WO1995010734A1 - Tete de chalumeau a gaz, notamment pour equiper un chalumeau de decriquage - Google Patents

Tete de chalumeau a gaz, notamment pour equiper un chalumeau de decriquage Download PDF

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WO1995010734A1
WO1995010734A1 PCT/FR1994/001162 FR9401162W WO9510734A1 WO 1995010734 A1 WO1995010734 A1 WO 1995010734A1 FR 9401162 W FR9401162 W FR 9401162W WO 9510734 A1 WO9510734 A1 WO 9510734A1
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WO
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nozzle
gas
central
nozzle body
torch head
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PCT/FR1994/001162
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Inventor
Michel Donze
Guy Prioretti
Original Assignee
Michel Donze
Guy Prioretti
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/52—Nozzles for torches; for blow-pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/56—Nozzles for spreading the flame over an area, e.g. for desurfacing of solid material, for surface hardening, or for heating workpieces

Definitions

  • Gas torch head in particular for equipping a decigging torch
  • the invention relates to the field of gas torches, and more particularly, but not exclusively, decigging torches, in particular oxyacetylenic.
  • gas torches are provided with a torch head comprising a nozzle body in the leg is formed a central gas nozzle in the axis of the nozzle body, said nozzle opening at the distal end of said body nozzle at the level of a main orifice, generally circular, as for example illustrated in the document US-A-2,521, 199.
  • Document FR-A-2628 667 illustrates a torch of this type, the head of which furthermore comprises a nozzle body which is internally equipped with a visual observation device with optic fiber and objective mounted in the axis of the central nozzle.
  • the central nozzle is traversed by a flow of pure and fresh oxygen, and the nozzle body has conduits for the passage of the suitable combustible gas mixture, for example oxygen and acetylene, which lead to the level of associated orifices arranged around the main orifice of the nozzle body, that is to say the orifice of the central nozzle.
  • the suitable combustible gas mixture for example oxygen and acetylene
  • blowtorch can also be supplemented by a fluid ejection circuit opening at the level of associated orifices, for directing fluid with high kinetic energy onto the surface worked and / or inspected, as described in the document FR-A- 2,684,434.
  • FR-A-2,146,647 describes an electrochemical machining torch by oxygen jet, comprising a central channel for cutting oxygen and an annular space between the heating nozzle and the nozzle. cutting to bring oxygen of the protective curtain, the supply of the oxygen curtain by an independent circuit whose sole purpose is to refine the flow settings without being dependent on the cutting oxygen pressure.
  • blowdown torches whose head has several small nozzles cut from a block of copper, supplied by several oxygen circuits: this allows to obtain jets of different shapes.
  • the torch heads with several small nozzles cut in a block also meet for flame cutting torches (see for example document EP-A-0287 420).
  • the invention aims precisely to solve this problem, by designing a torch head whose structure makes it possible to modulate the main jet of gas exiting through the distal end of the nozzle body.
  • a gas torch head comprising a nozzle body in the leg is formed a central gas nozzle in the axis of the nozzle body, said nozzle opening at the distal end of said nozzle body at a main orifice, characterized by the fact that the nozzle body is internally provided with at least one additional nozzle which is annular in shape from its neck, being arranged around the central nozzle and coaxially with that -the latter or each additional nozzle having its own gas supply circuit mistletoe is independent of the other supply circuits of the nozzle body, and emerging at an orifice associated in the form of a crown coaxial with the main orifice, so as to being able, where appropriate, to propel the gas at different pressures and / or speeds in the same vein and thus modulate the jet of gas leaving the nozzle body.
  • the nozzle body comprises a central body internally delimiting the central nozzle and externally the adjacent additional nozzle, said central body being held in position by spacers arranged at the neck of this adjacent nozzle.
  • the nozzle body comprises at least one intermediate body arranged between the central body and the nozzle body, including an intermediate body internally delimiting a first additional nozzle surrounding the central nozzle, and externally a second additional nozzle , said intermediate body being held in position by spacers arranged at the neck of this second nozzle. It is of course sufficient to add one or more additional intermediate bodies, arranged around the preceding intermediate body, to obtain as many additional nozzles.
  • the spacers ensuring the maintenance of the central body and of the intermediate body or bodies are arranged in the form of a conical element of revolution, the lateral surface of which has orifices for the passage of gas downstream of the additional nozzle concerned.
  • the orifices of the conical element are calibrated, so that the or each conical element additionally performs a function of distributor of the associated gas supply, with a view to regulating the gas supplies upstream of the neck of each different nozzles of the nozzle body.
  • the nozzle body has integrated gas supply lines which are independent of each other, each line leading to an expansion chamber upstream of the associated nozzle neck.
  • the expansion chambers and the necks of the various nozzles are arranged in a concentrated fashion.
  • the central nozzle, and the additional nozzle or nozzles of annular shape are used to convey oxygen, so as to be able to produce a jet of modulated oxygen.
  • FIG. 1 illustrates in section a torch head according to the invention, here equipped with three concentric nozzles, for lesguelles we can see that two of the three independent supply circuits (Figure 1 is indeed a section along II of Figure 4 mentioned below);
  • - Figure 2 is a side view along II-II of Figure 1, showing the distal end face of the torch head, with its central orifice surrounded by two annular orifices arranged coaxially to the axis of the nozzle body;
  • - Figure 3 is a section on III-III of Figure 1, to better distinguish the arrangement of the three supply circuits of the torch head;
  • FIG. 4 is a side view along IV-IV of Figure 1, showing the proximal end face of the torch head, with the inputs of the three circuits aforementioned supply, thus guiding the various peripheral jonc ⁇ tions of gas and coolant as they are generally provided for a slewing torch.
  • the figures make it possible to distinguish a gas torch head 100 according to the invention, here more specifically intended to equip a slewing torch.
  • the torch head 100 comprises a nozzle body 110 in which is formed a central gas nozzle 101 in the axis X of the nozzle body, said nozzle opening at the distal end 122 of said nozzle body at a main orifice 111 here circular.
  • the nozzle body 110 is internally equipped with at least one additional nozzle arranged around the central nozzle 101 and coaxially with it, the or each additional nozzle having its own circuit gas supply which independent of other supply circuits of the nozzle body and opening at an orifice associated in the form of a coaxial ring to the main orifice 111.
  • Such an arrangement allows, if necessary , to propel the gas at different pressures and / or speeds in the same vein, and thus modulate the gas jet leaving the nozzle body 110.
  • a nozzle body 110 equipped with two nozzles additional 102, 103, which are annular in shape from their neck, each nozzle opening at the distal end 122 of the nozzle body 110 at an associated orifice 112, 113 in the form of a crown coaxial with the main orifice 111.
  • Each nozzle has its own gas supply circuit, and its interior space does not communicate with the adjacent nozzle (s).
  • the jet leaving the distal end 122 of the nozzle body is structured in concentric parts, with a central portion exiting through the orifice 111, this central portion being enveloped by an annular portion exiting through the orifice 112 of the first additional nozzle 102, said annular portion being itself even surrounded by an outer annular portion exiting through the orifice 113 of the second additional nozzle 103.
  • Each of the nozzles independent of the nozzle body 110 comprises an inlet chamber which is connected to the corresponding gas supply pipes, then an expansion chamber upstream of the nozzle neck, and finally an outlet chamber.
  • the central nozzle 101 thus successively comprises, from the proximal end 121 of the nozzle body 110, an inlet chamber 101.l, in this case wedged on an axis X ′ slightly eccentric relative to the central axis X of the nozzle body, an expansion chamber 101.2 upstream from the neck 101.3, and an outlet chamber 101.4 opening, at the distal end 122, through an orifice 111 here circular.
  • the first additional nozzle 102 successively comprises an inlet chamber 102.1, an expansion chamber 102.2 upstream from the neck 102.3, and finally an outlet chamber 102.4 opening out at the level of an orifice in the form of a circular crown 112.
  • the second additional nozzle - shutter 103 has in the same way an inlet chamber 103.1, which is offset angulairer.ient relative to the inlet chamber 102.1 of the first additional nozzle 102 (as is better visible in Figures 3 and 4) , an expansion chamber 103.2 upstream from the neck 103.3, and finally an outlet chamber 103.4 opening at an orifice in the form of an annular crown 113 which surrounds the preceding orifice 112.
  • the nozzle body 110 to comprise a central body 104 internally delimiting the central nozzle 101 and externally the first adjacent additional nozzle 102, said central body being held in position by a system spacers, for example arranged at the neck 102.3 of this adjacent nozzle.
  • the nozzle body 110 comprises an intermediate body 105 arranged between the central body 104 and the nozzle body 110, said intermediate body internally delimiting the first nozzle additional 102 which surrounds the central nozzle 101, and externally the second additional nozzle 103, said intermediate body also being held in position by a system of spacers arranged at the neck 103.3 of this second nozzle. It will naturally be possible, if one wishes to have more than three concentric nozzles, of provide one or more additional intermediate bodies coaxially surrounding the above-mentioned intermediate body 105.
  • the spacer system intended to ensure the mechanical strength of the central body 104 and of the intermediate body 105 inside the nozzle body 110, can be produced in many ways, for example by a system of radial fingers. In this case, it was preferred to produce these spacers in the form of a single conical element of ' revolution 106, 107, the lateral surface of which has orifices 108, 109 for the passage of gas downstream of the additional nozzle. concerned 102, 103. One thus distinguishes, due to the existence of two additional nozzles, a set of two conical elements 106, 107, which are fixed by pins 110, respectively on the central body 104 and on the body intermediate 105.
  • Each conical element comprises two circular flanges of extré ⁇ mity coming to fit on or in the body concerned.
  • each conical element 106, 107 also provides a function of distributor of the associated gas supply.
  • the conical elements forming distributors 106, 107 are arranged in the central area of the nozzle body 110, so as to minimize the torsional forces while perfectly maintaining the concentricity of the different nozzles.
  • the expansion chambers 101.2, 102.2, 103.2, and the necks 101.3, 102.3, 103.3 of the various nozzles 101, 102, 103 are arranged in a concentrated fashion.
  • the overall passage section corresponding to the sum of the passage sections associated with the orifices 108, 109 will be arranged. is greater than the passage section at the neck of the nozzle concerned.
  • the torch head 110 illustrated in FIG. 1 also comprises a certain number of equipment which will be described briefly below, insofar as this equipment is not part of the invention.
  • the central nozzle 101 and the additional nozzles 102, 103 of annular shape are used to convey oxygen, so as to be able to produce a modulated oxygen jet at the outlet of the nozzle body.
  • Figure 4 we find the presence of the three oxygen supply inlets 101.1, 102.1, 103.1 associated with each of torch head nozzles, these inlets being organized here at 120 degrees.
  • peripheric gas and coolant junctions there are different peripheric gas and coolant junctions, as they are generally provided for a slewing torch.
  • This safety crown 130 provides both protective function against any backfire, thanks to an annular washer 145 made of sintered metal, as well as an anti-noise function thanks to the presence of a multitude of small calibrated outlet orifices 131. This is clearly distinguished crown 130 with its outlet orifices 131 in the view of FIG. 2.
  • the cooling fluid which is generally water, arrives at it by axial channels 135 in the vicinity of the distal end of the body nozzle, and its return is ensured by axial channels 136.
  • bolting means 140, 141 ensuring the clamping of the end pieces of the nozzle body therebetween, thus gu'une rod 120 , the mouth of which is adjacent to the distal end of the nozzle body 110, serving to supply iron powder for igniting the torch, in accordance with a technique well known in the art.
  • mistletoe has three concentrated nozzles 101, 102, 103, it is then possible to propel on the surface to be decigrated an oxygen jet mistletoe is both powerful, with different internal speeds and chosen in depending on the goal to achieve for the operation to be performed.
  • mistletoe is usually called "washing" in the steel industry, mistletoe corresponds to an intensive surfacing required flat.
  • the central nozzle 101 provides sufficient kinetic energy to rapidly drive the metal in combustion; the second nozzle 102, sheathing the previous one, then makes it possible to modulate the amount of oxygen reguised for a bath profile of density identified in all its points, and in addition, the third concentrated nozzle 103 provided here makes it possible to make a correction of speed of oxygen, this mistletoe is particularly interesting for limiting nuisance, in particular linking the formation of red smoke and projections of metal burrs, while participating in the regulation of density of the bath.

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Abstract

L'invention concerne une tête de chalumeau à gaz, comportant un corps de buse dans lequel est ménagée une tuyère centrale. Conformément à l'invention, le corps de buse (110) est équipé intérieurement d'au moins une tuyère supplémentaire (102; 103) agencée autour de la tuyère centrale (101) et coaxialement à celle-ci, la ou chaque tuyère supplémentaire ayant son propre circuit d'alimentation en gaz qui est indépendant des autres circuits d'alimentation, et débouchant au niveau d'un orifice associé (112; 113) en forme de couronne coaxiale à l'orifice principal (111) de la tuyère centrale (101), de façon à pouvoir, le cas échéant, propulser le gaz à des pressions et/ou des vitesses différentes dans la même veine, et ainsi moduler le jet de gaz sortant du corps de buse (110).

Description

Tête de chalumeau à gaz, notamment pour équiper un chalumeau de décriguage
L'invention concerne le domaine des chalumeaux à gaz, et plus particulièrement, mais pas exclusivement, les chalumeaux de décriguage, notamment oxyacétylénigues.
De façon traditionnelle, les chalumeaux à gaz sont éguipés d'une tête de chalumeau comportant un corps de buse dans leguel est ménagée une tuyère centrale de gaz dans l'axe du corps de buse, ladite tuyère débouchant à l'extrémité distale dudit corps de buse au niveau d'un orifice principal, en général circulaire, comme cela est par exemple illustré dans le document US-A-2,521, 199.
Le document FR-A-2628 667 illustre un chalumeau de ce type dont la tête comporte par ailleurs un corps de buse éguipé intérieurement d'un dispositif d'observation visuelle à fibre optigue et objectif monté dans l'axe de la tuyère centrale. La tuyère centrale est traversée par un flux d'oxygène pur et frais, et le corps de buse comporte des conduits pour le passage du mélange gazeux combustible adéguat, par exemple de l'oxygène et de l'acétylène, gui débouchent au niveau d'orifices associés agencés autour de l'orifice principal du corps de buse, c'est-à-dire l'ori¬ fice de la tuyère centrale. Un tel chalumeau peut en outre être complété par un circuit d'éjection de fluide débou¬ chant au niveau d'orifices associés, pour diriger du fluide à grande énergie cinétigue sur la surface travaillée et/ou inspectée, ainsi que cela est décrit dans le document FR-A- 2.684.434.
L'état de la technigue est également illustré par les chalumeaux d'oxycoupage agencés pour éviter la pollu¬ tion du jet d'oxygène pur de la coupe par les gaz résiduels de la combustion de la flamme de chauffe. On pourra se référer aux documents FR-A-2.146.647, AU-B-417 614 et WO-A- 81 01973 (auguel correspond US-A-4, 373, 969) . En particu¬ lier, FR-A-2.146.647 décrit une torche d'usinage électro- chimigue par jet d'oxygène, comportant un canal central pour l'oxygène de coupe et un espace annulaire entre la buse de chauffe et la buse de coupe pour amener l'oxygène du rideau protecteur, l'alimentation du rideau d'oxygène par un circuit indépendant ayant pour seul objet d'affiner les réglages de débit sans être tributaire de la pression d'oxygène de coupe. On connaît aussi des chalumeaux de décriguage dont la tête comporte plusieurs petites tuyères taillées dans un bloc de cuivre, alimentées par plusieurs circuits d'oxygène : ceci permet d'obtenir des jets de formes différentes. Les têtes de chalumeau à plusieurs petites tuyères taillées dans un bloc se rencontrent d'ailleurs également pour des chalumeaux d'oxycoupage (voir par exemple le document EP-A-0287 420) .
L'homme de l'art sait ainsi modifier la forme du jet d'oxygène, mais dans tous les cas, la pression et la vitesse restent les mêmes dans la veine concernée.
Il apparaît donc un besoin de pouvoir disposer d'une tête de chalumeau gui soit capable de propulser sur la surface à travailler un gaz dont la pression et/ou la vitesse peuvent varier au sein de la même veine, ce gui conférerait une souplesse de fonctionnement beaucoup plus grande en adaptant les conditions opératoires à chague type d'opération à réaliser.
L'invention vise précisément à résoudre ce problème, en concevant une tête de chalumeau dont la structure permet de moduler le jet principal de gaz sortant par l'extrémité distale du corps de buse.
Il s'agit plus particulièrement d'une tête de chalumeau à gaz, comportant un corps de buse dans leguel est ménagée une tuyère centrale de gaz dans l'axe du corps de buse, ladite tuyère débouchant à l'extrémité distale dudit corps de buse au niveau d'un orifice principal, caractérisée par le fait gue le corps de buse est éguipé intérieurement d'au moins une tuyère supplémentaire gui est de forme annulaire à partir de son col, en étant agencée autour de la tuyère centrale et coaxialement à celle-ci, la ou chague tuyère supplémentaire ayant son propre circuit d'alimentation en gaz gui est indépendant des autres circuits d'alimentation du corps de buse, et débouchant au niveau d'un orifice associé en forme de couronne coaxial à l'orifice principal, de façon à pouvoir le cas échéant propulser le gaz à des pressions et/ou des vitesses différentes dans la même veine et ainsi moduler le jet de gaz sortant du corps de buse.
Conformément à une autre caractéristigue, le corps de buse comporte un corps central délimitant inté¬ rieurement la tuyère centrale et extérieurement la tuyère supplémentaire adjacente, ledit corps central étant maintenu en position par des entretoises agencées au niveau du col de cette tuyère adjacente. Selon une variante plus élaborée, le corps de buse comporte au moins un corps intermédiaire agencé entre le corps central et le corps de buse, dont un corps intermédiaire délimitant intérieurement une première tuyère supplémentaire entourant la tuyère centrale, et extérieurement une seconde tuyère supplé- mentaire, ledit corps intermédiaire étant maintenu en position par des entretoises agencées au niveau du col de cette seconde tuyère. Il suffit naturellement d'ajouter encore un ou plusieurs corps intermédiaires supplémentai¬ res, agencés autour du corps intermédiaire précédent, pour obtenir autant de tuyères supplémentaires.
Il est alors intéressant gue les entretoises assurant le maintien du corps central et du ou des corps intermédiaires soient agencées sous la forme d'un élément conique unigue de révolution, dont la surface latérale présente des orifices pour le passage du gaz vers l'aval de la tuyère supplémentaire concernée. De préférence, les orifices de l'élément conigue sont calibrés, de façon gue le ou chague élément conigue assure en plus une fonction de répartiteur de l'arrivée de gaz associée, en vue d'une régulation des arrivées de gaz en amont du col de chacune des différentes tuyères du corps de buse.
Selon une autre caractéristigue, le corps de buse comporte des canalisations intégrées d'alimentation en gaz gui sont indépendantes entre elles, chague canalisation menant à une chambre de détente en amont du col de tuyère associé. En particulier, les chambres de détente et les cols des différentes tuyères sont agencés de manière concentrigue.
Enfin, lorsgue la tête de chalumeau est destinée à éguiper un chalumeau de décriguage, il est avantageux gue la tuyère centrale, et la ou les tuyères supplémentaires de forme annulaire servent à acheminer de l'oxygène, de façon à pouvoir réaliser un jet d'oxygène modulé.
D'autres caractéristigues et avantages de l'in- vention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description gui va suivre et des dessins annexés, concer¬ nant un mode de réalisation particulier, en référence aux figures où :
- la figure 1 illustre en coupe une tête de chalumeau conforme à l'invention, éguipée ici de trois tuyères concentriques, pour lesguelles on ne distingue gue deux des trois circuits indépendants d'alimentation (la figure 1 est en effet une coupe selon I-I de la figure 4 mentionnée ci-après) ; - la figure 2 est une vue latérale selon II-II de la figure 1, montrant la face d'extrémité distale de la tête de chalumeau, avec son orifice central entouré de deux orifices annulaires agencés coaxialement à l'axe du corps de buse ; - la figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 1, permettant de mieux distinguer l'agencement des trois circuits d'alimentation de la tête de chalumeau ;
- la figure 4 est une vue latérale selon IV-IV de la figure 1, montrant la face d'extrémité proximale de la tête de chalumeau, avec les entrées des trois circuits d'alimentation précités, ainsi gue les différentes jonc¬ tions périphériques de gaz et de fluide de refroidissement telles qu'elles sont en général prévues pour un chalumeau de décriquage. Les figures permettent de distinguer une tête de chalumeau à gaz 100 conforme à l'invention, ici plus spécialement destinée à équiper un chalumeau de décriquage. La tête de chalumeau 100 comporte un corps de buse 110 dans lequel est ménagée une tuyère centrale de gaz 101 dans l'axe X du corps de buse, ladite tuyère débouchant- à l'extrémité distale 122 dudit corps de buse au niveau d'un orifice principal 111 ici circulaire.
Conformément à un aspect essentiel de l'inven¬ tion, le corps de buse 110 est équipé intérieurement d'au moins une tuyère supplémentaire agencée autour de la tuyère centrale 101 et coaxialement à celle-ci, la ou chaque tuyère supplémentaire ayant son propre circuit d'alimenta¬ tion en gaz qui indépendant des autres circuits d'alimenta¬ tion du corps de buse et débouchant au niveau d'un orifice associé en forme de couronne coaxial à l'orifice principal 111. Un tel agencement permet, le cas échéant, de propulser le gaz à des pressions et/ou des vitesses différentes dans la même veine, et ainsi moduler le jet de gaz sortant du corps de buse 110. En l'espèce, on a prévu un corps de buse 110 équipé de deux tuyères supplémentaires 102, 103, qui sont de forme annulaire à partir de leur col, chaque tuyère débouchant à l'extrémité distale 122 du corps de buse 110 au niveau d'un orifice associé 112, 113 en forme de couronne coaxial à l'orifice principal 111.
Chaque tuyère possède son propre circuit d'ali¬ mentation en gaz, et son espace intérieur ne communique pas avec la ou les tuyères adjacentes. A la sortie de la tête de chalumeau, comme cela est mieux visible sur la vue de la figure 2, le jet sortant de l'extrémité distale 122 du corps de buse est structuré en parties concentriques, avec une portion centrale sortant par l'orifice 111, cette portion centrale étant enveloppée par une portion annulaire sortant par l'orifice 112 de la première tuyère supplémen- taire 102, ladite portion annulaire étant elle-même entourée par une portion annulaire extérieure sortant par l'orifice 113 de la seconde tuyère supplémentaire 103. Il est alors possible, grâce à l'indépendance des moyens d'alimentation en gaz de chacune des tuyères du corps de buse, d'organiser chaque portion constitutive du jet global, en particulier en termes de pressions et/ou de vitesses, en fonction de l'opération à réaliser avec le chalumeau à gaz. On parvient ainsi à obtenir un jet de gaz modulé, permettant de propulser sur la surface à traiter du gaz à des pressions et/ou des vitesses différentes dans la même veine répondant aux besoins nécessaires à la réalisa¬ tion d'un bain de combustion très homogène sur toute sa surface. En particulier, dans le cas d'un chalumeau de décriquage, on parvient à réaliser un jet d'oxygène modulé permettant de réduire au mieux la vitesse de passage de l'oxygène, tout en obtenant des quantités d'énergie cinéti¬ ques différentes compatibles avec la conduite de la réaction qui doit être déplacée sur la surface à décriquer. Il est en outre possible de limiter concurremment les effets secondaires et nuisibles, tels que l'émission de fumées rousses et/ou les projections de bavures métalli¬ ques .
Chacune des tuyères indépendantes du corps de buse 110 comporte une chambre d'entrée qui est reliée aux conduites d'alimentation en gaz correspondantes, puis une chambre de détente en amont du col de tuyère, et enfin une chambre de sortie.
La tuyère centrale 101 comporte ainsi successive¬ ment, à partir de l'extrémité proximale 121 du corps de buse 110, une chambre d'entrée 101.l, en l'espèce calée sur un axe X' légèrement excentré par rapport à l'axe central X du corps de buse, une chambre de détente 101.2 en amont du col 101.3, et une chambre de sortie 101.4 débouchant, au niveau de l'extrémité distale 122, par un orifice 111 ici circulaire. La première tuyère supplémentaire 102 comporte successivement une chambre d'entrée 102.1, une chambre de détente 102.2 en amont du col 102.3, et enfin une chambre de sortie 102.4 débouchant au niveau d'un orifice en forme de couronne circulaire 112. La seconde tuyère supplémen- taire 103 comporte de la même façon une chambre d'entrée 103.1, qui est décalée angulairer.ient par rapport à la chambre d'entrée 102.1 de la première tuyère supplémentaire 102 (ainsi que cela est mieux visible sur les figures 3 et 4), une chambre de détente 103.2 en amont du col 103.3, et enfin une chambre de sortie 103.4 débouchant au niveau d'un orifice en forme de couronne annulaire 113 qui entoure l'orifice précédent 112.
Pour obtenir une telle géométrie à tuyères concentriques, on a prévu que le corps de buse 110 comporte un corps central 104 délimitant intérieurement la tuyère centrale 101 et extérieurement la première tuyère supplé¬ mentaire adjacente 102, ledit corps central étant maintenu en position par un système d'entretoises, par exemple agencées au niveau du col 102.3 de cette tuyère adjacente. En l'espèce, du fait de l'existence d'une seconde tuyère supplémentaire 103, le corps de buse 110 comporte un corps intermédiaire 105 agencé entre le corps central 104 et le corps de buse 110, ledit corps intermédiaire délimitant intérieurement la première tuyère supplémentaire 102 qui entoure la tuyère centrale 101, et extérieurement la seconde tuyère supplémentaire 103, ledit corps intermé¬ diaire étant également maintenu en position par un système d'entretoises agencées au niveau du col 103.3 de cette seconde tuyère. Il sera naturellement possible, si l'on souhaite avoir plus de trois tuyères concentriques, de prévoir un ou plusieurs corps intermédiaires supplémentai¬ res entourant coaxialement le corps intermédiaire 105 précité.
Le système d'entretoises, destiné à assurer la tenue mécanique du corps central 104 et du corps intermé¬ diaire 105 à l'intérieur du corps de buse 110, peut être réalisé de multiples façons, par exemple par un système de doigts radiaux. En l'espèce, on a préféré réaliser ces entretoises sous la forme d'un élément conique unique de ' révolution 106, 107, dont la surface latérale présente des orifices 108, 109 pour le passage du gaz vers l'aval de la tuyère supplémentaire concernée 102, 103. On distingue ainsi, du fait de l'existence de deux tuyères supplémentai¬ res, un ensemble de deux éléments coniques 106, 107, qui sont fixés par des pions 110, respectivement sur le corps central 104 et sur le corps intermédiaire 105. Chaque élément conigue comporte deux brides circulaires d'extré¬ mité venant s'emboîter sur ou dans le corps concerné. Un tel mode de réalisation est particulièrement intéressant lorsgue les orifices de passage 108, 109 sont calibrés : de cette façon, chague élément conigue 106, 107 assure en plus une fonction de répartiteur de l'arrivée de gaz associée. Ainsi, il devient possible d'organiser une régulation des arrivées de gaz en amont du col 101.3, 102.3, 103.3 de chacune des différentes tuyères 101, 102, 103 du corps de buse 110. De préférence, les éléments conigues formant répartiteurs 106, 107 sont agencés dans la zone centrale du corps de buse 110, de façon à minimiser les efforts de torsion tout en maintenant parfaitement la concentricité des différentes tuyères. On observera gue les chambres de détente 101.2, 102.2, 103.2, et les cols 101.3, 102.3, 103.3 des différentes tuyères 101, 102, 103 sont agencés de manière concentrigue. Dans la pratigue, on fera en sorte gue la section de passage globale correspondant à la somme des sections de passage associées aux orifices 108, 109, soit supérieure à la section de passage au niveau du col de la tuyère concernée.
La tête de chalumeau 110 illustrée sur la figure 1 comporte en outre un certain nombre d'éguipements gui seront décrits succinctement ci-après, dans la mesure où ces éguipements ne font pas partie de l'invention.
S'agissant d'une tête de chalumeau destinée à équiper un chalumeau de décriquage, la tuyère centrale 101 et les tuyères supplémentaires 102, 103 de forme annulaire servent à acheminer de l'oxygène, de façon à pouvoir réaliser un jet d'oxygène modulé en sortie du corps de buse. Si l'on se réfère à la figure 4 permettant de mieux distinguer l'extrémité proximale 121 de la tête de chalu¬ meau, on retrouve la présence des trois entrées d'alimenta¬ tion en oxygène 101.1, 102.1, 103.1 associées à chacune des tuyères de la tête de chalumeau, ces entrées étant ici organisées à 120 degrés. Autour de ces entrées indépendan¬ tes d'oxygène, on distingue différentes jonctions périphé¬ riques de gaz et de fluide de refroidissement, telles qu'elles sont en général prévues pour un chalumeau de décriquage. On distingue ainsi deux entrées 123 de gaz combustible, deux entrées 126 d'oxygène de chauffe, ainsi qu'une entrée 124 et une sortie 125 associées au circuit d'un fluide de refroidissement du corps de buse. Sur la figure 1, on constate que les conduites 123, 124 sont équipées de clapets anti-retour 150. D'autres moyens anti- retour, non représentés ici, seront également prévus au niveau des canaux d'arrivée d'oxygène et de gaz combusti¬ ble, pour éviter un retour de gaz dangereux. Le gaz combustible arrivant par les conduites 123 est ainsi acheminé jusqu'à une chambre 133, et l'oxygène de chauffe est de la même façon acheminé jusqu'à une chambre 134, le mélange de gaz combustible et d'oxygène arrivant dans des canaux axiaux 132 débouchant sur une couronne de sécurité 130. Cette couronne de sécurité 130 assure à la fois une fonction de protection contre tout éventuel retour de flamme, grâce à une rondelle annulaire 145 en métal fritte, ainsi gu'une fonction d'anti-bruit grâce à la présence d'une multitude de petits orifices de sortie calibrés 131. On distingue bien cette couronne 130 avec ses orifices de sortie 131 sur la vue de la figure 2. Le fluide de refroi¬ dissement, gui est en général de l'eau, arrive guant à lui par des canaux axiaux 135 au voisinage de l'extrémité distale du corps de buse, et son retour est assuré par des canaux axiaux 136. On a en outre illustré ici des moyens de boulonnage 140, 141 assurant le serrage des pièces d'extré¬ mité du corps de buse entre elles, ainsi gu'une canne 120, dont l'embouchure est adjacente à l'extrémité distale du corps de buse 110, servant à amener de la poudre de fer pour l'amorçage du chalumeau, conformément à une technigue bien connue dans le domaine.
Dans le mode de réalisation décrit ici, gui comporte trois tuyères concentrigues 101, 102, 103, il est alors possible de propulser sur la surface à décriguer un jet d'oxygène gui est à la fois puissant, avec des vitesses internes différentes et choisies en fonction du but à atteindre pour l'opération à réaliser. A titre d'exemple, on peut citer comme opération celle gui est habituellement dénommée "lavage" en sidérurgie, gui correspond à un surfa- cage intensif demandé plat. Dans ce cas, la tuyère centrale 101 apporte l'énergie cinétigue suffisante pour entraîner rapidement le métal en combustion ; la deuxième tuyère 102, gainant la précédente, permet alors de moduler la guantité d'oxygène reguise pour un profil de bain de densité identigue en tous ses points, et en plus, la troisième tuyère concentrigue 103 prévue ici permet d'apporter une correction de vitesse de l'oxygène, ce gui est particuliè¬ rement intéressant pour limiter les nuisances, en particu¬ lier la formation de fumées rousses et les projections de bavures métalligues, tout en participant à la régulation de densité du bain. Pour d'autres travaux, en particulier des travaux de décriguage sélectif, dans lesguels la nécessité d'un profil plat n'est pas reguise, l'opérateur peut alors faire fonctionner la tête de chalumeau conforme à l'inven- tion en utilisant seulement une ou certaines tuyères selon le cas, ce gui lui permet de disposer d'une gamme de plusieurs chalumeaux avec un outil unigue. En particulier, dans le cas d'une surface à travailler gui est à la fois étroite et longue, il peut suffire d'utiliser la tuyère centrale de la tête de chalumeau gui va débiter moins d'oxygène, ce gui permet d'éviter l'enlèvement de métal ultérieur.
La régulation des arrivées d'oxygène entre les trois tuyauteries d'alimentation et les cols des trois tuyères est extrêmement intéressante, dans la mesure où elle permet d'assurer la régularité de l'alimentation. En utilisant des entretoises de calage réalisées sous la forme d'éléments conigues formant répartiteurs, on parvient à parachever de façon très précise le travail de la chambre de détente de la tuyère associée, ce gui concourt à l'obtention d'un contrôle optimal des flux passant dans chacune des tuyères.
On est ainsi parvenu à réaliser une tête de chalumeau gui est capable de propulser sur la surface à travailler un gaz dont la pression et/ou la vitesse peuvent varier au sein de la même veine, réalisant ainsi un véritable jet structuré et modulé, ce gui confère une grande souplesse de fonctionnement grâce à une adaptation des conditions opératoires à chague type d'opération à réaliser.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation gui viennent d'être décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées plus haut.

Claims

REVENDICATIONS
1. Tête de chalumeau à gaz, comportant un corps de buse dans lequel est ménagée une tuyère centrale de gaz dans l'axe du corps de buse, ladite tuyère débouchant à l'extrémité distale dudit corps de buse au niveau d'un orifice principal, caractérisée par le fait gue le corps de buse (110) est éguipé intérieurement d'au moins une tuyère supplémentaire (102 ; 103) gui est de forme annulaire à partir de son col, en étant agencée autour de la tuyère centrale (101) et coaxialement à celle-ci, la ou chague tuyère supplémentaire ayant son propre circuit d'alimenta¬ tion en gaz (102.1 ; 103.1) qui est indépendant des autres circuits d'alimentation du corps de buse, et débouchant au niveau d'un orifice associé (112 ; 113) en forme de couronne coaxial à l'orifice principal (111) , de façon à pouvoir le cas échéant propulser le gaz à des pressions et/ou des vitesses différentes dans la même veine et ainsi moduler le jet de gaz sortant du corps de buse (110) .
2. Tête de chalumeau selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le corps de buse (110) comporte un corps central (104) délimitant intérieurement la tuyère centrale (101) et extérieurement la tuyère supplémentaire adjacente (102) , ledit corps central étant maintenu en position par des entretoises (106) agencées au niveau du col (102.3) de cette tuyère adjacente.
3. Tête de chalumeau selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le corps de buse (110) comporte au moins un corps intermédiaire agencé entre le corps central (104) et le corps de buse (110) , dont un corps intermédiaire (105) délimitant intérieurement une première tuyère supplémentaire (102) entourant la tuyère centrale (101) , et extérieurement une seconde tuyère supplémentaire (103) , ledit corps intermédiaire étant maintenu en position par des entretoises (107) agencées au niveau du col (103.3) de cette seconde tuyère.
FEUILLE DE REMPLACEMEN REGLE 6
4. Tête de chalumeau selon la revendication 2 ou 3, caractérisée par le fait que les entretoises sont agencées sous la forme d'un élément conique unique de révolution (106 ; 107) dont la surface latérale présente des orifices (108 ; 109) pour le passage du gaz vers l'aval de la tuyère supplémentaire concernée (102 ; 103) .
5. Tête de chalumeau selon la revendication 4, caractérisée par le fait gue les orifices (108 ; 109) de l'élément conigue (106 ; 107) sont calibrés, de façon gue le ou chague élément conigue assure en plus une fonction de répartiteur de l'arrivée de gaz associée, en vue d'une régulation des arrivées de gaz en amont du col (101.3 , - 102.3 ; 103.3) de chacune des différentes tuyères (101 , - 102 ; 103) du corps de buse (110) .
6. Tête de chalumeau selon l'une des revendica¬ tions 1 à 5, caractérisée par le fait gue le corps de buse (110) comporte des canalisations intégrées d'alimentation en gaz (101.1 ; 102.1 ; 103.1) gui sont indépendantes entre elles, chague canalisation menant à une chambre de détente (101.2 ; 102.2 ; 103.2) en amont du col de tuyère associé (101.3 ; 102 3 ; 103.3) .
7. Tête de chalumeau selon la revendication 6, caractérisée par le fait gue les chambres de détente (101.2 ; 102.2 ; 103.2) et les cols (101.3 ; 102.3 ; 103.3) des différentes tuyères (101 ; 102 ; 103) sont agencés de manière concentrigue.
8. Tête de chalumeau selon l'une des revendica¬ tions 1 à 7, destinée à éguiper un chalumeau de décriguage, caractérisé par le fait gue la tuyère centrale (101) et la ou les tuyères supplémentaires (102, 103) de forme annu¬ laire servent à acheminer de l'oxygène, de façon à pouvoir réaliser un jet d'oxygène modulé.
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