DE2521253A1 - TURNING NOZZLE - Google Patents

Description

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(G 019) 0 7/5/35 (G 019) 0 7/5/35

Mo/fl 13. Mai 1975Mon / fl May 13, 1975

BrennschneiddUseFlame cutting nozzle

Die Erfindung betrifft eine BrennschneiddUse mit einem DUseneinsatz zur Erzeugung einer mit Unterschallgeschwindigkeit strömenden Ringströmung und einer mit Überschallgeschwindigkeit strömenden zentralen Strömung.The invention relates to a flame cutting nozzle with a DU insert for generating a subsonic speed flowing annular flow and a central flow flowing at supersonic speed.

Es ist aus der DT-AS 2 l4l 459 eine Brennschneiddüse mit einem DUseneinsatz bekannt, welcher einen zentralen, mit Überschallgeschwindigkeit strömenden Sauerstoffstrahl und einen ringförmigen, mit Unterschallgeschwindigkeit strömenden Sauerstoffschleier erzeugt. Der zentrale Sauerstoffstrahl bestimmt im wesentlichen die Schnittgeschwindigkeit und Schnitt-It is a cutting nozzle from the DT-AS 2 l4l 459 with a DUsen insert known, which a central, flowing at supersonic speed oxygen jet and creates an annular veil of oxygen flowing at subsonic speed. The central beam of oxygen essentially determines the cutting speed and cutting

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gute und sollte deshalb mit hoher Geschwindigkeit und in parallelen Strombahnen aus der DUse austreten. Düsen, z.B. Laval-DUsen, die einen derartigen Gasstrahl erzeugen, weisen eine komplizierte Form des DUsenkanals auf und stellen hohe Anforderungen an die Oberflächengüte des DUsenkanals. Derartige DUsen sind naturgemäß für die Schweißtechnik zu teuer, so daß bei der Fertigung entsprechender DUsen bzw. DUseneinsätze Vereinfachungen vorgenommen werden. Dies kann bei dem bekannten DUseneinsatz z.B. dazu fUhren,daß der austretende zentrale Sauerstoffstrahl sich konisch erweitert und einen gestörten, verwirbelten Randbereich aufweist, der die SchnittgUte, insbesondere bei tiefen Schnitten, beeinträchtigt.good and should therefore run at high speed and in parallel current paths from the DUse. Nozzles, e.g. Laval-DUs, which generate such a gas jet, have a complicated shape of the DUsenkanal and place high demands on the surface quality of the DUsenkanal. Such DUs are, of course, too expensive for welding technology, so that appropriate DUs or DUsets are used in the manufacture Simplifications are made. With the known nozzle insert, this can, for example, lead to the exiting central Oxygen jet widens conically and has a disturbed, swirled edge area, which the cutting quality, especially with deep cuts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Brennsohneiddüse zu entwickeln, welche hohe Schnittgeschwindigkeiten bei hoher SchnittgUte ermöglicht und welche einfacher und billiger herzustellen ist, als die bisher bekannteiBrennschneid-The invention is based on the object of a non-combustible nozzle to develop which enables high cutting speeds with high cutting quality and which simpler and is cheaper to manufacture than the previously known

dUsen.nozzles.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das auslaßseitige Ende des DUseneinsatzes im Abstand von mindestens zwei DUsenkanaldurchmessern vor der Austrittsöffnung der BrennschneiddUse angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the outlet-side end of the DUsen insert at a distance of at least two duct diameters are arranged in front of the outlet opening of the flame cutting nozzle.

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Aus einer derartigen DUse tritt nur mehr ein einziger Oasstrahl aus, der eine mit Überschallgeschwindigkeit strömende Kernzone aufweist, die in eine glatte, mit Unterschallgeschwindigkeit strömende Randzone Übergeht. Die glatte Randzone trägt wesentlich zur Verbesserung der SchnittgUte bei, ohne daß die DUsenkanäle eine besonderes hohe Oberflächengüte aufweisen mUssen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des DUseneinsatzes weist der aus der BrennschneiddUse austretende Gasstrahl über eine weite Strecke parallele Strombahnen auf, was zu besonders parallelen Schnittflächen beim geschnittenen Material führt.Only a single one emerges from such a DUse Oas jet, which has a core zone flowing at supersonic speed, which flows into a smooth, subsonic speed flowing edge zone passes over. The smooth edge zone contributes significantly to the improvement of the cutting quality with, without the DUsenkanal a particularly high surface quality must have. Due to the arrangement of the nozzle insert according to the invention, the nozzle that emerges from the torch cutting nozzle Gas jet over a long distance on parallel current paths, which leads to particularly parallel cut surfaces when cut Material leads.

Die besten Brennschneidergebnisse werden dann erzielt, wenn der Abstand des auslaßseitigen Endes des DUseneinsatzes von der Austrittsöffnung der BrennschneiddUse das 2,5 bis 3»5-fache des Durchmessers der Austrittsöffnung der BrennschneiddUse beträgt.The best flame cutting results are achieved when the distance between the outlet end of the nozzle insert from the outlet of the flame cutting nozzle 2.5 to 3 »5 times the diameter of the outlet opening of the Cutting nozzle is.

Eine weitere Verbesserung der Randzone des austretenden Gasstrahl wird dadurch ermöglicht, daß die äußere Wand des DUsenkanals für die Ringströmung sich konisch zur Austrittsöffnung hin verengt. A further improvement of the edge zone of the exiting gas jet is made possible by the fact that the outer wall of the DUsenkanals for the annular flow narrows conically towards the outlet opening.

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Durch diese konische Verengung des DUsenkanals verengen sich die Strombahnen bis zur Austrittsöffnung, was zu einer Abnahme der Grenzschichtdicke und somit zu einer noch gleichmäßigeren Strömung in der Randzone des Gasstrahls führt. Nach dem Verlassen der DUse wird der Gasstrahl durch die vorgegebenen Strombahnen der Randzone noch etwas eingeschnürt, wodurch eine vorzeitige Verwirbelung mit der Atmosphäre vermieden wird.This conical narrowing of the DUsenkanal narrows the current paths up to the outlet opening, what to a decrease in the boundary layer thickness and thus to an even more uniform flow in the edge zone of the gas jet leads. After leaving the DUse, the gas jet is still somewhat constricted by the specified current paths of the edge zone, whereby a premature turbulence with the atmosphere is avoided.

Wenn erfindungsgemäß der Überschallkanal des DUseneinsatzes auslaßseitig eine keglige Fläche aufweist, dann können bei geeignetem Gasdruck in der Kernzone des aus der Brennsohneiddüse austretenden Gasstrahls Turbulenzen entstehen, die eine Beschleunigung des Verbrennungsprozesses in dem zu schneidenden Material und somit eine Erhöhung dar Schnittgeschwindigkeit bewirken.If, according to the invention, the supersonic channel of the DUsen insert has a conical surface on the outlet side, then with a suitable gas pressure in the core zone of the The gas jet exiting the nozzles creates turbulence, the acceleration of the combustion process in the material to be cut and thus an increase in the cutting speed cause.

Anhand einer Figur soll ein AusfUhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen BrennsohneiddUse näher erläutert werden:An exemplary embodiment of a non-combustible nozzle according to the invention is to be explained in more detail with the aid of a figure:

In der Figur ist in einer schematischen Schnittzeichnung eine BrennschnelddUse 1 mit einem DUseneineatz 2 dargestellt. Im zentralen Kanal 3 des DUseneinsatzes 2 wird ein Teil des in die BrennschneiddUse eintretenden Gases aufIn the figure, in a schematic sectional drawing, there is a burning nozzle 1 with a DUseneineatz 2 shown. In the central channel 3 of the DUsen insert 2 is some of the gas entering the cutting nozzle

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Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Das restliche Gas strömt durch seitliche Kanäle 4 mit UnterschalIgeschwindigkeit außen am DUseneinsats 2 vorbei und vereinigt sich am auslaßsei t Igen Ende des Düseneinsatzes 2 vor dem Austritt aus der ErennschneiddUse 1 wieder mit der Gasströmung aus dem zentralen Kanal >. Die aus dem sich konisch erweiternden Auslaß des Düseneinsatzes 2 austretende, expandierende zentrale Strömung wird durch die konzentrisch zuströmende Ringströmung so weit eingeschnürt, daß das Gas der Kernzone aus der Brennschneiddüse nur mehr in nahezu parallelen Strombahnen austritt. Die sich konisch verengende Wand 5 der Brennschneiddüse 1 bewirkt, daß sich die Randzone des austretenden Gasstrahls nach dem Austritt aus der Düse noch etwas verengt, wodurch die Randzone besonders glatt wird.Accelerated supersonic speed. The remaining gas flows through lateral channels 4 at sub-shell speed outside of the DUseneinsats 2 and unites at the outlet egg t Igen end of the nozzle insert 2 in front of the exit from the ErennschneiddUse 1 again with the gas flow from the central channel>. The from the conically widening outlet of the The expanding central flow exiting the nozzle insert 2 is made so far by the concentrically inflowing annular flow constricted that the gas of the core zone from the cutting nozzle only emerges in almost parallel current paths. The conically narrowing wall 5 of the cutting nozzle 1 causes the edge zone of the exiting gas jet narrows somewhat after exiting the nozzle, which makes the edge zone particularly special becomes smooth.

Unterhalb der Austrittsöffnung der Brennschneiddlise 1 ist das Geschwindigkeitsprofil des aus einer erfindungsgemäßen Brennschneiddüse austretenden Gasstrahls dargestellt. Charakteristisch für eine erfindungsgemäße Brennschneiddlise sind dabei die steilen Planken des Geschwindigkeitsprofils beim Übergang von der Kernzone 6 zur Randzone 7 und von der Randzone 7 zur Umgebung.Below the outlet opening of the flame cutting nozzle 1 is the speed profile of the one according to the invention Cutting nozzle shown exiting gas jet. Characteristic for a flame cutting nozzle according to the invention are included the steep planks of the speed profile at the transition from the core zone 6 to the edge zone 7 and from the edge zone 7 to the surroundings.

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Claims (1)

LINDE AKTIENGESELLSCHAFTLINDE AKTIENGESELLSCHAFT (G 019) - υ -(G 019) - υ - 13. Mai 1975May 13, 1975 PatentansprücheClaims 1.) Brennsohneiddüse mit einem DUsenelnsatz zur Erzeugung einer mit Unterschallgeschwindigkeit strömenden Ringströmung und einer mit Überschallgeschwindigkeit strömenden zentralen Strömung, dadurch gekennzeichnet, daß das auslaßseitige Ende des DUseneinsatzes (2) im Abstand von mindestens zwei DUsenkanaldurchmessem vor der Austrittsöffnung der Brennschneiddüse (l) angeordnet ist.1.) Non-burning nozzle with a nozzle set for generation an annular flow flowing at subsonic speed and one flowing at supersonic speed central flow, characterized in that the outlet end of the DUsen insert (2) at a distance of at least two duct diameters in front of the outlet opening the cutting nozzle (l) is arranged. 2. Brennschneiddtlse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des auslaßseitigen Endes des DUseneinsatzes (2) von der Austrittsöffnung der Brennschneiddüse (1) das 2,5 bis 3,5-fache des Durchmessers der Auatrittsöffnung der BrennsohneiddUse (l) beträgt.2. flame cutting nozzle according to claim 1, characterized in that that the distance between the outlet end of the nozzle insert (2) and the outlet opening of the cutting nozzle (1) 2.5 to 3.5 times the diameter of the access opening the BrennsohneiddUse (l) is. 609848/0396609848/0396 LINDE AKTIENGESELLSCHAFTLINDE AKTIENGESELLSCHAFT 5. Brennschnelddlise nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wand (5) des DUsenkanals für die Ringströmung sich konisch zur Austrittsöffnung hin verengt.5. Brennschnelddlise according to claim 1 or 2, characterized in that the outer wall (5) of the DUsenkanals for the annular flow narrows conically towards the outlet opening. 4. Brennschneiddtise nach einem der Ansprüche 1 bis 3» da-4. Flame cutting tool according to one of claims 1 to 3 »da- durch gekennzeichnet, daß der überschallkanal des DUseneinsatzes (2) auslaßseitig eine keglige Fläche aufweist.characterized in that the supersonic channel of the DUsen insert (2) has a conical surface on the outlet side. 609848/0396609848/0396 LeerseiteBlank page