Brevet FR2496520A1 — publié le 19820625

-1-- La présente invention a trait à un chalumeau de soudage à gaz et à un élément de coupe tenu à la main combinés, qui peuvent être utilisés soit pour le soudage, soit pour la coupe. Dans la demande de brevet australien no 31651/77 au nom du demandeur, un chalumeau de soudage à gaz a été décrit et revendiqué dans lequel se trouve un conduit d'oxygène dans l'élément tenu à la main, possédant un raccord à son extrémité amont pour le relier à un tuyau souple d'alimentation en oxygène, et un directeur tubulaire d'oxygène à son extrémité aval, le directeur d'oxygène se touvant en communica- tion avec ledit conduit, une structure de mélange de gaz comportant au moins une chambre de mélange cons- tituant avec le directeur d'oxygène une chambre de mélange primaire, une canalisation de gaz combustible dans l'élément tenu à la main possédant un raccord à son extrémité amont le reliant à un tuyau souple d'alimentation en gaz combustible, et des parois dans l'élément tenu à la main mettant l'extrémité aval de la canalisation de gaz en communication avec la chambre de mélange primaire, la structure de mélange de gaz comportant une ouverture dirigeant le mélange de gaz ayant une longueur supérieure à son diamètre, et des parois délimitant une chambre de mélange secondaire de volume supérieur à la chambre de mélange primaire, une longueur excédant son diamètre, un diamètre dépas- sant celui de l'ouverture dirigeant le mélange de gaz, et une buse de décharge à l'extrémité aval de la chambre de mélange secondaire. Le directeur d'oxy- gène, la chambre de mélange primaire, l'ouverture dirigeant le mélange de gaz et la chambre de mélange secondaire, ainsi que la buse, ont tous un axe polaire commun. -2- La présente invention a trait à des complé- ments à l'invention qui précède, et l'un de ses buts est la réalisation d'organes de coupe fonc- tionnant au gaz ne consommant pas des quantités ex- cessives de gaz. De nombreux métaux, mais habituellement l'acier doux, sont coupés au moyen d'un équipement de coupe oxy-acétylénique, des appareils classiques consommant environ 340 litres par heure d'acétylène et 2 209 litres par heure d'oxygène pour couper une plaque de 12,7 mm. Le prix du gaz est élevé, et un des buts de la présente invention est de fournir un moyen de telle sorte que la coupe puisse être effectuée à un coût moindre, et au moins à la même vitesse que précédemment. Selon la présente invention, on prévoit un élément tenu à la main de soudage et de coupe qui est utilisable comme chalumeau oxy-acétylénique, possédant une buse de flamme se trouvant en commu- nication avec une chambre de mélange de gaz, une buse de coupe possédant une ouverture dirigeant l'oxygène s'étendant au travers et se trouvant en communication avec un conduit d'oxygène dans l'élé- ment tenu à la main, et des organes fixant la buse de coupe de façon inclinée vers la buse de flamme de façon à diriger un courant d'oxygène dans une flamme de gaz combustible s'échappant de la buse de flamme. De façon surprenante, il a été constaté que la quantité d'oxygène nécessaire est beaucoup moindre qu'avec un équipement classique, l'oxygène s'échappant de la buse de coupe pouvant effectuer la taille d'une fente très mince dans une pièce d'ouvrage avec très peu d'oxydation du métal. La pression peut être 2496S -3- beaucoup moindre (1,4 kg/cm2 en comparaison de 2,46 kg/cm2), et une large plage d'épaisseurs peut être coupée avec un unique dispositif de buse de coupe et de buse de flamme. Jusqu'ici l'élément tenu à la main nécessaire au soudage et l'élément nécessaire à la coupe étaient des éléments différents, et l'homme de l'art compren- dra qu'on effectue habituellement moins de coupes que de soudages, mais dans un mode de réalisation de la présente invention, un autre but est de fournir un moyen pour qu'un unique élément manuel puisse être utilisé, et de telle sorte que ledit élément puisse être converti de façon simple d'un élément de soudage en élément de coupe, et dans ce mode de réalisation, on prévoit un évidement taraudé dans un corps de chalumeau qui se trouve en communication avec un conduit communiquant lui-même avec une source d'a- limentation en oxygène, et une buse de coupe possé- dant une tige agencée pour engagée de façon hermétique dans l'évidement. Lorsque la fonction de coupe n'est pas nécessaire, la tige est simplement retirée de l'évide- mentet l'évidement fermé à l'aide d'un bouchon. Très souvent, il est souhaitable de pouvoir couper à la fois vers l'avant et vers l'arrière, mais il est également souhaitable que la main de l'opéra- teur ne soit pas exposée à la chaleur rayonnée par la pièce d'ouvrage immédiatement après la coupe, et selon un autre mode de réalisation de la présente invention, on prévoit une garde, et des organes sur celle-ci permettant à ladite garde d'être rapi- dement et facilement fixée ou retirée de l'élément manuel. Ceci combiné à la consommation relativement faible de gaz et par conséquent à la quantité relati- vement faible de chaleur délivrée à la pièce d'ou- -4- vrage, permet à un opérateur de travailler dans une direction quelconque sans risque de brûlure dû à la chaleur rayonnée. Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-après en détail en regard des dessins annexés. La Figure 1 est une vue en perspective d'un élément de soudage et de coupe tenu à la main montrant à la fois les buses et la garde en position. 10. La Figure 2 est une élévation latérale dudit élément, le couvercle de celui-ci étant retiré. La Figure 3 est une coupe à grande échelle d'une soupape d'arrêt. La Figure 4 est une coupe à grande échelle d'une soupape d'oxygène. La Figure 5 est une vue correspondant à la Figure 2, mais représentant la buse de coupe située au-dessus de la buse de flamme. on se réfère tout d'abord à la Figure 1, un élément de soudage et de coupe tenu à la main 10 comporte un corps 11 auquel une poignée 12 est fixée, le corps il possédant une ferrule filetée et ajourée 13 saillant de celui-ci dans laquelle est fixé un adaptateur 14, l'adaptateur lui- même contenant un évidement taraudé à son extrémité extérieure dans lequel est fixée la buse de flamme 15. Le corps, la ferrule, l'adaptateur et la buse sont réalisés sensi- blement tel que représenté dans la demande de brevet australien précitée no 31651/77 et se traduisent par un échappement du gaz de la buse de flamme 15 sensi- blement laminaire, et qui possède d'autres caractéris- tiques non encore parfaitement comprises, mais qui se traduisent par une flamme très chaude de très petite surface utilisable pour un soudage très efficace -5- sans oxydation dNne pièce d'ouvrage. Une garde 18 s'agrafe au-dessus d'un corps de soupape 19 avec une paire d'agrafes 20 en fil élastique à une extrémité, et l'autre extrémité contient une ouverture qui passe au-dessus d'une partie de l'adap- tateur taraudé 14, et la garde est maintenue en place par la buse de flamme 15. Un retrait de la garde est effectué simplement par retrait de la buse. Une buse de coupe 22 est placée en avant de la buse de flamme 15 et inclinée par rapport à cette dernière et se trouve sur l'extrémité d'une tige creuse 23 qui est retenue dans un évidement taraudé (non représenté) dans le corps Il au moyen d'un écrou 24, ledit écrou pouvant être aisément retiré et remplacé par un bouchon (non représenté non plus). Le corps de soupape 19 contient deux soupapes dont l'une est tel que représenté sur la Figure 3, la soupape 25 étant la soupape d'oxygène et la soupape 26 étant la soupape utilisée pour le gaz combustible. Chaque soupape est une soupape filetée, réalisée sensiblement tel que représenté sur la Figure 3, et possédant une bille d'acier 27 portée dans un évidement vissé, la bille 27 agissant pour obturer hermétiquement le conduit à travers la soupape. Un tube d'oxygène 29 achemine l'oxygène depuis la soupape 25 jusqu'au corps 11, tandis qu'un tube 30 de gaz combustible achemine le gaz combustible (acéty- lène ou propane) jusqu'au corps 11. Un second tube d'oxygène 31 achemine l'oxygène jusqu'à une soupape 32 à bouton-poussoir qui est représentée sur la Figure 4, et de la soupape 32, un prolongement du tube d'oxygène 31 achemine l'oxygène jusqu'à la tige tubulaire 23 de la buse de coupe 22. Comme représenté sur les Figures 2 et 3, la soupape à bouton-poussoir 32 possède un corps 34 et -6-- un bouton-poussoir 35 qui, à la fois, coulisse et tourne par rapport au corps de soupape 34. Un rebord saillant 36 limite un déplacement vers l'extérieur, et la disposition est telle que lorsque la saillie 37 sur le rebord 36 est tournée de 90 de la position représentée sur la Figure 2, il n'est pas possible d'enfoncer le bouton-poussoir 35 puisque la saillie 37 butera contre le corps 34. Cependant, lorsque le bouton-poussoir est enfoncé, ainsi qu'on le voit mieux sur la Figure 4, une soupape 39 est soulevée et écartée d'un siège 40. La Figure 1 représente également un ensemble de guidage simple léger désigné par le numéro de réfé- rence 42 qui possède deux roues espacées 43 portées sur des branches 44 qui sont réglables en position au moyen d'écrous à oreilles 45. Cet ensemble peut également être retiré de l'adaptateur 14 en retirant simplement la buse de flamme 15. Comme décrit, la buse de flamme recouvre la buse de coupe, mais pour certains travaux, il est souhaitable que la buse de coupe recouvre la buse de flamme, et comme représenté sur la Figure 5, la buse de coupe 22 comporte un tube prolongateur incurvé 48, grâce auquel elle recouvre la buse de flamme 15. Dans les deux cas, une entretoise 45 supporte la buse de coupe 22. Il a été constaté, contre toute attente, qu'un élément manuel de soudage et de coupe selon la présente invention, non seulement améliore énormément les caractéristiques de soudage d'un chalumeau, tel que décrit dans la demande de brevet australien no 31651/77, mais améliore également grandement la coupe. La surface d'une coupe effectuée par cet élément manuel est plus lisse et moins oxydée que la surface d'une coupe réalisée à l'aide d'un élément de l'art antérieur 24965; -7- La largeur de la coupe est beaucoup plus faible et il est possible de reprendre la coupe sans qu'il soit nécessaire d'accroître la largeur. Une coupe peut s'effectuer dans une direction quelconque sans risque de brûler la peau de la main de l'opérateur. Etant donné qu'une chaleur moindre est délivrée à la pièce d'ouvrage, la distorsion provoquée est réduite. Tandis que l'art antérieur ajoute de l'oxygène supplémentaire à la flamme oxy-acétylénique qui entoure le jet de coupe sur un chalumeau de coupe, dans la présente invention, la flamme s'échappant de la buse de flamme est réglée pour avoir un excès très faible d'oxy- gène, et cette quantité d'oxygène de la flamme est légèrement réduite lorsque le bouton-poussoir 35 est enfoncé pour permettre un écoulement d'oxygène depuis la buse de coupe. Comme décrit dans ladite demande de brevet précitée, la ferrule 13 est pourvue d'un ensemble d'ouvertures qui permettront l'admission d'air lorsque l'adaptateur 14 sera vissé extérieurement d'une distance déterminée facilement par l'opérateur, et lorsque l'air est ainsi utilisé, la consommation d'o- xygène peut être réduite ou annulée et le chalumeau peut être utilisé pour un préchauffage. 2E Le chalumeau est également utilisable à des fins de soudage de sorte qu'un soudage peut parfois être effectué avec du propane au lieu d'acétylène comme gaz combustible, bien que le temps nécessaire pour effectuer une soudure puisse être plus long qu'avec de l'acétylène. -8- REVENUICATIONS 1. - Elément manuel de soudage et de coupe utilisable comme chalumeau oxyacétylénique, possédant une buse de flamme qui est en communication avec une chambre de mélange de gaz, une buse de coupe possédant une ouverture de direction d'oxygène la traversant et étant en communication avec un conduit d'oxygène dans l'élément tenu à la main, caractérisé par des organes fixant la buse de coupe de manière inclinée par rapport à la buse de flamme de façon à diriger un flux d'oxy- gène depuis un côté d'une flamme dans la flamme de gaz combustible lorsqu'une flamme s'échappe de ladite buse de flamme. 2. - Elément manuel de soudage et de coupe utilisable comme chalumeau oxyacétylénique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chambre de mélange de gaz comporte une ouverture dirigeant le mélange de gaz ayant une longueur excédant son diamètre, et des parois délimitant une chambre de mélange secondaire de plus grand volume que la chambre de mélange primaire et dont la longueur dépasse également son diamètre qui, à son tour, excède le diamètre de l'ouverture de direction de mélange de gaz. 3. - Elément manuel de soudage et de coupe utilisable comme chalumeau oxyacétylénique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en outre en ce que ledit courant d'oxygène est dirigé dans ladite flamme pour intercepter celle-ci près mais non dans le cône interne de celle-ci. 4. - Elément manuel de soudage et de coupe utilisable comme chalumeau oxyacétylénique selon une des revendications précédentes,caractérisé en outre en ce que ledit élément manuel possède des -9- parois délimitant une ouverture taraudée, un bouchon de fermeture fileté étant également prévu, ledit bouchon et ladite buse de coupe pouvant être fixés alternativement et pénétrer de façon hermétique dans ladite ouverture taraudée. 5. Elément manuel de soudage et de coupe utilisable comme chalumeau oxy-acétylénique selon la revendication 4, caractérisé en outre en ce que ladite buse de coupe se trouve au-dessous de ladite buse de flamme. 6. - Elément manuel de soudage et de coupe utilisable comme chalumeau oxyacétylénique selon la revendication 4, caractérisé en outre en ce que ladite buse de coupe comporte un tube prolongateur incurvé et recouvre ladite buse de flamme. 7. - Elément manuel de soudage et de coupe utilisable comme chalumeau oxyacétylénique selon une des revendications précédentes, caractérisé en outre par une garde, et des organes fixant de façon amovible ladite garde à ladite buse. 8. - Elément manuel de soudage et de coupe utilisable comme chalumeau oxyacétylénique selon une des revendications précédentes, caractérisé en outre par une soupape du type à bouton-poussoir portée par ledit élément manuel et se trouvant dans ledit conduit d'oxygène et actionnable pour permettre ou empêcher une circulation d'oxygène vers ladite buse de coupe. 9. - Elément manuel de soudage et de coupe utilisable comme chalumeau oxyacétylénique selon la revendication 8, caractérisé en outre en ce que ladite soupape à bouton-poussoir possède un bouton-poussoir de manoeuvre pouvant coulisser dans un corps de soupape entre une position ouverte et une position fermée, et pouvant également tourner dans ledit corps 2496520 - -10- entre une position dans laquelle il peut coulisser et une seconde position dans laquelle des surfaces associées sur le bouton-poussoir et le corps de sou- pape empêchent ledit coulissement.