BE510455A - - Google Patents

Description

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  CHALUMEAU. 



   La présente invention est relative à un chalumeau, en parti- culier pour la soudure. et le découpage des métaux et du verre. 



   Les chalumeaux actuellement en'usage sont défectueux à plu- sieurs points de vue, et ces défauts procèdent tous des difficultés devant lesquelles on se trouve pour produire un mélange parfaitement intimer des gaz combustible êt comburant. On est amené, pour arriver à ce buta à des constructions compliquéescomprenant parfois plusieurs chambres de mélan- ge et comportant souvent., de de fait, des passages étroits   facilement   ob- struables. Les appareils sont en définitive encombrants et lourds,par- tant peu maniables.

   A cet ensemble   dinoonvénients   s'ajoute encore pour l'ouvrier celui de devoir déplacer tout le chalumeau pour donner au bec l'orientation la plus favorable en cours de travail, ce qui entraîne la déformation des tuyaux de caoutchouc sur une certaine longueur et un effort de torsion à vaincre qui augmente encore la fatigue de la main de 1'opérateur 
La présente invention se propose de remédier à cet inconvé- nient.

   Elle y parient notamment par une disposition particulière des chambres d'injection et de mélange; par 1?adoption de la possibilité   d'un   ordre de mélange inverse de celui qui est pratiqué habituellement; enfin, par un montage   très   étudié qui laisse au tubé porte-bec une indépendance maxima à l'égard de la poignée de 1'appareil L'excellent résultat obte- nu, en ce qui concerne le mélange intime des gaz se traduit par une puissance de feu remarquable non encore égalée à ce jour à poids égal. 



  D'autre   part;,   et ce n'est pas le moins important, le chalumeau fonction- ne parfaitement en employant des gaz riches tels que butane, propanes   etcooo   
Plus particulièrement considéré dans ses traits généraux.9 le   chalimeau   suivant 1?invention comprend, disposés en ordre successif entre les robinets d'admission des gaz et le bec du'chalumeau une cham- 

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 bre de mise en turbulence pour chacun des gaz , combustible et comburant, une chambre de choc où se produit la rencontre des gaz, une tubulure d'en-   traînement   d'un gaz par un autredans laquelle l'injection du gaz combus- tible se fait de préférence au sein du gaz comburant, unè chambre de mé- lange intime constituée en principe par un premier divergent marquant l'épanouissement de la dite tubulure,

   suivi d'un corps principal comprenant un convergent auquel succède un deuxième divergent, et une tuyère de mise en vitesse débouchant dans le tube porte-bec, la dite tuyère complétant la chambre de mélange précitée; enfin, le tube porte-bec est monté à rotation autour de l'axe de la tuyère de mise en vitesse. 



   L'invention sera mieux comprise de   a   description subséquente d'un exemple de réalisation, aidée de la considération des dessins anne- xés au présent mémoire, dans lesquels : - Figure 1 est une vue latérale extérieure de l'ensemble du chalumeau suivant l'invention, avec brisures partielles. 



   - Figure 2 est une coupe longitudinale partielle montrant la disposition des chambres de mise en turbulence. 



   - Figure 3 est une coupe longitudinale montrant la chambre de choc, la tubulure d'entraînement des gaz , la chambre de mélange in- time, la tuyère de mise en vitesse et l'entrée du tube porte-bec. 



   Figures 4,5 et 6 montrent trois types de bec. 



   Dans ces diverses figures, les mêmes organes ont regu des si- gnes de référence identiques. 



   En se rapportant à la figure 1 on voit en 1 le corps central de l'appareil, dont la figure 2 montre les détails intérieurs : c'est le support   auquelgse   raccordent, d'une part, les tuyaux d'addition des gaz, 2 et 3, d'autre part, le tube porte-bec 7, monté sur l'embase 1 au moyen d'un raccord 6a Le bec est vissé à l'extrémité 8 de ce tube. 4 et 6 désignent les;tubulures de montage des robinets à pointeau contrôlant le passage des gaz; 4aest 4b représentent le presse-étoupe spécial, à ré- glage micrométrique de type connu, la tige d'un pointeau et la molette de commande correspondante. 7a désigne un joint   déformable   réalisant une liaison à la fois étanche et souple entre le tube 7 et la tubulure 6 où se visse le raccord 6a.

   A la faveur de ce joint, le tube porte-bec peut tourner à frottement doux dans le joint serré sur la tubulure 6. A son pourtour extérieur, le joint présente un chanfrein épousant celui (6c) d'une porte intérieure de   l'écrou;   au pourtour de son trou central,le joint s'engage dans une rainure 7c pratiquée dans la base du tube 7. Il s'appuye sur le chanfrein 6b du col 6. 



   La figure 2 donne le détail des chambres de mise en turbu- lence. On y distingue en 4c un espace cylindrique terminé à une extrémité (l'extrémité inférieure sur le dessin) par un cul de sac, et dans lequel pénètre coaxialement, par l'autre extrémité, un tube 9 fermé à sa base, d'un diamètre légèrement inférieur à celui de l'espace 4c. Ce tube pré- sente un collet 9a de diamètre égal à celui de la chambre, en dessous du- quel des trous de petit diamètre, percés radialement, donnent communica- tion entre l'espace 4c et l'intérieur du tube 9. Le tube portant le col- let et présentant des trous radiaux est une pièce indépendante mise en place à frottement dur dans son logement constitué par le sommet de la chambre de mise en turbulence. Ge tube 9 se prolonge par une partie 9b dont il sera question plus loin.

   Le gaz combustible est admis par le tube 4d sous contrôle du pointeau correspondant, et   l'on   observe que le tube 4d est dirigé obliquement vers le bord du collet, que le gaz sous pression vient frapper. Il en résulte une mise en turbulence très nette. 



  La disposition constructive de cet ensemble est connue dans certaines de ses particularités, par certains chalumeaux anciens où l'on retrouve des organes analogues dans le conduit de gaz comburant. Dans le présent dispositif, cette chambre est traversée, suivant l'invention, par le gaz 

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 combustible, et ces organes connus reçoivent une nouvelle fonction. 



   Le gaz comburant, admis sous pression supérieure à celle du gaz combustible, dans sa chambre de mise en turbulence.10, pénètre dans celle-ci par le tube 1ateral 40 La chambre 10 est constituée par un es- pace annulaire formé autour du tube 96 
La chambre de choc 11 et les chambres suivantes sont visibles à la figure 3 La chambre de choc proprement dite est constituée par un espace cylindrique de faible hauteur (dans la réalisation présente, elle n'atteint que 3 mm   pour'un   diamètre de 'chambre de 11 mm),dans lequel débouche   111 ouverture   de diamètre légèrement inférieur de l'espace annulai- re amenant le gaz comburant, et limité à son autre extrémité par une pa- roi plane au centre de laquelle   s9ouvre   la tubulure d'entrainement 12 des gaz.

   Dans cette chambrele gaz comburant s'étale sous forme   d'une   plaque circulaire. Le gaz combustible,amené par le tube central 9b. chanfreiné extérieurement à son extrémité, pénètre en jet dans le tube 12- dont le diamètre est légèrement supérieur à celui du tube 9 Le jet de gaz amené par 9.perce donc   lacouche   de gaz contenu dans la chambre 11 et en entraîne une partie qui 1-'accompagne extérieurement sous forme d'une gaine coaxiale au tube 11 La veine gazeuse composée sensiblemént de.

   deux couches concentriques s'épanouit dans le divergent 13 prolongeant le tube 12 et pénètre dans le corps principal de la chambre de mélange intime 14 Celle-ci comprend une partie inférieure convergente   14a   sui- vie d'un divergent 14b Ces chambres, de diamètre relativement grand, se raccordent dans un plan perpendiculaire   à,leur   axe longitudinal commun. 



  Dans la zone annulaire indiquée proprement par   14a,   le gaz comburant est entraîné par la veine centraleo Le mélange, commencé dès la .chambre 11, s'accentue progressivement dans les chambres 14a et 14b du corps 14 
A la partie terminale de la chambre 14 se raccorde la tuyère convergente 15 de mise en vitesse. L9espace 15a participe très probable- ment aux phénomènes de mélange qui se passent dans les chambres précéden- tesoDans tous les cas, Inexpérience montre qu'à la sortie du convergent 15, dans le tube porte-bec 7le mélange est tout à fait homogèneo 
Le diamètre intérieur du tube 7 est, pour des raisons de construction, supérieure à celui de 1?orifice de sortie de la tuyère 15. 



  Il n'est pas impossible de supposer que le mélange gazeux y subit encore un brassage complémentaireo Le tube porte-bec comporte encore à son ex- trémité filetéeun rétrécissement 16 jouant le rôle de diaphragme coupe- feuo Le jet gazeux s'échappe alors par le trou central du bec. Celui-ci peut être du type usuel (figure 4) être annulaire avec des orifices ra- diaux   (Figo   5) ou dirigés suivant des tangentes à un cercle concentrique au cercle limitant extérieurement le bec circulaire. Cette dernière dis- position se recommande, suivant 1?invention, pour la coupe de corps cylin- driques en verreo 
Contrairement à ce qui se passe dans les chalumeaux usuels, le brassage produit dans la chambre de mélange intime permet, par simple réglage de la vanne du gaz combustible, d9arriver sans danger à une com- . position optima pour la coupe des métaux.

   On peut commencer par   amener   le métal à haute température avec une ouverture de robinet déterminée, puis, cette température étant atteinte, augmenter la proportion   d'oxygène,   sans aucune crainte de coup de feu, et procéder à 1'oxycoupage 
Les études faites sur modèles ont montré   qu9il   était avanta- geux de respecter certaines proportions constructives. c'est ainsi qu'on a trouvé que, pour que le même appareil puisse servir dans les meilleures conditions avec des gaz différents,il fallait tenir compte du fait que les'dimensions relatives de 1?entrée de la tubulure d9introduction des gaz et des éléments de la chambre de mélange intime, et de ces éléments entre eux, particulièrement de ceux du premier convergent, sont assez critiqueso Les rapports préférés sont revendiqués ci-après. 



   L'invention n'est pas limitée aux formes particulières repré- 

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 sentées aux   figures'et   décrites plus spécialement   ci-avant.''Il   est évi- dent   qué   bien des modifications de détail peuvent y être apportées sans s'écarter de son esprito 
REVENDICATIONS. 



   1. Chalumeau en particulier pour ,la   soudure   et   le'découpage'   des métaux et du verre,   caractérise   en ce qu'il   comprend-disposés   en or- dre successif entre les robinets d'admission des gaz et le bec'du chalu- meau, une chambre de mise en turbulence pour chacun des gaz, combustible et comburant, une chambre de choc où se produit la rencontre des gaz, une tubulure d'entraînement d'un gaz par un autre, une chambre de mélange intime, et une tuyère de mise en vitesse débouchant dans le tube porte- bec.

Claims (1)

1. 2. Chalumeau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de mise en turbulence d'un premier gaz comprend un espace cylindrique terminé à une extrémité en cul de sac et dans lequel pénétré côaxialement, par l'autre extrémité, un tube fermé à sa base de diamètre légèrement inférieur et présentant latéralement , en dessous d'un collet de diamètre égal à celui de la chambre, des trous radiaux de petit diamè- tre, le .gaz étant admis latéralement dans ,La chambre par une tubulure di- rigée obliquement vers le bord du dit collet qu'il frappe et passant en- suite, par les trous radiaux, dans le tube coaxial.

   3. Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de mise en turbulence d'un deuxième gaz comprend un espace cylindrique fermé à une extrémité et s'ouvrant à l'autre dans la chambre de choc, le dit espace cylindrique contenant en son centre le tube coaxial qui mené le premier gaz vers la dite chambre, le deuxième gaz étant admis, par une ouverture latérale voisine de son extrémité fermée, dans l'espace annulaire ainsi formé.

   4 Chalumeau suivant 1'une queclonque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de choc comprend un espa- ce cylindrique de faible hauteur dans lequel débouche l'ouverture, de diamètre extérieur légèrement inférieur, de l'espace annulaire amenant le deuxième gaz, et au centra de laquelle se présente, extérieurement chanfreinée, l'extrémité du tube central adducteur du premier gaz.. et limité à son extrémité opposée par une paroi plane au conetrne de laquelle s'ouvre la tubulure d'entraînement du premier et du deuxième gaz l'un par l'autre, le diamètre de la tubulure d'entraînement à l'entrée étant légèrement supérieur au diamètre intérieur du tube coaxial transportant le premier gaz.

   5 Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier gaz est un gaz combustible, et le deuxième gaz, un gaz comburant.

   6. Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier-gaz est un gaz comburant, et le deu- xième gaz, un gaz combustible.

   7. Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le rapport des sections d'écoulement dans la chambre de turbulence annulaire du deuxième gaz, et dans la chambre de choc, est supérieur à 1/4.

   8 Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications.pré- cédentes, caractérisé en ce que le rapport des sections d'écoulement dans le tube adducteur du premier gaz et dans la chambre de choc est compris En- tre 0,05 et 0,075.

   9. Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications pré- . <Desc/Clms Page number 5> cédentes, caractérisé en ce que le rapport de la hauteur de la chambre de choc à sondiamètre est inférieur à 1/3 @ @ 10 Chalumeau suivant 1?une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérise en ce que le rapport des sections d'écoulemetn dans le tube adducteur du premier gaz et à 1-'entrée de la tubulure d'entraine- ment est sensiblement compris entre 1/3 et 1/2 11 Chalumeau suivant 1?une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de mélange intime comprerid une entrée constituée par un premier divergent marquant 1'épanouissement de la tubulure d'entrainement des gaz,

   suivi d'un corps principal compre- nant un convergent auquel succède un deuxième divergent.

   12 Chalumeau suivant 1?une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section maxima du divergent termi- nant 1?épanouissement de la tubulure d'entrainement des gaz est sensible- ment double de la section minima (entrée) de la dite tubulure d'entraijne- ment.

   13 Chalumeau suivant 1?une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport du diamètre de la section du divergent terminant l'épanouissement de la tubulure d'entrainement des gaz à la longueur de la dite tubulure est sensiblement voisin de 03, 14 Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport des sections d'entrée et de sortie du convergent constituant la première partie du corps principal de la chambre de mélange intime, est sensiblement voisin--de 1,2 15.

   Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentescaractérisé en ce que le rapport des sections de sortie et d'en- trée du divergent constituant la deuxième partie du corps principal de la chambre de mélange intime est sensiblement voisin de 1,20 16 Chalumeau suivant 1-lune quelconque des revendications pré- cédentes,caractérisé en ce que le rapport du diamètre de 19 entrée du convergent constituant la première partie du corps principal de la cham- bre de mélange intime à la longueur de ce convergent est sensiblement de 1. 5 17.

   Chalumeau suivant 1-'une quelconque des revendications pré- cédentes caractérisé en ce que le rapport de la longueur du divergent con- stituant la deuxième partie du corps principal de la chambre de mélange in- time à la longueur du convergent constituant la première partie du corps principal de la dite chambre est sensiblement égal à 0.6 18 Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que la tuyère de mise en vitesse succédant à la chambre de mélange intime est constituée par un convergent, le rapport entre la section d9écoulement à la sortie et la section d9écoulement à l'entrée de celui-ci étant sensiblement égal à 0,

   8 189 Chalumeau suivant 1-'une quelconque des revendications précédentes9 caractérisé en ce que le rapport de la longueur de la tuyère de mise en vitesse succédant au corps principal de la chambre de mélange intime au diamètre d'entrée de la dite tuyère, est compris entre 1,5 et 2,5.

   20. Chalumeau suivant 1?une quelconque des revendications pré- cédentes, caractériséen ce que le rapport de la section de sortie de la tuyère de mise en vitesse et de la section intérieure du tube porte-bec est compris entre 1/3 et 1/20 21 Chalumeau suivant 1?une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube porte-bec prolongeant la tuyère de mise en vitesse des gaz mélangés est monté à rotation autour de 1?axe de la dite tuyère,en sorte de permettre sa libre orientation en cours de travail. <Desc/Clms Page number 6>

   22 Chalumeau suivant- la revendication 21; caractérise en ce que la monture à rotation du tube-porte-bec comprend un joint souple âririu- laire présentant à sa périphérie un chanfrein sur lequel prend appui une'- portée conique d'un écrou de serrage, et s'engageant par- déformation, - seús la pression de cetécrou, dans une rainure annulaire de profil avantageu- sement triangulaire pratiquée dans le tube orte-bec. @ -- .

   --- 23Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un bec circulaire'multiple côm- prenant une rampe annulaire percée d'orifices dont les axes sont'dirigés tangentiellement à une circonférence concentrique la dite rampe. - 24.'Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications'pré- cédentes sensiblement comme décrit ci-dessus en se référant aux dessins au présent mémoire.

   En annexe 2 dessins.