EP0751346B1 - Gas mixing cutting tip - Google Patents
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- EP0751346B1 EP0751346B1 EP96110199A EP96110199A EP0751346B1 EP 0751346 B1 EP0751346 B1 EP 0751346B1 EP 96110199 A EP96110199 A EP 96110199A EP 96110199 A EP96110199 A EP 96110199A EP 0751346 B1 EP0751346 B1 EP 0751346B1
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- EP
- European Patent Office
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- turned
- fuel gas
- gas
- cutting torch
- torch nozzle
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- 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
- F23D14/46—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
Definitions
- the invention relates to a gas-mixing cutting nozzle according to the preamble of claim 1.
- Gas-mixing flame cutting nozzles are made from the solid body not only the central cutting channel, but also completely the flow channels of a fuel gas / heating oxygen mixture arranged around this as well as those upstream Mixing points in which channels for fuel gas on channels for Heated heating oxygen, molded.
- the channels run here for fuel gas / heating oxygen over large partial lengths directed inside.
- the diameter of the flow channels and the upstream channels for heating oxygen are along the direction of flow is different.
- a gas-mixing cutting nozzle of the type mentioned Genus that consists of at least three turned parts is already known, but not for the mixture of heating oxygen and acetylene, which is a gas mixture with a very high ignition rate form (U.S. Patent 2,993,531). Rather, the well-known Flame cutting nozzle only for mixing heating oxygen Propane or similar fuel gases are provided which are slowly burning Form gas mixtures.
- the known Flame cutting nozzle the internal turned part as an inner nozzle with the cutting channel shaped on an outside so that it an annular first channel of relatively large opening width, an adjoining covenant, one on top of it following annular second channel relatively large Opening width and then enlarged a section again Diameter following in the flow direction of the gas mixture forms.
- the named second Channel forms an expansion chamber in connection with one smooth cylindrical inner wall of a second rotating part, in which is the first turned part.
- the gas mixing Flame cutting nozzle is completed by a seat ring or two seat ring parts over the head end of the first Are rotated from the longitudinally extending part Channels shaped as metering channels for the cutting oxygen are.
- the fuel gas like propane, is passed through these metering channels an annular groove in one seat ring or - in another Execution - fed between the two seat ring parts.
- the present invention is therefore based on the object a gas-mixing cutting nozzle of the type mentioned Train genus so that it is an uncomplicated, easy reproducible manufacturing allowed and a cutting nozzle results, which in particular when using acetylene gas for Forming the fuel gas / oxygen mixture or a fuel gas, which is also a very different fuel gas / oxygen mixture high ignition speed results in the high demands the re-ignition security is sufficient and a long non-destructive Life expectancy.
- This task is accomplished through the formation of the flame cutting nozzle with that specified in the characterizing part of claim 1 Feature solved.
- the cutting nozzle is designed according to claim 13 with the feature that the cutting channel in the first rotating part in the ends at the same height as the second rotating part surrounding it.
- the first rotating part is preferably in the lower Region tapering in the shape of a truncated cone, with a central bore in the second rotating part analogously tapered in the shape of a truncated cone, that the flow channels are directed inwards below are. With these precise channels, the heating flame can be in the desired Way to be set.
- the second rotating part has a frustoconical shape downwards have tapered area to the related to achieve basically known advantages.
- a cutting oxygen channel in the first rotating part via a truncated cone tapering downwards Section into the lower cutting channel.
- This Cutting oxygen channel with the frustoconical section can be numerically in the same clamping position of the first rotating part are manufactured in a controlled manner in which the others Processing steps take place.
- the turned parts can advantageously consist of copper, which can be machined well.
- Fig. 1 is the first, the inner nozzle forming rotary part with 1 designated. Its basic shape is approximately cylindrical with a frustoconical section 2 in a lower region 3.
- the first rotating part has a central cutting channel on the inside 4, in which a cutting oxygen channel 5 over one frustoconical section 6 passes. Above the first turned part ends in a sealing seat 7.
- the flow channels are outward through a second rotary part 11 completed, which is also essentially cylindrical with a lower frustoconical Area 12 is formed.
- the second rotating part has one central inner bore 13, which is substantially cylindrical is, however, in the lower area 12 analogous to the lower Area of the first rotating part tapers in the shape of a truncated cone.
- webs are e.g. 23, 24 between the Flow channels for the fuel gas / heating oxygen mixture at the Inner bore, which also the first rotating part 1 in the second rotating part 11 is aligned concentrically.
- These bores as fuel gas passages 17, 18 are fuel gas, especially acetylene, supplied via a connection to a sealing seat 19 of the third rotating part is sealed.
- a heating oxygen which via a connection, not shown, to a sealing seat 20 of the third rotating part is supplied.
- the Sealing seats 19, 20, 21 are therefore concentrically in a head region 22 of the composite cutting nozzle.
- the composite nozzle is usable as heating gas for acetylene and - apart from a relatively low manufacturing effort - in the easy to achieve high manufacturing accuracy, in particular of the cutting channel 4, the flow channels 8, 9 for the heating flame and therefore in a high repeat quality of the flame cut achieved with the composite flame cutting nozzle.
- the variant 25 of the first rotary part shown in FIG. 6 differs from the first rotating part 1 in FIGS. 1 and 4 only slightly, but is shown larger, the central cutting channel or cutting oxygen channel not shown are.
- the representation is half parallel to the longitudinal axis cut so that the shape of the generally designated 26 Flow channel can be seen more precisely.
- the flow channel 26 - likewise each of those distributed over the scope remaining flow channels - in a region 27 between the Mouth of a fuel gas passage through the approximate radial bores 17, 18 in the third rotating part 14, see 3 and 4, is embodied, the position of which is indicated by an arrow 28 is indicated in Fig.
- the flow channel 26 also tapers from the depth in the area 27 to a minimum depth at a lower end 30.
- the flow channel 26 represents a mixing channel.
- Upstream of area 27 is an unspecified one Sole of the flow channel 26, as shown in detail in FIG. 6 shown, curved so that the depth of the flow channel to a shallower depth in a first section 31 of the Flow channel 26 reduced.
- an upstream subsequent section 32 increases the depth of the Flow channel 26 again corresponding to that shown in Fig. 6 Curvature of the sole.
- the first section 31 forms a dosing channel for the Heating oxygen, which is fed into the groove 33.
- the feed Acetylene as the fuel gas is again carried out with the third 3 and 4 with its approximately radial Holes 18.19.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine gasmischende Brennschneiddüse mit
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a gas-mixing cutting nozzle
according to the preamble of
Bei einer bisher zum Stand der Technik gehörenden derartigen gasmischenden Brennschneiddüse sind aus dem massiven Körper nicht nur der zentrale Schneidkanal, sondern auch vollständig die um diesen angeordneten Strömungskanäle eines Brenngas/Heizsauerstoffgemischs sowie die dazu stromaufwärts gelegenen Mischstellen, in denen Kanäle für Brenngas auf Kanäle für Heizsauerstoff stoßen, ausgeformt. Dabei verlaufen die Kanäle für Brenngas/Heizsauerstoff über große Teillängen schräg nach innen gerichtet. Der Durchmesser der Strömungskanäle und der stromaufwärts liegenden Kanäle für Heizsauerstoff sind entlang der Strömungsrichtung unterschiedlich. Die Herstellung einer solchen bekannten gasmischenden Brennschneiddüse erfordert mehrere Arbeitsgänge an verschiedenen Bearbeitungsmaschinen, wozu das zu bearbeitende Werkstück umgespannt werden muß, was einer reproduzierbaren Fertigung und letztlich einer hohen Schneidgenauigkeit, die mit der fertigen Brennschneiddüse erreicht wird, abträglich sein kann. Insbesondere die Bohrungsgeometrie dieser gasmischenden Brennschneiddüsen ist nur durch ein sehr aufwendiges Hämmerverfahren realisierbar.In such a hitherto belonging to the prior art Gas-mixing flame cutting nozzles are made from the solid body not only the central cutting channel, but also completely the flow channels of a fuel gas / heating oxygen mixture arranged around this as well as those upstream Mixing points in which channels for fuel gas on channels for Heated heating oxygen, molded. The channels run here for fuel gas / heating oxygen over large partial lengths directed inside. The diameter of the flow channels and the upstream channels for heating oxygen are along the direction of flow is different. The making of a requires such known gas-mixing cutting nozzle several operations on different processing machines, why the workpiece to be machined has to be reclamped, what reproducible production and ultimately high Cutting accuracy that is achieved with the finished flame cutting nozzle will be detrimental. In particular the bore geometry this gas-mixing cutting nozzle is only through a very complex hammering process can be implemented.
Eine gasmischende Brennschneiddüse der eingangs genannten Gattung, die aus wenigstens drei Drehteilen besteht, ist bereits bekannt, jedoch nicht für die Mischung von Heizsauerstoff und Acetylen, die ein Gasgemisch mit sehr hoher Zündgeschwindigkeit bilden (US-PS 2 993 531). Vielmehr ist die bekannte Brennschneiddüse nur zum Mischen von Heizsauerstoff mit Propan oder ähnlichen Brenngasen vorgesehen, die langsam verbrennende Gasgemische bilden. Im einzelnen ist bei der bekannten Brennschneiddüse das innenliegende Drehteil als Innendüse mit dem Schneidkanal auf einer Außenseite so geformt, daß es einen ringförmigen ersten Kanal verhältnismäßig großer Öffnungsweite, einen sich daran anschließenden Bund, einen darauf folgenden ringförmigen zweiten Kanal verhältnismäßig großer Öffnungsweite und dann wieder einen Abschnitt vergrößerten Durchmessers jeweils in Strömungsrichtung des Gasgemischs folgend bildet. Erst der letztgenannte außen glatt-zylindrisch geformte Abschnitt vergrößerten Durchmessers geht weiter in Strömungsrichtung des Gasgemischs in einzelne Kanäle in Längsrichtung der Brennschneiddüse über, die außen im wesentlichen über einen sich verjüngenden Abschnitt dieses Drehteils in Richtung auf dessen unteres Ende verlaufen. Der genannte zweite Kanal bildet eine Expansionskammer in Verbindung mit einer glatten zylindrischen Innenwand eines zweiten Drehteils, in welches das erste Drehteil gesteckt ist. Die gasmischende Brennschneiddüse ist vervollständigt durch einen Sitzring oder zwei Sitzringteile, die über das kopfseitige Ende des ersten Drehteils geschoben sind, aus dem in Längsrichtung verlaufende Kanäle als Dosierkanäle für den Schneidsauerstoff ausgeformt sind. Das Brenngas, wie Propan, wird diesen Dosierkanälen über eine ringförmige Nut in dem einen Sitzring oder - in anderer Ausführung - zwischen den beiden Sitzringteilen zugeführt. Die obengenannten in Längsrichtung der Brennschneiddüse verlaufenden Kanäle sind durch Ausräumen hergestellt, jedoch erfordert das Formen der ringförmigen Kanäle verschiedene Drehvorgänge. Das erste Drehteil ist also verhältnismäßig kompliziert zu fertigen. Hinzu kommt, daß diese Brennschneiddüse keine ausreichend Rückzündsicherheit für den Betrieb mit Acetylen oder ähnlichen Brenngasen bietet, welche Gasgemische mit sehr hoher Zündgeschwindigkeit bilden. Würde die bekannte Brenndschneiddüse mit Acetylen/Sauerstoff als Gasgemisch betrieben, so würde diese aufgrund der Geometrie der Strömungskanäle und des großen Volumens zwischen der Außendüse und Innendüse schon nach kurzer Zeit zerstört werden.A gas-mixing cutting nozzle of the type mentioned Genus that consists of at least three turned parts is already known, but not for the mixture of heating oxygen and acetylene, which is a gas mixture with a very high ignition rate form (U.S. Patent 2,993,531). Rather, the well-known Flame cutting nozzle only for mixing heating oxygen Propane or similar fuel gases are provided which are slowly burning Form gas mixtures. In particular, the known Flame cutting nozzle the internal turned part as an inner nozzle with the cutting channel shaped on an outside so that it an annular first channel of relatively large opening width, an adjoining covenant, one on top of it following annular second channel relatively large Opening width and then enlarged a section again Diameter following in the flow direction of the gas mixture forms. Only the latter is smooth-cylindrical on the outside shaped section of enlarged diameter continues in Flow direction of the gas mixture in individual channels in the longitudinal direction the flame cutting nozzle over, the outside essentially over a tapered section of this rotating part in Run towards its lower end. The named second Channel forms an expansion chamber in connection with one smooth cylindrical inner wall of a second rotating part, in which is the first turned part. The gas mixing Flame cutting nozzle is completed by a seat ring or two seat ring parts over the head end of the first Are rotated from the longitudinally extending part Channels shaped as metering channels for the cutting oxygen are. The fuel gas, like propane, is passed through these metering channels an annular groove in one seat ring or - in another Execution - fed between the two seat ring parts. The Above mentioned extending in the longitudinal direction of the cutting nozzle Channels are made by clearing, but required forming the annular channels different turning operations. The first rotating part is therefore relatively complicated manufacture. In addition, this flame cutting nozzle is not sufficient Backfire protection for operation with acetylene or offers similar fuel gases, which gas mixtures with very high Form ignition speed. Would be the well known flame cutting nozzle operated with acetylene / oxygen as a gas mixture, so would this due to the geometry of the flow channels and large volume between the outer nozzle and inner nozzle be destroyed after a short time.
Es gehören mehrteilige Ausführungsformen von gasmischenden Brennmschneiddüsen zum Stand der Technik (EP-A-0 531 196), in denen Heizsauerstoff und Acetylengas gemischt werden sollen, die aber sämtliche keine ausreichende Rückzündsicherheit erwarten lassen, weil diese Gase in verhältnismäßig großvolumigen, im wesentlichen ring- oder zylinderförmigen Durchgängen zu einer Spitze der Brennschneiddüse geleitet werden, wobei nur im Bereich der Spitze kurze Strömungskanäle im wesentlichen in Längsrichtung der Brennschneiddüse angeordnet sind. Eine solche Ausführungsform besteht aus drei Teilen, nämlich einem inneren Kern mit einem Schneidsauerstoffdurchgang, einem ihn unter Freilassung des zylinderförmigen Durchgangs umgebenden Mantel und einem den Durchgang im Kopfbereich im wesentlichen abschließenden Mischer, durch den radiale Durchlässe für Brenngas und Heizsauerstoff zu dem zylinderförmigen Durchgang angeordnet sind. Der Kern und der Mantel sind vorzugsweise aus Kupferrohr hergestellt, und nur der Mischer ist bevorzugt aus maschinell bearbeitetem Messing gefertigt.There are multi-part embodiments of gas mixing Flame cutting nozzles of the prior art (EP-A-0 531 196), in which should be mixed with heating oxygen and acetylene gas, but all of which do not expect adequate re-ignition security let because these gases in relatively large volume, essentially annular or cylindrical passages are directed to a tip of the cutting nozzle, whereby short flow channels essentially only in the area of the tip are arranged in the longitudinal direction of the flame cutting nozzle. Such an embodiment consists of three parts, namely an inner core with a cutting oxygen passage, one surrounding it, leaving the cylindrical passage free Coat and the passage in the head area essentially final mixer, through which radial passages for Fuel gas and heating oxygen to the cylindrical passage are arranged. The core and the jacket are preferably made of Made of copper tube, and only the mixer is preferably made of machined brass.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gasmischende Brennschneiddüse der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß sie eine unkomplizierte, leicht reproduzierbare Fertigung gestattet und eine Brennschneiddüse ergibt, welche insbesondere bei Verwendung von Acetylengas zum Bilden des Brenngas/Sauerstoffgemischs oder eines Brenngases, welches ein anderes Brenngas/Sauerstoffgemisch ebenfalls sehr hoher Zündgeschwindigkeit ergibt, den hohen Anforderungen an die Rückzündsicherheit genügt und eine lange zerstörungsfreie Lebensdauer erwarten läßt.The present invention is therefore based on the object a gas-mixing cutting nozzle of the type mentioned Train genus so that it is an uncomplicated, easy reproducible manufacturing allowed and a cutting nozzle results, which in particular when using acetylene gas for Forming the fuel gas / oxygen mixture or a fuel gas, which is also a very different fuel gas / oxygen mixture high ignition speed results in the high demands the re-ignition security is sufficient and a long non-destructive Life expectancy.
Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung der Brennschneiddüse
mit dem in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmal gelöst.This task is accomplished through the formation of the flame cutting nozzle
with that specified in the characterizing part of
Infolge der sich daraus ergebenden Geometrie der Strömungskanäle, die nur in Längsrichtung der Brennschneiddüse und nicht über deren Umfang verlaufend ausgebildet sind, hält die Brennschneiddüse den erhöhten Anforderungen an die Rückzündsicherheit bei Verwendung von Acetylen stand, was bislang nur bei einer Brennschneiddüsengeometrie gewährleistet war, die mit einem aufwendigen Hämmer- bzw. Schneideverfahren realisiert werden mußte. Diese Strömungskanäle führen stromaufwärts der Mündungen der Brenngasdurchgänge nur Heizsauerstoff. Stromabwärts der Mündungen kann dann die Mischung des Brenngas/Heizsauerstoffgemischs in den Strömungskanälen erfolgen.Due to the resulting geometry of the flow channels, which only in the longitudinal direction of the flame cutting nozzle and are not designed to extend across their circumference Flame cutting nozzle meets the increased requirements for re-ignition safety when using acetylene, which so far was only was guaranteed with a cutting nozzle geometry that realized with an elaborate hammering or cutting process had to become. These flow channels lead upstream the mouths of the fuel gas passages are only heating oxygen. The mixture of the fuel gas / heating oxygen mixture can then downstream of the mouths take place in the flow channels.
Besonders fertigungsgünstig bei Wahren der hohen Rückzündsicherheit
ist die Weiterbildung nach Anspruch 2, wonach die
Strömungskanäle auch stromaufwärts der Mündung des Brenngasdurchgangs
durchgängig gefräst sind.Particularly economical to manufacture while maintaining the high re-ignition security
is the training according to
Weitere Einzelheiten, insbesondere der Form der Strömungskanäle
und der Mischerstellen zu dem genannten Zweck ergeben sich
aus den Unteransprüchen 8 bis 12.Further details, in particular the shape of the flow channels
and the mixer points for the stated purpose result
from
Zur Eignung der Brennschneiddüse für die Verwendung von Acetylengas
oder eines anderen Brenngases, welches ein Brenngas/Sauerstoffgemisch
sehr hoher Zündgeschwindigkeit ergibt, ist
die Brennschneiddüse gemäß Anspruch 13 mit dem Merkmal ausgebildet,
daß der Schneidkanal in dem ersten Drehteil in der
gleichen Höhe endet wie das ihn umgebende zweite Drehteil.For the suitability of the cutting nozzle for the use of acetylene gas
or another fuel gas, which is a fuel gas / oxygen mixture
very high ignition speed is
the cutting nozzle is designed according to
Generell können der Schneidkanal und die Strömungskanäle des ersten Drehteils ohne Umspannen dieses ersten Drehteils besonders genau gefertigt werden. Dazu trägt bei, daß die Strömungskanäle außen an dem ersten Drehteil offen sind, so daß sie dort einfach ohne Umspannen ausgefräst werden können, nachdem der zentrale Schneidkanal und ein Schneidsauerstoffkanal, der in den Schneidkanal übergeht, gebohrt wurde. Das zweite, im wesentlichen hülsenartige Drehteil schließt dann die Strömungskanäle nach außen ab, nachdem das erste Drehteil in das zweite Drehteil gesteckt wurde.In general, the cutting channel and the flow channels of the first rotating part without reclamping this first rotating part particularly be manufactured precisely. This helps that the flow channels are open on the outside of the first rotating part, so that they can easily be milled out without reclamping, after the central cutting channel and a cutting oxygen channel, that goes into the cutting channel, was drilled. The second, essentially sleeve-like rotating part closes then the flow channels outward after the first Turned part was inserted into the second turned part.
Das dritte Drehteil ist annähernd ringförmig ausgebildet. Es begrenzt in seiner Einbaulage, wenn es auf das erste Drehteil gesteckt ist, mit seiner zentralen Bohrung die Strömungskanäle, und zwar im Anschluß an das zweite Drehteil. In das dritte Drehteil, welches als Mischer aufgebaut ist, sind insbesondere nach Anspruch 8 annähernd radiale, schräg nach innen verlaufende Bohrungen gebohrt, die in die Strömungskanäle münden. Das erste Drehteil weist ferner den Dichtsitz für den Schneidsauerstoff auf, während das zweite Drehteil mit konzentrischen Dichtsitzen für Heizsauerstoff und für Brenngas versehen ist. Die Dichtsitze sind annähernd kegelstumpfförmig geformt und können durch Drehen hergestellt werden.The third rotating part is approximately ring-shaped. It limited in its installation position when it is on the first rotating part with its central bore, the flow channels, namely after the second rotating part. In the third Turned part, which is constructed as a mixer, are special according to claim 8 approximately radial, obliquely inward Drilled holes that open into the flow channels. The first rotating part also has the sealing seat for the cutting oxygen on while the second rotating part with concentric Sealing seats for heating oxygen and for fuel gas is provided. The sealing seats are shaped like a truncated cone can be made by turning.
Nach Anspruch 3 ist bevorzugt das erste Drehteil in dem unteren
Bereich sich kegelstumpfförmig verjüngend ausgebildet,
wobei eine zentrale Bohrung in dem zweiten Drehteil sich in
ihrem unteren Bereich analog kegelstumpfförmig verjüngt, dergestalt,
daß die Strömungskanäle unten nach innen gerichtet
sind. Mit diesen präzisen Kanälen kann die Heizflamme in gewünschter
Weise eingestellt werden. Außerdem kann nach Anspruch
4 das zweite Drehteil außen einen sich nach unten kegelstumpfförmig
verjüngenden Bereich aufweisen, um die diesbezüglichen
grundsätzlich bekannten Vorteile zu erzielen.According to
Nach Anspruch 5 geht in dem ersten Drehteil ein Schneidsauerstoffkanal
über einen sich nach unten kegelstumpfförmig verjüngenden
Abschnitt in den unteren Schneidkanal über. Dieser
Schneidsauerstoffkanal mit dem kegelstumpfförmigen Abschnitt
kann in der gleichen Einspannlage des ersten Drehteils numerisch
gesteuert hergestellt werden, in der auch die anderen
Bearbeitungsschritte erfolgen.According to
Das zweite Drehteil, an das sich oben wie erwähnt das dritte
als Mischer ausgebildete Drehteil anschließt, weist in einer
Ausgestaltung nach Anspruch 6 einen oberen Flansch auf, auf
dem das dritte Drehteil koplanar sitzt. Damit werden die Strömungskanäle
an der Stoßseite zwischen zweitem und drittem
Drehteil nach außen zuverlässig abgedichtet. Der obere Flansch
des zweiten Drehteils kann außerdem eine Haltefunktion beim
Anschluß der Brennschneiddüse an eine Brenngasleitung ausüben. The second rotating part, which, as mentioned above, is the third
trained as a mixer connects, points in one
Embodiment according to
Die Drehteile können vorteilhaft aus Kupfer bestehen, welches sich gut spanabhebend bearbeiten läßt.The turned parts can advantageously consist of copper, which can be machined well.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung mit sechs Figuren beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein erstes als Innendüse ausgebildetes Drehteil in einem Längsschnitt,
- Fig. 2
- ein zweites Drehteil, welches maßgeblich die Außendüse bildet, ebenfalls in einem Längsschnitt,
- Fig. 3
- ein drittes Drehteil, welches als Mischer geformt ist, ebenfalls in einem Längsschnitt,
- Fig. 4
- eine Brennschneiddüse, bestehend aus den drei Teilen nach den Fig. 1, 2 und 3 in einer Längsseitenansicht,
- Fig. 5
- einen vergrößerten Querschnitt durch die Brennschneiddüse in der Ebene A-A in Fig. 4 und
- Fig. 6
- eine Variante des ersten Drehteils teilweise im Längsschnitt.
- Fig. 1
- a first rotary part designed as an inner nozzle in a longitudinal section,
- Fig. 2
- a second turned part, which essentially forms the outer nozzle, also in a longitudinal section,
- Fig. 3
- a third turned part, which is shaped as a mixer, also in a longitudinal section,
- Fig. 4
- a flame cutting nozzle, consisting of the three parts according to FIGS. 1, 2 and 3 in a longitudinal side view,
- Fig. 5
- an enlarged cross section through the flame cutting nozzle in the plane AA in Fig. 4 and
- Fig. 6
- a variant of the first rotating part partially in longitudinal section.
In Fig. 1 ist das erste, die Innendüse bildende Drehteil mit
1 bezeichnet. Seine Grundform ist annähernd zylindrisch mit
einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 2 in einem unteren Bereich
3. Das erste Drehteil weist innen einen zentralen Schneidkanal
4 auf, in den ein Schneidsauerstoffkanal 5 über einen sich
kegelstumpfförmig verjüngenden Abschnitt 6 übergeht. Oben
endet das erste Drehteil in einem Dichtsitz 7.In Fig. 1 is the first, the inner nozzle forming rotary part with
1 designated. Its basic shape is approximately cylindrical with
a
Auf einer Außenseite des ersten Drehteils 1 sind in dieses
nach außen offene Strömungskanäle ausgefräst, von denen zwei
Strömungskanäle in den Fig. 1 und 4 mit 8 und 9 bezeichnet
sind. Sie verlaufen im wesentlichen parallel zu einer Längsachse
10 des ersten Drehteils, welche auch die Längsachse der
zusammengesetzten Brennschneiddüse ist - siehe Fig. 4 -, sind
jedoch in dem unteren Bereich 3 entsprechend der Außenseite
des kegelstumpfförmigen Abschnitts 2 nach unten innen gerichtet.Aus
den Querschnitt durch das erste Drehteil 1 gemäß Fig.
5 kann ersehen werden, daß die Strömungskanäle einschließlich
der Strömungskanäle 8,9 über den Umfang des Teils 1 gleichmäßig
verteilt sind und in welcher radialen, ursprünglich außen
offenen Form sie aus dem Teil 1 ausgefräst sind.On an outside of the first
Die Strömungskanäle, z.B. 8, 9, werden nach außen durch ein
zweites Drehteil 11 abgeschlossen, welches ebenfalls im wesentlichen
zylindrisch mit einem unteren kegelstumpfförmigen
Bereich 12 ausgebildet ist. Das zweite Drehteil weist eine
zentrale Innenbohrung 13 auf, die im wesentlichen zylindrisch
ist, sich jedoch in dem unteren Bereich 12 analog zu dem unteren
Bereich des ersten Drehteils kegelstumpfförmig verjüngt.
Wenn das erste Drehteil in das zweite Drehteil gesteckt ist,
siehe Fig. 4 und 5, liegen Stege z.B. 23, 24 zwischen den
Strömungskanälen für das Brenngas/Heizsauerstoffgemisch an der
Innenbohrung an, womit zugleich das erste Drehteil 1 in dem
zweiten Drehteil 11 konzentrisch ausgerichtet ist.The flow channels, e.g. 8, 9, are outward through a
second
Ein drittes Drehteil 14, siehe Fig. 3, welches als annähernd
ringförmig bezeichnet wird, schließt sich oben auf das zweite
Drehteil in dem Zusammenbauzustand der drei Drehteile an. Es
wird dabei auf einen oberen Flansch 15 des zweiten Drehteils
aufgesetzt, wobei die aneinanderliegenden Seiten des oberen
Flansches 15 und der unteren Seite des Drehteils 14 koplanar
sind. Damit sind die Strömungskanäle 8, 9, die sich in eine
Innenbohrung 16 des dritten Drehteils hinein fortsetzen, auch
an dieser Stelle nach außen abgedichtet. In das dritte Drehteil,
welches als Mischer dient, sind schräg radial verlaufenden
Bohrungen 17, 18 als Brenngasdurchgänge eingelassen,
welche in dem zusammengesetzten Zustand der Brennschneiddüse
in die Strömungskanäle 8, 9 münden. A third
Diesen Bohrungen als Brenngasdurchgängen 17, 18 wird Brenngas,
insbesondere Acetylen, über einen Anschluß zugeführt, der an
einem Dichtsitz 19 des dritten Drehteils abgedichtet ist. In
die Strömungskanäle 8, 9 strömt stromaufwärts der Bohrungen
als Brenngasdurchgängen 17, 18 Heizsauerstoff ein, welcher
über einen nicht dargestellten Anschluß an einem Dichtsitz 20
des dritten Drehteils zugeführt wird. Schließlich wird
Schneidsauerstoff in den Schneidsauerstoffkanal 5 über einen
ebenfalls nicht dargestellten Anschluß eingeleitet, der an
einem Dichtsitz 21 an dem ersten Drehteil abgedichtet ist. Die
Dichtsitze 19, 20, 21 liegen also konzentrisch in einem Kopfbereich
22 der zusammengesetzten Brennschneiddüse.These bores as
Vorteile der zusammengesetzten Düse liegen darin, daß diese
für Acetylen als Heizgas verwendbar ist und - abgesehen von
einem verhältnismäßig geringen Fertigungsaufwand - in der
unkompliziert erzielbaren hohen Fertigungsgenauigkeit, insbesondere
des Schneidkanals 4, der Strömungskanäle 8, 9 für
die Heizflamme und daher in einer hohen Wiederholqualität des
mit der zusammengesetzten Brennschneiddüse erzielten Brennschnittes.Advantages of the composite nozzle are that
is usable as heating gas for acetylene and - apart from
a relatively low manufacturing effort - in the
easy to achieve high manufacturing accuracy, in particular
of the cutting
Die in Fig. 6 dargestellte Variante 25 des ersten Drehteils
unterscheidet sich von dem ersten Drehteil 1 in den Fig. 1 und
4 nur geringfügig, ist aber größer dargestellt, wobei der
zentrale Schneidkanal bzw. Schneidsauerstoffkanal nicht gezeigt
sind. Die Darstellung ist parallel zur Längsachse halb
geschnitten, so daß die Form des allgemein mit 26 bezeichneten
Strömungskanals genauer zu erkennen ist. Danach ist der Strömungskanal
26 - ebenso jeder der über den Umfang verteilten
übrigen Strömungskanäle -in einem Bereich 27 zwischen der
Mündung eines Brenngasdurchgangs, der durch die annähernd
radialen Bohrungen 17,18 in dem dritten Drehteil 14, siehe
Fig. 3 und 4, verkörpert ist, deren Lage durch einen Pfeil 28
in Fig. 6 angedeutet ist, und dem unteren Bereich 29, in dem
sich das erste Drehteil verjüngt, konstant und tiefer als in
dem unteren Bereich 29 sowie stromaufwärts der Mündung des
Brenngasdurchgangs bei dem Pfeil 28. In dem unteren Bereich 29
des ersten Drehteils verjüngt sich auch der Strömungskanal 26
von der Tiefe in dem Bereich 27 bis zu einer minimalen Tiefe
an einem unteren Ende 30. In dem Bereich 27 stellt der Strömungskanal
26 einen Mischkanal dar.The
Stromaufwärts oberhalb des Bereichs 27 ist eine nicht bezeichnete
Sohle des Strömungskanals 26, wie im einzelnen in Fig. 6
gezeigt, gekrümmt, so daß sich die Tiefe des Strömungskanals
zu einer geringeren Tiefe in einem ersten Abschnitt 31 des
Strömungskanals 26 verringert. In einem sich stromaufwärts
anschließenden Abschnitt 32 vergrößert sich die Tiefe des
Strömungskanals 26 wieder entsprechend der in Fig. 6 gezeigten
Krümmung der Sohle. In dem zweiten Abschnitt 32 und in einem
Teilabschnitt konstanter Tiefe des Strömungskanals in dem
ersten Abschnitt 31 bildet dieser einen Dosierkanal für den
Heizsauerstoff, der an der Nut 33 eingespeist wird. Die Zufuhr
des Acetylens als Brenngas erfolgt wiederum mit dem dritten
Drehteil 14 gemäß Fig. 3 und 4 mit dessen annäherend radialen
Bohrungen 18,19. Diese Bohrungen verlaufen annähernd parallel
zu der Krümmung 33 der Sohle des Strömungskanals 26, mit welcher
der Strömungskanal von der größeren Tiefe auf eine geringere
Tiefe stromaufwärts der Mündung der annähernd radialen
Bohrung 18 in Fig. 3 übergeht. Das Brenngas Acetylen strömt
damit annähernd tangential zu der Sohle des Strömungskanals 26
in den Heizsauerstoff ein und vermischt sich intensiv mit
diesem.Upstream of area 27 is an unspecified one
Sole of the flow channel 26, as shown in detail in FIG. 6
shown, curved so that the depth of the flow channel
to a shallower depth in a
Claims (13)
- Gas-mixing cutting torch nozzle with a central cutting channel in a massive body and, arranged around the cutting channel, flow channels for a fuel gas/heating oxygen mixture for a heating flame, and having seal seats for cutting oxygen, heating oxygen and a fuel gas, in particular acetylene, in a head area of the cutting torch nozzle, such that the cutting torch nozzle is essentially cylindrical on the outside, the cutting torch nozzle (3) comprising at least three concentrically arranged turned components (1, 11, 14; 25) such that a first, approximately cylindrical turned component (1; 25) is formed as an inner nozzle with a cutting channel (4), which is drilled centrally in the turned component (1), and has outwards-opening flow channels (8, 9; 25) milled on its outside, the first turned component (1; 25) is inserted into a second turned component (11) which, as an outer nozzle with a central inside bore (13), delimits the flow channels (8, 9; 26) of the first turned component (1; 25) radially on the outside, and such that in the head area (22) of the cutting torch nozzle there is at least a third, approximately annular turned component (14) which is formed as a mixer and is pushed on above the second turned component (11) to delimit the flow channels (8, 9) in the head area (22) radially on the outside, such that the third turned component (14) has at least one fuel gas passage (17, 18) which leads the fuel gas into at least one flow channel (8, 9) carrying the heating oxygen so that a fuel gas/heating oxygen mixture is formed therein, a seal seat (7) for the cutting oxygen is formed on the first turned component (1; 25), and the third turned component (14) has concentric seal seats (19, 20) respectively for the fuel gas and the heating oxygen,
characterised in that
the flow channels (8, 9; 26) are formed entirely by milling at least from the opening of the fuel gas passage as far as a lower portion (3, 12; 29) of the first and second turned component (1, 11; 25) in which these taper. - Gas-mixing cutting torch nozzle according to Claim 1,
characterised in that
the flow channels (8, 9; 26) are also formed entirely by milling upstream from the opening of the fuel gas passages (17, 18). - Gas-mixing cutting torch nozzle according to Claims 1 or 2,
characterised in that
the first turned component (1; 25) is formed with a truncated conical taper in its lower portion (3; 29) and a central internal bore (13) in the second turned component (11) has an analogous truncated conical taper in its lower portion (12), such that the flow channels (8, 9; 26) are directed inwards at their lower end. - Gas-mixing cutting torch nozzle which, in a lower portion pointing away from the head area, is shaped approximately as a truncated cone according to Claim 3,
characterised in that
the second turned component (11) has on the outside a portion (12) which tapers downwards in the shape of a truncated cone. - Gas-mixing cutting torch nozzle according to any of Claims 1 to 4,
characterised in that
in the first turned component (1; 25) a cutting oxygen channel (5) extends via a section (6) tapering downwards in a truncated cone shape to merge into a cutting channel (4) at the bottom. - Gas-mixing cutting torch nozzle according to any of Claims 1 to 5,
characterised in that
it comprises an upper flange (15) of the third turned component (14), on which the third turned component (14) rests in one plane. - Gas-mixing cutting torch machine according to any of the preceding claims,
characterised in that
the three turned components (1, 11, 14) are made of copper. - Gas-mixing cutting torch nozzle according to any of the preceding claims,
characterised in that
the third turned component (14) comprises approximately radial holes as fuel gas passages (17, 18), which open into the flow channels (8, 9; 26). - Gas-mixing cutting torch nozzle according to any of the preceding claims,
characterised in that
the depth of the flow channels (8, 9; 26) between the opening of the at least one fuel gas passage (17, 18) and the lower portion of the first and second turned components (1, 25; 11), where the latter are tapered, is essentially constant along the longitudinal axis and larger than in the lower portion (29) of the first and second turned components (1, 25; 11), and the depth of the flow channels (8, 9; 26) is reduced in a first section (31) upstream from the opening of the at least one fuel gas passage (17, 18). - Gas-mixing cutting torch nozzle according to Claim 9,
characterised in that
a section of each flow channel (8, 9; 26), in which this is reduced from the larger depth to the smaller depth upstream from the opening of the at least one fuel gas passage (17, 18), is curved in such a way that the curvature merges tangentially into the base of the flow channel (8, 9; 26) in the section of larger depth. - Gas-mixing cutting torch nozzle according to Claims 9 or 10,
characterised in that
a second section (32) of each flow channel (8, 9; 26), upstream from the first section (31) of the flow channel in which this is reduced to the smaller depth, is widened again relative to the said smaller depth. - Gas-mixing cutting torch nozzle according to Claims 8 to 10,
characterised in that
the approximately radial holes (17, 18) in the third turned component (14) run approximately parallel to the curvature of the base of the flow channel (26) in its upper and outer area (33), where this changes from the larger depth to a smaller depth upstream from the opening of the approximately radial holes forming the fuel gas passages (17, 18). - Gas-mixing cutting torch nozzle according to any of the preceding claims,
characterised in that
the cutting channel (4) in the first turned component (1 ends at the same level as the second turned component (11) surrounding it.
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