Brevet FR2066906A1 — publié le 19710813

Ls @@ége@te i@vention concerne vn chalumeau g'o@ycou@age pour d'biter des matériaux @étalliques et sén procédé d'a@plica- tion, not@ ment @our des énaisseurs de 3 à @@ mm, procédé dans lequel le iet @'oxy@ène est de n éférence inoliné sous un angle d'attaoue de 10 è 40 @ar rapport à la surtace de la m@tière à découser, et où une ou plusieurs flammes @orvent è mréch@uffer l@ metière @insi @u'@ st@@iliser l@ iet @lov@gène. @@ @@t connu que @'on eut atte4indre @el@eures conditins, comparées h l'o @co@eage usuel, o l'an@le du jet @oxy- gène le coupe est de 90 r@enort à la aurface de la matière, en inchinant ce jet d'o@@ène de coune @r @assort è la surfece @e la matière. E'inclinaison du jet d'o@ysène de coupe et du laitier en fusion coulant @e@ant celui-ci permettent un préchauffage plus intense de l'endroit le la néaction.En o@tre, le jet d'oxymène de coune parcourt ure distance plus importante de la matière, de sorte que le rendement @e l'o@@@éne est amélioré. Le @et d'o@@- gène e cou@e est dévié dans la gatière et caci produit un effet centrifuge.On a@@mente, @ar se procédé, l'efficacité @u décou p@ge, on @@@are lat raloment la laitier en du@ion et cn @u@@ente é@element l@ Kitesse de l resction, On obtient des ré@ultats par t@e liè@e ent avanta@eux en utilisant des buses @ vitesse de sor tie supersoni@ue @our des @re@@ions @'oxycounage de 3 à 10 kg/cm erviron. @e @rocédé mention@@ ei-de@sus, notamment @n utilisant des b@@es à vitesse supersonique, @orme@tait d'améllorer jusq'à 58 @@ l@ vitesse de décou@age, attei@te per l'o@@esupage usuel, et le de@ré @'efficacité a@pron@ié @e @'o@@@éle pour des é@aisseurs ie @ou@re @usqu'à 50 mm: mais con résultats ne eont @@s encore sa t@ @l@ents. @e olu@, on constaté que la que ité de la coure du nrccé@@ @éorit @@t in érieure à celle du @@o@édé usuel sait à l'e@@es cnetrifuge se @roduisant. @@ but @e l'invention est @an menter considérablement la vitesse marinale atteite ans @'o @c@@@@e @@uel, @cur un@ qu@ it @@ @@@@@ @@ @@ @@n@t@rte @. @@ @@@ense @aisonnable. @'i@vention @@@ @eréer @@roc@@é et chalumeau cou cur @u @ébiter @@@@@@èr@@ @ét@@li@@es, not @ment sour des é@ais seurs @@@@@ @@@@@'à @@ mm, @@@@@@@ n @@@auff@@e cc@@ilé @ de- @ent @@@ @@tesse o@l@ @one e r action et one @@@ace de contact plus im@ortante entre le ist d'oxygène et la matière é couper et entre le laitier et le matière. O@nformément à la @@@@ente invention, ce résultat est obtenu e@ main enant l'inolinaison du jet @'o@@gène par ra@@ort à la surface de la matière é conper et en @tilissnt une ou @lusieurs fla mes @e chauffage, qui servent préchauffer la matière et à sta@ili@er le jet d'oxy@gène, @elaoant un jet @oxygène d'une @ r e @s@@étrlaue, ou eux jets @'o@ygène @ alimentation commune ou s v@@'e en o@vgène, pour une @ême @@ession de sortie au réser- voir de l @ 30 kg/cm, @ @@@ vitesse de 700 à 12 000 mm/mn en di recti@@ @@ l@ cou@e, corre@ ondant @ l'énaisseur de la coupe, et ces @ets d'oxygène sont @uidés de telle manière au-dessus de la matière @ couper, qu'une pertie du jet d'oxygène asymétrique, ou l'un des doux jets, avance de 40 450 m/sec. pour une plus faible vitesse d'éeouloment @'o@ygène et que l'autre partie du jet d'oxy gène asvmétrique, ou le @euxième jet des deux, suit à- une vitesse de 330 à 620 m/se@. pour une vitesse d'écoulement supersonique de l'oxygène. ,cc ou'. parties du jet asymétrique, ou les deux jets, sont de @référencc entourées de flammes de chauffage dis@osées parallèlement ou inolinées l'une vers l'autre. @e @@@lum@an @'o@ycoupage suivant @'invention comnorte avan t@@eusement @ne conduite @'oxygène su@plémentairo située @u-dessus ou décal@e latéralement au-dessus de la conduite d'oxygène de course i@olinée de f@@@' connue, ou, @ans un autre cas, se trouve @@ eôté de celle-ci une autre conduite @'oxygène de coupe, et la c@nduite supplémentaire est die o@@e s@métriquement au-dessus de ces deux conduites.Le @apport entre l@ @lus @etite section de 1 o@ l vers conduites S'ox@@ène ce coupe r.ur rapport à la section de l@ bu@e @e sortie verie de 0,1 à 1,0 et de 0,05 é 0,2 entre la Iu@@@@t@te @@ction e l co@d@ite @ox@gène supplémentaire et sa scction @e sortie. Les contuites citées ci-dessus sont reliées à une @@nduite @l@limentation commune ou @ des conduites d'alimen t@tion sénarées. @@ se@tion e sortie de @@ eorauite d'oxy@ène surolémentaire @eut @r@senter @ne @omme ract@@ngul@ire, trianqulaire, tranézoïdale ou une qu@re rme allos@ée. @@ con@@ite @'o@@@@ène su@plémentaire @u ch@lumeau @'oxycou- page présente pou@ une section de sortie rectangulaire un rapport entre le petit côté et le grand côté de 0,5 à 0,03; et le grand côté s'étend a@proximativement en direction de la conduite d'oxy- gène de couse s- trouvant en dessous, e@ le petit côté à peu pros @erpendiculairement par rapport à la conduite d'oxygène de coupe. Les axes de svmétrie de la condaite @'oxygène de coupe ou de @onduites disposées l'une - Ct le l'autre, et de la conduite supplémentaire dis@osée au-dessus de celles-ci for@ ent un angle le 0 N 30 , en direction e la coupe. La conduite d'oxygène do coune et la conduite d'oxygène supplémentaire dis@os@e au-dessus, peuvent @@alement être placées de telle manière qu'elles se rejoignent dans une section de sortie rectangulaire commune. La conduite d'oxygène de coupe et la conduite supplémentaire disposés au-dessus peuvent aussi ersre réunies dans une conduite @s@métrique commune, et le côté Se la conduite as@métrique tourné vers la matière à découper s'étend à peu près parallèlement à l'a@e de la conduite d'alimentation en oxygène, de préférence en prolongeant son côté inférieur, et le côté opposé on formant un angle de 5 à 600 psr ropport à l'axe de la con@uite d'alimenta- tion d'oxygène ou on déoriyant une courbe, et les autres côtés s'étendent parallèlement à @@ne f@ible distance l'un de l'autre, de telle matière zue la section 'e sortie rectangulaire, e::iale- ment décalée, soit plus im@ortante que la xection rectangulaire de l'entrée. Il est avantageur de dis oser les conduites des flammes de cnauffage svivant une ci@confére@ ce déterminée autour de la (des) conduite (s) d'oxygène sous un angle de 0 à 45 @ar ra@@ort à l'@@e @entral le la conduite d'@limentation en oxvgène. bes formes de réalisation de l'invent@on sont déorites à titre @'e@enples non lieitatifs au@ dessins annexés. a -ig.. 1 est la vue de face en couPe d'une partie d'une tête @'oxy-cou@eur avec un@ con@uite @'oxygène @e co@@e et une con@@ite su@@lément@ire dis@o@@e u -dessus de la@@première. La Fig. 2 est une coupe s@ivant 1 lione B-B @e la fig. 3 @'@@ tête @'oxy-cou@eur avse eu@ conduites @'oxygène de coupe e@@@n@ @@@@uite @'oxygène su@@lémentaire d'une section rectan@u- laire diseoxée s@m@riuenent @u-dessus de celles-ci. La fig. s est une vue latérale en coupe suivant la ligne A-A de la fig. 2. La fig. 4 est une vue de face en coupe d'une partie d'une tête doxy-coupeur, dont la conduite d'oxygène de coupe et la conduite supplémentaire- smperposée sont r-'unies en une conduite d'oxygène commune asymétrique. La fig. 5 est une vue lstérale en coupe suivant l. ligne C-C de la fig. 4. La fig. 6 représente une autre forme de r-alisation de la conduite d'oxygène asymétrique. La fig. 7 représente encore une autre forme de réalisation de la conduite d'ox@gène asymétrique. La fig. 8 représente une matière débitée au moyen d'un jet d'oxygène et d'un jet d'oxygène supplémentaire dispose au-dessus du premier. La fig. 9 représente u-e matière débitée au moyen de deux jets d'oxygène de coupe disrosés l'un a côté de l'autre et d'un jet supplémentaire placé symétriquement au-dessus de ceux-ci. La fig. 10 représente une matière débitée au moyen d'un jet d'oxygène de coupe et d'un jet supplémentaire, disposé latéralement décalé au-dessus du premier. Dans ltexemple de réalisation selon la fig. 1, l'axe central de la tête d'oxy-coupeur est incliné en direction de la ligne de coupe S sous un angle d'attaque &alpha; de 300 par rapport à la surface de la matièreî.La tête d'oxy-coupeur se compose principalement d'une buse couper 2 et d'un capuchon de chauffage 3. La buse de coupe 2 présente une conduite d'oxygène de couSe 4 avec un étranglement 5 et une conduite d'oxygène supplémentaire 6 avec un étranglement 7. L'étranglement 5 passe avec une section d'entre F1 dans la conduite d'oxygène de coupe 4, proprement dite, qui s'élargit de fa-on conique jusqu'à sa section de sortie F2, pour assurer une sortie sans turbulence. -L'étran- glement 7 passe avec une section bleus petite F3 dans la conduite d'oxygène suoplémentaire 6, nui prsente de préférence sur toute sa longueur une section de sortie plus importante P4. Le rapport entre la sction 'entrée F1 et la section de sortie F2 peut être de C, 1 à 1,0 et le rapport entre la sec t.on ''entrée F3 et la section se sortie F4 peut être de 0,05 à 0,2. La réalisation différente des sections F1/F2 et F3/F4 parmet une vitesse d'écoulement de 500 m/sec. pour la conduite @'oxygène de coupe 4 et de 250 m/sec. pour la conduite d'oxygène supplémentaire 6 avec une seule vanne de riduction et la même pression d'oxygène. La r dustion @e 1@ prossion d'oxygène @éccssaire @our la conduite d'oxygène 6 supplémentaire est atteinte @ar la section de sortie F@ plus immortante que la @ection @'entrée F3.L@@xe de l@con@uite d'e @@ène @e coupe 4 est @is osé en dessous et l'axe @e la conluite @'o@ysène supelémentaire 6 au-dessur de l'axe le la conduite d'nlémentaion commune en okygène 8 qui concorde @vec l'ake de la tête d'oxy cou@eur. Dass cet ekemple, les a@es de la conduite d'oxygène de coupe 4 et de la conduite d'oxygène su@plémentaire @ sont olacés symétriquement par raoport à l'axe de la @onduite d'alimentation en oxygène 8 et font un angle # de l à 20 environ, ouvert en direction # de ls coune.Be caruchen de @@auffage @, qui est pour@u @'un certain ncmbre 3 canauk de chsuffage 3. communiquent avec un évidement 10 du c@@uchon de chauffaammes Bes ares des canaux de chauffage 9 et @@@ suite l@@ flammes de chauffage sont inclinés sous @n @ngl@ &alpha; de 25 par ra@port @ l'a@e de l@ con@uite d'alimentation en ozy@ene 8. B'emem@le de réalisation, re@résent@ @@ @@@. 2 et 3, montre @ne @ection de sortie F4 rect@@@ulaire de la con@aite d'oxygène su@@lémentaire 6. le ranrort eintre le petit @êté b et le gr nà côté h est de 0,5 è 0,03 environ. @es plu@ sotits côtés b @@ rectangle seit @eu près parallèles @ la surface @e la matière 1 et per en@iouleires par rasport @ l@ direction de la coure. La conduite d'oxygène suppl mentaire 6 se rouve dans cet exemale de réalisation symétrisucsent au-de sux e teux cnduites d'oxy@êene de coupe 4 @is oxées l'une côte de l'autre. ll est @@@@esent @ossible de préyeir ons@ue fois @e seule conduite l'o@@@@ène de coupe 4, disposée svmétriquement ou latéralement @@calee en dessous de la conduite @@oxygène su@elé@entaire @. @uivent l'exerole @e @@@listion @er@ senté au@ fie. 4 et 5, I cond@ite d'oxygène de o@une 4 et l@ cnduite d'oxygène supplémentaire 6 sont réunies an une cenduite d'o@ygène asymé tri@ue 11 à section recta@gulaire v rinble. Le rapport entre le @lus gurand côté h1 de le section @'entrée ct le olus grand côté h2 de la section @@ sortie est do G,2 environ et de 1,0 entre le plus rrrand côté h1 et le plus petit côté b1 des deux sections.Tandis que le côté, tourné vers la tire à découper, s'étend dans lo prolongenent du côté is érieur de la conduite d'alimentation en oxygène 8, le côté o@ osé forme aves l'@@e de la conduite d'@@imentation 8 un angle ss de 20 environ. @n @eut émalement @@évoir @@@u res formes asymétriques pour a conduite d'oxygène co@@@une 11, comme les conduites d'oxygène 11' et 11" représentées aux Fig. 6 et 7. On élé@@nt de dévistion du jet 12, disposé dans la conduite d'oxy@ène as@mét@@@@@ 11, 11', 11", représenté à la fig. 6, @ermet de conmpléter l'influence exercée sur le j et d'oxycoupage et le jet d'oxygène supplémentaire. Le mode de fonctionnement est le suivant: Le jet d'oxygéne supplémentaire precéde le jet @'oxygène de coupe en raison ée la di@@osition correspondante de la conduite d'oxygène suoplémentaire 6 par r@onort à la conduite d'oxygène de coupe 4 et @rovoque ainsi un @réenauffage intense de la zone de réaetion.Le laitier iii ci forme, et le métal en fusion, dont la camacité o@lorifique est très élevée, produisent aussi dans la partie in@érieure de la métière une an@@entation considérable de la tempér@ture, puisque @@ @resque tot@lité du laitier reste sur la surfacee de la matière à eues de l'inclinaison du jet d'oxygène. Le jet d'oxycounage, @ui suit, sénare la matière restante dans la zone de réaction fortement préchauffée. @isque le Jet d'oxycoupage est, lui aussi, incliné, il se oroduit à la face inférieure @e la mitière à couper 1, et dans le sens de la coupe, un suions laitier oui nréchauffe cette matière ég loment sur sa face inférieure. En raison de l'augme@- tation de la surface de contact entre le jet d'oxygène SupPlé- mentaire et, la matière 1, et notomment entre le jet d'oxyeoupage et la mstière 1, le coefficient de rendement est augmenté. ans la conduite d'oxygène asymétrique communo 11, 11', 11" se forme aussi un jet d'oxycoupage et un jet d'oxygène snpplémentaire qui présentent des effets déorits. La vitesse de coupe est considérablement augmentée, comme on peut le voir lors du fonctionnement du nouveau procédé d'oxycoupage. Suivant les différentes dispositions des conduites d'oxygéne @e éou@e 4 et de la conduite d'oxygène supplémentaire 6, on obtient des faces de sé@aration différentes. La dis@osition selon la fig. 1 donne les li@nes le séparation suivant la fig. 8, et la dis@ositior selon les fig. 2 et 3 ou 4 à 7 celles représentées à la fig. 9. quand une con@uite d'oxygène de coupe est @is@osée l@téralement décalée en dessous d'une conduite d'oxygène sypglémentaire 6, il -'--c- se produit des Àia-nes de séparation selon la fig. 10. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour débiter des matériaux métalliques, notam ment pour le s épaisseurs de 3 à 50 mm, pour lequel le jet d'oxy- gène est de préférencde incliné sous un angle d'attaque de 10 à 400 par rapport à la surface de la matière à couper et pour lequel sont utilisées avantageusement une ou plusieurs flammes de c@au@fage pour précnauffer la matière et stabiliser le jet d'oxygène, caractérisé par le fait qu'un jet d'oxygène aspmétrique ou deux jets d'oxygène à alimentation commune ou séparée en oxygène et de préférence ne une même pression de sortie au réservoir de 1 à 30 kg/cm2 et oui se déplacent dans la direction de la coupe @@ une vitesse de 700 à 12000 mm/mn correspondant à l'épaisseur de la coupe, et ces jets d'oxygène sont guidés de telle manière au-dessus de la matière 2 couper, qu'une partie du jet d'ocygène asymétrique, ou l'un des deux jets à faible vitesse d'écoulement d'oxygène de 40 à 450 m/sec., précède l'autre partie du jet d'oxygène asymétrique, ou l'autre jet des deux qui suit à une vitesse d'écoulement supersonique r-e l'oxygène, et aue 1--s deux nartiee du Jet asv@étrique, ou les deux jets d'oxygène, sont de préférence entourées de flammes de chauffage disrosées parallèlement ou inclinées les unes vers les autres. 2 - Chalumeau pour débiter des matériaux métalliques, notamment r des épaisseurs de 7 à 50 mm, dans lequel la conduite d'oxygène de coupe est de préférence inolinée sous un angle d'attaaue de 10 à 400 par rapport à la surface de la matière, et où une ou plusieurs flammes servent à pré chauffer la matière ainsi ou'à stabiliser le jet d'oxygène, caractérisé par le fait qu'une conduite' d'oxygène suPplémentaire 6 est disposée aude sus ou latéralenent décalée au-dessus de la conduite d'oxy- gène de coupe 4 inclinée, ou qu'-::l se trouve à côté de cette dernière une autre conduite d'oxygène de coupe et que la conduite supplémentaire est disposée sym-Jtriquement au-dessus de ces deux, le @@pport entre 1-r-. lus petite section F1 de la (les) conduite (s) d'oxygène de coupe et sa (leur) section de sortie F2 variant de 0,1 à 1 et de 0,05 à 0,2 entre la plus petite section de la conduite @'oxygène supplémentaire 6 et sa section de sortie F4 et que las conduites, mentionnées ci-dessus, sont reliees a un conduite d'altmontation commune 8 ou à des con duites d'alimemtetion séparées, et que les conduites de gaz de c@au@@age @, @@rallèles au @ens des flammes ou inolinées ontre elles, entou ent se@o@ @@ oi@con@éremce d'@er@inée la (les) e@n @ite (s) @'a @@@@ @@@, @@. @ - Charunes @ d'oxycoupage @eion 1 @evendic@tion@@, carse- tiri. @@r le fait me la esction e sortie F4 @ le conduite d'oxy@@one su nléme taire 6 @@@@ente @ne orme r@cia @@laire, t@i@ @@@@@re, @@-ézcïlale on @ne au@re form @llongée. 1 - Chalumoau d'oxycoupage solon la revendication 2, carac t@ri@ @@@r le @ait que l@ co@duite s'oxygène su@@lémentaire 6 d'@ne cest@om c sortie F4 rectan@ulaire présente un rapport entre le lus Setit côté b et le alue @@@ d côté h qui varie de ,5 à 0,03; et les plus petits côtés b du rectangle stéten- dent à peu près parallèlement la @urface de la matière 1 et persendiculairement à la diroction de la coupe, ct les plus grands cùtes h recta@@ulairenent l'axe de la conduite d'oxygène supolémentaire 6 inelinée par @@po t à la surface de la m@lière 1. 5 - S@@lume@u l'oxyco @age @elon a revendication 2, carac- térieé par le fait aue les asses do la conduite d'oxygène de coupe 4 ou des conàuites disposées l'une à côté de l'autre 4 et 4' et des conauites d'ok@@ène cunolémentaires 6 se trouvant audessus de la (des) conduite (s) @'oxygène de coupe 4 , 4t forment us an@le # de 0 à @@ cuvert en direction de la coupe 6 - Ch lumesu d'okycounage selon la revendication 2, carac tris@ par le fait oue l' conduite d'oxygène de coupe 4 et la conduite d'oxy@ène supplémentaire 6 se trouvant au-dessus de celle-ci, sont dis@osées @@ telle manière qu'elles se rejoignent @@@@ ke @ect@on roctang@l ire commune. 7 - Chlum@au d'oxyeoupage Selon la vevendicstion 2, carac- terin @ar le fait que la cona@ite S'oxygène de coupe 4 et la co @@te @'oxy@ène sunplémentaire 6 sont réunies en une conduite @'c@@@ène as@m tri@ue 1, 11' - @-11", lo cùt@ de la con@uite @'@xygène @@@@@ri@53 11, tou@@é vers l@@@atibre 1, 2'étendant @au près per@llèlesent l'ocke de la candaite d'@limentation e@@or@@ène 8, e @@éféren@e en rolon@oment du cùté inférieur de se@@e-ci, @@l@ aêté orro@é aisant un angle ss de 5 à 60 avec l'a@@ de l'al mentation en oxygène 8 où il déorit une courbe, et les autres côtés s'@tandent parel@èlement @ un espace relativement faible l'un de l'autre, de telle m@nière que la seetion de sortie rectangulaire, @ialement déoalée, soit considérablement @@us im@ortante que la section rectam@ulaire de l'entrée. S - chalumenu d'oxyccupage selon la revendication 2, caras t@ri. @@r le fait que les conduites te gaz de chauffage 9 sont @@s osqus à un axyle &alpha; de 0O è 45 @r ra@@ort @ l'axe de svmé- trie de la conduite @@limentation en om@Gène 8.