<Desc/Clms Page number 1>
: './" La présente invention a trait aux chalumeaux soudeurs ou aux dispositifs chauffeurs de chalumeaux coupeurs alimentés par de l'oxygène et par de l'hydrogène ou de l'acétylène ou tout au- tre gaz combustible, et elle a pour objet principal la création d'un chalumeau soudeur à haute pression, par exemple destiné à fonctionner avec de l'acétylène débité par une bouteille d'acéty- lène dissous.
Dans la construction d'un chalumeau, il faut résoudre le problème suivant: mélanger deux gaz - un combustible et l'autre comburant - dans un rapport déterminé ( I pour I pour le mélange oxy-acétylénique) - ce rapport devant être maintenu constant mal- gré réchauffement du bec en service, pour tous les débits,avec le maximum de stabilité de la flamme, en évitant donc les claque- ments et les retours de flamme. En d'autres termes, un chalumeau de construction optina doit satisfaire aux quatre conditions ci- dessous :
1 - Obtention d'un mélange parfait des gaz.
2 - Obtention du rapport prédéterminé voulu entre les débits Chalumeau oxhydrique ou oxy-acétylénique.
<Desc/Clms Page number 2>
de gaz.
3 - Empêcher - éviter l'échauffement des gaz.
4 - Assurer la stabilité de la flamme.
L'invention a pour but de réaliser un chalumeau-soudeur ou autre- satisfaisant à ces quatre conditions, et par exemple com- posé et fonctionnant comme il est décrit ci-dessous en référence au dessin ci-annexé dans lequel :
Fig. I est une Tue en élévation du chalumeau, avec une coupe verticale partielle.
Fig. 2 est une coupe à plus grande échelle, de la tuyère de dosage et de mélange des gaz.
Fig. 3 est une coupe verticale suivant III-III de fig. 2.
Le chalumeau comporte un manche D portant les arrivées d' oxygène B et de gaz combustible A (par exemple l'acétylène), un dispositif de mélange de ces gaz comprenant le diffuseur E et la chambre de mélange G, et enfin la buse I conduisant les gaz mé- langés au bec L où Ils sont enflammés.
Le mélange parfait des gaz est réalisé grâce au diffuseur B percé d'une quantité de petits trous disposés - pour le passage des gaz- radialement et d'une façon régulière, en assurant la ré- partition uniforme de chacun des gaz dans le mélange. La section des trous percés dans le diffuseur est telle que le mélange soit uniforme pour tous les débits du chalumeau, en admettant que les deux gaz soient débités sous la même pression.
Les fig. 2 et 3 montrent que l'oxygène, traversant le canal central convergent K sort du cône du diffuseur par plusieurs ( cinq dans l'exemple) rangées de petits trous (trois dans l'exem- ple) M disposés radialement et régulièrement (fig. 3). Le gaz combustible amené par des passages N ( fig. 1 et 2 ) sort par une plus rangée de trous 0 (5 dans l'exemple, maisplusde préférence pour for- mer arrêt des retours de flamme ), les trous M et 0 étant de sec- tion s et s' telle que, pour l'acétylène et l'oxygène, par exem- ple, la section totale s des trous de passage d'O soit égale à 1,Il fois la section totale s* des trousde passage de C2H2.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Pour éviter l'échauffement de gaz (qui en'1.la densité, en change la concentration et peut même provoquer des retours de flamme) on donne au bec L du chalumeau une forme spé- ciale à très faible oonicité intérieure, par exemple 5 pour 1' acétylène et 5 environ pour l'hydrogène, oe qui évite la forma- tion dans ce bec d'une chambre où le gaz séjourne et peut s'é- chauffer. Cette particularité a encore pour effet d'éviter les remous des gaz dans le bec (qui peuvent amener le retour de flam- me et rendent en tout cas la flamme instable) et elle peut s'ap- pliquer d'ailleurs aux decs de tous autres chalumeaux, même par exemple à ceux des ohalumeaux oxy-acétylénique à basse pression (acétylène débité par un générateur).
La forme intérieure (la conicité ) des becs, dont l'influen- ce est très grande sur la forme et la nature de la flamme, ainsi que sur sa stabilité, est choisie spécialement pour chaque mélan - ge ; les becs pour mélange oxhydrique seront donc différents de ceux pour le mélange oxy-acétylénique.
Pour empêcher les retours de flamme, il faut réaliser une vitesse de sortie uniforme du mélange gazeux, constante pour un mélange donné et aussi peu sujette que possible à des variations.
Dans ce but ,1e chalumeau de l'invention réalise une vitesse cons - tante du mélange gazeux dans tout son parcours dans le chalumeau depuis la chambre de mélange G jusqu'au bec L où elle est pro- gressivement croissante, en évitant les remous, les engorgements, les étranglements, en particulier dans la chambre de. mélange et au bec.
Il est surtout important de maintenir la vitesse constante à l'arrivée dans la chambre de mélange. Le chalumeau ici décrit réalise cette condition, en effet: a) - pour l'oxygène la section en K est laégale à la somme des sections. b) - Pour le gaz combustible les trous 0 sont rigoureusement cy- lindriques sur une assez grande longueur.
Ces dispositions ent pour but d'éviter un changement de
<Desc/Clms Page number 4>
vitesse à l'arrivée des gaz dans la chambre de mélange.
Au contraire dans les chalumeaux connus actuellement les gaz arrivent dans la Chambre de mélange par un étranglement qui provoque une augmentation de vitesse, et une diminution de pres- *ion, de sorte que en réalité eau appareils ne fonctionnant pas avec égalité des pressions pour les 2 gaz.
D'autre part, un retour de flemme dû à une cause externe se traduit nécessairement par une contre-pression prenant nais- sance au bec et se propageant vers l'intérieur du chalumeau. Si les pressions sont, comme dans le chalumeau de l'invention, iden- tiques pour les deux gaz, la contre-pression agira également sur les deux gaz, et produira une diminution de débit équivalente pour chacun d'eux, sans amener de modification dans la concen- tration du mélange, évitant ainsi, comme dans certains chalumeaux l'appauvrissement du mélange en gaz combustible, d'où découle une augmentation de vitesse de propagation.
La construction spécial du diffuseur montrée aux diverses figures, et où les orifices de ortie d'oxygène et d'acétylène ou Hydrogène sont disposée radialement et perpendiculairement au sens de la propagation de la¯cantre-pression, favorise d'ailleurs cet arrêt de retour de flamme.
Toutefois, un retour de flamme peut encore se produire par suite de la diminution accidentelle de débit d'un des gaz, par exemple d'un défaut de fonctionnement du détendeur. Si c'est le débit du gaz comburant qui diminue, le mélange 'enrichit en com - bustible et la vitesse de propagation de la flamme diminue; il n'y a donc ne rien à craindre, liais si c'est le débit du gaz combustible qui diminue, le cas est plus grave.
Toute sécurité set cependant donnée contre cette éventuali- té par la disposition mentionnée et représentée du diffuseur et par la faible section des troue dont il est percé. En effet, au centre du cône diffuseur (à la sortie ) le mélange O-C2H2 ou 0-H est complet; dans la zone périphérique, il n'y a que du gaz com- bustible et, dans la zone intermédiaire, du centre vers la
<Desc/Clms Page number 5>
périphérie, la mélange est de plus en plus riche en combustible; la tendance à la propagation de la flamme, du centre à la péri- phérie - donc dans le sens de propagation- va donc en diminuant.
Dans le cas le plue défavorable, interviennent les orifices d'ad -
EMI5.1
mission de gaz combustible, de faible section et donc de surface relativement grande, qui assurent au travers de la masse métalli- que du diffuseur et du chalumeau un refroidissement efficace rar menant les gaz en combustion sous leur température d'inflamma - tien.
REVENDICATIONS.
EMI5.2
En RiIStJM1I nous revendiquons comme de notre invention: a) - Un chalumeau soudeur ou un dispositif haute pression, essentiellement caractérisé par les faite suivants: I - Le diffuseur, formé d'une tête conique située dans un cône creux, est percé ,pour les deux gaz, d'une quantité de très petits
EMI5.3
trous disposés radial<Ment es perpendiculairement à la direction de propagation de la flaMme dent le diffuseur,ces trous,disposés de façon régulière.assurant une répartition uniforme de chacun des deux gas dans le mélange, ceux pour le combustible étant dis - posée vers la périphérie du cône diffuseur, dans le but spécifié.
EMI5.4
2 e"- La.
scane des sections des troua percée dans le diffuseur pour le passage du gaz comburant d'une part et du gaz combusti- ble d'autre part, est telle que, à pression de débit égale pour chaque gas, la composition du mélange reste constante pour tous les débita du chalumeau.
EMI5.5
3 - Ïat bm du chalumeau a aa<a forme intérieure de très faible ao - tacite, par exemple 610 pour le mélange oxhydrique et 50 pour le mélange 03w-mê limiqut.
4 - lut 1. thmbre de m6luge et le bec du chalumeau,la vites- se Au mr3aa att maintenue constante, sans remous, sans engor- gement ni étranglement.
EMI5.6
b ) # Lat chalumeau haute pression composé et fonctionnant en substance sont* décrit ci- dessus et représenté à titre d'exemple au dessin ci-annexé
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
: './ "The present invention relates to welding torches or to heating devices for cutting torches supplied with oxygen and with hydrogen or acetylene or any other combustible gas, and it relates to principal the creation of a high pressure welding torch, for example intended to work with acetylene delivered by a bottle of dissolved acetylene.
In the construction of a torch, the following problem must be solved: mix two gases - one fuel and the other oxidizer - in a determined ratio (I for I for the oxy-acetylene mixture) - this ratio having to be kept constant badly - heating of the nozzle in service, for all flow rates, with maximum flame stability, thus avoiding popping and flashbacks. In other words, an optina construction torch must meet the following four conditions:
1 - Obtaining a perfect mixture of gases.
2 - Obtaining the desired predetermined ratio between the flow rates Oxyhydrogen or oxy-acetylene torch.
<Desc / Clms Page number 2>
gas.
3 - Prevent - avoid the heating of the gases.
4 - Ensure the stability of the flame.
The object of the invention is to produce a welding torch or the like satisfying these four conditions, and for example composed and operating as described below with reference to the accompanying drawing in which:
Fig. I is a torch elevation, with a partial vertical section.
Fig. 2 is a cross-section on a larger scale of the metering and gas mixing nozzle.
Fig. 3 is a vertical section along III-III of FIG. 2.
The torch comprises a handle D carrying the inlets for oxygen B and fuel gas A (for example acetylene), a device for mixing these gases comprising the diffuser E and the mixing chamber G, and finally the nozzle I leading the gases mixed with the nozzle L where they are ignited.
The perfect mixture of the gases is achieved thanks to the diffuser B pierced with a quantity of small holes arranged - for the passage of the gases - radially and in a regular manner, ensuring the uniform distribution of each of the gases in the mixture. The section of the holes drilled in the diffuser is such that the mixture is uniform for all the torch flow rates, assuming that the two gases are delivered under the same pressure.
Figs. 2 and 3 show that the oxygen, crossing the convergent central channel K exits the diffuser cone through several (five in the example) rows of small holes (three in the example) M arranged radially and regularly (fig. 3). The combustible gas supplied by passages N (fig. 1 and 2) leaves through a more row of holes 0 (5 in the example, but more preferably to form an arrest of flashbacks), holes M and 0 being of section s and s' such that, for acetylene and oxygen, for example, the total section s of the passage holes of O is equal to 1, II times the total section s * of the passage holes of C2H2.
<Desc / Clms Page number 3>
EMI3.1
To prevent the gas from heating up (which increases its density, changes its concentration and can even cause flashbacks), the nozzle L of the torch is given a special shape with very low internal oonicity, for example 5 for acetylene and about 5 for hydrogen, which prevents the formation in this nozzle of a chamber in which the gas resides and can be heated. This peculiarity also has the effect of avoiding the eddies of the gases in the burner (which can cause the backfire and in any case make the flame unstable) and it can also be applied to the deaths of all. other torches, even for example to those of low pressure oxy-acetylene torches (acetylene delivered by a generator).
The internal shape (the conicity) of the nozzles, which has a great influence on the shape and nature of the flame, as well as on its stability, is chosen especially for each mixture; the nozzles for the oxyhydrogen mixture will therefore be different from those for the oxy-acetylene mixture.
To prevent flashbacks, it is necessary to achieve a uniform output speed of the gas mixture, constant for a given mixture and as little subject as possible to variations.
For this purpose, the torch of the invention achieves a constant velocity of the gas mixture throughout its path in the torch from the mixing chamber G to the nozzle L where it is gradually increasing, avoiding eddies, congestion, constriction, especially in the room. mix and beak.
It is especially important to keep the speed constant when entering the mixing chamber. The torch described here fulfills this condition, in fact: a) - for oxygen the section in K is equal to the sum of the sections. b) - For combustible gas, holes 0 are strictly cylindrical over a fairly large length.
These provisions are intended to avoid a change in
<Desc / Clms Page number 4>
speed at the arrival of gases in the mixing chamber.
On the contrary, in the torches currently known, the gases arrive in the mixing chamber through a constriction which causes an increase in speed, and a decrease in pressure, so that in reality water devices not operating with equal pressures for the 2 gas.
On the other hand, a return of laziness due to an external cause necessarily results in a back pressure arising at the nozzle and propagating towards the interior of the torch. If the pressures are, as in the torch of the invention, identical for the two gases, the back pressure will also act on the two gases, and will produce an equivalent reduction in flow for each of them, without causing any modification. in the concentration of the mixture, thus avoiding, as in certain torches, the depletion of the mixture in combustible gas, which results in an increase in the propagation speed.
The special construction of the diffuser shown in the various figures, and where the orifices of the oxygen and acetylene or hydrogen nettle are arranged radially and perpendicular to the direction of the propagation of the pressure-anchor, furthermore favors this return stop flame.
However, a flashback can still occur as a result of the accidental reduction in the flow of one of the gases, for example from a malfunction of the expansion valve. If it is the flow rate of the oxidizing gas which decreases, the mixture enriches in fuel and the speed of propagation of the flame decreases; there is therefore nothing to fear, but if it is the flow rate of the combustible gas which decreases, the case is more serious.
However, all security is given against this eventuality by the arrangement mentioned and shown of the diffuser and by the small section of the holes with which it is pierced. In fact, at the center of the diffuser cone (at the outlet) the O-C2H2 or 0-H mixture is complete; in the peripheral zone, there is only combustible gas and, in the intermediate zone, from the center to the
<Desc / Clms Page number 5>
periphery, the mixture is increasingly rich in fuel; the tendency for the flame to propagate from the center to the periphery - therefore in the direction of propagation - therefore decreases.
In the most unfavorable case, the ad ports intervene.
EMI5.1
mission of combustible gas, of small cross-section and therefore of relatively large surface, which ensure, through the metallic mass of the diffuser and the torch, effective cooling rare bringing the combustion gases below their ignition temperature.
CLAIMS.
EMI5.2
In RiIStJM1I we claim as our invention: a) - A welding torch or a high pressure device, essentially characterized by the following facts: I - The diffuser, formed of a conical head located in a hollow cone, is drilled, for two gases, a quantity of very small
EMI5.3
holes arranged radially <Lies perpendicular to the direction of propagation of the flame from the diffuser, these holes, arranged regularly, ensuring a uniform distribution of each of the two gases in the mixture, those for the fuel being placed towards the periphery of the diffuser cone, for the specified purpose.
EMI5.4
2 nd "- The.
scan of the sections of the holes drilled in the diffuser for the passage of the oxidizing gas on the one hand and of the combustible gas on the other hand, is such that, at equal flow pressure for each gas, the composition of the mixture remains constant for all the output from the blowtorch.
EMI5.5
3 - the bm state of the torch has aa <a very weak internal shape, for example 610 for the oxyhydrogen mixture and 50 for the mixture 03w-mel limiqut.
4 - read 1. the m6luge chamber and the nozzle of the torch, the speed Au mr3aa was kept constant, without eddying, without congestion or constriction.
EMI5.6
b) # The high pressure torch composed and functioning in substance are * described above and shown by way of example in the accompanying drawing
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.