DE2141459C3 - Brennschneiddüse mit Sauerstoffschleier - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennschneiddüse mit Sauerstoffschleier, die aus einem zylinderförmigen Gehäuse mit einem Einsatzkörper besteht, der einen Dü-Senkanal zur Ausstoßung des Schneidsauerstoffs aufweist und mit der Innenwand des zylinderförmigen Gehäuses einen den Düsenkanal konzentrisch umgebenden Kanal für den Schleiersauerstoff bildet.

Bei derartigen Düsen wird der Schneidsauerstoff-Strahl hoher Reinheit durch den Düsenkanal auf einen zu durchschneidenden, gegebenenfalls mittels einer Vorwärmungsflamme erhitzten Metallgegenstand gerichtet. Dabei ist der Schneidsauerstoffstrahl von einem Sauerstoffschleier umgeben, dessen Strömungsgeschwindigkeit geringer als die des Schneidsauerstoffes ist.

Ein Gebläsebrenner dieser Art ist in der DT-PS 221 799 beschrieben. Die bekannte Brennerdüse weist im zentralen Sauerstoffkanal vor der Austrittsöffnung ein Einsatzstück auf, welches einen Teil des Sauerstoffs in einen konzentrischen Ringkanal abzweigt, so daß der Sauerstoff aus der Brennermündung gegen das zu schneidende Werkstück in verschiedenen konzentrisehen Strömen geführt wird, deren Austrittsgeschwindigkeit von der Mitte nach außen hin abnimmt. Zur Erreichung einer hohen Schnittgeschwindigkeit und gerader Schnittkanten ist es notwendig, den Schneidsauerstoff mit hoher Geschwindigkeit in einem Strahl mit paralleler Form gegen das Werkstück zu führen, was mit den bekannten Düsenformen wegen der dann auftretenden starken Wirbelbildung des zentralen Sauerstoffstrahles nur begrenzt möglich ist.

Aus der DT-PS 708 055 ist bereits bekannt, die Düse eines Schneidbrenners als Überschalldüse auszubilden.

Des weiteren ist aus dem DT-Gbm 6 913 771 eine Vorrichtung zur Flammstabilisierung an Autogenbrennern, insbesondere Brenngas-Luft-Brennern bekannt, bei der ein Teil des Brenngasgemisches der Hauptflamme durch einen Sinterkörpereinsatz zur Bildung von stabilisierend wirkenden Einzelflammen entzogen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennschneiddüse zu entwickeln, die besonders hohe Gasaustrittsgeschwindigkeiten und Schnittgeschwindigkeiten sowie gerade Schnittkanten ermöglicht und kostensparend, d. h. einfach und ohne aufwendige Bearbeitungsvorgänge herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Düsenkanal als Überschallkanal ausgebildet ist, und der Kanal für den Schleiersauerstoff sich zur Düsenmündung hin konisch verengt.

Der Schneidsauerstoff wird in das Innere des Gehäuses der erfindungsgemäßen Düse zugeführt, wobei der größte Teil des Schneidsauerstoffes durch den Düsenkanal auf den zu durchschneidenden Gegenstand strömt Der übrige Teil des Schneidsauerstoffs strömt durch den Sinterkörper in den Kanal für den Schleiersauerstoff und von dort, den Schneidsauerstoffstrahl als Schleier umgebend, auf den zu durchschneidenden Gegenstand.

Infolge der Verwendung des Sinterkörpers ergibt sich zwangsläufig die gewünschte Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Schleiersauerstoffes gegenüber dem Schneidsauerstoff.

Die erfindungsgemäße Düse hat auch infolge des Sinterkörpers den weiteren wichtigen Vorteil, daß der Düsenkanal bei hoher Genauigkeit besonders billig hergestellt werden kann. Sollten dennoch Unebenheiten im Düsenkanal vorhanden sein, so stören diese kaum, da ein Teil des Schneidsauerstoffes, und zwar die laminare Grenzschicht, über den Sinterkörper als Schleiersauerstoff abgesaugt wird.

Da der Düsenkanai ais überschallkanal ausgebildet ist und der Schneidsauerstoffstrahl Überschallgeschwindigkeit erhält, läuft der Brennschneidvorgang besonders kontinuierlich und somit wirtschaftlich ab.

Die Ausbildung des Düsenkanals für den Schneidsauerstoff als Überschallkanal scheiterte bisher oft daran, daß die Wände von Überschallkanälen komplizierte Flächen sind, die mit der erforderlichen Genauigkeit nur unter sehr hohen Kosten herstellbar sind. Dieser Nachteil ist bei der erfindungsgemäßen Düse nicht mehr gegeben, da der Düsenkanal in einfacher Weise, beispielsweise durch Pressen des Sinterkörpers auf einen einmalig herzustellenden Kern, dessen Oberfläche die Überschallkanalfläche ist, herstellbar ist.

Der Sinterkörper kann auswechselbar in der Düse befestigt sein, so daß verschiedene Düsenkanalformen und -durchmesser verwendet werden können.

Der Kanal für den Schleiersauerstoff ist als Unterschalldüse ausgebildet. Diese gibt dem Schleiersauerstoff eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit, besitzt aber eine einfachere Kanaloberfläche als eine Überschalldüse, was sich kostengünstig auf die Herstellung der Innenfläche der Wand des Gehäuses und der Außenfläche des Sinterkörpers auswirkt.

Weiterhin ist die erfindungsgemäße Düse so ausgebildet, daß das dem Ausgang des Düsenkanals abgewandte Ende des Sinterkörpers in eine sich zum Ausgang des Düsenkanals erstreckende konische Verengung bildet mit der Außenseite des Sinterkörpers, die eine Mantelfläche eines Kreiszylinders sein kann, den als Überschalldüse ausgebildeten Kanal für den Schleiersauerstoff.

Als Material für den Sinterkörper ist gesintertes Nikkeipulver verwendbar, dessen Porosität 58% beträgt. Die Reinheit des Nickelpulvers sollte mindestens 99,8%, die Filterfeinheit 12 μιη und die Dichte 3,7 g/cm³ betragen.

Die Erfindung wird an Hand des in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Die Figur zeigt eine Brennschneiddüse in einem Querschnitt parallel zur Längsachse des Düsenkanals.

In der Figur ist ein zylinderförmiges Gehäuse 1 dargestellt, in dessen Innern 2 ein Sinterkörper 3 koaxial angeordnet ist. Der Sinterkörper 3 ist ebenfalls zylinderförmig ausgebildet und weist einen Düsenkanal 4 auf, der als Überschalldüse ausgebildet ist. Der Ausgang 6 des Düsenkanals. 4 und somit das eine Ende des

Sinterkörpers 3 schließen bündig mit einem Ende des Gehäuses 1 ab. Zwischen der Außenseite des Sinterkörpers 3 und der Innenseite des Gehäuses 1 befindet sich ein weiterer ringförmiger Kanal 1 für den Schleiersauerstoff, der als Unterschallkanal ausgebildet ist und sich dementsprechend zu seinem Ausgang 7 hin verengt. Die Verengung des Kanals 5 für den Schleie.-sauerstoff ist durch eine konische Verengung 8 der Innenseite des Gehäuses 1 gebildet, die sich zum Ausgang 6 des Düsenkanals 4 und somit auch zum Ausgang 7 des Kanals 5 hin erstreckt. Das dem Ausgang 6 des Düsenkanals 4 abgewanc'te Ende des Sinterkörpers 3 ist in die konische Verengung 8 der Innenseite des Gehäuses 1 eingepreßt.

Der Schneidsauerstoff wird dem Innern 2 des Gehäuses 1 in Pfeilrichtung zugeführt Der größte Teil des Schneidsauerstoffes strömt durch den Düsenkanal 4 als Überschallstrom aus dem Ausgang 6 hinaus auf den zu durchschneidenden Gegenstand. Der übrige Teil des Schneidsauerstoffes wird durch den Sinterkörper 3 in den Kanal 5 befördert und verläßt diesen am Ausgang 7 als Schleiersauerstoff mit Unterschallgeschwindigkeit, der den Schneidsauerstoffstrahl umgibt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Brennschneiddüse mit Sauerstoffschleier, die aus einem zylinderförmigen Gehäuse mit einem Einsatzkörper besteht, der einen Düsenkanai zur Ausstoßung des Schneidsauerstoffs aufweist und mit der Innenwand des zylinderförmigen Gehäuses einen den Düsenkanal konzentrisch umgebenden Kanal für den Schleiersauerstoff bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal (4) als Überschallkanal ausgebildet ist und daß der Kanal (5) für den Schleiersauerstoff sich zur Düsenmündung hin konisch verengt.

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