NL8501675A - Snijbrander. - Google Patents

Description

Snijbrander.

De uitvinding betreft een snijbrander, in het bijzonder voor gebruik onder water en omvattende een houder met een elektrode, bestaande uit een metalen buis met daarin een aantal uit ferrometaal bestaande staven en tenminste één uit nonferrometaal 5 bestaande staaf, en middelen voor het leveren van een elektrische stroom en een reagerend gas aan de elektrode.

Een dergelijke snijbrander is bekend uit het Duitse Offenlegungsschrift 2.323.828. De elektrode van deze bekende snijbrander heeft bij voorkeur een stalen beschermbuis met een lengte 10 van ongeveer 5,5 meter en een binnenmiddellijn van ongeveer 12, 7 millimeter. In deze buis liggen twintig ijzerdraden met een middellijn van 2,4 millimeter en een aluminium kern met een middellijn van 3 millimeter. Een dergelijke elektrode heeft een gewicht van ongeveer 60 kilogram. Ook wanneer men rekening houdt met de 15 opwaartse kracht als gevolg van de waterverplaatsing blijft nog altijd een gewicht van ongeveer 50 kilogram over. Wanneer men met een dergelijke elektrode een draagbare uitrusting voor bijvoorbeeld een duiker wil maken, komt daardoor nog het gewicht van een stroombron en het gewicht van een voorraad reagerend gas bij. De lengte 20 van de elektrode maakt het hanteren en werken met de snijbrander nog moeilijker.

De snijbrander volgens de uitvinding onderscheidt zich van de bekende snijbrander volgens het Duitse Offeiilegungs-schrift 2.323.828, doordat de stroomleveringsmiddelen bestaan 25 uit een draagbare krachtbron, welke is voorzien van een batterij en van een in een keten opgenomen middelen, die met de batterij zijn verbonden voor het leveren van een uitgangsspanning, die een veelvoud is van de batterijklemspanning, en voor het leveren van deze uitgangsspanning aan een geleider en dat de gasleverings-30 middelen bestaan uit een draagbare gashouder.

Door toepassing van deze maatregelen wordt een in zijn 8501679 ' ' - 2 - .

geheel gemakkelijk draagbare snijbrander verkregen, die ook gemakkelijk hanteerbaar is uitgevoerd en waarmee zonder enige moeite onder water kan worden gewerkt. Bij de snijbrander volgens de uitvinding kan een lichte en relatief kleine elektrode worden toegepast, 5 waarvan de lengte bij voorkeur ongeveer 18 inch (45,72 centimeter), en de middellijn 0,18 inch (4,57 millimeter) tot 0,75 inch (19,05 millimeter) bedraagt, bij voorkeur 0,375 inch (9,53 millimeter). Daardoor is de duiker onder water vrij beweegbaar en, indien nodig, alleen door een veiligheidslijn met het oppervlakteschip verbonden.

10 De draagbare snijbrander volgens de uitvinding maakt het mogelijk, werkzaamheden onder water tot op een diepte in de orde van grootte van 300 meter uit te voeren.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening met een paar uitvoeringsvoorbeelden nader worden toegelicht.

15 Fig. 1 is een gedeeltelijk zijaanzicht en een gedeel telijke doorsnede van een snijbrander met elektrode volgens de uitvinding, fig. 2 is een eindaanzicht van de elektrode volgens fig. 1, fig. 3 is een gedeeltelijk zijaanzicht en een gedeelte-20 lijke doorsnede van de elektrode volgens de figuren 1 en 2, fig. 4 is een doorsnede volgens de lijn IV-IV in fig. 3, fig. 5 komt overeen met fig. 4 en toont een andere uitvoeringsvorm van de elektrode, 25 fig. 6 toont schematisch een draagbare snijbrander met stroomleveringsmiddelen en gasleveringsmiddelen en fig. 7 toont een blokschema van de stroomleveringsmiddelen, te gebruiken bij het stelsel volgens fig. 6.

Zoals uit fig. 4 blijkt, toont de dwarsdoorsnede 30 van de elektrode een buitenmantel 10, die bestaat uit een betrekkelijk dunwandige, lichte stalen buis, die het uitwendige huis van de snij elektrode vormt, welke buis voor een belangrijk deel werkzaam is 8501675 «4 » - 3 - voor het: geleiden van elektrische stroom door de elektode. De huis 10 is voorzien van een uitwendige of isolatie 12 van elektrisch niet geleidend materiaal, dat bij voorkeur bestaat uit een kunsthars, zoals epoxy., vinyl, acryl en urethaan, welke materialen 5 werkzaam zijn als isolerende en beschermende bekleding voor de buis 10. Deze bekleding kan op eenvoudige wijze worden aangebracht door het eenvoudig wikkelen van een elektrisch niet geleidend lint op het buitenoppervlak van de buis. Deze bekleding, die een isolatie vormt, voorkomt het ongewild ontsteken aan de zijkant van de 10 elektrode, als de elektrode per ongeluk in aanraking wordt gebracht met een elektrisch geleidend, geaard deel. De bekleding of isolatie voorkomt dus het zijdelings vasthechten van de elektrode, alsmede het zijdelings vormen van een vlamboog en uitbranden.

In de buis 10 is een aantal staven 14 aangebracht, 15 welke staven bestaan uit metaal. Bepaalde staven zijn gemaakt van een ferrometaal, zoals staal, terwijl, bepaalde andere staven zijn gemaakt van een nonferrometaal of legeringen daarvan. Een gebruikelijke combinatie, die bijzonder bevredigend is gebleken, bestaat uit stalen staven en aluminium staven, waarbij de bij voorkeur 20 toegepaste verhouding van de stalen staven tot de aluminium staven ongeveer 7:1 is. De snijelektrode zal echter bevredigend werken bij verhoudingen van de stalen staven tot de aluminium staven van ongeveer 3:1 tot 10:1. Gebleken is, dat de hoogste temperaturen en de beste snijresultaten worden verkregen met een verhouding 25 van de stalen staven tot de aluminium staven van 5-7:1. Verder wordt opgemerkt, dat het aluminium kan worden vervangen door een metaal uit de groep van magnesium, titanium of legeringen van twee of meer van de metalen uit de groep van magnesium, aluminium en titanium. Aluminium verdient echter de voorkeur. Fig. 1 toont 30 de snijbrander, waarbij de bovenbeschreven elektrode kan worden gebruikt. De snijbrander is voorzien van een elektrodehouder 16 met een centraal kanaal, waarin de elektrode op de gebruikelijke wijze is opgenbmen, bijvoorbeeld zoals is beschreven in het Amerikaanse 8501675 „ y* - 4 - octrooischrift 2.417.650, terwijl verder de elektrodehouder 16 is voorzien van een handgreep 18. De houder 16 en de handgreep 18 hebben met elkaar verbonden kanalen, waardoor gas kan stromen", -dat wordt toegevoerd met een gastoevoerleiding 20. Het gas is 5 gewoonlijk zuurstof, hoewel voor bepaalde resultaten ook andere gassen kunnen worden gebruikt. Het debiet van het gas, dat aan de elektrode wordt teegevoerd, kan worden geregeld met behulp van een handgreep 22. Men de houder 16 is verder een stroomtoevoerkabel 24 verbonden, die op zijn beurt aan zijn andere einde is verbonden 10 met een krachtbron, die hierna zal worden beschreven. De elektrode wordt in de houder 16 op zijn plaats gehouden door een spantang 26 en een onderlegring 27, waarbij het gas onder druk stroomt tussen de metalen staven 14 door, die in de buis 10 zijn opgesloten en op de gebruiksplaats aan het vrije uiteinde van 15 de buis 10 wordt ontstoken. Het gas, in het bijzonder de zuurstof, wordt in langsrichting van de buis 10 langs de hartlijn van de bundel staven 14 gestuurd onder een druk tussen 2,1 kilogram per cm2 en 14 kilogram per cm*, waarbij de zuurstof door de ruimten tussen de staven stroomt.

20 De buis 10 en de staven 14 worden bij het werken met de snijbrander geheel verbruikt, dat wil zeggen .er blijven geen restanten over. De in de buis 10 opgenomen staven 14 hebben bij voorkeur een middellijn van 2,388 millimeter, hoewel ook middellijnen van 0,7874 tot 6,35 millimeter kunnen worden toegepast.

25 Een middellijn van ongeveer 2,388 millimeter verdient echter de voorkeur,. In de elektrode wordt geen vloeimiddel toegepast terwijl ook geen pakking aanwezig is tussen de stalen en aluminium staven. Het aantal aluminium staven in de elektrode kan één of meer zijn, zolang de verhouding tussen de aantallen stalen en aluminium staven, 30 die boven is beschreven, wordt aangehouden.

De middellijn van de buis 10 kan liggen tussen ongeveer 4,5.7 millimeter en 19,05 millimeter, waarbij aan een middellijn van ongeveer 9,53 millimeter de voorkeur wordt gegeven. De 8501675 ··» - 5 - dikte van de bekleding of isolatie 12 van kunsthars is niet kritisch, waarbij dikten van ongeveer 0,25 tot ongeveer 2,54 millimeter gebruikelijk zijn en voldoende zijn voor het isoleren van het buitenoppervlak van de metalen buis 10, hoewel ook dikkere bekle-5 dingen of isolatielagen kunnen worden gebruikt.

In fig. 2 is een eindaanzicht getekend van de buis 10 met de staven 14 en de bekleding of isolatie 12 van kunsthars.

Fig. 3 toont de buis 10 met de daarin gegroepeerde staven 14. De vrije uiteinden 28 en 30 van de buis 10 zijn 10 enigszins ongefelsd, om de staven in de buis 10 op te sluiten.

Gebleken is, dat.dewerking van de hierboven beschreven snijbrander kan worden verbeterd doojjhet concentreren van de stroming van het reagerende gas door de elektrode, en dat een dergelijke grotere concentratie kan worden verkregen door gebruik 15 te maken van een elektrode, die is uitgevoerd zoals in fig. 5 is getekend. De elektrode volgens fig. 5 omvat een metalen buis 40, die op zijn buitenoppervlak is voorzien van een isolerende bekleding of isolatie 41, evenals bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 4. In de buis 40 is een aantal metalen staven aanwezig, omvat-20 tende ferrometalen staven 42 en een staaf 43 van nonferrometaal, die kan bestaan uit aluminium of één van de andere genoemde materialen. De verhouding van de ferrometalen staven tot de staven van nonferrometaal kan weer' liggen in het bereik van 3:1 tot 10:1, waarbij 7:1 de voorkeur verdient.

25 Van bijzonder belang bij de uitvoeringsvorm van de elektrode volgens fig. 5 is de centrale opening of het centrale kanaal 44 in de groep staven. Dit kanaal kan worden gevormd door i het plaatsen van een centrale plug (niet getekend), die een ! middellijn heeft gelijk aan de binnenmiddellijn van de buis 40 30 min tweemaal de middellijn van één van de staven 42 of 43, waarvan de middellijnen in hoofdzaak aan elkaar gelijk zijn, in de buis, waarbij de centrale plug is omgeven van de staven 42 en 43.

De centrale plug kan na het omfelzen van de eindranden van de 8501675 - 6 - buis 40 worden verwijderd. Deze beschreren wijze van montage van de elektrode dient slechts ter verduidelijking en als voorbeeld, enjiiet als een beperking.

Met "de elektrode, voorzien van het centrale kanaal 5 44, wordt een geconcentreerde zuurstofbundel opgewekt, zonder de druk te verhogen. Deze botstende bundel of kolom gas maakt een sterkere oxydatie mogelijk en het meer doeltreffend verwijderen van slakken en kan gemakkelijk worden bereikt met de elektode-constructie volgens fig. 5. De snij snelheid van de snijbrander 10 wordt zodoende aanzienlijk vergroot zonder de stroomtoevoer of de gastoevoer te vergroten.

Een uitvoeringsvorm van een snijbranderstelsel, voorzien van een bovenbeschrevenjelektrode, is in de figuren 6 en 7 getekend, welk stelsel draagbaar is en het snijden mogelijk maakt 15 op grote diepten in de orde van grootte van 300 meter onder het wateroppervlak waarbij de duiker niet door stroom- en gas-toevoerleidingen met het oppervlakteschip behoeft te worden verbonden. Vanzelfsprekend wordt, indien nodig, wel een veiligheids-lijn toegepast. Het snijbranderstelsel volgens fig. 6 omvat een 20 elektrode 50, die losneembaar is gemonteerd in de eigenlijke snijbrander 51, voorzien van een handgreep 52 met een klep, .in hoofdzaak zoals in fig. .1- is getekend» Een elektrische geleider verbindt de elektrode 50 via de handgreep van de eigenlijke snijbrander met een volgens de uitvinding draagbaar uitgevoerde 25 krachtbroneenheid 54, die is af gedicht om binnendringen van water te voorkomen, en die is voorzien van een draagband 55. Tenslotte omvat het stelsel volgens de uitvinding een draagbare gashouder 56, die in het bijzonder zuurstof bevat en die ook kan zijn voorzien van draagbanden om op de rug van een duiker te worden gedragen. 30 De zuurstofhouder 56 is voorzien van een klep en van een koppelings-inrichting 57, waarbij de klep en de regeling daarvan van de gebruikelijke soort zijn. Een slang 58 verbindt de klep met de handbediende klep 52 in het handgreepgedeelte van de snijbrander.

8501675 m ; - 7 -

Het. voordeel van dit draagbare.snijbranderstelsel is, dat de krachtbron voldoende elektrische energie kan leveren aan de elektrode, zodat wanneer de elektrode in aanraking wordt gebracht met het te bewerken voorwerp, de ontsteking op gang wordt gebracht.

5 De zuurstof toevoer wordt dan gestart, waardoor de elektrode verder kan branden. De krachtbron 54 kan dan worden losgekoppeld en wordt niet langer gebruikt. Bij deze vorm van het snijbranderstelsel kan de krachtbron 54 betrekkelijk klein zijn, omdat deze geen onafgebroken elektrische stroom behoeft te leveren. Aan de kracht-10 broneenheid 54 kan een handbediende schakelaar 59 worden aangebracht welke schakelaar tijdelijk wordt bediend, wanneer de snijbrander moet worden ontstoken.

Het blokschema van de krachtbroneenheid 54 volgens de uitvinding is in fig. 7 getekend, volgens welke een batterij 15 60 is verbonden met een oscillatorketen 61, om daaraan elektrische energie te leveren, De oscillatorketen levert zonder stuurspanning een uitgangssignaal a£, dat in hoofdzaak c-inusoldaal is. Wanneer het snijbranderstelsel niet behoeft te worden gebruikt, kan de oscillatorketen 61 van de batterij 60 worden losgekoppeld door 20 middel van een AAN-ÜIT schakelaar 62.

De uitgang van de oscillatorketen 61 is gekoppeld met de ingang van een capacitieve spanningsvermenigvuldigerketen 63, die werkzaam is voor het vermenigvuldigen van de amplitude van de oscillatorketen 61, en het opslaan van de vermenigvuldigde ] 25 spanning in een capacitieve uitgangsketen. Eén aansluitklem van de spanningvermenigvuldigerketen 63 is verbonden met de aarde, waarbij de andere aansluitklem daarvan met een grotere spanning via een gewoonlijk open schakelaar 64 is verbonden met de geleider 63, die naar het handgreepgedeelte van de snijbrander 51 voert.

30 De schakelaar 64 is mechanisch-verbonden met een schakelaar-bedie-ningselement 59 aan de buitenkant van de krachtbron 54, zodat het indrukken daarvanjtijdelijk de schakelaar 64 sluit, waardoor de uitgang van de capacitieve spanningsvermenigvuldiger 63 met de 8501675

V

Λ - 8 - elektrode 50 kan worden verbonden.

Bij gebruik van de snijbrander voor het doorbranden van koraal, beton, bekleding van een pijpleiding of een willekeurige zeeaangroeiing is een geleidende aanzetplaat nodig, 5 bijvoorbeeld de aanzetplaat 65, die in fig. 7 is getekend. Deze aanzetplaat 65 is een eenvoudige, geaarde contactplaat, die wordt geplaatst op, naast of bij het desbetreffende werkstuk, voor het sluiten van de stroomkring. Wannea:er vrije uiteinden van de elektrode 50 in aanraking wordt gebracht met de aanzetplaat 65, 10 en wanneer het bedieningselement 59 van de schakelaar 64 wordt ingedrukt, om deze te sluiten, wordt de uitgangsspanning van de spanningsvermenigvuldiger 63 aan het uiteinde* van de elektode 50 geleverd voor het aanzetten van de ontsteking. De schakelaar 64 kan dan worden losgelaten, waarbij het snijden kan worden 15 voortgezet met de zuurstofstroom, die aan de elektrode wordt geleverd. Hoewel het niet essentieel is, dat het buitenoppervlak van de elektrode 50 bij een stelsel van deze soort is geïsoleerd, is een dergelijke isolatie voordelig, doordat het het ongewild ontsteken voorkomt op een tussenliggende plaats langs de lengte 20 van de elektrode.

850 1 67 5

Claims (2)

1. Snijbrander, in het bijzonder voor gebruik onder water en omvattende een houder met een elektrode, bestaande uit een metalen buis met daarin een aantal uit ferrometaal bestaande staven en tenminste één uit nonferrometaal bestaande staaf, en middelen voor het leveren 5 van een elektrische stroom en een reagerend gas aan de elektrode, met het kenmerk, dat de stroomleveringsmiddelen bestaan uit een draagbare krachtbron (54), welke is voorzien van een batterij (60) en van in een keten opgenomen middelen (61, 63), die met de batterij zijn verbonden voor het opwekken van een uit gangs spanning die een veel-10 voud is van de batterij spanning en voor het leveren van deze uitgangs-spanning aan een geleider (53)die met de electrode (50) in de houder (51) is verbonden en dat de gasleveringsmiddelen bestaan uit een draagbare gashouder (56). 2„ Snijbrander volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de in x 15 de keten opgenomen middelen in de krachtbron (54) handbedienbare schakelmiddelen (59, 64) omvatten voor het tot stand brengen en verbreken van de verbinding van de uitgangsspanning met de geleider (53). 3» Snijbrander volgens conclusie 2', met het kenmerk, dat de in de keten opgenomen middelen verder een oscillator (61) omvatten, die 20 met de batterij (60) is verbonden, evenals een capacitieve spannings-vermenigvuldiger (63), die met de oscillator (61) en met de schakelmiddelen (59, 64) is verbonden. tD/MR 85 0 1 6 7 5 M193-10-7-03 OCTROOIBUREAU VRIESENDORP & GAADE ANNO 1833 2514 BB ’S-GRAVENHAGE - TELEFOON 61 47 21* - Dr. KUYPERSTRAAT 6

1. Snijbrander, in het bijzonder voor gebruik onder water en omvattende een houder met een elektrode, bestaande uit een met&len buis met daarin een aantal uit ferrometaal bestaande staven en tenminste één uit nonferrometaal bestaande staaf, 5 en middelen voor het leveren van een elektrische stroom? en een reagerend gas aan de elektrode, met het kenmerk, dat de stroomleve-ringsmiddelen bestaan uit een draagbare krachtbron (54), welke is voorzien van een batterij (60) en van in een keten opgenomen middelen (61, 63), die met de batterij zijn verbonden voor het 10 leveren van een uitgangs spanning die een veelvoud is vein een batterij spanning en voor het leveren van deze uitgangs spanning aan een geleider (53) en dat de gasleveringsmiddelen bestaan uit een draagbare gashouder (56).

2. Snijbrander volgens conclusie 1, met het kenmerk, 15 dat de in de keten opgenomen middelen in de krachtbron (54) handbedienbare schakelmiddelen (59, 64) omvatten voor het tot stand brengen en verbreken van de verbinding van de uitgangsspanning met de geleider (53).

3. Snijbrander volgens conclusie 2, met het kenmerk, 20 dat de in de keten opgenomen middelen verder een oscillator (61) omvatten, die met de batterij (60) is verbonden, evenals een capacitieve spanningsvermenigvuldiger (63), die met de oscillator (61) en met de schakelmiddelen (59, 64) is verbonden. J . 8501675 OCTROOI BUR EAU VRIESENDORP & GAADE ANN01833 2514 BB ’S-GRAVENHAGE - TELEFOON 61 47 21* - Dr. KUYPERSTRAAT 6 's-Gravenhage, - ^ JU til f^35 O.A.No. 8501675-^^.^ Conclusies behorende bij de octrooiaanvrage van: fJBL ^ ff. X fl Jerome S. Brower te I 243UNB85 I Pomona, Califomië, Ver.St.v.AmeriMP·*^»*»*,*^^

2 A /jf... 1 s-Gravenhage, ' V'J*» ‘ Uw Ref.ï O.A.No. 8501675 Ned. Termijm Jerome S. Brower Aan de Octrooiraad, ___ Vooronderzoek | £ B ft £ ft te Rijswijk I 243UNI985 Inzake bovengenoemde octrooiaanvrage zend ik ü ingesloten een nieuw, stel conclusies in tweevoud, waarin in conclusie 1, regel 12, achter "geleider (53)" ter verduidelijking van de tekst, de zin "die met de electrode (50) in de houder (51) is verbonden" is 5 qpgenomen. 'Ik verzoek ü beleefd, het op 11 juni 1985 ingediende V.V.O. toe te passen op de thans ingediende nieuwe conclusies. Tevens verzoek ik ü, deze brief en de bijgaande nieuwe conclusies toe te voegen aan de ter inzage te leggen stukken. Een 10 geldbrief is bijgesloten. 1 „ _ De Gemachtigde, > Medezenden; conclusies in tweevoud geldbrief tD/MR M193-10-7-83 8501675