Огнеструйный бур

 

Изобретение относится к области горной промышленности и позволяет повысить производительность бурения за счет снижения потерь времени на запуск. На удлиненной штанге 1 посредством распределительной головки 2 с форсункой 3 закреплена камера сгорания (КС) 4 горелки и два защитных кожуха 5, б с сопловой крышкой 7. В стенках КС 4 выполнен кольцевой пояс отверстий (КПО) 15 на основном участке горения. Причем в боковых стенках КС 4 и кожухов 5, 6 выполнены соосные отверстия (СО) 11 на расстоянии 1 -1,5 диаметра КС 4 от среза сопла форсунки 3. С обеих сторон от СО 11 на расстоя10 (Л to Од о ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5g 4 Е 21 В 7 14

ВСКСОВ 1 < <

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

b3

Cb

CO

Сл

Ю ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3909304/22-03 (22) 06.03.85 (46) 30.09.86. Бюл. № 36 (71) Казахский ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт им. В. И. Ленина (72) Е. К. Ястребов, Б. Ф. Шерстюк и Б. К. Стырон (53) 622.243.94 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 985236, кл. Е 21 В 7/14, 1981.

Голдяев И. П. и др. Термическое разрушение крепких горных пород воздушными газоструйными термоинструментами. Сб.: Новые физические методы разрушения минеральных сред. Л.: Недра, 1970, сс. 85 — 91..SU„„1260501 A 1 (54) ОГНЕСТРУЙНЫЙ БУР (57) Изобретение относится к области горной промышленности и позволяет повысить производительность бурения за счет снижения потерь времени на запуск. На удлиненной штанге 1 посредством распределительной головки 2 с форсункой 3 закреплена камера сгорания (КС) 4 горелки и два защитных кожуха 5, 6 с сопловой крышкой 7. В стенках КС 4 выполнен кольцевой пояс отверстий (КПО) 15 на основном участке горения. Причем в боковых стенках

КС 4 и кожухов 5, 6 выполнены соосные отверстия (СО) 11 на расстоянии 1 — 1,5 диаметра КС 4 от среза сопла форсунки 3.

С обеих сторон от СО 11 на расстоя1260501 нии 0 3 — 0 5 диаметра КС 4 в ее стенках выполнены 1 — 2 КПО. Количество СО 11 в каждом КПО в 1,5 — 3 раза больше количества СО 11 в КПО 15. Суммарная площадь сечения СО 11 всех КПО одинакова. Горючее поступает в КС 4 через форсунку 3, а воздух — через КПО 13, 14 и 15. Горючее предварительно перемешивается в вихревом потоке воздуха, поступающего через КПО 14. Скорость смеси частично гасится водушной завесой от КПО 14 вторично — завесой от КПО 13. КоИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения скважин и нарезания щелей в крепких горных породах.

Цель изобретения — повышение производительности бурения за счет снижения потерь времени на запуск бура.

На чертеже представлено устройство огнеструйного бура, продольный разрез.

Горелка огнеструйного бура крепится на удлинительной штанге 1 посредством распределительной головки 2. В центре распределительной головки 2 размещается форсунка 3 для распыления горючего, а на ее свободном конце — камера 4 сгорания с промежуточным 5 и наружным 6 кожухами.

Противоположный конец их закрыт сопловой крышкой 7 с соплом 8 и отверстиями 9 для подачи воздуха для дожигания горючего в факеле. На сопловой крышке укреплены резцы 10. На расстоянии 1 — 1,5 диаметров камеры сгорания от среза сопла форсунки для распыления горючего в боковой поверхности камеры сгорания и защитных кожухов выполнено отверстие 11, перекрывающееся пробкой 12. По обе стороны от отверстия в камере сгорания на расстоянии 0,3 — 0,5 ее диаметров просверлено по 1 — 2 пояса мелких перфораций 13 и 14.

Количество перфораций 13 и 14 в каждом поясе в 1,5 — 3 раза больше, чем количество перфораций 15 в поясах на основном участке камеры сгорания при одинаковой их суммарной площади.

Запуск и вывод на рабочий режим огнеструйного бура осуществляется следующим образом. По топливоподводящим магистралям, расположенным в удлинительной штанге 1, к распределительной головке 2 под давлением подается сжатый воздух и горючее, которые затем поступают в камеру

4 сгорания по винтовым канавкам в распределительной головке 2, через пояса отличество СО 11 в поясах 13, 14 и 15 повышает их проникающую способность и обеспечивает полное перекрытие всего сечения

КС 4. Затем смесь воспламеняется через

СО 11. Через СО 11 следят за перемещением фронта пламени, не допуская его выдувания из КС 4 в сторону сопла 8.

Т. обр., снижение затрат времени на запуск при таком выполнении КС 4 обеспечивается втягиванием фронта пламени и стабилизацией его в КС 4. 1 ил. верстий 13, 14 и 15 (воздух) и форсунку 3 (горючее) .

На участках камеры 4 сгорания, заключенных между срезом сопла форсунки 3 и поясами 14 отверстий, происходит предварительное перемешивание распыленного горючего и вихревых потоков воздуха. Образующая топливная смесь имеет значительную продольную скорость движения, которая

1О частично гасится воздушной завесой из струек, поступающих в камеру сгорания через пояса отверстий 14. Одновременно струйки воздуха снимают со стенок камеры 4 сгорания ту часть горючего, которая отбрасывается вихревыми потоками воздуха, направляют ее к оси камеры и способствуют лучшему перемешиванию топливных компонентов. Дальнейшее торможение топливной смеси в камере сгорания осуществляется второй воздушной завесой их струек возду20 ха, поступающих в камеру 4 сгорания через пояса отверстий 13.

Повышение количества отверстий в поясах 13 и 14 и размещение их в шахматном порядке обеспечивает практически полное перекрытие всего сечения камеры 4 сгорания и создает локальную зону, в которой топливная смесь тормозится. Образование этой зоны облегчается повышением скорости струек воздуха, поступающих через

Зо пояса отверстий 13 и 14, и повышением их проникающей способности. Размеры этой зоны, ограниченной воздушными завесами, количество и диаметр отверстий в поясах

13 и 14 и расстояние от среза сопла до отверстия 11 установлены опытным путем при использовании в качестве горючего как бензина, так и дизельного топлива в диапазоне температур окружающего воздуха от +30 до — 40 С. Поджиг топливной смеси производится через отверстие 11 любым источ1260501

Составитель С. Робатень

Редактор А. Долинин Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Заказ 5199/27 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ником тепла (спичкой, газовой или электрической зажигалкой и др.). После воспламенения топливной смеси производится постепенное повышение расходов горючего и воздуха. Темп изменения расходов топливных компонентов определяется положением фронта пламени в камере 4 сгорания, которое фиксируется визуальным наблюдением через открытое отверстие 11. При перемещении фронта пламени в сторону сопла, т. е.. при опасности выдувания его из камеры 4 сгорания, темп повышения расхода топливных компонентов снижается. Когда истекающие из сопла 8 продукты сгорания при дальнейшем повышении расхода топливных компонентов начинают формироваться в сверхзвуковую раскаленную струю газов, отверстие 11 перекрывается пробкой 12 и горелка выводится на рабочий режим.

Формула изобретения

Огнеструйный бур, включающий удлинительную штангу с топливной магистралью, горелку с распределительной головкой, форсункой с соплом, защитными кожухами и камерой сгорания, в боковых стенках которых выполнены соосные отверстия для поджига топливной смеси в камере сгорания, сопловую крышку с соплом, и кольцевой пояс отверстий в стенке камеры сгорания на основном участке горения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности бурения за счет снижения потерь времени на запуск бура, соосные отверстия для поджига топлива выполняются на расстоянии 1 — 1,5 диаметра камеры сгорания от среза сопла форсунки, а с обеих сторон от отверстия для поджига топлива на расстоянии 0,3 — 0,5 диаметра камеры сгорания в ее стенках выполняются I — 2 кольцевых пояса отверстий, количество которых в каждом поясе в 1,5 — 3 раза больше количества отверстий на основном участке горения, при этом суммарная площадь сечения отверстий во всех кольцевых поясах выполнена одинаковой.