NO823747L - Lysbue for karbon-luft-bueprosesser - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en brenner som er hensikts-messig spesielt, men ikke utelukkende ved en luft-karbon-buebrenningsprosess. En slik prosess eller metode for fjer-ing av metall innbefatter at det slås en bue mellom en karbonelektrode og et arbeidsstykke. Dette danner en dam av srnel-^ tet metall som blåses fra arbeidsstykkets overflate av luft-stråler som rettes langs elektrodens lengde. Luftstrålene har også en tendens til å kjøle elektroden. Denne metode kan fjerne metall med meget høye hastigheter og benyttes vid-strakt i stålstøpeindustrien. Uheldigvis medfører metoden mye støy, varme og røk. På grunn av at luftstrålene ikke kjøler tilstrekkelig, befinner elektroden seg ved en meget høy temperatur og har en tendens til å brytes ned meget hur-tig. Av denne grunn må elektroden gis en høy beskyttelse på bekostning av driften.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret brenner med det formål som er angitt og som reduserer eller unngår ulempene som er antydet oven-for .

I henhold til et trekk ved oppfinnelsen er det til-veiebragt en brenner som omfatter en langstrakt elektrode i en holder for denne samt innretninger for dannelse av en strøm av gass, i hvert fall ved spissen av elektroden, og hvor det er anordnet gasstyreinnretninger for å gi en i det vesentlige ringformet strøm av gass langs elektroden.

Gasstyreinnretningen er fortrinnsvis en venturilignende injektor som er plassert rundt en del av lengden til elektroden. Luftinjektoren av venturitypen kan være separat anbragt på elektroden, men det er foretrukket at venturi-luftinjektoren:■. er kombinert med en elektrodeholder som er anordnet slik at elektroden vil være konsentrisk til injektoren. Mens den indre form for gasstyreinnretningen kan være en divergent eller konvergent boring, er det foretrukket at de indre vegger til innretningen er i det vesentlige parall-elle .

Enhver egnet gass kan føres langs elektroden for å kjøle den. I praksis vil det vanligvis være luft med et egnet luftforråd forbundet til et innløp på luftinjektoren av venturitypen. Fortrinnsvis blir trykkluft ført ut gjennom en ringformet åpning plassert i forhold til munningen av venturi-en, slik at det induseres en luftstrøm gjennom injektoren. Volumstrømningshastigheten for den induserte luftstrøm er mange ganger større enn den for bare komprimert luft og vil holdes som en koherent strøm mot spissen av elektroden. Luft-hastighetene og følgelig støynivåene vil være mindre enn de man har ved en konvensjonell brenner, men den totale masse-strømningshastighet for indusert pluss drevet'luft er mye høyere. Som et resultat og i samsvar med oppfinnelsen vil metallfjerningshastighetene og evnen til å kjøle elektroden bli øket, noe som resulterer i-en mer effektiv elektrodean-vendelse.

Fortrinnsvis er brenneren håndholdt, og til dette formål innbefatter brenneren et håndtak. Ved en meget foretrukket utførelse er tilførsel av gass til gasstyreinnretningen og langs elektroden plassert i håndtaket. Dette tjener også til kjøling av håndtaket og letter den totale vekt for verktøyet.

Mest fordelaktig er brenneren'- anordnet ...slik at håndtaket innbefatter en elektrodeklemme som er bevegelig over 180° i forhold til resten av brenneren, noe som gjør det lettere å vinkle elektroden i forhold til arbeidsstykket.

Mens oppfinnelsen er beskrevet under henvisning til en luft-karbonbueprosess som er anvendbar for fjerning av metall fra et arbeidsstykke, er det klart at oppfinnelsen kan benyttes også i andre situasjoner hvor en bue tennes og det er behov for å redusere støyen.

Oppfinnelsen innbefatter videre en fremgangsmåte for tenning av en bue mellom en karbonelektrode og et arbeidsstykke og innbefatter tilveiebringelsen av en gasstrøm, i hvert fall ved spissen av elektroden, hvorved i henhold til oppfinnelsen strømmen av gass er en i det vesentlige ringformet strøm langs elektroden.

En brenner ifølge oppfinnelsen har vist seg å være meget stillere i bruk enn en kjent brenner, sannsynligvis på grunn ay at høyfrekvenskomponentene for luftstøyen blir redusert. En brenner ifølge oppfinnelsen benytter komprimert luft ved samme•trykk som en kjent brenner, men hastigheten for forbruk er mye mindre. Hastigheten for fjerning av metall fra et arbeidsstykke er forbedret i sammenligning med en kjent brenner. Økninger opp til 25 % uttrykt i gram metall som fjernes pr. tidsenhet er blitt oppnådd, og tilsvarende for-bedring er blitt oppnådd ved elektrodeforbruk ved vanlig has-tighet for metallfjerning.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til utførelseseksempler som er fremstilt på de skjematiske tegninger, hvor: fig. 1 er et enderiss, delvis i snitt av en brenner ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 er et snitt av en del av brenneren på fig.

1 som illustrerer luftstrømningsveiene,

fig. 3A er et fotografi som viser luftstrømnings-mønstret til en kjent brenner og fig. 3B er det samme for brenneren på fig 1, og

fig. 4 er et diagram som viser støynivåene ved bruk av en kjent brenner og en brenner ifølge oppfinnelsen.

Brenneren ifølge fig. 1 og 2 innbefatter et håndtak 1. Hodet til håndtaket er forbundet med en kobling 2

som samvirker med en fremføringsplate 3. Ved en side, den venstre side som sett på fig. 2, er platen 3 forbundet med innløpssiden til munningen på en venturiluftinjektor 4 av generelt kjent type. Injektoren omfatter en ytre ringdel 5 og en indre ringdel 6, med et lite innesluttet kammer 7 derimellom. Den indre ringdel 6 kan bli beveget i lengde-retning i forhold til den ytre 5 av en skruegjengegang 8 for innstilling av gapet derimellom. En første klemhalvdel 9

for elektroden, f. eks. en karbonelektrode, har et skaft 10 som er ført gjennom fremføringsplaten 3 og hodet til håndtaket 1. En andre klemhalvdel 11 er montert på enden til et veivhåndtak 12 som dreibart er montert på det første håndtak 1. Klemhalvdelene 9, 11 tvinges mot hverandre under for-spenning av en sterk fjær 13 mellom håndtakene 1, 12.

Fremføringsplaten 3 innbefatter to spor, som ikke er vist, som er anordnet i rett vinkel til hverandre. Spore-ne er av forskjellig dybde, og klemhalvdelen 9 kan dreies i forhold til platen 3, slik at to forskjellige elektrodedia-metre kan plasseres i klemhalvdelen og konsentrisk med luf t-injektoren 4.

Håndtaket 1 har en luftpassasje 14 som står i for-bindelse med en annen 15 i koblingen 2 og en tredje 16 i fremføringsplaten 3. Passasjen 16 bestemmer en liten ring-åpning nær munningen til injektoren 4 og fører således komprimert luft inn i injektoren 4. Elektrisk trådføring 17 utstrekker seg langs håndtaket 1 via koblingen 2 til klemhalvdelene 9, 11. Koblingen 2 og fremføringsplaten 3 er elektrisk isolert.

Ved bruk holdes en elektrode E mellom klemhalvdelene 9, 11, og på denne måte er den plassert konsentrisk i forhold til injektoren 4. Komprimert luft blir matet langs håndtaket 1 i passasjen 14 og via passasjene 15, 16 til munningen av injektoren 4. Når komprimert luft F passerer inn og gjennom injektoren vil en ekstra luftstrøm Fi induseres gjennom det bakre av injektoren 5, og den totale luft av komprimert og indusert luft strømmer som en koherent strøm langs lengden av elektroden E til spissen Et. En bue slås mellom spissen Et og et arbeidsstykke (ikke vist), og dammen av metall blåses bort av den totale luftstrøm. Den totale luft-strøm kjøler elektroden langs dens lengde og også klemhalvder lene som har en tendens til å bli varme, da meget høye elekt-riske strømmer ofte benyttes. Det er lite støy, røk eller metallsprut, og forbrukshastigheten for elektroden og komprimert luft reduseres.

Ved en serie utviklinger ble fotografier tatt av

en vanlig brenner som omfattet en ventilløs brenner med tre luftåpninger hver med 3 mm diameter og drevet ved 6,33 kg/cm<2>og av brenneren på fig. 1 og 2 ved bruk og de representative resultater er vist på fig. 3A og 3B respektivt. Det kan ses at selv om luften ved den vanlige brenner tilføres fra bak elektroden, vil luftstrømmen treffe bare på siden av spissen

til elektroden. I tilfelle med brenneren ifølge oppfinnelsen vil den totale luftstrøm, dvs. indusert og drevet, være mye større og ha en tendens til å omgi elektroden. Som et resultat er elektroden mer effektiv kjølt og hastigheten for forbruk av elektrode blir vesentlig redusert. Også hastigheten for forbruk av komprimert luft er betydelig redusert.

Ved en andre serie utviklinger ble to brennere ut-prøvet for oktavbånd-lydtrykknivåer. Alle målinger ble tatt en meter til siden for hodet, en stilling som inntas av en operatør i overensstemmelse med bestemmelsen . "Code of Practice for reducing the exposure of employed persons to Noise" fra "British Department of Employment" (HMSO: London, 1972) .

De resultater som ble oppnådd er vist i diagrammet på fig.

4. Det fremgår at brenneren ifølge oppfinnelsen drastisk reduserer høyfrekvenskomponentene for luftstrålestøy og indi-kerer ved 24 dB (LIN), en reduksjon ved'16 kHz. Det postule-res at i tilfelle ved oppfinnelsen vil lydreduksjonen være oppnådd på grunn av at lyd av indusert luft tillater anvend-elsen av lavere lufthastigheter, og luften blir overført til elektrodespissen på en betydelig mer aerodynamisk effektiv måte.

Claims (10)

1. Brenner omfattende en langstrakt elektrode i en holder for denne og innretninger for tilveiebringelse av en gasstrøm, i hvert fall til spissen av elektroden, karakterisert ved gåsstyringsinnretninger anordnet for å tilveiebringe en i det vesentlige ringformet strøm av gass langs elektroden.

2. Brenner ifølge krav 1, karakterisert ved at gasstyringsinnretningen omfatter en venturilignende injektor.

3. Brenner ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at injektoren er anordnet for tilførsel til elektrodespissen av en strøm av komprimert gass og indusert gass.

4. Brenner ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at injektoren har to ringelementer, hvorav ett er bevegelig i forhold til det andre.

5. Brenner ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at gass tilføres til gasstyringsinnretningen gjennom et håndtak for brenneren.

6. Brenner ifølge krav 5, karakterisert ved at elektrodeholderen er dreibar i forhold til brenner-håndtaket.

7. Brenner ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at elektrodeholderen er plassert nærliggende til håndtaket, slik at strømmen av indusert luft bringes til å passere og kjøle holderen.

8. Brenner ifølge krav 5, 6 eller 7, karakterisert ved at holderen omfatter to klemhalvdeler, hvorav en er montert på en fremføringsplaté som er forbundet med injektoren og håndtaket, idet fremføringsplaten har en passasje for gjennomføring av komprimert gass fra håndtaket til injektoren^ .

9. Fremgangsmåte for tenning av en bue mellom en karbonelektrode og et arbeidsstykke, innbefattende tilveiebringelsen av en strøm av kjølegass, i hvert fall ved spissen ay elektroden, karakterisert ved at strømmen av gass utformes som en i det vesentlige ringformet strøm langs elektroden.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at buen tennes for fjerning av metall fra et arbeidsstykke.