Устройство для термического разрушения минеральных сред струей высокотемпературного газа

Устройство для термического разрушения минеральных сред струей высокотемпературного газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ СРЕД СТРУЕЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ГАЗА, содержащее кожух, размещенную в нем с кольцевым зазором камеру сгорания , оснащенную на входе распределительной головкой и на выходе соплом для истечения струи газа, трубопровод для подвода газообразного окислителя в кольцевой зазор и камеру сгорания, и трубопровод для подвода жидкого горючего, проходящий через кольцевой зазор между соплом и кожухом и соединенный с распределительной головкой, отличающееся тем, что, с целью улучшения подготовки топливной смеси, оно снабжено установленной в кольцевом зазоре, ближе к соплу, дроссельной щайбой для пропуска части окислителя в трубопровод горючего, а распределительная головка выполнена в виде размещенного на выходе из трубопровода горючего конусообразного элемента и закрепленной внутри камеры сгорания на ее входе кольцевой пластины, образующей с конусообразным элементом турбулизатор потока при проходе топливной смеси в ка (Л меру сгорания. 00 С5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1078016 А (51) Е 21 В 7/14; Е 21 С 37/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ истечен ия струи газа, трубопровод дл я подвода газообразного окислителя в кольцевой зазор и камеру сгорания, и трубопровод для подвода жидкого горючего, проходящий через кольцевой зазор между соплом и кожухом и соединенный с распределительной головкой, отличающееся тем, что, с целью улучшения подготовки топливной смеси, оно снабжено установленной в кольцевом зазоре, ближе к соплу, дроссельной шайбой для пропуска части окислителя в трубопровод горючего, а распределительная головка выполнена в виде размещенного на выходе из трубопровода горючего конусообразного элемента и закрепленной внутри камеры сгорания на ее входе кольцевой пластины, образующей с конусообразным элементом турбулизатор потока при проходе топливной смеси в камеру сгорания.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3520811/22-03 (22) 13. 12.82 (46) 07.03Я4. Бюл. № 9 (72) С. М. Асманский, Л. Н. Коверниченко, В. В. Афанасьев и P. В. Попов (71) Криворожский ордена Трудового Красного Знамени горнорудный институт (53) 622.243.94 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 875023, кл. Е 21 В 7/14, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 724720, кл. Е 21 В 7/14, 1978 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ

СРЕД СТРУЕЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ГАЗА, содержащее кожух, размещенную в нем с кольцевым зазором камеру сгорания, оснащенную на входе распределительной головкой и на выходе соплом для

ЕНИЯ,.:.","-,,!!

078016 чего и окислителя получить не удается из-за ограниченного объема камеры сгорания.

Цель изобретения улучшение подготовки топливной смеси.

Эта цель достигается тем, что устройство для термического разрушения минеральных сред струей высокотемпературного газа, содержащее кожух, размещенную в нем с кольцевым зазором камеру сгорания, оснащенную на входе распределитель50

Изобретение относится к устройству для термического разрушения минеральных сред струей высокотемпературного газа и может быть использовано для бурения и резки горных пород, бетона.

Известно устройство для термического разрушения минеральных сред нагретым газом, имеющее расположенную с кольцевым зазором в кожухе камеру сгорания с соплом для истечения продуктов сгорания, при этом магистраль подвода го- 10 рючего сообщена с кольцевым зазором, в который подаетея газообразный окислитель для образования топливной смеси, подаваемой затем в камеру сгорания.

Образованная в кольцевом зазоре топливная смесь успевает подогреться при своем движении в камеру сгорания, в результате чего улучшается процесс сгорания топливной смеси и повышается производительность устройства (1).

Однако в этом устройстве смещение ц компонентов топливной смеси до однородного состояния получить трудно ввиду уносВ капелек жидкого горюче -о потоком окислителя в камеру сгорания, что негативно влияет на процесс горения.

Наиболее близким к изобретению по тех25 нической сущности является устройство для термического разрушения минеральных сред струей высокотемпературного газа, содержащее кожух, размещенную в нем с кольцевым зазором камеру сгорания, оснащенную на входе распределительной головкой и на выходе соплом для истечения струи газа, трубопровод для подвода газообразного окислителя в кольцевой зазор и камеру сгорания, и трубопровод для подвода ?Kидкого горючего проходя 35 щий через кольцевой зазор между соплом и кожухом и соединенный с распределительной головкой.

Благодаря такому расположению трубопровода горючего в устройстве достигается подогрев жидкого горючего, которое в 40 таком состоянии впрыскивается через форсунку в камеру сгорания, куда одновременно подается окислитель для образования топливной смеси. В этом случае обеспечивается надежность запуска устройства в работу при меньших энергетических затратах на предварительный подогрев горючего (2) .

Однако качественного смешения горюной головкой и на выходе соплом для истечения струи газа, трубопровод для подвода газообразного окислителя в кольцевой зазор и камеру сгорания и трубопровод для подвода жидкого горючего, проходящий через кольцевой зазор между соплом и кожухом и соединенный с распределительной головкой, снабжено установленной в кольцевом зазоре ближе к соплу дроссельной шайбой для пропуска части окислителя в трубопровод горючего, а распределительная головка выполнена в виде размещенного на выходе из трубопровода горючего конусообразного элемента и закрепленной внутри камеры сгорания на ее входе кольцевой пластины, образующей с конусообразным элементом турбулизатор потока при проходе топливной смеси в камеру сгорания.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для термического разрушения минеральных сред имеет кожух 1, в котором с кольцевым зазором 2 размещена камера 3 сгорания, оснащенная на входе распределительной головкой 4 и на выходе соплом 5 для истечения образующихся продуктов сгорания в виде струи газа. Кожух 1 соединен с трубопроводом 6 подвода газообразного окислителя в кольцевой зазор 2 и камеру 3 сгорания.

Для поступления окислителя в камеру 3 сгорания из кольцевого зазора 2 в ее боковой стенке предусмотрены отверстия 7.

Подача жидкого горючего в камеру 3 сгорания осуществляется по трубопроводу 8, выходящему в кольцевой зазор 9 между кожухом 1 и соплом 5, при этом кольцевой зазор 2 отделен от кольцевого зазора 9 дроссельной шайбой 10. Проходное сечение отверстий 11 шайбы 10 в 2,5 раза больше проходного сечения трубопровода 8 подачи горючего. Таким образом, часть окислителя из зазора 2 поступает в зазор 9, где смешивается с горючим.

Горючее в смеси с окислителем по Tpvбопроводу 12 поступает к распределительной головке 4 через радиальные отверстия

13 в трубопроводе 12. Сечение его превышает в 1,7 раза сумму сечений отверстий 11 и трубопровода 8.

Распределительная головка 4 содержит размещенный на выходе из трубопровода 12 конусообразный элемент 14 и расположенную внутри камеры 3 сгорания на ее боковой стенке кольцевую пластину 15, которые образуют между собой кольцевую щель 16 для прохода топливной смеси в камеру 3 сгорания. При этом, трубопровод 12 образует с торцовой стенкой 17 камеры 3 сгорания кольцевую щель 18, через которую часть окислителя поступает из трубопровода 6 в камеру 3 сгорания.

Устройство работает следующим образом.

Окислитель (воздух) по трубопроводе 6 попадает в кольцевой зазор 2 между кожухом 1 и камерой 3 сгорания, охлаждает последнюю и через отверстия 7 частично проходит внутрь камеры 3 сгорания, где смешивается с богатой горючей смесью и принимает участие в горении. Меньшая часть окислителя через отверстия 11 шайбы 10 поступает в кольцевой зазор 9, смешиваясь с горючим (керосин), поступающим в него через трубопровод 8. увеличивая интенсивность его испарения и способствуя охлаждению сопла 5.

Далее горючая смесь из кольцевого зазора 9 по трубопроводу 12 поступает через его радиальные отверстия 13 во входную часть камеры 3 сгорания, где смешивает- 15 ся дополнительно с частью окислителя, поступающего через кольцевую щель 18 в торцовой стенке 17 камеры 3 сгорания.

Это предохраняет нагретую до высокой температуры горючую смесь от воспламенения. Горючая смесь затем, омывая конусообразный элемент 14, через кольцевую щель 16 проходит на кольцевой выступ

16

4 пластины 15 и направляется в углубление элемента 14, что придает потоку горючей смеси оптимальную турбулентность. Вследствие этого, максимально используется рабочий объем камеры 3 сгорания, повышая в конечном счете улучшение процесса горения.

Смешиваясь с окислителем, поступающим через радиальные отверстия 7, горючая смесь принимает участие в процессе горения. Образующиеся продукты сгорания истекают через сопло 5 камеры 3 в виде струи раскаленного газа.

Преимущество изобретения заключается в том, что путем последовательного постепенного ввода окислителя в поток горючего достигается улучшенный процесс образования топливной смеси, ее предварительный нагрев и, тем самым, более эффективное сгорание топливной смеси.

В результате температура истекающей газовой струи составляет 1800 — 2000 С и заметно повышается эффективность разрушения минеральных сред.

Редактор О. Черниченко

Заказ 888/22

Составитель Ю. Стрелов

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 564/ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4