点燃铝热组合物的设备、包含该铝热组合物的坩埚以及相关方法技术

本发明专利技术涉及一种用于点燃铝热组合物（４）的设备（１），其特征在于，它包括电阻（４０、４３），所述电阻用于连接两个电极（２０、２１）并且用于通过电流源被供能，从而通过焦耳效应产生热量，所述电阻暴露于包括氧和碳的介质，从而由电阻导致的介质温度上升导致一氧化碳的形成并且然后使得后者与氧发生放热反应，从而产生能够点燃铝热组合物的火焰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于点燃铝热组合物的方法，并且涉及相关的设 备，特别地本专利技术涉及如下类型的方法和设备其中连接两个电极的 电阻放置于紧挨该组合物的位置，该电阻被供给电流，从而通过来自 后者的焦耳效应引起热量释放。
技术介绍
这种方法和这种设备本身是总所周知的，在一个实施例中，电阻 覆盖有烟火式点燃组合物并且因此被覆盖，浸入在待点燃的铝热组合 物中。该烟火式点燃组合物的组合以及配比的方式使得当电阻被供给 电流时在电阻中由焦耳效应引起的热量的释放效果下，产生充分的热 量释放，从而使得铝热燃料点燃，其中通过焦耳效应的简单热量释放 并不会产生这种结果。因此，US专利第1,562,137号描述了这样一种方法，其应用于用 作"热地雷(thermal mine)"的铝热组合物的点燃，意在在液压装置的 供水系统中破冰，然而还已经提出了其它应用，特别是在铁路轨道的 铝热焊接的领域。以已知方式那样应用的该方法被证明是特别危险的，只要其开始 反应，即使是出于意外，烟火式组合物本身就会维持该反应而不会有 任何使其停止的可能性，从而过早地使得铝热组合物点燃以及随之而 来的这种特别大的热量释放，不论预期的应用是什么，这会使得现场 的人员和装置承担特别大的风险。此外，申请人试图开发一种用于点燃铝热组合物的方法，所述铝 热组合物的类型在序言中表述，其特征在于，电极中的至少一个由具 有高于第二确定温度的第一确定熔化温度的材料制成，以点燃铝热组 合物，其特征在于，热量的释放是在初始充分限制的空间中在碳和氧 存在的条件下通过焦耳效应引起的，以在该空间中达到高于所述第一温度的第三温度，从而产生电离一氧化碳，从而使得所述材料局部电 离熔化，然后维持两个电极的电流供给，同时使得电离一氧化碳的产 生和它们之间的电流通过持续进行，从而使得材料的局部电离熔化至少持续充分的时间，从而产生所述熔化材料的电离熔珠(bead)，该电离 熔珠具有足够的质量和温度，以通过与所述铝热组合物进行热交换并 且通过其离子激发，使得后者点燃。然而，这种方法具有缺点，不能使得铝热组合物足够可预测地并 且可靠地点燃。此外，引燃组合物的电离熔珠具有产生短路的风险， 因为它在电极之间形成了物理接触。
技术实现思路
本专利技术的目的是找到一种对于现有技术的缺点的补救措施。 根据第一方面，出于这个目的提出了一种用于点燃铝热组合物的 设备，其特征在于，它包括电阻，所述电阻连接两个电极并且用于通 过电流源而被供能，从而通过焦耳效应引起热量释放，所述电阻暴露 于包括氧和碳的介质，从而由电阻导致的介质温度上升导致一氧化碳 的形成并且然后使得后者与氧发生放热反应，导致能够引起铝热组合 物点燃的火焰出现。申请人用这种设备进行的试验已经显示出，电流的建立引起设备 的即时反应。某些优选的但并非限制性的方面如下 电阻包括碳， 至少部分地通过包括在电阻中的碳实现形成一氧化碳， 电阻包括支撑碳纤维的绝缘支架， 碳纤维是机织的， 碳纤维通过压力应用为抵靠在电极上， 支架将碳纤维支撑在其周围，并且被强行插入在电极之间， 支架是可弹性压縮的， 碳纤维围绕支架符合一般U形截面， 氧来自于周围的空气， 它包括用于提供周围的空气的通道， 通道在电阻附近开放， 对于固体形成障碍物的元件设置在电阻周围， 所述形成障碍物的元件通过所述支架形成，后者包括应用为抵 靠在电极上的绝缘胶带， 它进一步包括外部的基本上刚性的结构，保证胶带保持在适当 位置， 铝热组合物的水平面位于电极的下端之下，并且与后者有一定 距离， 铝热组合物的水平面位于电极的下端之上， 电极的下端包含在形成障碍物的元件中，从而使得电极不与铝 热组合物直接接触， 电极是由钢制成的， 电阻是预成型的套管， 它包括密封的外壳，所述外壳包含引燃铝热组合物剂量并且安 装在基座上，电极安装在所述基座中， 所述外壳由一种材料制成，对于所述材料熔点基本上低于引燃 剂量的铝热反应所达到的温度， 所述外壳由铝或铝合金以单片形式制成， 所述通道在所述外壳的壁中形成， 在所述外壳中的铝热组合物的水平面位于电极的下端之下并且 与后者有一定距离， 在所述外壳中的铝热组合物的水平面位于所述通道之下， 在所述外壳中的铝热组合物的水平面位于所述电极的下端之上， 电极的下端包含在形成障碍物的元件中，从而使得电极不与铝 热组合物直接接触。根据本专利技术的第二方面，提出了一种用于点燃铝热组合物的方法， 包括以下步骤将如上面所限定的设备放置于组合物附近，并且将电 流供给至该设备的电阻，在电阻处产生的火焰直接触发铝热反应。根据本专利技术的第三方面，提出了一种用于点燃主要铝热组合物的 方法，包括以下步骤将如上面所限定的设备放置于组合物附近，并且将电流供给至该设备的电阻，在电阻处产生的火焰触发引燃剂量的 铝热反应，其自身伴随着外壳的至少部分熔化，使得来自所述反应的 白热熔化金属朝着主要铝热组合物扩散。根据本专利技术的第四方面，提出了一种用于诸如铁路轨道的型材的 铝热焊接的方法，其中在模具之上的坩埚中放置铝热组合物的一定剂 量，所述模具和两个面对的型材端部一起限定出模制空腔，其特征在 于，通过前述方法之一在所述剂量中触发铝热反应。根据本专利技术的第五方面，提出了一种用于制造点燃设备的方法，其特征在于它包括以下步骤从挤压出的绝缘部分(extruded insulating part)切割出来绝缘支架、围绕所述支架使用碳纤维以及将具有碳纤维 的支架强行安装在电极之间。根据本专利技术的第六方面，提出了一种用于制造点燃设备的方法， 其特征在于它包括以下步骤从挤压出的绝缘部分切割出来绝缘支架， 围绕所述挤压出的绝缘部分在其整个长度上预先固定碳纤维，以及将 具有碳纤维的支架强行安装在电极之间。两个较后的方法的某些优选的但并非限制性的方面如下 绝缘部分是由硅制成的， 它包括在电极上施加倾向于使电极更加靠近在一起的力的附加 步骤。根据第七方面，本专利技术提出一种用于铝热反应的坩埚组件，能够 在用于焊接诸如铁路轨道的型材的模具之上调节，其特征在于它包括 点燃设备。某些优选的但并非限制性的方面如下 它包括盖子，所述设备放置在通过所述盖子的开口中， 所述坩埚在侧壁中包括用于容纳所述点燃设备的合适的开口。 根据本专利技术的方法和设备可以具有很多应用方式，特别是诸如铁路轨道的型材的铝热焊接的应用方式，这是一种运输和处理不同设备的条件并不允许轻易遵守严格的安全指示的应用方式，其特别需要点燃设备排除铝热焊接燃料的任何过早点燃。与这种应用方式相关，可以设置为将铝热焊接燃料容纳在坩埚中。然后可以设置为将根据本专利技术的设备或多或少埋藏在铝热焊接燃料中。不论根据本专利技术的设备因而如何相对于容纳在柑埚中的铝热焊接 燃料而布置，它可以以独立于后者的形式出现，从而仅仅在必须进行 焊接时被放置在其中，并且坩埚是否需要在焊接之后再次使用或者在 焊接之后被毁掉也这样布置。然而，也可以设置为将根据本专利技术的设备整体结合至坩埚或者坩 埚组件的一部分，根据本专利技术的设备本身用于单一用途。出于这个目的，提出了根据本专利技术的点燃设备分别包括用于将电 极牢固地整体结合至用于铝热焊接的坩埚组件的壁的装置，或者用于 将设备牢固地整体结合至用于铝热焊接的坩埚组件的壁的装置。在这里"坩埚组件"并不仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于点燃铝热组合物（４）的设备（１），其特征在于，它包括电阻（４０），所述电阻（４０）连接两个电极（２０、２１）并且用于通过电流源被供能，从而通过焦耳效应引起热量释放，所述电阻暴露于包括氧和碳的介质，从而由所述电阻导致的介质温度上升导致一氧化碳的形成并且然后使得后者与氧发生放热反应，导致能够点燃铝热组合物（４）的火焰出现。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F维瑟尔，JJ蒂吕，L维尼亚尔，
申请(专利权)人：瑞尔泰克国际公司，
类型：发明
国别省市：FR[]