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Il PROCEDE D'ALIMENTATION DE CHALUMEAUX ET CHALUMEAU
POUR LA REALISATION DE CE PROCEDE ".
La présente invention est relative à un procédé d'ali- mentation d'un chalumeau pour le découpage de métaux par oxy- dation de ceux-ci au moyen d'un jet d'oxygène entouré d'un mélange combustible en ignition se trouvant à une pression rela- tivement basse par rapport à la pression des constituants de ce mélange dans les générateurs qui les contiennent.
Avec les chalumeaux connus, la pression du mélange combus- tible à la sortie du chalumeau, bien qu'étant sensiblement infé- rieure à la pression dans les générateurs des constituants de ce mélange, est cependant encore suffisante pour que le mélange combustible soit projeté hors du chalumeau à grande vitesse, in- dépendamment de l'entraînement qu'il pourrait subir de la part du jet central d'oxygène.
Ce mode d'alimentation présente l'inconvénientde donner lieu à une large flamme chauffante et à un fort épanouissement de cette flamme sur la pièce à découper. Il en résulte qu'on chauffe inutilement une bande assez large de cette pièce.
La présente invention a principalement pour but de dimi- nuer la consommation en mélange combustible en localisant la zone de chauffe aux environs immédiats du jet central d'oxygène.
A cet effet, suivant l'invention, on réduit la pression
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du mélange gazeux combustible à la sortie du chalumeau à une valeur telle que la vitesse du mélange ne soit que légèrement supérieure à la vitesse de propagation de la combustion dana le mélange.
Par suite de la faible pression du mélange combustible à sa sortie du chalumeau, la vitesse de sortie de ce mélange est beaucoup plus faible que celle du jet d'oxygène et le mélange combustible en ignition est entraîné par le jet central d'oxygène dont la vitesse est beaucoup plus grande. On conçoit que ce mode d'entraînement ait comme' effet de maintenir à la flamme chauffante une faible section transversale.
Il est à remarquer qu'en vue de réduire le plus possible cet- te section transversale on a intérêt à diminuer le plus possible la pression de sortie du mélange combustible mais qu'en pratique on est limité dans ce sens par le fait que la vitesse du mélange à la sortie du chalumeau doit être légèrement supérieure à la vitesse de propagation de la combustion dans le mélange.
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Pour obtenir une pression convenable du mélange combustible à la sortie du chalumeau, il suffit,en principe,de provoquer une perte de charge suffisante entre les générateurs et la sortie du chalumeau. Mais,en pratique, on a intérêt à créer cette perte de charge dans la chalumeau et, de préférence, dans le bec de celui-ci.
La localisation de la parte de charge en cet endroit met l'alimentation à l'abri des pertes de charge acci- dentelles supplémentaires importantes qui pourraient se produite entre les générateurs et le chalumeau dans le cas où on voudrait réduire la pression du mélange combustible à la valeur désirée depuis le voisinage des générateurs.
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Pour réaliser le procédé suivant l'invention on utilise, a <</<'&/<< tp"\ donc gle'7,erkf4*t,¯iûn chalumeau qui comporte des dispositifs créant des pertes de charge importantes sur le trajet du mélange
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combustible.
Ces dispositifs sont avantageusement conçus de façon à pro- voquer un brassage énergique du mélange combustible en même temps qu'ils créent la perte de charge désirée.
En particulier, ces dispositifs peuvent être réalisés de façon à présenter sur le trajet du mélange combustible des va- riations brusques de section aussi bien. dans le sens de l'aug- mentation de section que dans le sens de la diminution de sec- tion.
Etant donné qu'un chalumeau suivant l'invention fonctionne dans des conditions telles que la vitesse du mélange combustible à la sortie soit voisine de la vitesse de propagation de la com- bustion dans le mélange, il est très avantageux que ce chalumeau comporte des moyens empêchant la propagation de l'onde explosive vers l'intérieur du chalumeau,,- dans le cas où la vitesse des gaz à la sortie viendrait à diminuer par suite des conditions d'utilisation du chalumeau, par exemple, par suite de la disposi- tion du bec du chalumeau très près de la pièce à découper.
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( ZY( A cet effet, le chail4kmeau suivant l'invention comporte une chambre d'expansion entre deux parties qui ne laissent qu'une faible section pour le passage des gaz.
Suivant une forme de réalisation particulière, dans le cas où le chalumeau comporte, de manière connue en soi, une tuyère de découpage dont l'extrémité tronconique est séparée de l'ex- trémité tronconique d'une tuyère de chauffage par un canal annulaire, la tuyère de découpage est constituée par un plateau pourvu. de rainures, par une partie de section réduite formant une chambre d'expansion contigüe au dit plateau, par une partie
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8xxxgiizaxrÉùKìxxizrmaakxmaexgkxmkrz cylindrique dans laquelle sont formés des canaux de faible section et par l'extrémité tronconique susdite.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire
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et qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seule- ment,deux formes de réalisation du bec d'un chalumeau suivant l'invention.
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Za figure 1 est une coupe diamétrale dans lebee, la moitié de la tuyère de découpage étant représentée en vue.
La figure 2 est une vue dans le sens de la flèxhe X du bec suivant la figure 1.
Les figures 3,4 et 5 sont des coupes transversales suivant les lignes III-III, IV-IV, et V-V de la figure 1.
La figure 6 représente de façon analogue à la figure 1 le bec d'un autre chalumeau suivant l'invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référen- ce désignent des éléments identiques.
Le bec représenté aux figures à 5 comprend une tuyère de découpage 1 dont l'extrémité est tronconique. Cette tuyère de découpage est entourée d'une tuyère de chauffage 8 qui peut, par exemple, être vissée en 8a sur le chalumeau proprement dit.
La tuyère 1 est par exemple engagée à frottement doux dans la tuyère 8. L'extrémité tronconique susdite est séparée de l'ex- trémité également ronconique de la tuyère de chauffage 8 par un canal annulaire 9.
La tuyère de découpage 1 est constituée par un plateau 4 pourvu de rainures 6, par une partie 3 de section réduite formant autour d'elle une chambre d'expansion 5 contigue au dit plateau, par une partie cylindrique 14 dans laquelle sont formés des ca- naux 2 de faible section transversale et par l'extrémité tronco- nique susdite dans laquelle les canaux 2 débouchent. La section du canal annulaire 9 à l'endroit où les canaux 2 y débouchent ewt approximativement égale à la section totale de ces canaux.
Ce canal annulaire 9 va en s'élargissant légèrement vers l'exté- rieur. Il aboutit à une cavité divergente 10 dont est pourvue l'extrémité de la tuyère de chauffage 8.
Le jet d'oxygène servant au découpage du métal sort d'un
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conduit 7 ménagé dans l'axe de la tuyère de découpage 1. Ce conduit est raccordé, par exemple, par un tuyau 16 à une bombonne d'oxygène. La pression de l'oxygène à la sortie du conduit 7 est sensiblement égale à la pression à la sortie de cette bom- bonne parce qu'il ne se produit presque pas de perte de charge sur le trajet suivi par l'oxygène depuis la bombonne. Par con- tre, la pression du mélange combustible constitué par exemple par de l'oxygène et de l'acétylène est, à la sortie du canal anhulaire 9, de beaucoup inférieure à celle des constituants de ce mélange (donc de l'oxygène et de l'acétylène dans le cas envisagé) à la sortie des bombonnes qui les délivrent.
Cela est dû aux pertes de charge importantes qui se produisent lors de chaque variation brusque de la section offerte au passage de ce mélange.
L'importance de ces pertes de charge doit évidemment varier en fonction de la pression à la sortie des générateurs. La pres- sion du mélange à la sortie du bec du chalumeau doit également tenir compte de la section de sortie puisque la vitesse de sortie pour une pression donnée est inversement proportionnelle à la section de sortie.
A la figure 6, on a représenté le bec d'un autre chalumeau dans lequel le canal annulaire 9 est limité par des parois 11 et 12 qui restent à égale distance l'une de l'autre sur toute la
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longueur de ce card. Celui-ci se raccorde à un autre canal annu- laire 15 formé également entre la tuyère de chauffage 8 et un prolongement 13 de l'extrémité de la tuyère de découpage. Ce canal 15 va en s'élargissant progressivement vers l'extérieur, par exemple, par le fait que la surface latérale du prolongement 13 est celle d'un tronc de cône dont le sommet est vers l'exté- rieur tandis que la surface de la tuyère de chauffage 8 en regard delce prolongement est cylindrique.
Des essais effectués avec un chalumeau suivant l'invention ont démontré que la consommation en gaz est inférieure à celle
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des chalumeaux connus et que la largeur coupe est également inférieure. Par contre la vitesse de coupe est supérieure à cele obtenue par les chalumeaux connus.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement li- mitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la dispositiai et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation sans sortir de la portée du présent brevet. Ainsi, par exemple, il va de soi qu'il n'est pas indispensable que les canaux 2 aient la section représentée à la figure 3 et soient rectilignes. Il est évident également qu'il n'est pas indispen- sable que ces canaux scient ménagés dans la partie cuylindrique.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé d'alimentation d'un chalumeau pour le découpage de métaux par oxydation de ceux-ci au moyen d'un jet d'oxygène entouré d'un mélange combustible en ignition se trouvant à une pression relativement basse par rapport à la pression des constituants de ce mélange dans les générateurs qui les contien- nent , ,caractérisé é en ce qu'on réduit la pression du mélange gazeux combustible à la sortie du chalumeau à une valeur telle que la vitesse du mélange ne soit que légèrement supérieure à la vitesse de propagation de la combustion dans le mélange.