Устройство для термического разрушения горных пород

 

Изобретение относит ся к горной промьшленности, а именно к устр-вам для термического разрушения крепких; горных пород, и предназначено преимущественно для термического расширения взрывных скважин. Цель - повышение производительности устр-ва за счет стабилизации процесса горения в камере сгорания при повышенных расходах горючего и окислителя; Устр-во включает корпус I, внутри которого коаксиально с ним установлены промежуточный кожух 2 и жаровая труба (ЖТ) 3 с радиальными каналами 21.Внус «б

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (!!) А"!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В 4

1Â

В щ 7

@ив.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4287030/23-03 (22) 20.07.87 (46) 30.03.89. Бюл. - 12 (71) Специальное конструкторское бюро самоходного горного оборудования и Московский горный институт (72) А.В,Дугарцыренов, С.А.Гончаров, Ю.И.Водолазов, M.È.Îñòðûé и В,И.Мочалов (53) 622,243.94.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 258206, кл, E 21 В 7/14, 1968.

Дмитриев А.П. и Гончаров С.А.

Термодинамические процессы в горных породах. M. Недра, 1983, с.197-.199, рис,l6.11 (5ц 4 Е 21 В 7/14 Е 21 С 37 16 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РА3РУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится.к горной промышленности, а именно к устр-вам для термического разрушения крепких горных пород, и предназначено tIpeимущественно для термического расширения взрывных скважин. Цель — повышение производительности устр-ва за счет стабилизации процесса горения в камере сгорания при повышенных расходах горючего и окислителя; Устр-во включает корпус 1, внутри которого .коаксиально с ним установлены промежуточный кожух 2 и жаровая труба (ЖТ) 3 с радиальными каналами 21.Вну- ф

1469076 три ЖТ 3 образована камера сгорания (КС) 4, ограниченная сверху тарелкой (Т) 5» а снизу — сопловым аппаратом

6 с трактами 7 его охлаждения. Над Т

5 размещена распределительная головка 8. Между ЖТ 3 и Т 5 размещен цилиндрический насадок 9 с продольными каналами. При этом Т 5 имеет форсунку 13 для распыливания горючего в КС

4 сгорания, канал 14 для подвода горючего к форсунке и канал для ввода в КС 4 воздуха. При подаче в КС 4 воздуха и горючего они смешиваются и участвуют в процессе горения. Формирование высокотемпературной сверх звуковой газовой струи происходит в

Изобретение относится к горной промышленности; в частности к конструкции устройств для термического разрушения крепких горных пород высокотемпературныии газовыми струями, и предназначено преимущественно для термического расширения взрывных скважин на карьерах, Цель изобретения — повышение производительности устройства путем стабилизации процесса горения в камере

10 сгорания при повышенных расходах горючего и окислителя.

На фиг.l представлено устройство для термического разрушения горных

1 пород, на фиг.2 — сечение А-Л на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, расположенные коаксиально с ним промежуточный кожух 2 и жаровую трубу

3, внутри которой образована камера

4 сгорания, ограниченная сверку тарелкой 5, а снизу — сопловым аппаратом 6 с трактами 7 его охлаждения.

Над тарелкой 5 соосно с ней размещена распределительная головка 8. В зазоре между жаровой трубой 3 н тарелкой 5 размещен цилиндрический насадок 9 с продольными каналами. Между тарелкой 5 и распределительной ro30 ловкой 8 образована полость 10. Промежуточный .кожух 2 образует с корпу-сом 1 и жаровой трубой 3 кольцевые сопле 20. Струя, воздействуя на горную породу., производит ее разрушение, Окислитель подается в КС 4 из магистрали 17 двумя потоками. Одна часть воздуха направляется в кольцевой канал, откуда поступает в тракты 7 охлаждения соплового аппарата 6 и далее в кольцевой канал. Вторая часть подается в КС 4 через каналы 18 и

19 распределительной головки 8 и насадка 9, Эффективность горения обеспечивает то, что часть воздуха, пройдя тракты 7, через кольцевой канал и радиальные каналы в подогретом виде также поступает в КС 4. 2 э.п. ф-лы, 2 ил.

2 каналы 11 и 12. Тарелка 5 снабжена форсункой 13 для распыливания горючего в камере 4 сгорания. Для подвода горючего к форсунке 13 от магистрали для подачи горючего в тарелке 5 выполнен канал 14 В тарелке 5 выполнеп также канал 15 для ввода в камеру 4 сгорания воздуха, сообщенный с полостью 10, Кольцевой канал

12 сообщен с полостью 10 через радиальный канал 16 насадка 9, Камера 4 сгорания сообщена непосредственно с магистралью 17 для пацачи окислителя через продольные 18 и дополнительные 19 каналы соответственно в насадке 9 и распределительной головке 8.

Продукты сгорания вытекают из камеры

4 сгорания через сопло 20. Ввод окислителя — воздуха — в камеру 4 сгорания осуществляется с помощью радиальных каналов 21 в жаровой трубе 3.

Устройство работает следующим образом.

Топливные компоненты (воздух и горючее) подают в камеру 4 сгорания, где они смешиваются и участвуют в процессе горения. Для формирования высокотемпературной сверхзвуковой газовой струи продуктов сгорания служит сопло 20. Высокотемпературная газовая струя воздействует на горную породу и производит ее хрупкое разрушение за счет термических напряже1469076 ний. При этом окислитель подается из магистрали 17 в камеру 4 сгорания двумя потоками. Одна часть воздуха направляется в кольцевой канал 11, откуда поступает, н тракты 7 охлаждения соплового аппарата 6 и далее в кольцевой канал 12. В этих каналах воздух нагревается за счет охлаждения соплового аппарата 6 и жаровой 10 трубы 3 и далее через радиальные каналы 21 жаровой трубы, а также радиальный канал 16 насадка 9, полость

Ю

10 и канал 15 тарелки 5 поступает в камеру 4 сгорания. Подогретый воздух смешивается в верхней части камеры 4 сгорания с распыленным горючим, образуя топливную смесь. Нагрев воздуха способствует качественному смешению воздуха с горючим и улучшает за- 20 пуск горелки. Вторая часть воздуха подается из магистрали 17 в камеру

4 сгорания, минуя охлаждающие каналы устройства, через каналы 19 и 18 распределительной головки 8 и на- 25 садка 9. Так как нижний торец насадка 9 размещен внутри камеры 4 сгорания, то эта часть воздуха, более холодная, чем первая, попадает в среднюю часть камеры 4 сгорания в зону наиболее интенсивного горения. Поэтому эта часть воздуха также нагревается в насадке 9 за счет теис лообмена с нагретыми стенками насадка 9. Таким образом, все количество воздуха подается в камеру 4 сгорания в подогретом состоянии, что повышает эффективность горения, В силу того, что насадка введена внутрь камеры сгорания, в верхней 40 части последней скорость потока меньше, чем в сечениях, расположенных ниже насадки. Это связано с тем, что в верхнюю часть камеры сгорания поступает небольшая часть подогретого воэ- 45 духа ()0-207), прошедшего от трактов охлаждения соплового аппарата,,минуя боковые отверстия жаровой трубы, выполненных ниже насадки. Небольшие скорости потока в верхней части каме5 ры сгорания позволяют удерживать фронт горения на этом участке, что способствует стабилизации процесса горения во всем объеме камеры сгора1ния.Улучшаются также запуск устройства

I и выход его на рабочий режим.

Формула изобретения

1, Устройство для термического разрушения горных пород, включающее корпус, внутри которого коаксиально с ним установлена жаровая труба с радиальными каналами, промежуточный кожух, расположенный между корпусом и жаровой трубой и образующий с последними кольцевые каналы, камеру сгорания, образованную жаровой трубой, сопловым аппаратом с трактами его охлаждения и тарелкой с форсункой, распределительную головку, которая образует с тарелкой полость, сообщенную через канал в тарелке с камерой сгорания, магистраль для подачи горючего, соединенную через канал в распределительной головке с форсункой,"и магистраль для подачи окислителя, которая через канал в распределительной головке сообщена с кольцевым каналом между корпусом и промежуточным кожухом, отличающеес я тем, что, с целью повышения его производительности за счет стабилизации процесса горения в камере сгорания при повышенных расходах горючего и окислителя, оно снабжена цилиндрическим насадкам с продольными каналами, закрепленным на распределительной головке, а в распределительной головке выполнены дополнительные каналы, которые соединяют магистраль для подачи окислителя с продольными каналами насадка, при этом нижний торец насадка расположен в камере сгорания.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что радиальные каналы жаровой трубы расположены ниже кольцевого насадка.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в цилиндрическом насадке выполнены радиальные каналы для соединения кольцевого канала между промежуточным кожухом и жаровой трубой с полостью между тарелкой и распределительной головкой, 1469076

Составитель А.Толстон

Техред M. Ходанич

Редактор А.Огар

Корректор M.Càìáoðñêàÿ

Заказ 1330/33

Тираж 514

Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, РаУйская набe де 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, Ул. Гагарина,101