181541. lajstromszámú szabadalom • Lángvágó berendezés magas lánghőmérsékletű csőelektródával
181541 gén széttartóvá válik, így koncentrált munkateljesítmény leadására alkalmatlan. A huzaltöltet rögzítése a legtöbb elektródánál a köpenycső deformálásával történik (lásd az említett osztrák és NDK szabadalmakat), aminek következtében helyi keresztmetszet csökkenés jön létre és ez az elektróda hat4sfokának ugyancsak nagymértékű romlását eredményezi. A fentieknek megfelelően ezek a vágóelektródák viszonylag kis sebességgel üzemeltethetők, fajlagos anyagfelhasználásuk ugyanakkor meglehetősen nagy. Az elektródák nem alkalmasak fémek, illetve fémszerkezetek megfelelő minőségű darabolására a szabályozatlan és széttartó gázáramlás miatt. A jelen találmánnyal az ismertetett problémák megoldása a célunk és olyan berendezés kialakítása, amely egyszerű és olcsó, továbbá lehetővé teszi mind fémes, mind nem fémes szerkezeti anyagok gyors és hatékony vágását, viszonylag csekély elektródafogyás mellett. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a lángvágó berendezésben olyan csőelektródát alkalmaztunk, amelynek köpenycsőből és a köpenycső belső fala mentén az égést tápláló oxigénáram biztosítására szolgáló hézagos elrendezésű fémhuzal töltetből álló égőanyaga van, ahol a töltetet fúvókaként kialakított és gázforrással összekapcsolt magcső tartja helyzetben. A magcső célszerűen alumíniumból vagy alumínium ötvözetből van. A köpenycsőnek legalább egy része bevonattal van ellátva. A bevonat célszerűen alumínium porból, limonitból és káli-vízüvegből készül. A csőelektróda olyan befogófejjel van ellátva, amely oxigén és/vagy levegő bevezető járatot, illetve járatokat tartalmaz. A befogófej úgy lehet kialakítva, hogy a járatok nyitására és zárására szolgáló szelepeket is tartalmaz. A találmány alapja az a felismerés, hogy a csőelektróda központjában elhelyezett magcső vágó fúvókaként működik és a bevezetett oxigén- vagy levegő sugarat leszűkíti, miközben anyaga folyamatosan elég. így a huzaltöltet résein áramló oxigéngázban elégő huzaltöltettel és a köpenycsővel együtt olyan hőmennyiséget biztosít, hogy mintegy 5000 C" hőmérsékletű vágósugár alakítható ki. Kőzetek, beton és vasbeton szerkezetek fúrásánál, illetve darabolásánál a tömör huzaltöltettel készült elektródákhoz képest mintegy háromszoros fúrási sebességet tesz lehetővé, ugyanakkor a fajlagos anyagfelhasználás azokénak csupán mintegy egynegyede. A találmány szerinti elektróda készítéséhez elvileg számos fém, illetve ötvözet alkalmazható. Célszerű az oxigénnel szemben minél reakcióképesebb fémeket felhasználni. Ilyen szempontból előnyös lenne az alumínium, ennek köpenycsőként történő alkalmazását azonban alacsony olvadáspontja, kis sűrűsége és az égési reakció túl gyors lefolyása nehezíti. A nagy égési sebesség következtében ugyanis az anyagfogyás viszonylag nagy és nincs arányban az elérhető vágóteljesítménnyel. Ugyanakkor a nagy reakciósebesség miatt az elektróda égési sebessége alig szabályozható. Mint korábban már említettük, köpenyeséként jól bevált a vas. Mechanikai szilárdsága, magasabb olvadáspontja, nagy sűrűsége és viszonylag magas égéshője következtében általában előnyösebben alkalmazható, mint az alumínium. Ezért célszerű töltetként is lágyvas huzalokat alkalmazni. Minthogy a magcső lényegében csak fúvókaként működik, anyagául az alumíniumot, illetve alumíniumötvözetet alkalmazunk. Az anyagokkal kapcsolatban elmondottak természetesen csak tájékoztató jellegűek, az elektróda részeinek anyagát 3 mindig a felhasználásától és a körülményektől függően kell megválasztani. A találmány szerinti elektróda legelőnyösebb kiviteli alakja a körkeresztmetszetű köpenycsőből és magcsőből álló szerkezet. Ennek számos előnye van az egyéb alakzatokhoz képest: A szimmetrikus elrendezésből következően az égési folyamat egyenletes, az elektróda összeállítása és befogása'egyszerű és tömítési problémák sem jelentkeznek. Az oxigén kis energiaveszteséggel áramolhat a huzaltöltet résein, és a lángkúp is szabályos alakú, minthogy a köpenycső és a huzaltöltet csillagfúvókát képez. A lefolytatott kísérletek tanúsága szerint a köpenycső külső átmérője célszerűen 10 és 20 mm között van. A 10 mm-nél kisebb átmérőjű csövek igen nehezen tölthetők és az elektróda tömege sem feltétlenül biztosítja a szükséges égéshőt. Másfelől a 20 mm feletti átmérő esetén az elektródában a szabad keresztmetszet olyan nagy, hogy aránytalanul sok oxigén áramlik ki. Ez, valamint a megnövekedett elektródasúly és anyagmennyiség általában gazdaságtalanná teszi az ilyen méretű elektródák alkalmazását. Az elektróda bevonása a gyújtásnál és kőzet, beton perforálása esetén előmelegítés céljából van szükség. A bevonatanyag finom eloszlású alumínium por és limonit (Fe203) 2 : 1 súlyarányú keveréke káli-vízüveg (K20 x Si02 x 2H20) kötőanyagban. A bevonat nedves állapotban bemártással vagy sajtolással hordható fel az elektróda fémtiszta, zsírmentes felületére. Fém vágására használt elektródákat a gyújtás felőli végén kb. 10 cm magasságig kell bevonattal ellátni, mivel ott csak gyújtási és ívstabilizáló szerepe van. A kőzet és beton vágására használt elektródákat teljes hosszában kell ellátni bevonattal, kivéve a befogófejhez csatlakozó 20 cm-es szakaszt, ezzel elkerülhető a bevonat felégése. A bevonatban a gyújtást követően hőtermelő reakció indul be, és ez biztosítja az elektróda és a huzaltöltet begyújtását. A reakció során kiváló vas az elektróda végén kiáramló nagy sebességű oxigéngáz által létesített vákuum hatására a sugár oxidáló tartományába sodródik és ott elég. Az így keletkezett égéshő is emeli a sugár hőmérsékletét. Az elektróda begyújtását követően a gyulladási hőmérsékletre melegített huzaltöltet és a köpenycső anyaga a réseken kiáramló oxigénnel reakcióba lép és ennek során vasoxid keletkezik, amely a fölös oxigéngázban továbbáramlik. A reakció során jelentős hőmennyiség szabadul fel. Az alumínium magcső, amely a nagynyomású és sebességű vágó oxigént szállítja, az elektróda végén folyamatosan leolvad és ugyancsak jelentős hőmennyiség felszabadításával elég. Ily módon a bevonat, a köpenycső és a töltet, valamint a magcső égéséből olyan hőmennyiség biztosítható, amellyel 5000—5500 C° hőmérsékletű vágósugarat lehet előállítani. Ez a sugár rendkívül nagy hatékonysággal képes bármely ismert szerkezeti anyagot megolvasztani. így lehetővé válik a korábban egyáltalán nem vagy csak rendkívül költséges berendezésekkel végrehajtható műveletek elvégzése. A találmány szerinti elektróda emellett rendkívül olcsón előállítható, egyszerűen üzemeltethető és alkalmazása teljesen biztonságos. Segítségével megoldható a fentieken kívül bármilyen fém, vagy fémszerkezet, például magas olvadáspontú ötvözött és rétegelt acélok jó minőségű vágása és darabolása, ami a tömör huzaltöltetű ismert elektródákkal nem végezhető el. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
