Brevet FR2599816A1 — publié le 19871211

L'invention concerne un dispositif antiretour de flamme destiné à un chalumeau de coupage aux gaz destiné au coupage par fusion de matières à base de fer telles que des ossatures en acier et des tôles de fer, en éjectant du bec de coupage le gaz mélangé obtenu par mélange d'un gaz et de l'oxygène pour sa combustion, et en utilisant' ainsi les flammes qui ont été formées sur le bec de coupage. Dans le chalumeau coupeur manuel aux gaz, 10 un orifice de flamme est formé à son bec, une poignée permettant de tenir le chalumeau d'une main est formée dans la partie médiane et les orifices de raccordement aux bouteilles de gaz et d'oxygène sont réalisés dans la partie arrière ou bien, dans de nombreux cas, à l'ex15 trémité arrière de la poignée, les robinets de réglage, destinés à réguler le débit d'écoulement du gaz et de l'oxygène, étant montés sur les orifices de raccordement et la poignée. Le chalumeau coupeur manuel aux gaz est 20 ainsi conçu pour faciliter sa prise par un opérateur, d'une seule main, pour l'exécution du travail de coupage par fusion en étant déplacé librement. Cependant, *des retours de flamme se produisent parfois dans ce type de chalumeau coupeur. Le phénomène de retour de flamme 25 se produit lorsque la vitesse du jet "Uf" du mélange de gaz et d'oxygène devient supérieure- à la vitesse de combustion "Sb" du mélange de gaz, alors que la relation Uf = Sb est habituellement maintenue entre elles. Un retour de flamme se produit habituellement au moment 30 du réglage des volumes de gaz et d'oxygène ou lors de l'extinction de la flamme. La raison la plus importante de l'apparition d'un retour de flamme, dans ce cas, est une perturbation de l'équilibre entre la vitesse du jet "Uf" et la vitesse de combustion "Sb" du mélange 35 de gaz sous l'effet du réglage du gaz et de l'oxygène, et la valeur "Uf" devient souvent inférieure à l'autre, comme cela apparaît clairement d'après ce qui précède. En cas d'apparition d'un retour de flamme dans un chalumeau coupeur aux gaz, ce retour de flamme 5 remonte jusqu'à une bouteille de gaz' ou d'oxygène, provoquant ainsi une explosion de ladite bouteille. On a donc proposé dans le passé une mesure visant à empêcher la bouteille d'exploser, en fixant un dispositif antiretour de flamme à l'orifice de 10 sortie de la bouteille ou au tuyau raccordant la bouteille au chalumeau coupeur. Cependant, ce type de moyen classique ne convient pas à la sécurité de l'opérateur, bien qu'il puisse empêcher la bouteille d'exploser. En d'autres termes, l'opérateur tient le chalumeau coupeur dans sa main. Dans de nombreux cas, il le tient, en cours de travail, avec sa main adroite et, pendant qu'il règle le gaz ou l'oxygène, il tient le chalumeau coupeur de la main opposée à la main 20 adroite. En bref, il tient le chalumeau dans l'une de ses mains, à tout moment. C'est la raison pour laquelle, en cas de retour de flamme, la température de ce chalumeau coupeur s'élève instantanément et provoque souvent une brûlure de la main de l'opérateur. 25 De plus, sous l'effet de cette élévation instantanée de la température, l'opérateur lâche parfois le chalu-meau coupeur et celui-ci risque de tomber d'un emplacement élevé si l'opérateur travaille en hauteur sur un Àéchafaudage. En outre, un danger encore plus grand 30 que le précédent est celui d'une explosion de la poignée qui comporte un robinet pour le réglage du gaz ou de l'oxygène. Dans le cas d'une telle explosion, l'opérateur peut subir des blessures corporelles graves en plus des brûlures de sa main ou d'une partie de son 35 corps. L'invention a pour objet de proposer un dispositif anti-retour de flamme pour un chalumeau de coupage aux gaz, lequel dispositif est destiné à protéger des brûlures un opérateur utilisant le chalu5 meau coupeur. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une élévation d'un chalumeau 10 coupeur aux gaz; la figure 2 est une vue en plan du chalumeau coupeur; la figure 3 est une coupe du chalumeau suivant la ligne A-A de la figure 2; la figure 4 est une coupe du chalumeau suivant la ligne B-B de la figure 1; la figure 5 est une coupe du chalumeau suivant la ligne C-C de la figure 1; la figure 6 est une vue en bout du chalumeau 20 suivant la ligne D-D de la figure 1; la figure 7 est une vue en coupe du chalumeau suivant la ligne E-E de la figure 2; la figure 8 est une élévation avec coupe partielle d'un détail du dispositif anti-retour de 25 flamme; la figure 9 est une coupe analogue à celle de la figure 3 de l'ensemble du chalumeau coupeur, montrant l'incorporation du dispositif anti-retour de flamme dans le passage d'oxygène; et la figure 10 est une coupe suivant la ligne F-F de la figure 9. Le dispositif anti-retour de flamme destiné à un chalumeau coupeur selon l'invention est incorporé dans la zone se trouvant en avant de la poignée du 35 chalumeau et désignée par la flèche "A" sur les figures 1 et 2. Sur ces figures, la référence numérique 1 désigne le chalumeau coupeur qui comporte, à son extrémité, le bec 2 de coupage et qui, non seulement, présente un orifice d'alimentation en gaz (orifice de raccorde5 ment) 3 et un orifice d'alimentation en oxygène (orifice de raccordement) 4, respectivement, à son extrémité arrière pour fournir du gaz et de l'oxygène au bec précité 2 de coupage, mais est également structuré de manière que le gaz et l'oxygène arrivant à l'orifice 10 3 d'alimentation en gaz et à l'orifice 4 d'alimentation en oxygène, précités, puissent être conduits vers la chambre 5 de mélange se trouvant en avant de la poignée la par l'intermédiaire d'un passage 3a de gaz et d'un passage 4a d'oxygène. En outre, le bloc menant de 15 la chambre 5 de mélange au bec 2 de coupe comporte un conduit 6 de mélange gazeux qui relie le bec à la chambre de mélange afin de canaliser encore l'oxygène arrivant de l'orifice 4 d'alimentation en oxygène, précité, vers le côté d'un canal 16a de branchement 20 pour le gaz du jet, à l'intérieur de la poignée la, et pour faire communiquer le canal 7 de gaz du jet fournissant l'oxygène directement avec le bec 2 de coupe o le gaz arrivant de l'orifice 3 d'alimentation en gaz est dirigé par le canal 3b de raccordement dans 25 le côté d'aval de l'orifice 3 d'alimentation, lequel gaz est fourni, par l'intermédiaire d'un canal 9 de gaz, à l'orifice 8 de veilleuse monté à proximité du bec 2 de coupage. La référence 10 désigne la valve-pointeau 30 permettant de régler facultativement le débit d'écoulement du mélange gazeux passant dans le canal précité 6 de mélange gazeux en agissant sur un pointeau 12 au moyen d'un bouton 11. Sur la figure 5, la référence 12a désigne 35 le robinet de réglage du gaz de veilleuse qui est monté sur le canal précité 3b de gaz. La référence 13 désigne le levier d'allumage qui fait saillie de la face supérieure de la poignée la et qui est conçu de manière que, lorsqu'il est pous5 sé vers l'intérieur, le robinet précité 12a de réglage du gaz de veilleuse puisse être ouvert par une broche 14 et qu'il puisse être ramené automatiquement en arrière sous la force d'un ressort 12b. La référence numérique 15 désigne un dis10 positif d'allumage du type piézo-électrique qui est conçu de façon à décharger une étincelle électrique entre des électrodes 8a situées A l'orifice 8 de la veilleuse, ce dispositif d'allumage étant commandé en même temps que le robinet 12a de réglage du gaz 15 de veilleuse est ouvert à l'aide du levier 13 d'allumage. La référence numérique 16 représente le robinet de gaz du jet commandé au moyen d'un bouton 17 monté sur la poignée la, lequel robinet est monté 20 sur le canal 16 de gaz du jet de façon à permettre un réglage du débit d'écoulement du gaz du jet passant à l'intérieur dudit canal 7. La référence 18 désigne le bloc ou dispositif anti-retour de flamme qui comprend un élément anti25 retour de flamme 18c se présentant sous la forme d'une toile métallique cylindrique montée au moyen d'un élément 18b à l'intérieur d'une chambre 18a ménagée dans le canal 3a de gaz en aval de la poignée la. L'élément anti-retour de flamme 18c constitué d'une toile métal30 lique peut être remplacé par un élément anti-retour de flamme 18d réalisé en métal fritté comme illustré sur la figure 8. De plus, cet élément anti-retour de flamme peut être formé d'un ensemble de matières résistant à la chaleur, par exemple des métaux à haut point 35 de fusion tels que de l'acier inoxydable ou du tungstène, ou des céramiques ou les matières données dans les exemples de réalisation précités ou dans les exemples cités. De plus, le dispositif anti-retour de flamme de la forme de réalisation indiqué à titre d'exemple 5 a pour avantage de permettre un réglage libre de la section (dimension) du dispositif afin qu'elle soit conforme au volume de gaz (ou d'oxygène). La référence 18e de la figure 8 indique une bague torique. Un exemple d'utilisation pratique du chalu10 meau coupeur sera donné cidessous. Tout d'abord, on raccorde l'orifice 3 d'alimentation en gaz et l'orifice 4 d'alimentation en oxygène, respectivement, aux bouteilles de gaz et d'oxygène au moyen de tuyaux. On ouvre les robinets situés 15 sur les bouteilles respectives, et on ouvre le bouton 3c pour permettre le passage du gaz et de l'oxygène qui pénètrent alors dans la partie 5 de mélange par l'intermédiaire du canal 3a de gaz et du canal 4a d'oxygène et s'y mélangent. Le mélange gazeux est réglé 20 au moyen de la valve-pointeau 10. Ensuite, on appuie sur le levier 13 d'allumage, on ouvre le robinet 12a de réglage du gaz de veilleuse pour fournir le gaz à l'orifice 8 de veilleuse et, dans le même temps, on actionne l'élément 25 piézo- électrique 15 d'allumage pour produire une étincelle entre les électrodes 8a et allumer ainsi le gaz sortant de l'orifice 8 de la veilleuse. Le mélange gazeux, qui a été formé dans la partie 5 de mélange, est dirigé vers le bec 2 de 30 coupage en passant par le canal 6 de mélange gazeux et. est projeté à l'extérieur. La flamme provenant de l'orifice 8 de la veilleuse, allumée précédemment, fait partir une flamme de ce jet de mélange gazeux. Une fois cette flamme établie, on relâche le levier 13 35 d'allumage qui est ramené automatiquement en position 25998 16 par la force du ressort, et la flamme de la veilleuse 8 s'éteint. Lors de l'étape suivante, on règle la valvepointeau 10 pour agir sur le mélange gazeux afin de régler l'intensité de la flamme et d'effectuer le pré5 chauffage avant le travail de coupage par l'utilisation de la flamme qui a été produite au bec 2 de coupage. Lorsque le préchauffage est fini, on ouvre le robinet 16 de gaz du jet au moyen du bouton 17 pour fournir le gaz du jet au bec 2 de coupage par l'inter10 médiaire du canal 7 de gaz afin de former une flamme, à savoir une flamme intense pour l'opération de coupage, au bec 2 de, coupage, et on procède au travail de coupage. Lorsque le travail est achevé, on ferme 15 tous les robinets. A titre de référence, pour établir une flamme au bec 2 de coupage, il est possible de faire sortir en premier le mélange gazeux du bec 2 de coupage et d'allumer la veilleuse pour établir la flamme au 20 bec 2 de coupage, lors d'une phase suivante. Le dispositif anti-retour de flamme 18 sert à empêcher une flamme en retour de pénétrer dans le canal 3a de gaz à l'intérieur de la poignée la en passant par le canal 6 de mélange gazeux, à partir 25 du bec 2 de coupage. Autrement dit, dans la partie constituée par l'élément anti-retour de flamme 18c. en forme de toile métallique ou par l'élément antiretour de flamme 18d réalisé en métal fritté, la vitesse d'écoulement du gaz devient supérieure à la 30 vitesse de combustion et le retour de flamme est ainsi arrêté. En outre, sous l'effet du refroidissement provoqué par la toile métallique du dispositif anti-retour de flamme 18c ou par le métal fritté du dispositif anti-retour de flamme 18d, la vitesse de combustion 35 diminue,.ce qui empêche le retour de flamme. Si du carbone est collé à la toile métallique du dispositif anti-retour de flamme 18a ou au métal fritté du dispositif anti-retour de flamme 18d avec, pour conséquence, une élévation de la résistance oppo5 sé.e à l'écoulement du gaz, on desserre et on enlève l'élément de retenue 18b pour retirer la toile métallique du dispositif anti-retour de flamme 18c ou le métal fritté du dispositif anti-retour de flamme 18d et pour le remplacer par une toile métallique ou une 10 pièce en métal fritté nouvelle, ou bien pour rincer et nettoyer cette pièce ou cette toile. Les figures 9 et 10 montrent un exemple de réalisation dans lequel des dispositifs anti-retour de flamme 18 ont été montés à la fois du côté du canal 15 3a de gaz et du côté du canal 4a d'oxygène et empochent les flammes de remonter jusqu'à la poignée la en passant par le canal 4a d'oxygène. De plus, cet exemple de réalisation des figures 9 et 10 représente un chalumeau coupeur ne comportant aucun orifice de veilleuse 20 pour l'allumage. Le dispositif anti-retour de flamme 18 peut être fixé du côté du canal 3a de gaz ou du côté du canal 4a d'oxygène, comme montré dans cet exemple de réalisation, ou bien des dispositifs peuvent être montés sur les deux côtés, si cela est nécessaire. 25 Conformément à l'invention, la flamme en retour ne passe pas à l'intérieur de la poignée, car le ou les dispositifs anti-retour de flamme sont incorporés dans le passage du gaz ou le passage de l'oxygène ou dans les deux passages, en aval de l'intérieur de 30 la poignée comme mentionné précédemment. En conséquence, la poignée ne peut pas être surchauffée avec, pour conséquence, une brûlure de l'opérateur, et elle ne peut pas non plus exploser. Par conséquent, au moment d'un retour de flamme, ce qui se produit habituellement 35 de temps à autre avec un chalumeau coupeur, l'effet produit par le dispositif selon l'invention permet de préserver la sécurité corporelle de l'opérateur. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et repré5 senté sans sortir du cadre de l'invention. 2599816 REVENDICATIONS 1. Dispositif anti-retour de flamme destiné à un appareil de coupage par fusion aux gaz, caractérisé en ce qu'il comporte un élément anti-retour 5 de flamme (18) monté de façon amovible à l'intérieur d'un passage (3a) de gaz, en aval de la poignée (la) de l'appareil. ', 2. Dispositif antiretour de flamme destiné à un chalumeau de coupage aux gaz, caractérisé en ce 10 qu'il comporte un élément (18) anti-retour de flamme monté de façon amovible à l'intérieur du passage (4a) d'oxygène en aval de la poignée (la) du chalumeau. 3. Dispositif anti-retour de flamme destiné à un chalumeau de coupage aux gaz, caractérisé en ce 15 qu'il comporte des éléments (18) anti-retour de flamme montés de façon amovible à l'intérieur du passage (3a) de gaz et à l'intérieur du passage (4a) d'oxygène, en aval de la poignée (la) du chalumeau. 4. Dispositif anti-retour de flamme selon l'une 20 quelconque des revendications 1 à 3 destiné à un chalumeau de coupage aux gaz, caractérisé en ce que l'élément X18c) anti-retour de flamme du dispositif est réalisé en métal à haut point de fusion, dont la structure présente la forme de fibres ou la forme d'une toile. 5. Dispositif anti-retour de flamme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 destiné à un appareil de coupage par fusion aux gaz, caractérisé en ce que l'élément (18d) antiretour de flamme du dispositif est réalisé sous la forme d'un filtre en métal fritté ou en céramique.