WO2014036586A2 - Cutting nozzle and cutting torch having said cutting nozzle - Google Patents

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WO2014036586A2
WO2014036586A2 PCT/AT2013/050175 AT2013050175W WO2014036586A2 WO 2014036586 A2 WO2014036586 A2 WO 2014036586A2 AT 2013050175 W AT2013050175 W AT 2013050175W WO 2014036586 A2 WO2014036586 A2 WO 2014036586A2
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cutting
laval
oxygen
head
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Gerald ZOISTER
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Framag Industrieanlagenbau Gmbh
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • 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
    • F23D14/54—Nozzles for torches; for blow-pipes for cutting or welding metal
    • 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
    • F23D14/38—Torches, e.g. for brazing or heating
    • F23D14/42—Torches, e.g. for brazing or heating for cutting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • 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
    • F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration

Definitions

  • the invention relates to a cutting torch and a cutting nozzle with at least one Edelsauerstoffkanal, with at least one Schugaskanal, with a Schneidsauerstoffkanal having a Laval nozzle with a convergent and a divergent section, and with a nozzle head, which has an exemption, in the Schusauerstoffkanal, Schugaskanal and Open the Laval nozzle of the cutting oxygen channel.
  • the cutting quality as well as the cutting speed of the cutting nozzle can be improved
  • Such an exemption at the nozzle head, into which the cutting oxygen channel also flows via a Laval nozzle, can lead to an impairment of the cutting oxygen jet or of the mixture of heating gas and heating oxygen, which can reduce the cutting speeds.
  • the invention achieves the stated object in that the opening into the exemption of the nozzle head Laval nozzle is designed as a parallel jet.
  • the Laval nozzle opening out into the free position of the nozzle head is designed as a parallel jet nozzle, a considerable increase in the cutting quality and the cutting speed of the cutting nozzle can be achieved without having to expect overheating of the cutting nozzle, as is known, for example, in gas-mixing cutting nozzles (DE680158A).
  • the cutting oxygen jet which enters the nozzle head in parallel, can contribute to the improved nozzle-head-side mixing of heating gas and heating oxygen, because this can reduce the risk of a compression shock in the region of the release.
  • the known advantages of the end-side exemption on the nozzle head for the concentration of heating gas and heating oxygen can be used and still their mixing can be improved, which can have a positive effect on cutting quality and cutting speed.
  • the mixing of the cutting oxygen jet with heating gas, heating oxygen or with their reaction gases can be further reduced if the release is cylindrical.
  • such an exemption with relatively little design effort in a nozzle head, for example by turning, can be provided, whereby the cutting nozzle can also be produced comparatively cheap.
  • the cutting nozzle has a nozzle body in which the heating oxygen channel, the heating gas channel and the cutting oxygen channel are provided, wherein the nozzle head is adjoined by the nozzle head.
  • the nozzle body is in one piece, which can significantly increase the stability in the leadership of the channels.
  • the manufacture of a cutting torch can be facilitated by the nozzle head plugged on the nozzle head has an external thread, with which the cutting nozzle can be connected to other parts of the cutting torch. This is especially true when the overlap between the nozzle head and nozzle body is limited by a stop on the nozzle body. This can cause a mechanical coupling or clamping, which can hold the nozzle head and nozzle body on the cutting torch stable. In addition, this can greatly facilitate the replacement of the cutting nozzle on the cutting torch. A particularly resistant to the stresses during operation stable cutting nozzle can be created by the nozzle body is integrally formed with the nozzle head.
  • the design conditions for forming a parallel beam can be simplified if the convergent and / or divergent section of the Laval nozzle follows a curved longitudinal section contour.
  • the openings of the heating gas ducts are arranged at a gap to the openings of the heating oxygen channels, a further improvement of the mixture of heating gas and heating oxygen can be made possible, which has a positive effect on the efficiency and usability of the cutting nozzle.
  • the invention may be particularly distinguished when the post-mixing cutting nozzle according to the invention is used for a cutting torch.
  • the cutting torch has a connecting piece adjoining the cutting nozzle, which connects its heating oxygen feed line with the heating oxygen channel of the cutting nozzle, its heating gas feed line with the heating gas channel of the cutting nozzle and its cutting oxygen feed line with the cutting oxygen channel of the cutting nozzle, a dense and stable transition from the connecting lines of the cutting torch to the cutting nozzle can be achieved Channels of the cutting nozzle are created.
  • connection piece has an internal thread which, in engagement with the external thread of the sleeve, removably holds the cutting nozzle on the connection piece.
  • 1 is an end view of a cutting nozzle
  • FIG. 2 is a sectional view according to II-II of Fig. 1,
  • Fig. 3 is a sectional view according to III-III of Fig. 1 and
  • FIG. 4 is a partial view of a cutting torch with the cutting nozzle of Figures 1 to 3.
  • the cutting nozzle 1 shown, for example, in the figures has a plurality of heating oxygen channels 2, heating gas channels 3 and a cutting oxygen channel 4.
  • the cutting oxygen channel 4 merges into a Laval nozzle 5 with a convergent section 6 and a divergent section 7.
  • this exemption 9 occurs at least slightly mixing of the guided by the heating oxygen channels 2 and 3 gas channels gas.
  • the Laval nozzle of the cutting oxygen channel 4 is designed according to the invention as a parallel jet nozzle.
  • disturbing compression shocks are avoided at least in the area of the exemption 9.
  • a substantially parallel cutting oxygen jet 10 a tapering of the mixing region for heating oxygen and heating gas to the open end 11 of the release 9 can be avoided.
  • FIG. 2 further shows that the convergent and divergent sections 6 and 7 of the Laval nozzle 5 each follow a curved longitudinal sectional contour. Both sections 6 and 7 connect via a turning point 12 to each other.
  • the Laval nozzle 5 is arranged centrally relative to Schwarzsauerstoff- and Bankgaskanal 2 and 3.
  • the openings 13, 14 and 15 are arranged opposite the Laval nozzle 5 in the exemption 9 concentric opening.
  • the openings 13 of the heating gas channels 3 are arranged on the gap to the openings 14 and 15 of the heating oxygen channels 2, advantageous flow and mixing conditions result.
  • the cutting nozzle 1 consists of the one-piece nozzle body 16 and the nozzle head 8.
  • the nozzle head 8 is designed as a sleeve 17 which is plugged onto the nozzle body 16 and has a play 18 relative to the nozzle body 16 and in the direction of attachment a stop 19 is limited, which facilitates replacement of the sleeve 17 from the nozzle head 8.
  • an interference fit is formed between the nozzle body 16 and sleeve 17.
  • the nozzle body 16 may be integral with the nozzle head 8, which has not been shown in detail.
  • heating oxygen channel 2 the heating gas channel 3 and cutting oxygen channel 4 are provided or introduced, for example via holes. The nozzle body 16 thus leads these channels 2, 3 and 4 stable to the nozzle head 8.
  • a structurally simple, post-mixing cutting nozzle 1 is created.
  • this cutting nozzle 1 leads to a stable cutting torch 20, which can be partially seen in FIG.
  • a connecting piece 21 is shown, which adjoins the cutting nozzle 1 and heating medium supply line 22, Studgaszu effet 23, cutting oxygen feed line 24 leads.
  • the connecting piece 21 now establishes a connection between its heating oxygen feed line 22 and the heating oxygen channel 2 of the cutting nozzle 1, its heating gas feed line 23 and the heating gas channel 3 of the cutting nozzle 1 and its cutting oxygen feed line 24 and the cutting oxygen channel 4 of the cutting nozzle 1.
  • the fitting 21 for holding the cutting nozzle 1 to the cutting torch 20 is used.
  • the connecting piece 21 has an interior winch 25, which cooperates with the external thread 26 of the sleeve 17.
  • the sleeve 17 can be tightened to the connector 21 and consequently the nozzle body 16 is pressed into the connector 21 and clamped between the sleeve 17 and connector 21.
  • the connecting piece 21 has for this purpose a plurality of counter-stops 27, 28, 29, which also preferably form conical sealing surfaces between the connecting piece 21 and the nozzle body 16.
  • a counter-stop 27 in the connecting piece 21 is conceivable, which preferably forms a sealing surface between the connecting piece 21 and the nozzle body 16.
  • a tight gas connection between the channels 2, 3, 4 of the nozzle body 16 and the lines 22, 23, 24 of the connecting piece 21 is ensured in a structurally simple manner.
  • a worn cutting nozzle 1 on the cutting torch 20 is thus easily replaceable.

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Abstract

A cutting torch and a cutting nozzle (1) having at least one heating-oxygen duct (2), having at least one heating-gas duct (3), having a cutting-oxygen duct (4), which has a de Laval nozzle (5) with a convergent and a divergent section (6, 7), and having a nozzle head (8) are shown, said nozzle head (8) having a clearance (9) into which the heating-oxygen duct (2), the heating-gas duct (3) and the de Laval nozzle (5) of the cutting-oxygen duct (4) lead. In order to create a stable post-mixing cutting nozzle (1) having improved efficiency, it is proposed that the de Laval nozzle (5), leading into the clearance (9) in the nozzle head (8), is in the form of a parallel jet nozzle.

Description

Schneiddüse und Schneidbrenner mit dieser Schneiddüse  Cutting nozzle and cutting torch with this cutting nozzle
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft einen Schneidbrenner und eine Schneiddüse mit mindestens einem Heizsauerstoffkanal, mit wenigstens einem Heizgaskanal, mit einem Schneidsauerstoffkanal, der eine Lavaldüse mit einem konvergenten und einem divergenten Abschnitt aufweist, und mit einem Düsenkopf, der eine Freistellung aufweist, in die Heizsauerstoffkanal, Heizgaskanal und Lavaldüse des Schneidsauerstoffkanals münden. The invention relates to a cutting torch and a cutting nozzle with at least one Heizsauerstoffkanal, with at least one Heizgaskanal, with a Schneidsauerstoffkanal having a Laval nozzle with a convergent and a divergent section, and with a nozzle head, which has an exemption, in the Heizsauerstoffkanal, Heizgaskanal and Open the Laval nozzle of the cutting oxygen channel.
Stand der Technik State of the art
Bei einer gasmischenden („premixing") Schneiddüse ist es bekannt (DE680158A), die Lavaldüse des Schneidsauerstoffkanals als Parallelstrahldüse auszuführen, um damit Schnittleistung und Schnittgüte der Schneiddüse zu erhöhen. Gasmischende Schneiddüsen führen jedoch nachteilig zu erhöhten Temperaturen am Düsenkopf, weshalb es eines erheblichen konstruktiven Aufwands bedarf, um die erforderliche Standfestigkeit derartiger Düsen zu gewährleisten. In a premixing cutting nozzle, it is known (DE680158A) to use the Laval nozzle of the cutting oxygen channel as a parallel jet nozzle to increase the cutting performance and cutting quality of the cutting nozzle, but gas mixing cutting nozzles adversely result in increased temperatures at the die head, which makes it considerably more constructive Expenditure is required to ensure the required stability of such nozzles.
Bei nachmischenden („postmixing") Schneiddüsen ist bekannt (US5700421 B, WO201 1/042044A1 , WO201 1/103923A1 ), dem Düsenkopf der Schneiddüse eine Hülse („shroud") zuzuordnen, die eine endseitige zylindrische Freistellung ausbildet. In diese Freistellung münden Heizsauerstoffkanal, Heizgaskanal und Schneidsauerstoffkanal, wobei auf Grundlage dieser Freistellung die Vermischung von Heizgas und Heizsauerstoff erhöht und auch konzentriert werden kann. Damit kann gleichwie bei der gasmischenden („premixing") Schneiddüse die Schneidqualität sowie auch die Schneidgeschwindigkeit der Schneiddüse verbessert werden. Nachteilig kann solch eine Freistellung am Düsenkopf, in den auch der Schneidsauerstoffkanal über eine Lavaldüse mündet, zu einer Beeinträchtigung des Schneidsauerstoffstrahls bzw. der Mischung von Heizgas und Heizsauerstoff führen, was die Schneidgeschwindigkeiten reduzieren kann. In the case of postmixing cutting nozzles, it is known (US Pat. No. 5,004,421 B, WO201 1 / 042044A1, WO201 1 / 103923A1) to assign a sleeve ("shroud") to the nozzle head of the cutting nozzle, which forms an end-side cylindrical clearance. In this exemption open heating oxygen channel, heating gas channel and cutting oxygen channel, based on this exemption, the mixing of heating gas and heating oxygen can be increased and also concentrated. Thus, as with the gas mixing ("premixing") cutting die, the cutting quality as well as the cutting speed of the cutting nozzle can be improved Such an exemption at the nozzle head, into which the cutting oxygen channel also flows via a Laval nozzle, can lead to an impairment of the cutting oxygen jet or of the mixture of heating gas and heating oxygen, which can reduce the cutting speeds.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine nachmischende Schneiddüse der eingangs geschilderten Art derart zu verbessern, dass mit dieser trotz konstruktiver Einfachheit erhöhte Schneidqualitäten und Schneidgeschwindigkeiten erreicht werden können. It is therefore an object of the invention to improve a post-mixing cutting nozzle of the type described in such a way that with this despite constructive simplicity increased cutting qualities and cutting speeds can be achieved.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die in die Freistellung des Düsenkopfs mündende Lavaldüse als Parallelstrahldüse ausgebildet ist. The invention achieves the stated object in that the opening into the exemption of the nozzle head Laval nozzle is designed as a parallel jet.
Ist die in die Freistellung des Düsenkopfs mündende Lavaldüse als Parallelstrahldüse ausgebildet, kann damit eine erhebliche Steigerung der Schneidqualität und der Schneidgeschwindigkeit der Schneiddüse ermöglicht werden, ohne dass mit einer Überhitzung der Schneiddüse gerechnet werden muss, wie dies beispielsweise bei gasmischenden Schneiddüsen bekannt ist (DE680158A). Es konnte nämlich festgestellt werden, dass der im Wesentlichen in die Freistellung des Düsenkopfs parallel eintretende Schneidsauerstoffstrahl zur verbesserten düsenkopfseitigen Vermischung von Heizgas und Heizsauerstoff beitragen kann, weil dadurch die Gefahr eines Verdichtungsstoßes im Bereich der Freistellung vermindert werden kann. Damit können die bekannten Vorteile der endseitigen Freistellung am Düsenkopf zur Konzentrierung von Heizgas und Heizsauerstoff genutzt und dennoch auch deren Vermischung verbessert werden, was sich positiv auf Schneidqualität und Schneidgeschwindigkeit auswirken kann. Zudem kann sich zeigen, dass im Bereich der Freistellung eine Vermischung des Schneidsauerstoffstrahls mit Heizgas, Heizsauerstoff bzw. mit deren Reaktionsgasen vergleichsweise gering gehalten werden kann. Dies kann nicht nur einen Druckverlust des Schneidsauerstoffstrahls durch die Auffächerung seiner Strahlgrenze vermeiden, sondern auch gleichzeitig seine Reinheit für eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit bewahren. Dies kann zur weiteren Verbesserung der Schneidqualität und Schneidgeschwindigkeit der Schneiddüse beitragen, wodurch sich im Vergleich zu bekannten nachmischenden Schneiddüsen ein erhöhter Wirkungsgrad einstellen kann. Es kann sich daher zeigen, dass diese erfindungsgemäße Modifizierung an der Lavaldüse ermöglicht, die von nachmischenden Schneiddüsen bekannten, vergleichsweise einfachen Konstruktionsverhältnisse beizubehalten. Somit ist die Schaffung einer konstruktiv einfachen, standfesten und in ihrem Wirkungsgrad verbesserten nachmischenden Schneiddüse erreichbar. If the Laval nozzle opening out into the free position of the nozzle head is designed as a parallel jet nozzle, a considerable increase in the cutting quality and the cutting speed of the cutting nozzle can be achieved without having to expect overheating of the cutting nozzle, as is known, for example, in gas-mixing cutting nozzles (DE680158A). , In fact, it has been found that the cutting oxygen jet, which enters the nozzle head in parallel, can contribute to the improved nozzle-head-side mixing of heating gas and heating oxygen, because this can reduce the risk of a compression shock in the region of the release. Thus, the known advantages of the end-side exemption on the nozzle head for the concentration of heating gas and heating oxygen can be used and still their mixing can be improved, which can have a positive effect on cutting quality and cutting speed. In addition, it can be shown that, in the region of the release, mixing of the cutting oxygen jet with heating gas, heating oxygen or with their reaction gases can be kept comparatively low. This can not only avoid a pressure loss of the cutting oxygen jet by the fanning out of its beam limit, but also at the same time its Maintain purity for a high reaction rate. This can contribute to the further improvement of the cutting quality and cutting speed of the cutting nozzle, whereby an increased efficiency can be achieved in comparison to known post-mixing cutting nozzles. It can therefore be shown that this modification according to the invention to the Laval nozzle makes it possible to maintain the comparatively simple construction conditions known from post-mixing cutting nozzles. Thus, the creation of a structurally simple, stable and improved in terms of efficiency post-mixing cutting nozzle is achievable.
Die Vermischung des Schneidsauerstoffstrahls mit Heizgas, Heizsauerstoff bzw. mit deren Reaktionsgasen kann weiter vermindert werden, wenn die Freistellung zylindrisch ausgebildet ist. Zudem kann solch eine Freistellung mit vergleichsweise geringem konstruktiven Aufwand in einem Düsenkopf, beispielsweise durch Ausdrehen, vorgesehen werden, wodurch die Schneiddüse auch vergleichsweise günstig hergestellt werden kann. The mixing of the cutting oxygen jet with heating gas, heating oxygen or with their reaction gases can be further reduced if the release is cylindrical. In addition, such an exemption with relatively little design effort in a nozzle head, for example by turning, can be provided, whereby the cutting nozzle can also be produced comparatively cheap.
Konstruktive Einfachheit kann erreicht werden, wenn die Schneiddüse einen Düsenkörper aufweist, in dem Heizsauerstoffkanal, Heizgaskanal und Schneidsauerstoffkanal vorgesehen sind, wobei an den Düsenkörper der Düsenkopf anschließt. Vorzugsweise ist der Düsenkörper einstückig, was die Standfestigkeit in der Führung der Kanäle erheblich erhöhen kann. Constructive simplicity can be achieved if the cutting nozzle has a nozzle body in which the heating oxygen channel, the heating gas channel and the cutting oxygen channel are provided, wherein the nozzle head is adjoined by the nozzle head. Preferably, the nozzle body is in one piece, which can significantly increase the stability in the leadership of the channels.
Die Fertigung eines Schneidbrenners kann erleichtert werden, indem der auf den Düsenkörper aufgesteckte Düsenkopf ein Außengewinde aufweist, mit dem die Schneiddüse mit anderen Teilen des Schneidbrenners verbunden werden kann. Dies gilt insbesondere, wenn die Überlappung zwischen Düsenkopf und Düsenkörper durch einen Anschlag am Düsenkörper begrenzt wird. Dadurch kann eine mechanische Kopplung bzw. Einspannung entstehen, die den Düsenkopf und Düsenkörper am Schneidbrenner standfest halten kann. Zudem kann sich dadurch das Austauschen der Schneiddüse am Schneidbrenner erheblich erleichtern. Eine besonders gegenüber den Belastungen im Betrieb standfeste Schneiddüse kann geschaffen werden, indem der Düsenkörper mit dem Düsenkopf einstückig ausgebildet ist. The manufacture of a cutting torch can be facilitated by the nozzle head plugged on the nozzle head has an external thread, with which the cutting nozzle can be connected to other parts of the cutting torch. This is especially true when the overlap between the nozzle head and nozzle body is limited by a stop on the nozzle body. This can cause a mechanical coupling or clamping, which can hold the nozzle head and nozzle body on the cutting torch stable. In addition, this can greatly facilitate the replacement of the cutting nozzle on the cutting torch. A particularly resistant to the stresses during operation stable cutting nozzle can be created by the nozzle body is integrally formed with the nozzle head.
Bildet eine Hülse den Düsenkopf aus, können sich die konstruktiven Voraussetzungen zur Herstellung der Schneiddüse weiter vereinfachen. Forms a sleeve from the nozzle head, the design conditions for the production of the cutting nozzle can be further simplified.
Die Konstruktionsverhältnisse zur Ausbildung eines Parallelstrahls können sich vereinfachen, wenn der konvergente und/oder divergente Abschnitt der Lavaldüse einer gekrümmten Längsschnittkontur folgt. The design conditions for forming a parallel beam can be simplified if the convergent and / or divergent section of the Laval nozzle follows a curved longitudinal section contour.
Schließt der gekrümmte konvergente Abschnitt über eine Wendestelle an den gekrümmten divergenten Abschnitt der Lavaldüse an, kann sich eine konstruktiv einfach ausgebildete Parallelstrahldüse ergeben. If the curved convergent section connects via a turning point to the curved divergent section of the Laval nozzle, a structurally simple parallel jet nozzle can result.
Um die Mischung von Heizsauerstoff- und Heizgaskanal im Freiraum des Düsenkopfs zu verbessern, können mehrere Heizsauerstoff- und Heizgaskanäle vorgesehen sein, wobei die Lavaldüse zentrisch und die Heizsauerstoff- und Heizgaskanäle mit ihren zur Lavaldüse konzentrisch angeordneten Öffnungen in die Freistellung münden. To improve the mixture of Heizsauerstoff- and Heizgaskanal in the free space of the nozzle head, more Heizsauerstoff- and Heizgaskanäle may be provided, the Laval nozzle centric and the Heizsauerstoff- and Heizgaskanäle open with their Laval nozzle concentrically arranged openings in the exemption.
Eine zusätzliche Verbesserung der Schneidqualität und eine erhöhte Schneidgeschwindigkeit können sich dadurch ergeben, wenn die insbesondere außenliegenden Öffnungen der Heizsauerstoffkanäle abwechselnd unterschiedliche Durchmesser aufweisen. An additional improvement in the cutting quality and an increased cutting speed can result if the particular outer openings of the Heizsauerstoffkanäle have alternately different diameters.
Sind die Öffnungen der Heizgaskanäle auf Lücke zu den Öffnungen der Heizsauerstoffkanälen angeordnet, kann eine weitere Verbesserung der Mischung von Heizgas und Heizsauerstoff ermöglicht werden, was sich positiv auf Wirkungsgrad und Verwendbarkeit der Schneiddüse auswirkt. Die Erfindung kann sich insbesondere auszeichnen, wenn die erfindungsgemäße nachmischende Schneiddüse für einen Schneidbrenner verwendet wird. If the openings of the heating gas ducts are arranged at a gap to the openings of the heating oxygen channels, a further improvement of the mixture of heating gas and heating oxygen can be made possible, which has a positive effect on the efficiency and usability of the cutting nozzle. The invention may be particularly distinguished when the post-mixing cutting nozzle according to the invention is used for a cutting torch.
Weist der Schneidbrenner ein an die Schneiddüse anschließendes Anschlussstück auf, das seine Heizsauerstoffzuleitung mit dem Heizsauerstoffkanal der Schneiddüse, seine Heizgaszuleitung mit dem Heizgaskanal der Schneiddüse und seine Schneidsauerstoffzuleitung mit dem Schneidsauerstoffkanal der Schneiddüse verbindet, kann ein dichter und standfester Übergang von den Anschlussleitungen des Schneidbrenners auf die Kanäle der Schneiddüse geschaffen werden. If the cutting torch has a connecting piece adjoining the cutting nozzle, which connects its heating oxygen feed line with the heating oxygen channel of the cutting nozzle, its heating gas feed line with the heating gas channel of the cutting nozzle and its cutting oxygen feed line with the cutting oxygen channel of the cutting nozzle, a dense and stable transition from the connecting lines of the cutting torch to the cutting nozzle can be achieved Channels of the cutting nozzle are created.
Der Austausch der Schneiddüse kann erleichtert werden, wenn das Anschlussstück ein Innengewinde aufweist, welches im Eingriff mit dem Außengewinde der Hülse die Schneiddüse am Anschlussstück auswechselbar festhält. The replacement of the cutting nozzle can be facilitated if the connection piece has an internal thread which, in engagement with the external thread of the sleeve, removably holds the cutting nozzle on the connection piece.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Short description of the drawing
In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen In the figures, for example, the subject invention is illustrated using an exemplary embodiment. Show it
Fig. 1 eine Stirnansicht auf eine Schneiddüse, 1 is an end view of a cutting nozzle,
Fig. 2 eine Schnittansicht nach II-II der Fig. 1 , 2 is a sectional view according to II-II of Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht nach III-III der Fig. 1 und Fig. 3 is a sectional view according to III-III of Fig. 1 and
Fig. 4 eine teilweise Darstellung zu einem Schneidbrenner mit der Schneiddüse nach den Figuren 1 bis 3.  4 is a partial view of a cutting torch with the cutting nozzle of Figures 1 to 3.
Weg zur Ausführung der Erfindung Way to carry out the invention
Die beispielsweise in den Figuren dargestellte Schneiddüse 1 weist mehrere Heizsauerstoffkanäle 2, Heizgaskanäle 3 und einen Schneidsauerstoffkanal 4 auf. Wie in den Schnittansichten nach den Figuren 2 und 3 zu erkennen, geht der Schneidsauerstoffkanal 4 in eine Lavaldüse 5 mit einem konvergenten Abschnitt 6 und einem divergenten Abschnitt 7 über. Im Allgemeinen ist vorstellbar, zusätzlich zum konvergenten Abschnitt 6 und divergenten Abschnitt 7 der Lavaldüse 5, weitere nicht näher dargestellte Abschnitte vorzusehen, beispielsweise eine zylindrische Gurgel zwischen den Abschnitten 6 oder 7 und/oder auch einen zylindrischen Auslauf anschließend an den divergenten Abschnitt 7, etc.. The cutting nozzle 1 shown, for example, in the figures has a plurality of heating oxygen channels 2, heating gas channels 3 and a cutting oxygen channel 4. As can be seen in the sectional views according to FIGS. 2 and 3, the cutting oxygen channel 4 merges into a Laval nozzle 5 with a convergent section 6 and a divergent section 7. In general, it is conceivable, in addition to the convergent section 6 and divergent section 7 of the Laval nozzle 5, to provide further sections not shown, for example a cylindrical gurgle between the sections 6 or 7 and / or a cylindrical outlet subsequently to the divergent section 7, etc ..
Der Schneidsauerstoffkanal 4 sowie auch die anderen Kanäle 2 und 3 münden in eine zylindrische Freistellung 9 des Düsenkopfs 8 der Schneiddüse 1 . In dieser Freistellung 9 tritt zumindest geringfügig eine Vermischung der von den Heizsauerstoffkanälen 2 und Heizgaskanälen 3 geführten Gase ein. Um Nachteile einer dort stattfindenden Vermischung durch den in diesem Bereich ebenso eintretenden Schneidsauerstoffstrahl 10 zu reduzieren, ist die Lavaldüse des Schneidsauerstoffkanals 4 erfindungsgemäß als Parallelstrahldüse ausgebildet. So werden störende Verdichtungsstöße wenigstens im Bereich der Freistellung 9 vermieden. Außerdem kann mit einem im Wesentlichen parallelen Schneidsauerstoffstrahl 10 eine Verjüngung des Mischbereichs für Heizsauerstoff und Heizgas zum offenen Ende 1 1 der Freistellung 9 hin vermieden werden. Des Weiteren wird auch die Konzentrierung der Gase der Heizsauerstoffkanäle 2 und Heizgaskanäle 3 nicht gestört, wie diese im Stand der Technik (US5700421 B, WO201 1/042044A1 und WO201 1/103923A1 ) durch die kegelförmige Erweiterung des Schneidsauerstoffstrahls 10 unvermeidbar ist. The cutting oxygen channel 4 as well as the other channels 2 and 3 open into a cylindrical clearance 9 of the nozzle head 8 of the cutting nozzle. 1 In this exemption 9 occurs at least slightly mixing of the guided by the heating oxygen channels 2 and 3 gas channels gas. In order to reduce the disadvantages of mixing occurring there due to the cutting oxygen jet 10 which likewise enters this area, the Laval nozzle of the cutting oxygen channel 4 is designed according to the invention as a parallel jet nozzle. Thus, disturbing compression shocks are avoided at least in the area of the exemption 9. In addition, with a substantially parallel cutting oxygen jet 10, a tapering of the mixing region for heating oxygen and heating gas to the open end 11 of the release 9 can be avoided. Furthermore, the concentration of the gases of the heating oxygen channels 2 and heating gas channels 3 is not disturbed, as in the prior art (US5700421 B, WO201 1 / 042044A1 and WO201 1 / 103923A1) by the conical expansion of the cutting oxygen jet 10 is unavoidable.
Der Fig. 2 ist weiter zu entnehmen, dass der konvergente und der divergente Abschnitt 6 und 7 der Lavaldüse 5 jeweils einer gekrümmten Längsschnittkontur folgen. Beide Abschnitte 6 und 7 schließen über eine Wendestelle 12 aneinander an. FIG. 2 further shows that the convergent and divergent sections 6 and 7 of the Laval nozzle 5 each follow a curved longitudinal sectional contour. Both sections 6 and 7 connect via a turning point 12 to each other.
Die Lavaldüse 5 ist gegenüber Heizsauerstoff- und Heizgaskanal 2 und 3 zentrisch angeordnet. Die Öffnungen 13, 14 und 15 sind gegenüber der Lavaldüse 5 in die Freistellung 9 konzentrisch mündend angeordnet. The Laval nozzle 5 is arranged centrally relative to Heizsauerstoff- and Heizgaskanal 2 and 3. The openings 13, 14 and 15 are arranged opposite the Laval nozzle 5 in the exemption 9 concentric opening.
Die gegenüber der Lavaldüse 5 und den Öffnungen 13 der Heizgaskanäle 3 außenliegenden Öffnungen 14 und 15 der Heizsauerstoffkanäle 2 wechseln sich in ihren Durchmessern ab. Damit wird ein vorteilhafter Eintrag von Heizsauerstoff in die Freistellung 9 sichergestellt. The opposite to the Laval nozzle 5 and the openings 13 of the heating gas channels 3 outer openings 14 and 15 of the Heizsauerstoffkanäle 2 change into their Diameters off. This ensures an advantageous entry of heating oxygen into the exemption 9.
Da die Öffnungen 13 der Heizgaskanäle 3 auf Lücke zu den Öffnungen 14 und 15 der Heizsauerstoffkanäle 2 angeordnet sind, ergeben sich vorteilhafte Strömungsund Mischverhältnisse. Since the openings 13 of the heating gas channels 3 are arranged on the gap to the openings 14 and 15 of the heating oxygen channels 2, advantageous flow and mixing conditions result.
Wie den Figuren 2 und 3 weiter zu entnehmen, besteht die Schneiddüse 1 aus dem einteiligen Düsenkörper 16 und dem Düsenkopf 8. Der Düsenkopf 8 ist als auf den Düsenkörper 16 aufgesteckte Hülse 17 ausgebildet, die zum Düsenkörper 16 ein Spiel 18 aufweist und in Aufsteckrichtung durch einen Anschlag 19 begrenzt wird, was ein Auswechseln der Hülse 17 vom Düsenkopf 8 erleichtert. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass sich zwischen Düsenkörper 16 und Hülse 17 ein Presssitz ausbildet. Zudem kann der Düsenkörper 16 mit dem Düsenkopf 8 einstückig ausgeführt sein, was nicht näher dargestellt worden ist. Im Düsenkörper 16 sind Heizsauerstoffkanal 2, Heizgaskanal 3 und Schneidsauerstoffkanal 4 vorgesehen bzw. eingebracht, beispielsweise über Bohrungen. Der Düsenkörper 16 führt sohin diese Kanäle 2, 3 und 4 standfest zum Düsenkopf 8. Eine konstruktiv einfache, nachmischende Schneiddüse 1 ist so geschaffen. As can be seen further from FIGS. 2 and 3, the cutting nozzle 1 consists of the one-piece nozzle body 16 and the nozzle head 8. The nozzle head 8 is designed as a sleeve 17 which is plugged onto the nozzle body 16 and has a play 18 relative to the nozzle body 16 and in the direction of attachment a stop 19 is limited, which facilitates replacement of the sleeve 17 from the nozzle head 8. However, it is also conceivable that an interference fit is formed between the nozzle body 16 and sleeve 17. In addition, the nozzle body 16 may be integral with the nozzle head 8, which has not been shown in detail. In the nozzle body 16 heating oxygen channel 2, the heating gas channel 3 and cutting oxygen channel 4 are provided or introduced, for example via holes. The nozzle body 16 thus leads these channels 2, 3 and 4 stable to the nozzle head 8. A structurally simple, post-mixing cutting nozzle 1 is created.
Die Verwendung dieser erfindungsgemäßen Schneiddüse 1 führt zu einem standfesten Schneidbrenner 20, der teilweise in Fig. 4 zu sehen ist. Zu diesem Schneidbrenner 20 wird ein Anschlussstück 21 gezeigt, das an die Schneiddüse 1 anschließt und Heizsauerstoffzuleitung 22, Heizgaszuleitung 23, Schneidsauerstoffzuleitung 24 führt. Das Anschlussstück 21 stellt nun eine Verbindung zwischen seiner Heizsauerstoffzuleitung 22 und dem Heizsauerstoffkanal 2 der Schneiddüse 1 , seiner Heizgaszuleitung 23 und dem Heizgaskanal 3 der Schneiddüse 1 und seiner Schneidsauerstoffzuleitung 24 und dem Schneidsauerstoffkanal 4 der Schneiddüse 1 her. The use of this cutting nozzle 1 according to the invention leads to a stable cutting torch 20, which can be partially seen in FIG. For this cutting torch 20, a connecting piece 21 is shown, which adjoins the cutting nozzle 1 and heating medium supply line 22, Heizgaszuleitung 23, cutting oxygen feed line 24 leads. The connecting piece 21 now establishes a connection between its heating oxygen feed line 22 and the heating oxygen channel 2 of the cutting nozzle 1, its heating gas feed line 23 and the heating gas channel 3 of the cutting nozzle 1 and its cutting oxygen feed line 24 and the cutting oxygen channel 4 of the cutting nozzle 1.
Zudem wird das Anschlussstück 21 zum Festhalten der Schneiddüse 1 am Schneidbrenner 20 verwendet. Hierzu weist das Anschlussstück 21 ein Innenge- winde 25 auf, das mit dem Außengewinde 26 der Hülse 17 zusammenwirkt. Damit kann die Hülse 17 an das Anschlussstück 21 angezogen werden und infolgedessen auch der Düsenkörper 16 in das Anschlussstück 21 gedrückt bzw. zwischen Hülse 17 und Anschlussstück 21 eingespannt werden. In addition, the fitting 21 for holding the cutting nozzle 1 to the cutting torch 20 is used. For this purpose, the connecting piece 21 has an interior winch 25, which cooperates with the external thread 26 of the sleeve 17. Thus, the sleeve 17 can be tightened to the connector 21 and consequently the nozzle body 16 is pressed into the connector 21 and clamped between the sleeve 17 and connector 21.
Das Anschlussstück 21 weist zu diesem Zweck mehrere Gegenanschläge 27, 28 , 29 auf, die zudem vorzugsweise konische Dichtflächen zwischen dem Anschlussstück 21 und dem Düsenkörper 16 bilden. Im Allgemeinen ist jedoch lediglich ein Gegenanschlag 27 im Anschlussstück 21 vorstellbar, der vorzugsweise eine Dichtfläche zwischen dem Anschlussstück 21 und dem Düsenkörper 16 ausbildet. The connecting piece 21 has for this purpose a plurality of counter-stops 27, 28, 29, which also preferably form conical sealing surfaces between the connecting piece 21 and the nozzle body 16. In general, however, only a counter-stop 27 in the connecting piece 21 is conceivable, which preferably forms a sealing surface between the connecting piece 21 and the nozzle body 16.
Konstruktiv einfach gelöst ist so ein dichter Gasanschluss zwischen den Kanälen 2, 3, 4 des Düsenkörpers 16 und den Leitungen 22, 23, 24 des Anschlussstücks 21 gewährleistet. Zudem ist damit eine verschlissene Schneiddüse 1 am Schneidbrenner 20 einfach auswechselbar. A tight gas connection between the channels 2, 3, 4 of the nozzle body 16 and the lines 22, 23, 24 of the connecting piece 21 is ensured in a structurally simple manner. In addition, a worn cutting nozzle 1 on the cutting torch 20 is thus easily replaceable.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: Patent claim:
1 . Schneiddüse mit mindestens einem Heizsauerstoffkanal (2), mit wenigstens einem Heizgaskanal (3), mit einem Schneidsauerstoffkanal (4), der eine Lavaldüse (5) mit einem konvergenten und einem divergenten Abschnitt (6, 7) aufweist, und mit einem Düsenkopf (8), der eine Freistellung (9) aufweist, in die Heizsauerstoffkanal (2), Heizgaskanal (3) und Lavaldüse (5) des Schneidsauerstoffkanals (4) münden, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Freistellung (9) des Düsenkopfs (8) mündende Lavaldüse (5) als Parallelstrahldüse ausgebildet ist. 1 . Cutting nozzle with at least one heating oxygen channel (2), with at least one heating gas channel (3), with a cutting oxygen channel (4) having a Laval nozzle (5) with a convergent and a divergent section (6, 7), and with a nozzle head (8 ), which has an exemption (9), in the Heizsauerstoffkanal (2), the heating gas channel (3) and Laval nozzle (5) of the cutting oxygen channel (4) open, characterized in that in the exemption (9) of the nozzle head (8) opening Laval nozzle (5) is designed as a parallel jet nozzle.
2. Schneiddüse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Freistellung (9) zylindrisch ausgebildet ist. 2. Cutting nozzle according to claim 1, characterized in that the release (9) is cylindrical.
3. Schneiddüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiddüse (1 ) einen Düsenkörper (16) aufweist, in dem Heizsauerstoffkanal (2), Heizgaskanal (3) und Schneidsauerstoffkanal (4) vorgesehen sind, und dass an den Düsenkörper (16) der Düsenkopf (8) anschließt. 3. Cutting nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the cutting nozzle (1) has a nozzle body (16), in the Heizsauerstoffkanal (2), the heating gas channel (3) and cutting oxygen channel (4) are provided, and that to the nozzle body ( 16) connects the nozzle head (8).
4. Schneiddüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der auf den Düsenkörper (16) aufgesteckte Düsenkopf (8) ein Außengewinde (26) aufweist. 4. Cutting nozzle according to claim 3, characterized in that on the nozzle body (16) plugged nozzle head (8) has an external thread (26).
5. Schneiddüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (16) mit dem Düsenkopf (8) einstückig ausgebildet ist. 5. Cutting nozzle according to claim 3, characterized in that the nozzle body (16) with the nozzle head (8) is integrally formed.
6. Schneiddüse nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (17) den Düsenkopf (8) ausbildet. 6. Cutting nozzle according to claim 3, 4 or 5, characterized in that a sleeve (17) forms the nozzle head (8).
7. Schneiddüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der konvergente und/oder divergente Abschnitt (6, 7) der Lavaldüse (5) einer gekrümmten Längsschnittkontur folgt. 7. Cutting nozzle according to one of claims 1 to 6, characterized in that the convergent and / or divergent section (6, 7) of the Laval nozzle (5) follows a curved longitudinal sectional contour.
8. Schneiddüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte konvergente Abschnitt (6) über eine Wendestelle (12) an den gekrümmten divergenten Abschnitt (7) der Lavaldüse (5) anschließt. 8. Cutting nozzle according to claim 7, characterized in that the curved convergent section (6) via a turning point (12) to the curved divergent portion (7) of the Laval nozzle (5) connects.
9. Schneiddüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Heizsauerstoff- und Heizgaskanäle (2, 3) vorgesehen sind, und dass die Lavaldüse (5) zentrisch und die Heizsauerstoff- und Heizgaskanäle (2, 3) mit ihren zur Lavaldüse (5) konzentrisch angeordneten Öffnungen (13, 14, 15) in die Freistellung (9) münden. 9. Cutting nozzle according to one of claims 1 to 8, characterized in that a plurality of Heizsauerstoff- and Heizgaskanäle (2, 3) are provided, and that the Laval nozzle (5) centric and the Heizsauerstoff- and Heizgaskanäle (2, 3) with their for Laval nozzle (5) concentrically arranged openings (13, 14, 15) in the exemption (9) open.
10. Schneiddüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere außenliegenden Öffnungen (14, 15) der Heizsauerstoffkanäle (2) abwechselnd unterschiedliche Durchmesser aufweisen. 10. Cutting nozzle according to claim 9, characterized in that the in particular outer openings (14, 15) of the Heizsauerstoffkanäle (2) alternately have different diameters.
1 1 . Schneiddüse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (13) der Heizgaskanäle (3) auf Lücke zu den Öffnungen (14, 15) der Heizsauerstoffkanäle (2) angeordnet sind. 1 1. Cutting nozzle according to claim 9 or 10, characterized in that the openings (13) of the Heizgaskanäle (3) are arranged on the gap to the openings (14, 15) of the Heizsauerstoffkanäle (2).
12. Schneidbrenner mit einer nachmischenden Schneiddüse (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 . 12. Cutting torch with a post-mixing cutting nozzle (1) according to one of claims 1 to 1 1.
13. Schneidbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidbrenner (20) ein an die Schneiddüse (1 ) anschließendes Anschlussstück (21 ) aufweist, das seine Heizsauerstoffzuleitung (22) mit dem Heizsauerstoffkanal (2) der Schneiddüse (1 ), seine Heizgaszuleitung (23) mit dem Heizgaskanal (3) der Schneiddüse (1 ) und seine Schneidsauerstoffzuleitung (24) mit dem Schneidsauerstoffkanal (4) der Schneiddüse (1 ) verbindet. 13. Cutting torch according to claim 12, characterized in that the cutting torch (20) to the cutting nozzle (1) adjoining connecting piece (21) having its Heizsauerstoffzuleitung (22) with the Heizsauerstoffkanal (2) of the cutting nozzle (1), its Heizgaszuleitung (23) communicates with the heating gas channel (3) of the cutting nozzle (1) and its cutting oxygen supply line (24) with the cutting oxygen channel (4) of the cutting nozzle (1).
14. Schneidbrenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (21 ) ein Innengewinde (25) aufweist, welches im Eingriff mit dem Außengewinde (26) der Hülse (17) die Schneiddüse (1 ) am Anschlussstück (21 ) auswechselbar festhält. 14. Cutting torch according to claim 13, characterized in that the connecting piece (21) has an internal thread (25) which in engagement with the external thread (26) of the sleeve (17) removably holds the cutting nozzle (1) on the connecting piece (21).
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