe étant difficile à définir, le temps d'amorçage est défini expérimentalement comme étant le temps de chauffe minimal ayant permis d'obtenir une amorce de coupe de la tôle lors de l'apport d'oxygène de coupe. Pour déterminer le temps d'amorçage, on procède à une série d'essais au cours desquels on chauffe avec un même mélange de gaz des éprouvettes initialement à la température ambiante pendant des périodes de temps différentes. Immédiatement après la chauffe, on fournit chaque fois de l'oxygène de coupe. Le temps d'amorçage est la période de temps minimale ayant donné lieu à un amorçage, ctest-à-dire à un début de combustion de l'éprouvette dans le jet d'oxygène. As the cutting temperature is difficult to define, the priming time is defined experimentally as the minimum heating time which has made it possible to obtain a cutting primer of the sheet during the supply of cutting oxygen. In order to determine the initiation time, a series of tests are carried out during which samples are heated with the same gas mixture initially at room temperature for different periods of time. Immediately after the heating, oxygen is provided each time cutting. The priming time is the minimum period of time which has given rise to priming, i.e., beginning of combustion of the specimen in the oxygen jet.
Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau 1 qui suit. The results obtained are recorded in Table 1 which follows.
La grandeur A correspond au rapport de consommation, c'est-à-dire le débit d'oxygène de chauffe ramené au débit de combustible. The quantity A corresponds to the consumption ratio, that is to say the heating oxygen flow rate brought back to the fuel flow rate.
TABLEAU I
TABLE I
<tb> ; <SEP> 2 <SEP> <SEP> Débit <SEP> Débit <SEP> Débit <SEP> A <SEP> Hauteur <SEP> Temps <SEP> Gain <SEP> de
<tb> <SEP> C2H2 <SEP> CH4 <SEP> C2H2 <SEP> O2 <SEP> buse/tle <SEP> d'amorçage <SEP> temps
<tb> <SEP> (l/h) <SEP> (l/h) <SEP> (I/h) <SEP> (mm) <SEP> (sec) <SEP> (%) <SEP>
<tb> <SEP> 0 <SEP> 300 <SEP> - <SEP> <SEP> 480 <SEP> 1,6 <SEP> 5,5 <SEP> 75 <SEP> <SEP> - <SEP>
<tb> <SEP> 5 <SEP> 285 <SEP> 15 <SEP> 473 <SEP> 1,58 <SEP> 5,3 <SEP> 65 <SEP> 13
<tb> <SEP> 10 <SEP> 270 <SEP> 30 <SEP> 465 <SEP> 1,55 <SEP> 5 <SEP> 60 <SEP> 20
<tb> <SEP> 15 <SEP> 255 <SEP> 45 <SEP> 458 <SEP> 1,53 <SEP> 4,6 <SEP> 55 <SEP> 26
<tb> <SEP> 20 <SEP> 240 <SEP> 60 <SEP> 450 <SEP> 1,5 <SEP> 4,3 <SEP> 50 <SEP> 33
<tb> <SEP> 25 <SEP> 225 <SEP> 75 <SEP> 443 <SEP> 1,48 <SEP> 4 <SEP> 45 <SEP> 40
<tb>
On constate que le temps d'amorçage est inversement proportionnel à la teneur en acétylène du mélange.<tb>;<SEP> 2 <SEP><SEP> Flow <SEP> Flow <SEP> Flow <SEP> A <SEP> Height <SEP> Time <SEP> Gain <SEP> of
<tb><SEP> C2H2 <SEP> CH4 <SEP> C2H2 <SEP> O2 <SEP> Nozzle <SEP> Start Time <SEP> Time
<tb><SEP> (l / h) <SEP> (l / h) <SEP> (I / h) <SEP> (mm) <SEP> (sec) <SEP> (%) <SEP>
<tb><SEP> 0 <SEP> 300 <SEP> - <SEP><SEP> 480 <SEP> 1.6 <SEP> 5.5 <SEP> 75 <SEP><SEP> - <SEP>
<tb><SEP> 5 <SEP> 285 <SEP> 15 <SEP> 473 <SEP> 1.58 <SE> 5.3 <SE> 65 <SEP> 13
<tb><SEP> 10 <SEP> 270 <SEP> 30 <SEP> 465 <SEP> 1.55 <SEP> 5 <SEP> 60 <SEP> 20
<tb><SEP> 15 <SEP> 255 <SEP> 45 <SEP> 458 <SEP> 1.53 <SEW> 4.6 <SEP> 55 <SEP> 26
<tb><SEP> 20 <SEP> 240 <SEP> 60 <SEP> 450 <SEP> 1.5 <SEP> 4.3 <SEP> 50 <SEP> 33
<tb><SEP> 25 <SEP> 225 <SEP> 75 <SEP> 443 <SEP> 1.48 <SEP> 4 <SEP> 45 <SEP> 40
<Tb>
It is found that the priming time is inversely proportional to the acetylene content of the mixture.
En particulier, un gain de temps de 40 % est constaté pour un mélange composé à 75 t de méthane et à 25 % d'acétylène.In particular, a time saving of 40% is observed for a mixture composed of 75 t of methane and 25% of acetylene.
Exemple 2
Un second essai a porté sur l'évolution du temps de coupe d'une tige d'acier d'un diamètre de 3,2 mm en fonction de la proportion d'acétylène dans le mélange d'alimentation. Example 2
A second test examined the evolution of the cutting time of a steel rod with a diameter of 3.2 mm as a function of the proportion of acetylene in the feed mixture.
Le même matériel que dans l'exemple 1 a été utilisé. Le dard a été chaque fois déplacé tangentiellement à la tige d'acier. Deux séries d'expériences ont été réalisées avec des débits de combustible respectivement égaux à 40 l/h et 60 l/h. The same material as in Example 1 was used. The dart has been moved tangentially to the steel rod. Two series of experiments were carried out with fuel flow rates respectively equal to 40 l / h and 60 l / h.
Les résultats correspondants ont été consignés respectivement dans les tableaux II et III suivants
TABLEAU II
The corresponding results have been recorded respectively in the following tables II and III
TABLE II
<tb> <SEP> Débit <SEP> Débit <SEP> Débit <SEP> A <SEP> Temps <SEP> de <SEP> Gain <SEP> de
<tb> C2H2 <SEP> CH4 <SEP> C2H2 <SEP> 0z <SEP> coupe <SEP> moyen <SEP> temps
<tb> <SEP> (I/h) <SEP> (l/h) <SEP> (I/h) <SEP> (sec) <SEP> (t) <SEP>
<tb> <SEP> O <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 64 <SEP> 1,6 <SEP> 12,3 <SEP> - <SEP>
<tb> <SEP> 5 <SEP> 38 <SEP> 2 <SEP> 63 <SEP> 1,58 <SEP> 11,2 <SEP> 9
<tb> 10 <SEP> 36 <SEP> 4 <SEP> 62 <SEP> 1,55 <SEP> 10,9 <SEP> 11
<tb> 15 <SEP> 34 <SEP> 6 <SEP> 61 <SEP> 1,53 <SEP> 10,8 <SEP> 12
<tb> 20 <SEP> 32 <SEP> 8 <SEP> 60 <SEP> 1,5 <SEP> 10,2 <SEP> 17
<tb> 25 <SEP> 1 <SEP> <SEP> 30 <SEP> 10 <SEP> 59 <SEP> 1,48 <SEP> 9,5 <SEP> 23
<tb>
TABLEAU III
<tb><SEP> Flow <SEP> Flow <SEP> Flow <SEP> A <SEP> Time <SEP> of <SEP> Gain <SEP> of
<tb> C2H2 <SEP> CH4 <SEP> C2H2 <SEP> 0z <SEP> cut <SEP> mean <SEP> time
<tb><SEP> (I / h) <SEP> (l / h) <SEP> (I / h) <SEP> (sec) <SEP> (t) <SEP>
<tb><SEP> O <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 64 <SEP> 1.6 <SEP> 12.3 <SEP> - <SEP>
<tb><SEP> 5 <SEP> 38 <SEP> 2 <SEP> 63 <SEP> 1.58 <SEP> 11.2 <SEP> 9
<tb> 10 <SEP> 36 <SEP> 4 <SEP> 62 <SEP> 1.55 <SEP> 10.9 <SEP> 11
<tb> 15 <SEP> 34 <SEP> 6 <SEP> 61 <SEP> 1.53 <SEP> 10.8 <SEP> 12
<tb> 20 <SEP> 32 <SEP> 8 <SEP> 60 <SEP> 1.5 <SEP> 10.2 <SEP> 17
<tb> 25 <SEP> 1 <SEP><SEP> 30 <SEP> 10 <SEP> 59 <SE> 1.48 <SEP> 9.5 <SEP> 23
<Tb>
TABLE III
<SEP> t <SEP> Débit <SEP> Débit <SEP> Débit <SEP> A <SEP> Tempos <SEP> de <SEP> Gain <SEP> de
<tb> CH4 <SEP> CH4 <SEP> C2H2 <SEP> 02 <SEP> coupe <SEP> moyen <SEP> temps
<tb> <SEP> (l/h) <SEP> (1/h) <SEP> (l/h) <SEP> (sec) <SEP> (%) <SEP>
<tb> <SEP> o <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 96 <SEP> 1,6 <SEP> 9,1 <SEP> - <SEP>
<tb> <SEP> 5 <SEP> 57 <SEP> 3 <SEP> 94,5 <SEP> 1,58 <SEP> 8,8 <SEP> 3
<tb> <SEP> 10 <SEP> 54 <SEP> 6 <SEP> 93 <SEP> 1,55 <SEP> 8,5 <SEP> 7
<tb> <SEP> 15 <SEP> 51 <SEP> 9 <SEP> 91,5 <SEP> 1,53 <SEP> 8,2 <SEP> 10
<tb> 20 <SEP> 48 <SEP> 12 <SEP> 90 <SEP> 1,5 <SEP> 7,3 <SEP> 20
<tb> <SEP> 25 <SEP> 45 <SEP> 15 <SEP> 88,5 <SEP> 1,48 <SEP> 7,1 <SEP> 22
<tb>
Dans les deux cas, on constate une réduction importante du temps de coupe lors d'un ajout d'acétylène.<SEP> t <SEP> Flow <SEP> Flow <SEP> Flow <SEP> A <SEP> Tempos <SEP> of <SEP> Gain <SEP> of
<tb> CH4 <SEP> CH4 <SEP> C2H2 <SEP> 02 <SEP> cut <SEP> mean <SEP> time
<tb><SEP> (l / h) <SEP> (1 / h) <SEP> (l / h) <SEP> (sec) <SEP> (%) <SEP>
<tb><SEP> o <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 96 <SEP> 1.6 <SEP> 9.1 <SEP> - <SEP>
<tb><SEP> 5 <SEP> 57 <SEP> 3 <SEP> 94.5 <SEP> 1.58 <SEP> 8.8 <SEP> 3
<tb><SEP> 10 <SEP> 54 <SEP> 6 <SEP> 93 <SEP> 1.55 <SEP> 8.5 <SEP> 7
<tb><SEP> 15 <SEP> 51 <SEP> 9 <SEP> 91.5 <SEP> 1.53 <SEP> 8.2 <SEP> 10
<tb> 20 <SEP> 48 <SEP> 12 <SEP> 90 <SEP> 1.5 <SEP> 7.3 <SEP> 20
<tb><SEP> 25 <SEP> 45 <SEP> 15 <SEP> 88.5 <SEP> 1.48 <SEP> 7.1 <SEP> 22
<Tb>
In both cases, there is a significant reduction in the cutting time during an acetylene addition.
La réduction constatée est de l'ordre de 25 * pour un mélange constitué à 75 % de méthane et à 25 % d'acétylène.The reduction observed is of the order of 25% for a mixture consisting of 75% methane and 25% acetylene.
Par ailleurs, le gaz dopant peut également être un gaz ne comportant pas d'atome de carbone, de l'hydrogène par exemple. L'hydrogène ajouté au méthane donne des résultats intéressants dans des applications de polissage et de glaçage à la flamme. In addition, the doping gas may also be a gas that does not contain a carbon atom, for example hydrogen. Hydrogen added to methane gives interesting results in polishing and flame glazing applications.
D'autre part, le mélangeur qu'il comporte une ou plusieurs entrées pour des gaz dopants peut être commandé automatiquement par un dispositif de télécommande adapté commandé par un système de gestion d'une installation de fourniture de gaz, tel que les systèmes "TELEFLO" et "DATAL" proposés par l'Air Liquide. On the other hand, the mixer that it comprises one or more inputs for doping gases can be controlled automatically by a suitable remote control device controlled by a management system of a gas supply installation, such as "TELEFLO" systems. "and" DATAL "offered by Air Liquide.
En outre, dans le cas où la pression du gaz issu du réseau collectif d'alimentation est faible, il est possible d'accroître la pression du mélange à la sortie du mélangeur en intégrant à celui-ci un dispositif à effet venturi. Dans ce cas, la surpression du gaz dopant est utilisée pour compenser la faible pression relative du gaz fourni par le réseau. In addition, in the case where the gas pressure from the collective supply network is low, it is possible to increase the pressure of the mixture at the mixer outlet by integrating thereto a device venturi effect. In this case, the overpressure of the doping gas is used to compensate for the low relative pressure of the gas supplied by the network.
Dans un tel dispositif à effet venturi, le conduit principal dans lequel est acheminé le gaz dopant comporte un tronçon de section réduite sur une faible longueur. Ce tronçon est formé par un convergent suivi d'un divergent. Dans le convergent de ce tronçon de section réduite en considérant le sens de circulation débouche un conduit axial d'alimentation en gaz issu du réseau. In such a device venturi effect, the main conduit in which the doping gas is conveyed comprises a section of reduced section over a short length. This section is formed by a convergent followed by a divergent one. In the convergent portion of this section of reduced section considering the direction of flow opens an axial conduit for supplying gas from the network.
La description qui précède fait référence à un réseau collectif de distribution, et en particulier à un réseau communal ou régional de distribution. Bien entendu, l'invention s'applique également à un réseau local propre à une entreprise, à un site industriel, ou encore à un atelier. De plus, le gaz distribué par le réseau peut être différent du méthane. I1 peut être constitué par exemple de propane, de butane, ou de propylène. The foregoing description refers to a collective distribution network, and in particular to a communal or regional distribution network. Of course, the invention also applies to a local network specific to a company, an industrial site or a workshop. In addition, the gas distributed by the network may be different from methane. It may consist for example of propane, butane, or propylene.
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FR2745064B1 (en) | 1998-04-30 |
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