Brevet FR2635284A1 — publié le 19900216

L'invention a pour objet un dispositif perfectionne qui augmente notablement la vitesse de coupe par oxycoupage jussula doubler et même plus Les vitesses, en comparaison des chalumeaux classiques de coupe à l'oxygène. On sait que L'oxycoupage est un procédé de coupe de matière, en particulier des métaux et généralement du fer, qui consiste à envoyer un jet d'oxygène pur sur un point de matière à couper préalablement porté par chauffage à la temperature d'allumage de La combustion de cette matière dans L'oxygène. La réaction de combustion est exothermique ; la chaleur produite est suffisante pour provoquer la fonte des oxydes. Les oxydes en fusion sont chassés par le jet de coupe et entraînés avec lui dans L'épaisseur du métal coupé. Cependant, Le déplacement de La coupe produit des pertes de chaleur qu'il faut compenser au moyen de flammes dites de chauffe. La progression de l'oxydation du fer implique Le contact entre le fer et L'oxygène à 10500C. Ce contact est obstrué par Les scories qui font écran. La progression dépend donc de L'énergie cinétique de l'oxygène qui sert à entraîner Les scories. Or cette énergie cinétique diminue le Long du jet d'oxygène, en s'éloignant de La buse, si bien que le front de coupe est de plus en plus en retard dans la zone La plus éloignée ; plus La vitesse de coupe est grande à proximité de la buse, ou plus la pièce coupée est épaisse, plus le retard devient important dans la zone éloignée. Le but principal de L'invention est donc de perfectionner Les dispositifs classiques de coupe à L'oxygène afin de compenser Les pertes d'énergie cinétique, notamment dans La zone la plus éloignée de la buse d'oxygène, afin d'accroître notablement La vitesse de coupe. L'invention, pour atteindre ce but, a pour objet un dispositif de coupe à l'oxygène comprenant un support déplaçable dans un sens déterminé le long d'une ligne de coupe pour couper une matière dans toute son épaisseur le long de cette Ligne, un chalumeau d'oxycoupage monté sur ce support ayant une tuyère de sortie de gaz dirigée substantiellement perpendiculairement à la matière à couper dans Le sens de son épaisseur. Selon L'invention, ce dispositif comprend une seconde tuyère d'oxycoupage montée en arrière de la première tuyère par rapport au sens du déplacement, paraLLèLe à cette première tuyère et dirigée vers une zone du front de coupe de la matière coupée plus éloignée de cette tuyère que la zone du front de coupe vers laquelle est dirigée la première tuyère et au moins une troisième tuyère montée en arrière de La seconde tuyère par rapport au sens déterminé du déplacement, cette troisième tuyère étant inclinée en direction d'une zone du front de coupe de la matière coupée plus éloignée de cette tuyère que la zone du front de coupe vers Laquelle est dirigée la tuyère qui précède. La ou Les tuyères supplémentaires peuvent être indépendantes du premier chalumeau ou peuvent faire partie de chalumeaux suppLémentaires, mais il est possibLe aussi de prévoir sur un unique corps de chalumeau d'oxycoupage deux o-u pLus de deux tuyères d'oxycoupage disposées en succession dans le sens déterminé de déplacement et orientées chacune respectivement comme défini ci-dessus. En général, un premier et un deuxième chalumeaux sont suffisants pour procurer une amélioration notable de La vitesse d'oxycoupage ; pour Les pièces à couper de très forte épaisseur, on peut prévoir jusqu a quatre tuyères supplémentaires en arrière du premier chalumeau. IL est clair que Les inclinaisons des tuyères supplémentaires dépendent de ltépais- seur de la matière et de leur nombre, chaque tuyère suppLémen- taire étant dirigée respectivement vers une zone plus éloignée de L'épaisseur de La matière que la tuyère immédiatement précédente. Pour donner une idée plus précise de L'inclinaison des tuyères au delà de la seconde, on peut dire qu'elLe peut se situer entre 10301 et 400. L'inclinaison n'est pas déter minée seuLement par L'épaisseur, mais aussi par la nature de la matière à couper, généralement par La nuance de l'acier, par La vitesse d'oxycoupage et par L'aspect final souhaité de La surface coupée. Les tuyères supplémentaires d'oxycoupage n'ont généralement pas un débit de gaz identique à ceLui de La première tuyère. Par rapport au débit ou à la pression de cette dernière, celui des tuyères supplémentaires a une valeur qui est de 80 X environ à 120 % environ du débit de la première tuyère , la valeur convenable s'ajuste facilement de même que l'inclinaison, en fonction du résultat souhaité. On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description du mode de réalisation de L'invention. On se reportera au dessin annexé dans Lequel - la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un dispositif conforme à L'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation possible du dispositif selon L'invention, - La figure 3 est une vue de dessus du dispositif de La figure 2. A la figure 1 on a représenté un corps de chalumeau d'oxycoupage 1, supporté par des moyens schématisés en 2 et déplacé par ces moyens au-dessus d'une plaque métallique 3 épaisse à couper Le Long d'une tigne de coupe qui se trouve dans le plan de La figure. Ce chalumeau est équipé de deux tuyères 4, 5 de soufflage de gaz disposées l'une derrière L'autre par rapport au sens du déplacement du chalumeau 1 indiqué par une flèche F. Les deux tuyères sont sensiblement perpendiculaires à la plaque métaLlique 3 donc sensiblement parallèles. La tuyère 4 exécute un front de saignée 6 qui est incurvé en 6e vers L'arrière du fait de la vitesse de déplacement et de la perté d'énergie cinétique du jet d'oxygène. Le jet de la tuyère 5 crée un second front de saignée 7 qui s'incurve en 7a pour Les mêmes raisons. On met en oeuvre alors une troisième tuyère 8 qui est en aval de la seconde tuyère 5 et qui est inclinée de manière que son axe géométrique 8a converge avec L'axe Sa de la tuyère 5 au voisinage de la partie 7a du second front de saignée. Grâce à l'énergie cinétique apportée par ces deuxièmes et troisièmes jets d'oxygène, on obtient un front de saignée qui est proche d'une ligne droite. On peut alors augmenter sensiblement la vitesse d'exécution de la coupe. L'angle a formé entre Les deux axes géométriques Sa et 8a peut être réglable. IL est clair que la valeur de l'angle a est variable en fonction de plusieurs paramètres comme l'épais- seur de la plaque métallique 3, ta vitesse de coupe qui dépend de la nature de la matière coupée, etc... De même, la pression et Le débit de L'oxygène fourni à La troisième tuyère 8 sont à ajuster en fonction de la distance à laquelle se trouve le front de coupe 7, de la Longueur réelle de ce dernier, donc en grande partie en fonction de L'épaisseur de la plaque métallique 3. Dans Le dispositif représenté, toute modification de cet angle a implique un changement de l'ensemble tuyère 8 implantée dans un socle 9 coulissant et réglable par rapport au chalumeau 1 dans le support 2 au moyens d'organes de manoeuvre 10. En déplaçant le socle 9 par rapport au chalu meau 1 dans le pLan de la figure, on règle la place du point d'intersection des axes Sa et 8a et on prend ainsi en compte L'épaisseur de la plaque 2 à couper. Dans l'exemple illustré par Les figures 2 et 3, il existe un support 11 composé de deux plaques parallèles lia Ilb, entre lesquelles sont tenus deux fourreaux de maintien 12, 13 respectivement dans lesquels peuvent être montés un premier chalumeau oxycoupeur 14 et un second chalumeau oxycoupeur 15. Chaque fourreau 12, 13 comprend deux moitiés qui se serrent à L'aide de boulons transversaux sur le corps du chalumeau correspondant. Le fourreau 12 destiné à tenir Le premier chalumeau 14 est fixé par une de ses moitiés aux deux plaques parallèles lita, îîb, de telle sorte que, après mise en place de ce premier chalumeau 14 celui-ci occupe une position fixe déterminée permettant de Le mettre perpendiculairement à une pièce à couper. Le chalumeau 14 comprend deux tuyères parallèles comme dans la figure 1. Le fourreau 13 destiné à tenir. le second chalumeau 15 est monté entre Les plaques parallèles lIa, 11b à L'aide de deux boulons 16, 17 qui traversent chacun Les deux moitiés de ce fourreau en dehors du volume réservé au second chalumeau 15. Ces deux boulons 16, 17 traversent aussi Les plaques parallèles Ila, 11b mais en passant à travers une fente 18 incurvée en arc de cercle ménagée dans chaque plaque. Ces deux fentes 18 s'étendent symétriquement de part et d'autre d'un axe géométrique 19 incliné par rapport à la direction générale du premier chalumeau 14, comme le montre la figure 2.Sur celle-ci et sur La figure 3 (où Les chalumeaux ont été omis) on peut voir que, après mise en place des deux chalumeaux, quand le fourreau 13 est monté à une position médiane par rapport à l'extension des fentes 18, Les axes géométriques de ces deux chalumeaux font un angle aigu a comme sur la figure 1. En desserrant Les boulons 17 et 16 et en Les faisant coulisser dans Les fentes 18, on peut modifier à volonte l'angle a dans la limite de L'extension des fentes 18. Dans cet exemple, Le réglage est possible dans une plage de O à 400 environ. Bien entendu, d'autres moyens de montage des chalumeaux pourraient être adoptés pour pouvoir faire varier l'angle a d'inclinaison du second chalumeau. Avec le dispositif de L'invention, non seulement Le front de coupe se rapproche d'une ligne droite, comme on L'a expliqué plus haut, mais la vitesse d'exécution de La coupe est accrue. Avec des pièces à couper très épaisses il est possible d'employer plusieurs chalumeaux oxycoupeurs successifs à inclinaison progressivement croissante, conformément à L'enseignement apporté par l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de coupe à t'oxygène comprenant un support (2) déplaçable dans un sens déterminé le long d'une ligne de coupe pour couper une matière (3) dans toute son épais seur Le long de cette ligne de coupe, un chalumeau d'oxycoupage (1) monté sur ce support avec une tuyère (4) de sortie de gaz dirigée substantielLement perpendiculairement à la matière à couper dans le sens de son épaisseur pour couper cette matière par oxydation le long d'un front de coupe (6), caractérisé en ce qu'il comprend une seconde- tuyère d'oxycoupage montée en arrière de la première (4) par rapport au sens (F) de déplacement, paraLlèle à cette première tuyère et dirigée vers une zone (6a) du front de coupe de la matière coupée plus éloignée de cette tuyère (5) que La zone du front de coupe vers laquelle est di#rigée La première tuyère (4) et au moins une troisième tuyère (8) montée en arrière de La seconde (5) par rapport au sens de déplacement (F), cette troisième tuyère (8) étant inclinée en direction d'une zone (7a) du front de coupe de la matière coupée plus éloignée de cette troisième tuyère (8) que la zone (6a) du front de coupe vers laquelle est dirigée la tuyère (5) qui précède. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tuyères parallèles (4,5) sont montées sur un unique corps d'un chalumeau d'oxycoupage. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que Les tuyères parallèles (4, 5) et la troisième tuyère (8) font partie respectivement de chalumeaux d'oxycoupage distincts (14, 15) fixés à un support unique à La position désirée. 4. Dispositif selon La revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un support (11) destiné à porter de manière -fixe le premier chalumeau (14) et de manière réglable en inclinaison au moins un deuxième chalumeau (15). 5. Dispositif selon La revendication 4 caractérisé en ce que Le support (11) comprend deux plaques paraLLèles (11a, llb) entre lesquelles sont disposés un moyen de maintien (13) en position inclinée réglable d'un second chalumeau. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'une fente Incurvée (18) est ménagée en correspondance dans chacune des plaques parallèles (lIa, 11b) et le moyen de maintien 7. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison de la troisième tuyère et suivantes par rapport aux tuyères parallèles est compris entre 1 30' et 400. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le débit d'oxygène de chacune des buses supplémentaires est réglé à une valeur comprise entre 80 X environ et 120 X environ du débit d'oxygène de la première buse. 9. Dispositif selon La revendication 1 caractérisé en ce que la troisième tuyère t8) est implantée sous un angle (a) dans un socle (9) réglable en position par rapport au chalumeau (1) comportant les deux tuyères parallèles le long d'une position du support (2) parallèle au sens (F) de déplacement.