- 2a5~3~7 Buse de chalumeau à gaz L~invention concerne le domaine des chalumeaux notamment les chalumeaux utilisables dans des techniques de découpage (oxycoupage par exemple) d~usinage à la flamme (en particulier tout chalumeau oxygaz),de décriquage,de décapage, ou de trempe superficielle.
Qu'il s'agisse de buses de chauffage, ou encore de buses de décriquage ou d'oxycoupage, les risques des retours de flamme dans l'utilisation des chalumeaux est bien connu, et les fabricants cherchent toujours à minimi-ser ces risques qui sont la cause de graves accidents.
On a déjà proposé de monter, à l'intérieur du corps de buse et très en arrière de l'orifice de sortie, un élément poreux visant à constituer une barrière de sécurité
en cas de retour de flamme. Une telle solution est par exemple illustrée dans les documents CH-A-472 632 et FR-A-1 448 292.
C'est ainsi que FR-A-1 448 292 décrit une buse de chalumeau à gaz, comportant un corps de buse muni de canaux axiaux d~amenée de gaz qui débouchent au voisinage de l'extrémité distale du corps de buse, les gaz passant par un élément traversant en métal poreux agencé à l'intérieur de ladite buse pour barrer la propagation de la flamme vers l'amont lors de l'allumage dudit chalumeau.
Les buses de chalumeau à gaz décrites dans ces documents présentent par ailleurs un orifice de sortie unique formant une flamme large libérant la chaleur à une distance importante dudit orifice.
Pour qu'il y ait retour de flamme, il faut conju-guer l'arrivée d'un mélange de gaz détonant dans le corps de chalumeau ou dans les flexibles d~alimentation de ce chalumeau, et l'allumage de ce mélange de gaz détonant par une flamme. Les accidents se produisent en général à
l'allumage du chalumeau, ou suite à des projections de métal en fusion contre le front de la buse en bouchant les trous de sortie du gaz. En effet, il arrive alors que FEUILLE MODIFIEE
- 21523g7 l'opérateur ouvre les robinets d~arrivée de gaz, et présente une flamme à l'extrémité de la buse pour allumer le chalumeau, sans avoir pris le temps de purger et sans avoir établi le débit normal des gaz.
S La solution mentionnée plus haut ne donne pas totalement satisfaction, car la barrière de sécurité est relativement éloignée de l'orifice de sortie de la buse, et il n'est pas possible de la monter près de cet orifice de sortie, car la formation de la flamme serait trop pertur-bée.
Le danger est particulièrement important dans le cas de chalumeaux de décriquage, de décapage, d~oxysoudage, d'oxybrasage, ou encore d'oxycoupage. En effet, si pour une cause quelconque, qui peut être tout simplement une négli-gence de la fermeture soigneuse des robinets lors del'arrêt précédent du chalumeau, de l'oxygène s'est intro-duit dans le circuit de gaz ou in~ersement, le fait de présenter la flamme à l'extrémité de la buse allume le mélange, et propage la réaction partout où se trouve effectivement un mélange inflammable, et c'est alors l'accident.
L'invention a pour but d'améliorer la sécurité
des buses de chalumeaux au regard des risques d~accident dus aux retours de flamme, tout en permettant une structu-ration de la flamme conférant à la buse une grande sou-plesse d'utilisation et une précision élevée de fonctionne-ment.
L'invention a ainsi pour objet de réaliser une buse de chalumeau à gaz dont la structure permet de contrer efficacement l'allumage intempestif d~un mélange de gaz détonant, notamment lors de l'allumage du chalumeau, et ce quel que soit le type de chalumeau, tout en organisant la structure de la flamme pour avoir une chaleur plus concen-trée au voisinage de la sortie de la buse.
Il s'agit plus particulièrement d'une buse de chalumeau à gaz, comportant un corps de buse muni de canaux FEUlLLE MODIFlEE
21S2397:
axiaux d~amenée de gaz qui débouchent au voisinage de l'extrémité distale du corps de buse, les gaz passant par un élément traversant en métal poreux agencé à l'intérieur de ladite buse pour barrer la propagation de la flamme lors de l'allumage dudit chalumeau, caractérisée par le fait qu'elle comporte une bague de sortie montée sur l'extrémité
distale du corps de buse, ladite bague présentant une pluralité de petits trous axiaux formant des orifices de sortie pour ladite buse, et que l'élément traversant en métal poreux est intercalé entre l'extrémité aval des canaux d'amenée et la bague de sortie précitée, ledit élément laissant passer les gaz dans les trous axiaux lors du fonctionnement normal du chalumeau pour l'obtention d'une flamme fractionnée en petits dards.
L~élément traversant en métal poreux est donc proche de la sortie de la buse, et la flamme est structurée en une pluralité de petits dards, ce qui permet de concen-trer la chaleur au voisinage immédiat de la sortie, tout en permettant de moduler sans risque la flamme grâce à la présence de l'élément traversant. La réalisation de petits trous de chauffe permet également de gêner, voire d~inter-dire, la pénétration du métal liquide projeté contre la buse à l'intérieur des trous par simple phénomène de capillarité conjuguée avec l'utilisation d'une plus forte pression d~éjection des gaz.
De préférence, le nombre et la section des trous axiaux de la bague de sortie sont choisis de telle façon que la section totale de ces trous axiaux corresponde sensiblement à la section totale des canaux d~amenée de gaz, pour assurer simultanément une fonction de limiteur de bruit.
Conformément à un mode d'exécution particulier, l'élément traversant est réalisé sous la forme d~une couronne ou d'une rondelle plate, qui est disposée au voisinage direct d~une chambre de répartition commune aux LLE I~lOD~F!EE
3~7 canaux d~amenée de gaz. En particulier, l'élément traver-sant est monté dans la bague de sortie, en étant en appui contre un épaulement associé.
L~élément traversant pourra être réalisé en métal fritté, notamment en bronze ou en laiton.
Il peut s'avérer également intéressant que la buse comporte en outre au moins un élément filtrant disposé
devant les orifices d'entrée des canaux axiaux d~amenée de gaz, afin de retenir les impuretés véhiculées par les gaz lors du fonctionnement du chalumeau et éviter ainsi le colmatage de l'élément traversant. Avantageusement alors, l'extrémité proximale du corps de buse présente au moins une gorge circulaire de distribution de gaz dans laquelle débouchent les orifices d~entrée des canaux axiaux, cette gorge ou chacune de ces gorges recevant alors un élément filtrant réalisé sous la forme d~un anneau poreux.
De préférence encore, lorsqu~il s'agit d~une buse plus particulièrement destinée à équiper un chalumeau de décriquage ou d'oxycoupage, le corps de buse présente une tuyère centrale pour le passage de l'oxygène et des canaux axiaux agencés autour de cette tuyère pour le passage des gaz de chauffe, et l~élément traversant est réalisé sous la forme d~une couronne montée sur l'extrémité distale de ladite tuyère.
Avantageusement alors, la bague de sortie asso-ciée à l'élément traversant est enfilée sur l'extrémite distale du corps de buse formant la sortie de la tuyère, et cette bague est fixée par brasage audit corps. En particu-lier, la bague de sortie est entourée par une bague de protection qui est fixée simultanément par le brasage précité.
D~autres caractéristiques et avantages de l'in-vention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, concer-nant un mode de réalisation particulier de l'invention, en F~UlLLE MODIFIEE
15~3!~7 référence aux figures où :
- la figure 1 est la coupe axiale d'une buse de chalumeau à gaz, ici de chalumeau de décriquage, dont la structure est conforme à l'invention ;
- les figures 2 et 3 illustrent, respectivement en coupe et en vue en bout, le corps isolé de la buse de la figure 1 (sans l'élément traversant en métal poreux ni la bague de sortie associée) ;
- les figures 4 et 5 sont des vues respectivement en plan et en coupe (la figure 5 est une coupe selon V - V
de la figure 4) de l'élément traversant en métal poreux, ici réalisé sous la forme d~une couronne plate i - - la figure 6 est une vue en coupe de la bague de sortie qui assure le maintien de l~élément traversant en métal poreux précité, permettant de mieux distinguer l'épaulement d'appui associé et l'un des nombreux petits trous axiaux de cette bague, ces trous étant ici agencés sur une seule rangée circulaire ;
- la figure 7, qui est à rapprocher de la figure 1, illustre une variante de la buse précédente, dans laquelle des éléments filtrants sont en outre prévus à
l'entrée des canaux d~amenée des gaz de chauffe, ici sous la forme de deux anneaux poreux, pour retenir les impuretés véhiculées par les gaz lors du fonctionnement du chalumeau et éviter ainsi le colmatage de l'élément traversant.
La figure 1 permet de distinguer une buse de chalumeau à gaz 100 conforme à l'invention, comportant un corps de buse 101 (dont la structure sera mieux comprise en se référant aux figures 2 et 3), qui est ici de forme générale cylindrique (l'axe du corps de buse est repéré X), ledit corps étant muni de canaux axiaux 103 d~amenée de gaz qui débouchent par des orifices de sortie associés au voisinage de l'extrémité distale 111 du corps de buse 101.
La buse de chalumeau illustrée ici sert à équiper un chalumeau de décriquage, ce qui explique la présence d~une FEIJILLE MOD!FIF' 21~2397 tuyère centrale 102 associée au passage de l'oxygène, tuyère dont l'entrée est référencée 102.2 et la sortie 102.1, les canaux axiaux précités 103 étant alors agencés autour de cette tuyère pour assurer le passage des gaz de chauffe. Il ne s'agit cependant que d'un exemple, et il va de soi que l~invention pourra également s'appliquer à tout autre type de chalumeaux à gaz, notamment aux chalumeaux de chauffage de type conventionnel, dont le corps de buse est alors exempt de tuyère centrale .En particulier, dans le cas de chalumeaux de décapage, de trempe superficielle ou de chauffage, on pourra avoir un corps de buse ayant en section une forme polygonale (en général rectanoulaire ou octogonale), avec un axe ou plusieurs-axes parallèles (en général deux axes).
Conformément à un aspect essentiel de l'inven-tion, la buse 100 comporte une bague de sortie 115 montée sur l'extrémité distale du corps de buse 101, ladite bague présentant une pluralité de petits trous axiaux 117 forman~
orifices de sortie, et un élément traversant 120 en métal poreux est intercalé entre l'extrémité aval des canaux d'amenée 103 et la bague de sortie précitée 115, ledit élément traversant laissant passer les gaz vers l'aval dans ces trous axiaux lors du fonctionnement normal du chalumeau pour l'obtention d'une flamme fractionnée en petits dards, mais barrant de facon connue en soi la propagation de la flamme vers l'amont lors de l'allumage dudit chalumeau.
Ainsi, lors de l'allumage du chalumeau, l'élément traversant 120 en métal poreux constitue une barrière à la propagation de la flamme, laquelle barrière est au voisi-nage immédiat de la sortie de la buse, et empêche laréaction d'allumage de mélange de gaz détonant de se propager partout où se trouve effectivement le mélange inflammable, dans le cas où de l'oxygène se serait intro-duit dans le circuit de gaz ou vice versa, par suite notamment d'une négligence de l'opérateur lors de la FEUILLE MODIFIEE
21523~7 fermeture précédente des robinets à l'arrêt du chalumeau.
L~élément traversant 120 ne fait aucunement obstacle au fonctionnement normal du chalumeau (le sens allant de - l~amont vers l'aval), avec sa flamme structurée en une pluralité de petits dards, et constitue une barrière extrêmPm~nt efficace à la propagation de la flamme ( le sens allant de l'aval vers l'amont).
L'élément traversant 120 peut être réalisé sous la forme d~une couronne ou d'une rondelle plate, en métal fritté, notamment en bronze ou en laiton. En l'espèce,ainsi que cela est mieux visible sur les figures 4 et 5, l'élé-ment traversant 120 est réalisé sous la forme d'une couronne circulaire, montée sur l'extrémité distale 111 de la tuyère centrale. Lorsqu~il s'agira d'une buse destinée à équiper d'autres types de chalumeaux, l'élément traver-sant 120 pourra être réalisé sous la forme d'une rondelle, circulaire ou non, en appui direct par un épaulement associé contre l'extrémité distale du corps de buse.
L~élément traversant 120 est intercalé entre le corps de buse 101 et la bague de sortie 115 qui est également montée sur l'extrémité distale 111 de la tuyère.
L~élément traversant 120 est ici disposé au voisinage direct d'une chambre de répartition 112, qui est une chambre annulaire commune aux différents canaux d~amenée de gaz 103. L'agencement de cette chambre de répartition 112, et des canaux d~amenée 103 associés, sera mieux compris en se référant aux figures 2 et 3. En l'espèce, chacun des canaux d'amenée 103, ici au nombre de quatre, se termine du côté amont par une branche axiale débouchant au niveau d~un orifice 104 dans une gorge de distribution associée 107, par exemple associée à l'arrivée d'oxygène de chauffe, et aussi par une branche de dérivation 105 qui débouche, au niveau d'un orifice associé 106 dans une autre gorge de distribution 108, par exemple associée à l'arrivée de carburant. On distingue également, du côté aval de la buse, FEllILLE MODIFIEE
- 215~97 un bord d~appui circulaire 113 que contacte 1rélément traversant 120 lorsque celui-ci est mis en place sur l'extrémité distale de la tuyère. Le maintien de l'élément traversant est assuré par la bague de sortie 115 également montée sur l~extrémité distale de la tuyère du corps de buse 101, bague dont la structure sera mieux comprise en se référant à la coupe de la figure 6.
La bague de sortie 115 présente un alésage .
central 116 qui correspond au diamètre extérieur de l'extrémité distale 111 du corps de buse, de façon à éviter tout passage de gaz intempestif au niveau des surfaces de contact. La bague de sortie 115 présente également une pluralité de petits trous axiaux 117 qui sont associés à la sortie des gaz de chauffe, par exemple agencés en une rangée circulaire unique comme cela est illustré ici. Par "une pluralité~, il faut comprendre un nombre très supé-rieur à celui des canaux d'amenée de gaz, et par "petite section~ on entend une section très inférieure à celle desdits canaux d~amenée. Ces petits trous axiaux 117 réalisent un fractionnement de la flamme, qui se présente sous la forme d'autant de petits dards concentrant la chaleur à une faible distance, déterminable avec précision, de la sortie de la buse.
De préférence, le nombre et la section des trous axiaux sont choisis de telle façon que la section totale corresponde sensiblement à la section totale des canaux d'amenée de gaz 103, de façon à assurer simultanément une fonction de limiteur de bruit.
A titre d~exemple, lorsque l'on utilise comme ici quatre canaux d~amenée 103 dont le diamètre d~entrée est de l'ordre de 4,5 mm, il sera prévu trente-huit à soixante trous axiaux 117 d'un diamètre de 1,5 à 1,2 mm, par exemple répartis régulièrement sur une circonférence de la bague de maintien, la longueur de ces trous axiaux étant quant à
elle de l'ordre de 10 mm. L'agencement de ces trous axiaux FEUllLE MOD!E!EE
21-~2397 sera plus généralement prévu selon une ou plusieurs lignes, cette ou ces lignes pouvant être rectilignes ou incurvées selon le cas: la repartition selon une ligne circulaire illustree ici ne constitue donc qu'un exemple.
S Grâce à ce grand nombre de trous axiaux de très faible diamètre, on parvient à limiter la quantité de mouvement de la flamme, et par suite à minimiser considé-rablement le bruit du chalumeau lors du fonctionnement de celui-ci. La bague de sortie 115 présente en outre, du côte amont, un epaulement d'appui 118, contre lequel vient en butée l~element traversant 120 : l'elément traversant est alors monté dans la bague de sortie. En l'espèce, on a egalement prevu un épaulement 119 venant au contact direct du bord d'appui circulaire 113 du corps de buse 101, de façon à eviter tout risque d'écrasement de l'élément traversant en métal poreux lors du montage précis de la bague 115.
L'élément traversant 120 se presente en l'espèce sous la forme d~une couronne circulaire en métal fritté, dont l'epaisseur peut être de l'ordre de 3 mm, avec un diamètre interieur qui est ici de l'ordre de 20 mm ,et un diamètre extérieur de l'ordre de 32 mm. La bague de sortie 115, qui est par exemple réalisee en cupro-tellure, est de preference enfilée avec l'élément traversant 120, après mise en place préalable de celui-ci, sur l'extremité
distale 111 du corps de buse 101, et la solidarisation de cette bague audit corps de buse est assurée par un brasage noté 125 sur la figure 1. On a en outre prévu ici une bague de protection 114 entourant la bague de sortie 115, bague de protection qui est de préference egalement fixée simultanément par le brasage précite.
La buse de chalumeau ainsi équipee peut présenter exterieurement une geométrie quelconque, et sa fixation peut être réalisée de façon tout à fait traditionnelle par un ecrou de fixation 109 monté tournant sur le corps de F~UILLE MODIFIEE
- 21~2397 -buse.
Le choix de l'agencement des petits trous axiaux servant à fractionner la flamme permet donc d'adapter la buse aux besoins recherchés, le nombre et la géométrie de ces trous permettant aussi d'optimiser le rendement du chalumeau. On parvient à réaliser une flamme qui est plus efficace que la flamme en dard unique des buses connues, tout en abaissant considérablement le niveau de bruit`lors du fonctionnem~nt.
La figure 7, qui est à rapprocher de la figure 1, illustre une variante de la buse précédente, dans laquelle des éléments filtrants sont en outre prévus pour retenir les impuretés véhiculées par les gaz lors du fonctionnement du chalumeau et éviter ainsi le colmatage de l'élément traversant.
La buse de chalumeau illustrée sur la figure 7 se différencie en effet de la précédente uniquement par la présence de deux éléments filtrants 121, 122, qui sGnt disposés devant les orifices d~entrée 104, 106 des canaux axiaux d~amenée de gaz 103. En l'espèce, du fait de la présence de deux gorges de distribution 107, 108 au niveau de l'extrémité proximale 110 du corps de buse 101, on a prévu deux éléments filtrants 121, 122 réalisés chacun sous la forme d'un anneau poreux. La présence de tels éléments filtrants est particulièrement avantageuse dans la mesure où le métal fritté présente l'inconvénient de retenir les impuretés véhiculées par les gaz, d~où il découle un risque de colmatage pouvant altérer le bon fonctionnement de la buse. On pourra naturellement réaliser différemment l'un ou l'autre de ces éléments filtrants, par exemple sous forme d~une cartouche filtrante aisément démontable, ce qui permet d~en assurer aisément le net-toyage et/ou le remplacement. Les anneaux poreux 121, 122 pourront en outre être collés au corps de buse, ou simple-ment coincés dans les gorges de distribution associées FEUILLE MODIFIEE
dudit corps de buse.
On est ainsi parvenu à réaliser une buse de chalumeau à gaz dont la struc~ure permet de contrer efficacement l'allumage intempestif d'un mélange de gaz détonant, notamment lors de l'allumage du chalumeau, et ce pour des types très différents de chalumeaux: il s'agit donc d'une véritable buse de sécurité. En outre, grâce à la présence de la bague de sortie qui agit simultanément comme moyen de fractionnement de la flamme, comme moyen de maintien de l'élément traversant en métal poreux, et comme moyen limiteur de bruit, il devient alors possible de concevoir à la demande l'architecture de la buse, notamment en recherchant les écoulements à la sortie les moins bruyants pour une puissance de chauffe ou pour une forme de flamme demandée, sans être tributaire de la vitesse de déflagration du mélange.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens equivalents, les caracteristiques essentielles enoncées plus haut.
FEUILLE MODIFIEE - 2a5 ~ 3 ~ 7 Gas torch nozzle The invention relates to the field of torches in particular the torches usable in techniques of cutting (flame cutting for example) of flame machining (in particular any oxy-fuel torch), de-husking, pickling, or surface hardening.
Whether it's heating nozzles, or even of cutting or flame cutting nozzles, the risks of flashbacks in the use of torches is well known, and manufacturers are always looking to minimi-These risks are the cause of serious accidents.
We have already proposed to climb, inside the nozzle body and far behind the outlet, a porous element intended to constitute a security barrier in case of flashback. One such solution is by example illustrated in documents CH-A-472 632 and FR-A-1 448,292.
This is how FR-A-1 448 292 describes a nozzle for gas torch, comprising a nozzle body provided with channels axial gas supply which open in the vicinity of the distal end of the nozzle body, the gases passing through a porous metal through element arranged inside from said nozzle to block the propagation of the flame towards upstream when said torch is lit.
The gas torch nozzles described in these documents also have an outlet single forming a wide flame releasing heat to a significant distance from said orifice.
For a flashback to occur, it is necessary to combine war the arrival of a mixture of detonating gases in the body torch or in the supply hoses of this blowtorch, and the ignition of this mixture of detonating gas by A flame. Accidents generally occur at lighting the torch, or following projections of molten metal against the front of the nozzle by blocking the gas outlet holes. Indeed, it happens that MODIFIED SHEET
- 21523g7 the operator opens the gas inlet valves, and has a flame at the end of the nozzle to ignite the torch, without having taken the time to purge and without have established the normal gas flow rate.
S The solution mentioned above does not give completely satisfied, because the security barrier is relatively far from the nozzle outlet, and it is not possible to mount it near this orifice outlet, because the formation of the flame would be too disturbing open.
The danger is particularly important in the case of stripping torches, pickling, oxy-welding, oxy-brazing, or even oxygen-cutting. Indeed, if for a any cause, which may be simply negligence gence of the careful closing of the taps during the previous shutdown of the torch, oxygen has been introduced duit in the gas circuit or in ~ ersement, the fact of present the flame at the end of the nozzle lights the mix, and spread the reaction everywhere actually a flammable mixture, and that's when the accident.
The invention aims to improve security torch nozzles with regard to accident risks due to flashbacks, while allowing a structu-ration of the flame giving the nozzle a great deal of ease of use and high operating precision is lying.
The object of the invention is therefore to produce a gas torch nozzle whose structure allows to counter effectively the inadvertent ignition of a gas mixture detonating, especially when lighting the torch, and this whatever the type of torch, while organizing the flame structure for more concentrated heat close to the outlet of the nozzle.
It is more particularly a nozzle of gas torch, comprising a nozzle body provided with channels MODIFIED SHEET
21S2397:
axial gas supply which open in the vicinity of the distal end of the nozzle body, the gases passing through a porous metal through element arranged inside of said nozzle to block the propagation of the flame during the ignition of said torch, characterized by the fact that it has an outlet ring mounted on the end distal of the nozzle body, said ring having a plurality of small axial holes forming orifices of outlet for said nozzle, and that the element passing through porous metal is interposed between the downstream end of the supply channels and the aforementioned output ring, said element allowing gases to pass through the axial holes during normal operation of the torch to obtain of a flame split into small darts.
The through porous metal element is therefore close to the outlet of the nozzle, and the flame is structured in a plurality of small darts, which makes it possible to concentrate heat in the immediate vicinity of the outlet, while allowing the flame to be modulated without risk thanks to the presence of the through element. The making of small heating holes can also hinder or even inter ~
say, the penetration of the liquid metal projected against the nozzle inside the holes by simple phenomenon of capillarity combined with the use of a stronger gas ejection pressure.
Preferably, the number and the section of the holes axial of the output ring are chosen in such a way that the total cross section of these axial holes corresponds substantially to the total cross section of the supply channels gas, to simultaneously act as a limiter noise.
In accordance with a particular mode of execution, the through element is made in the form of a crown or flat washer, which is arranged at the direct vicinity of a distribution chamber common to LLE I ~ lOD ~ F! EE
3 ~ 7 gas supply channels. In particular, the element crossing sant is mounted in the outlet ring, bearing against an associated shoulder.
The through element can be made of metal sintered, in particular in bronze or brass.
It may also be interesting that the nozzle further comprises at least one filter element disposed in front of the inlet ports of the axial channels of supply gases, in order to retain the impurities carried by the gases during the operation of the torch and thus avoid the clogging of the through element. Advantageously then, the proximal end of the nozzle body has at least a circular gas distribution groove in which open the inlet ports of the axial channels, this throat or each of these grooves then receiving an element filter made in the form of a porous ring.
More preferably, when it is a nozzle more particularly intended to equip a torch with cutting or flame cutting, the nozzle body has a central nozzle for the passage of oxygen and channels axial arranged around this nozzle for the passage of heating gas, and the through element is made under the shape of a crown mounted on the distal end of said nozzle.
Advantageously then, the output ring asso-ciée to the through element is threaded on the end distal of the nozzle body forming the outlet of the nozzle, and this ring is fixed by brazing to said body. In particular link, the output ring is surrounded by a ring protection which is fixed simultaneously by soldering cited above.
Other characteristics and advantages of the vention will appear more clearly in light of the description which follows and attached drawings, concerning nant a particular embodiment of the invention, in F ~ ULLLE MODIFIED
15 ~ 3! ~ 7 reference to the figures where:
- Figure 1 is the axial section of a nozzle gas blowtorch, here a slewing torch, the structure conforms to the invention;
- Figures 2 and 3 illustrate, respectively in section and in end view, the isolated body of the nozzle of the Figure 1 (without the porous metal cross member or the associated output ring);
- Figures 4 and 5 are views respectively in plan and in section (Figure 5 is a section along V - V
in FIG. 4) of the porous metal traversing element, here made in the form of a flat crown i - - Figure 6 is a sectional view of the ring outlet which maintains the through element in aforementioned porous metal, making it easier to distinguish the associated support shoulder and one of the many small axial holes of this ring, these holes being arranged here in a single circular row;
- Figure 7, which is close to the figure 1, illustrates a variant of the previous nozzle, in which filter elements are further provided at the input of the channels for supplying the heating gases, here under the shape of two porous rings, to retain impurities carried by the gases during the operation of the torch and thus avoid clogging of the through element.
Figure 1 makes it possible to distinguish a nozzle from gas torch 100 according to the invention, comprising a nozzle body 101 (the structure of which will be better understood in referring to Figures 2 and 3), which is here of form general cylindrical (the axis of the nozzle body is marked X), said body being provided with axial channels 103 of gas supply which open through outlet openings associated with the near the distal end 111 of the nozzle body 101.
The torch nozzle illustrated here is used to equip a slitting torch, which explains the presence of a FEIJILLE MOD! FIF ' 21 ~ 2397 central nozzle 102 associated with the passage of oxygen, nozzle whose inlet is referenced 102.2 and the outlet 102.1, the aforementioned axial channels 103 then being arranged around this nozzle to ensure the passage of gases from heated. However, this is only an example, and it will of course the invention can also be applied to any other type of gas torches, especially gas torches conventional type heating, the nozzle body of which is then free of central nozzle. In particular, in the stripping torches, surface quenching or heating, we can have a nozzle body having section a polygonal shape (usually rectangular or octagonal), with one axis or several parallel axes (in general two axes).
In accordance with an essential aspect of the invention tion, the nozzle 100 has an outlet ring 115 mounted on the distal end of the nozzle body 101, said ring having a plurality of small axial holes 117 forman ~
outlet ports, and a metal through member 120 porous is interposed between the downstream end of the channels inlet 103 and the aforementioned outlet ring 115, said through element letting gases pass downstream in these axial holes during normal operation of the torch to obtain a flame split into small darts, but barring in a manner known per se the propagation of the flame upstream when lighting said torch.
So when the torch lights, the element crossing 120 of porous metal constitutes a barrier to propagation of the flame, which barrier is in the vicinity swims immediately from the nozzle outlet, and prevents the ignition reaction of the detonating gas mixture from propagate wherever the mixture is actually found flammable, in the event that oxygen is introduced due to the gas circuit or vice versa, as a result including negligence of the operator during the MODIFIED SHEET
21523 ~ 7 previous shutdown of valves when the torch stopped.
The through element 120 does not in any way prevent normal operation of the torch (the direction from - l ~ upstream downstream), with its flame structured in a plurality of small darts, and constitutes a barrier extremely effective at propagating the flame (the direction from downstream to upstream).
The through element 120 can be produced under the shape of a crown or flat washer, made of metal sintered, in particular in bronze or brass. In this case, as well that this is better visible in Figures 4 and 5, the element ment traversant 120 is produced in the form of a circular crown, mounted on the distal end 111 of the central nozzle. When it is a nozzle intended to equip other types of torches, the cross element sant 120 can be made in the form of a washer, circular or not, directly supported by a shoulder associated against the distal end of the nozzle body.
The through element 120 is interposed between the nozzle body 101 and outlet ring 115 which is also mounted on the distal end 111 of the nozzle.
The through element 120 is here arranged in the vicinity direct from a distribution chamber 112, which is a annular chamber common to the different supply channels of gas 103. The arrangement of this distribution chamber 112, and associated supply channels 103, will be better understood in referring to Figures 2 and 3. In the present case, each of the inlet channels 103, here four in number, ends from upstream side by an axial branch opening out at a orifice 104 in an associated distribution groove 107, for example associated with the arrival of heating oxygen, and also by a branch branch 105 which opens, at level of an associated orifice 106 in another groove of distribution 108, for example associated with the arrival of fuel. There is also a distinction, on the downstream side of the nozzle, MODIFIED SHEET
- 215 ~ 97 a circular support edge 113 which 1 element contacts crossing 120 when this one is set up on the distal end of the nozzle. Maintaining the element through is provided by the outlet ring 115 also mounted on the distal end of the body nozzle nozzle 101, ring whose structure will be better understood referring to the section in figure 6.
The outlet ring 115 has a bore.
central 116 which corresponds to the outside diameter of the distal end 111 of the nozzle body, so as to avoid any untimely passage of gas at the surfaces of contact. The output ring 115 also has a plurality of small axial holes 117 which are associated with the heating gas outlet, for example arranged in a single circular row as shown here. By "a plurality ~, we must understand a very higher number lower than that of the gas supply canals, and by "small section ~ we hear a section much smaller than that said supply channels. These little axial holes 117 carry out a fractionation of the flame, which presents itself in the form of as many small darts concentrating the heat at a short distance, precisely determinable, from the nozzle outlet.
Preferably, the number and the section of the holes axial are chosen so that the total cross-section roughly corresponds to the total section of the channels gas supply 103, so as to simultaneously ensure a noise limiter function.
For example, when using as here four inlet channels 103 with an inlet diameter of the order of 4.5 mm, it will be expected thirty-eight to sixty axial holes 117 with a diameter of 1.5 to 1.2 mm, for example evenly distributed around a circumference of the ring maintenance, the length of these axial holes being as to it of the order of 10 mm. The arrangement of these axial holes SHEET MOD! E! EE
21- ~ 2397 will more generally be provided along one or more lines, this or these lines can be straight or curved as the case may be: the distribution along a circular line illustrated here is therefore only an example.
S Thanks to this large number of very large axial holes small diameter, we manage to limit the amount of movement of the flame, and consequently to minimize the noise of the torch during operation of this one. The output ring 115 also has, on the side upstream, a support shoulder 118, against which comes stop the traversing element 120: the traversing element is then mounted in the outlet ring. In this case, we have also provided with a shoulder 119 coming into direct contact of the circular bearing edge 113 of the nozzle body 101, of so as to avoid any risk of the element being crushed through porous metal during precise assembly of the ring 115.
The through element 120 is present in this case in the form of a circular sintered metal crown, whose thickness can be of the order of 3 mm, with a inner diameter which is here of the order of 20 mm, and a outside diameter of the order of 32 mm. The output ring 115, which is for example made of cupro-tellurium, is preferably threaded with the through element 120, after prior installation thereof, on the end distal 111 of the nozzle body 101, and the joining of this ring to said nozzle body is provided by soldering denoted 125 in FIG. 1. A ring has also been provided here.
protection 114 surrounding the output ring 115, ring of protection which is preferably also fixed simultaneously by the aforementioned soldering.
The torch nozzle thus fitted may have externally any geometry, and its fixation can be done in a completely traditional way by a fixing nut 109 mounted rotating on the body of MODIFIED SHEET
- 21 ~ 2397 -nozzle.
The choice of arrangement of small axial holes used to split the flame therefore makes it possible to adapt the nozzle to the required needs, the number and the geometry of these holes also make it possible to optimize the yield of the blowtorch. We manage to make a flame which is more efficient than the single dart flame of known nozzles, while drastically lowering the noise level when of the operation.
FIG. 7, which is to be compared to FIG. 1, illustrates a variant of the previous nozzle, in which filter elements are also provided to retain impurities carried by the gases during operation of the torch and thus avoid clogging of the element crossing.
The torch nozzle illustrated in Figure 7 is indeed differentiates from the previous one only by the presence of two filter elements 121, 122, which sGnt arranged in front of the inlet ports 104, 106 of the channels axial gas supply 103. In this case, due to the presence of two distribution grooves 107, 108 at the level from the proximal end 110 of the nozzle body 101, there is provided with two filter elements 121, 122 each produced in the form of a porous ring. The presence of such filter elements is particularly advantageous in the since sintered metal has the disadvantage of retain the impurities carried by the gases, from where it there is a risk of clogging which could alter the correct nozzle operation. We can naturally realize differently one or the other of these filter elements, by example in the form of a filter cartridge easily can be dismantled, making it easy to keep it clean toyage and / or replacement. The porous rings 121, 122 can also be glued to the nozzle body, or simple-stuck in the associated distribution grooves MODIFIED SHEET
of said nozzle body.
We thus managed to make a nozzle gas torch whose struc ~ ure counter effectively the inadvertent ignition of a gas mixture detonating, especially when lighting the torch, and this for very different types of torches: these are therefore a real safety nozzle. In addition, thanks to the presence of the output ring which acts simultaneously as flame splitting means, as a means of holding the through element of porous metal, and as noise-limiting means, it then becomes possible to design on demand the architecture of the nozzle, in particular by finding the least outflow noisy for heating power or for a form of flame required, without being dependent on the speed of deflagration of the mixture.
The invention is not limited to the modes of realization which have just been described, but includes at on the contrary any variant taking over, with means equivalent, the essential characteristics stated upper.
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