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Chalumeau pour souder ou découper les métaux.
La présente invention est relative aux chalumeaux brûlant de l'oxygène et un hydrocarbure gazeux, tousdeux sous pression, E et à titre d'exemple, aux chalumeaux oxyacétyléniques. Elle s'ap- plique plus particulièrement aux chalumeaux pour la soudure et spécialement, à des chalumeaux pour la soudure mécanique qui brûlent de grandes quantités de gaz par des jets multiples.
L'invention a, entre autres, pour objet d'offrir un chalu- meau dont la construction est telle qu'elle permet une grande consommation de ces mélanges explosifs, qu'elle supprime l'in- terruption onéreuse des opérations par suite des retours de flam- me et qu'elle assure des conditions avantageuses de mélange. Elle a également pour objet de ermettre m'emploi d'une masse à souder qui est pourvue de deux ( ou plsieurs) passages de dis-
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tribution alimentant chacun des nombreux passages pour le jet de flamme et aussi d'assurer une arrivée uniforme du mélange aux divers passages de distribution, de manière que chaque grou- pe de jets soit alimenté couline il le faut.
Elle a également pour objet de permettrede réaliser de l'économie dans la fabrication du chalumeau, de lui permettre de résister à un usage intensif et de faciliter le démontage et le remontage des pièces. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront aux hommesde l'art.
Sur les dessins annexés à la présente description:
La fig. I est une vue, en coupe longitudinale et partie en élévation, d'un chalumeau établu suivant l'invention, une partie de la masse à souder étant supprimée. La fige 2éest une @ coupe long'tudinale, à plus grande échelle, de la partie postérieure du chalumeau, Des fig. 3,4 et 5 sont des coupes transversales faites respectivement suivant les lignes 3-3 , 4-4 e 5-5 de la fig. 2. La fig. 6 est une coupe transversale faite suivant la ligne 6-6 de la fig. I et la fige '7 est une coupe faite suivant la ligne 7-7 de la fig.
I
Le chalumeau représenté comporte une partie postérieure extrême 2 pourvue d'une cavité 3 s'étendant versl'intérieur depuis son extrémité antérieure. Des raccords 4 et 5, de dimen- @ions appropriées, sont prévus pour assurer l'arrivée de l'oxy- gène et de l'acétylène respectivement. Les passages pour l'ar- rivée de l'oxygène et de l'acétylène , ménagés dans le cops 2, sont désignés par 6 et 7. Le passage d'arrivée;de l'oxygène présente un orifice de sortie. 8 débouchant centralement à tra- vers la paroi postérieure de la cavité 3 et le passage d'arrivée de l'acétylène comporte un orifice de sortie @ débouchant également dans la dite cavité.
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On introctuit dans la cavité 3, par le devant, une pièce tubulaire 10 qui est pourvue, de préférence, d'un filetage II se vissant dans 1 : taraudage de la c avité.
La pièce 10 présente un grand canal cylindrique 12 qui peut être agrandi à l'extrémité postérieure.
Un tube intérieur 13 est glisse ou adapté dans l'alésage de la pièce 10, depuis l'arrière , et comporte une tête postérieu- re épanouie 14 qui s'étend d'avant en arrière depuis la pièce 10. Cette tête présente une surface de scellement inclinée ou conique 15 contre laquelle vient porter l'extrémité postérieure de la pièce 10 de manière à assurer un joint hermétique en ce point.
L'extrémité pos',érieure de la tête 14 renferme une cham- bre d'admission 16 destinée à correspondre avec l'ouverture 8 de passage de l'oxygène et est arrondi? de manire,à porter d'une façon hermétique , en 17, contre l'arrière de la cavité 3, au- tour dcette ouverture.
Lorsqu'on visse fortement la pièce 10 dans le corps 2, il se produit une pression qui tend effectifs les deux joints en 15 et 17. Un fourreau 18, vissé dans l'extrémité antérieure du corps 2 et comprimant une bague conique 19 contre une surface biseautée 20, forme un troisième joint hermétique.
Le coté extérieur du tube 13 est éloigné du canal de la pièce 10 de manière à laisser un ou plusieurs passages rec- tilignes étroits 21 conduisant le gaz combustible, ce passage étant, de préférence, subdivisé par des nervures de centrage 22.
Le tube 13 peut comporter un col réduit extérieurement, autour duquel se trouve une chambre de distribution 23 pour l'acétylène admis à travers des orifices mesureurs 24, lesquels peuvent être percés obliquement à travers l'extrémité postérieure de la
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pièce 10 pour mettrela dite chambre en communication avec l'es- pace réservé à l'acétylène dans la cavité 3.
Le tube 13 comporte un conduit postérieur relativement étran-
25 glé/formant un orifice mesureur d'oxygène. En avant de cet orifi- ce, le passage 26, qui s'étend à travers le tube., est établi de manière à diverger progressivement sur une distance relativement longue, la divergence s'étendant jusqu'à l'extrémité antérieure ouverte du tube ou bien le passage au moins n'étant pas étranglé après sa divergence.
Les passages 21 et 26 sont établis concurremment avec les lumières 24 et 25 pour laisser passer les proportions et quanti- tés voulues des deux gaz et le cône légèrement divergent du pas- sage 26 est calculé pour réduire la vitesse de l'oxygène de manière que celui-ci soit livré depuis l'extrémité du tube à la même vitesse, ou à peu près à la même vitesse, que le ou les courants environnants d'acétylène.
Les deux gaz sont ainsi délivrés et associés en un courant longitudinal dans l'alésage 12 au-delà de l'extrémité ouverte du tube 13, cette partie de l'alésage formant l'extrémité postérieu- re d'un long conduit qui n'est pas obstrué jusqu'à son extrémité antérieure, ou sur une très grande distance.
L'extrémité antérieure de la pièce 10 présente un manchon agrandi 27 dans lequel est introduite l'extrémité postérieure à épaulement d'une bride 28 dont le canal 29 constitue le prolon gement du canal 12. Un fourreau 30, vissé dans le manchon 27. serre la bride 28 de façon qu'on puisse l'en détacher? Sur l'ex- trémité antérieure de la bride 28 se visse et se soudeune tête
31. L'extrémité postérieure d'un tuyau 32 est soudée dans cette pièce et une tête intérieure 33 est soudée à 'extrémité antérieu- re de ce tuyau. Le passage 12, 29 se continue n substance sans @
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interruption à travers les têtes 31 et 33 et le tuyau 32.
Un manchon 34 est hermétiquement fixé aux têtes 31 et 33 de manière à enfermer une chemise d'eau 35 entourant le tuyau 32..
Un tuyau d'arrivée d'eau 36 est relié à cet espace par un passage 37 ménagé dans la tête 33. Untuyau intérieur de sortie 38 part d'un autre passage 39 de cette tête pour aller jusqu'en un point situé à proximité de l'extrémité postérieure de la-chambre à, eau et communique avec un tube ou conduit extérieur 40.
La tête 33 est reliée à une masse à souder 41 qui constitue ce que l'on peut appeler une asse à jets multiples pour la souduremécanique.
Cette masse est disposée sous un certain angle par rapport au conduit principal du chalumeau, comme il est d'usage dans les chalumeaux à jets multiples pour la soudure mécanique, et pré sente la longueur voulue pour s'accomoder à un grand nombre de jets s'étendant dans le sens de la longueur du joint à souder.
La masse est, de préférence, du type permettant de délivrer un ensemble de jets de chauffage préalable et de soudure s'éten- dant latéralement de même que dans lels ens du joint et peut contenir deux passages de distribution parallèles longitudi- naux 42 alimentant chacun desombreux épassages à jets fins 43 qui débouchent à traversla surface inférieurde la masse et dont les orifices peuvent être disposées par paires, par rangées ou de toute autremanière.
Le grand passage 29 se prolonge dans la partie supéro- postérieure de la pièce 41 et aboutit en ce point à une surface 44. Les gaz se trouvent ainsi soumis bruqquement à l'action d'une ch@cane et les courants, qui se trouvaient précédemment plus ou moins stratifiés, se mélangent; cette partie antérieure du conduit constituant une chambre de mélange 45 dans laquelle
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se produisent des tourbillons.
Les pas-sages de distribution 42 sont percés de manière à communiquer directement avec cette région, un peu au-dessus de la face extrême 44 et, dans le cas où il est prévu deux de ces passages, ceux-ci sont disposés de manière que leursextrémités postérieures débouchent à travers les cotés opposés de la cham- bre de mélange au bout du conduit principal. De cette manière, les gaz sont divisés entre les passages de distribution, d'une manier:plus uniforme que cela n'était le cas dans les masses plus anciennes déj connues et dans lesquelles deux passages de distribution étaient reliés, au moyen de passages de communica- tion à l'extrémité d'un conduit principal.
La présente invention n'est cependant pas limitée nécessai- rement au nombre des passages de distribution prévus dans la masse à souder. Autant qu'on peut prévoir d'autres applications de l'invention, il peut exister n'importe quel nombre plus grand de passages de distribution avec toute dispoition voulue de jets, ou bien il peut être prévu un passage de distribution unique avec une ou plusieurs séries de passages pour le jet, les- passages quels/se coupent comme c'est déjà connu.
Dans ce chalumeau, on a cherché à obtenir des vitesses linéaires de soudure très élevées ou à permettre la soudure, à des vitesses de travail économiques de matière en feuilles ou en planchesextrêmement lourdes, en prévoyant une très forte consommation de gaz. e telles consommations augmentent le caractère dangereux des retours de flamme et la naturede l'ou- vrage, ainsi que les économies que l'on désire réaliser dans le fonctionnement, r endent particulièrement nécessaire la suppressior des interruptions suceptibles de détérir la pièce.
Le but
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aiisi dire sans trubulence grâce à un dispositif assurant un mélange dans des proportions appropriées, le point où les gaz se mélangent en premier lieu étant très éloignée de la zône de chaleur intensive où sont brûlés ces gaz et où est effectuée la soudure, de conduire les gaz en un courant en substance concentrique ou/stratifié à travers un long conduit dans lequel il n' y a de préférence que peu d'influence, voire même pas du tout d'influence, tendant à produire de la trmbulen ce et à produire de la turbulence d'une façon plus libérale à l'endroit de la distribution initiale. Avec ce chalumeau il peut évidemment se produire des etours de flamme,
mais ceux. ci ne se produiront que dans la région du mélange définitif, lequel est situé @ien en avant et 'e chalumeau se rallumera instantanément.
Les gaz dans leur course à travers le long conduit prin- cipal 29, se mélangent progressivement et les parois de ce conduit n'ont pas nécessairement besoin d'être parfaitement droites et lisses, du moment où des dispositions sont prises pour que les gaz soient conduits à une distance suffisante du point d'association initial avant de se mélanger dans une me- sure suffisante pour permettre un retour de fla@me de se propager d'avant en arr i ère. On obtient les meilleurs résultats en observant ces conditions et en provoquant un mélange au point ou un peu avant le point, où les gaz entrant dans le ou 1, les passages de distribution de la masse . jets multiples.
A cet égard, il faut ajouter qu'il n'est pas absolument nécessaireque le mélange intime et uniforme des gaz ait lieu avant leur distribution définitive. On a constaté que de grands avantages peuvent être réalisés sous le rapport de la vitesse linéaire de la soudure lorsque les jets antérieurs, ou jets de
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chauffage préalable, comportent un léger excédent d'oxygène et que les jets postérieurs ont un léger excédent de carbone, ou en d'autres termes, si la proportion d'oxygène contenue dans là composition des jets augmente modérément et progressivement de l'arrière à l'avant de l'assemblage des jets dans le sens du joint de soudure, tandis que, inversement, le;proportion du carbone dans les jets augmente d'avant en arrière.
Une plus gran< de quantité d'oxygène dans les flammes augmente considérablement la chaleur et, par conséquent, la vitesse de soudure, etaussi longtemps que ces flammes ne sont pas celles qui assurent la fusion et la soudure réelles, le métal n'est pas brûlé, de même que l'excès de carbone, s'il y en a, dans les flammes les plus en arrière ne suffit pas pour rendre friable le métal de la soudure. Ceci ne diffère pas radicalement de cette conception générale qu'une flamme de soudure neutre est la meillure#Dans ces chalumeaux, il s'agit de jets muliples remplissant des fonctions un peu différentes et le fait est qu'un excès relati- vement faible d'oxygène dans les jets antérieurs permet d 'accé- lérer d'une façon extraordinaire l'opération de soudure, sans nuire au métal.
Le présent chalumeau est établi de manière que cet avan- tage soitobtenu. Pour certains motifs, qui ne seront pas exposés ici, il apparaît qu'avec les gaz entrant dans les passages ' de distribution à l'état de mélange pas tout à fait complet, l'oxygène a un peu plus tendance à se porter à l'extrémité avant de la, tête ou masee, tandis que l'acétylène reste vers l'extrémité arrière, la différence dans les mélanges délivrés par les séries de jets se trouvant être convenablement réglée par l'appareil dont s' agit .
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multiples pour soudure mécanique, mais avec ces masses et ces chalumeaux, les gaz étaient introduits l'un par rapport à l'autre de manière qu'ils soient obligés de se mélanger et les gaz étaient amenés à l'état de mélange à la/masse,
le passage de longueur modérée à travers:lequel les gaz étaient ainsi conduits constituant une chambre de mélange. Dans le présent chalumeau, oh brûle des quantités bien plus grandes de gaz qui sont émenés en contact les uns avec les autres éa une distance bien plus grande de la masse et de manière qu'ils ne se mélangert que légèrement à cet endroit, et ces gaz sont amenés à s'é- couler ensemble sur une longue distance avant qu'ils ne se mé- langent à un degré suffisant pour être susceptibles de provoquer un retour de flamme.
Au point où s'effectue la distribution initiale, ou près de ce point,la turbulence et le mélange sont provoqués par des moyens appropries soit en chicanant ou en terminant br uquement le conduit principal, soit par suite du changement brusque de direction du conduit principal aux pasaages de distribution, et de préférence, par les deux moyens. Le mélange se prolonge évide ,ment dans les passages de distribution et dans les passages pour les jets. En raison des caractéristiques nouvelles que présente ce chalumeau, il est possible non seulement de supprimer ou de réduire con- sidérablement les dangers des retours de flamme dont s'agit lorsqu'on a affaire à de grands volumes de gaz,mais aussi d'assurer une commande meilleure et plus judicieuse des diffé- rentes proportions des deux gaz contenus dans les divers jets.
On comprend que la masse à souder peut être et doit être de préférence pourvue d'un système approprié de refroidissement par l'eau. Comme les dispositions de ce genre sont connues, il n'a pas été jugé nécessaire de les représenter.
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Bien que la forme de réalisation préférée et plus parti- culièrement envisdgée de l'invention ait été décrite en détail, il est évident que celle-ci peut être modifiée sans s'écarter du principe de l'invention. L'invention est, en fait, plus spé- cialement destinée â être appliquée aux chalumeaux à souder, mais elle peut l'être aussi aux chalumeaux à découper.