Устройство для термического разрушения горных пород

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 101178 (21) 2684947/22-02 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 23.12.80. Бюллетень йо 47

Дата опубликования описания 2 1280 (я)М. Кл.З

Е 21 С 21/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДМ 622.243.94 (088.8) I

В. П. Черепанов и В. В. Костин

1 2

Кременчугский филиал Харьковского ордена буйна...,. политехнического института им. В.И. Ленин т - - А

Министерства высшего и среднего специального образования Украинской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ

ГОРНЫХ ПОРОД

Настоящее изобретение относится к термическому разрушению искусственных и естественных сред, преимущественно для бурения и резки горных пород, мерзлых грунтов и обработки природного камня.

Известно устройство для термического разрушения искусственных и минеральных сред с использованием жидкого горючего и в качестве окислителя — воздух, имеющее камеру сгорания, закрытую с одной стороны головкой со встроеннйми в нее средствами для подачи рабочих компонентов, а с другой стороны - крышкой с сопловым отверстием, через которое истекает высокотемпературная газовая струя.

Распределитель, закрепленный на головке, имеет наклонные отверстия и винтовую канавку, нарезанную на его цилиндрической поверхности, для подачи воздуха в камеру сгорания.

Закрученный воздушный поток смешивается с распыленным форсункой горючим. Полученная смесь поступает в зону воспламенения, где возгорается за счет всасывания пламени в камеру сгорания от постороннего источника.

Качество смешения горючего с окислителем обеспечивается закруткой горючего в форсунке и воздуха в распределительной головке. Подача горючего через распределительную головку, т.е. через все поперечное сече5 ние камеры сгорания, улучшает качество смесеобразования. Полнота сгорания горючего, а значит и термодина" мические параметры истекающей из устройства газовой струи, улучшаются !

О ll) .

Однако стабилизация пламени в рассмотренйом, устройстве обеспечиэается наличием только эон обратных токов, вызываемых закруткой горючего и окислителя. Подача окислителя через распределительную головку, т.е. фактически через все поперечное сечение камеры, способствует организации зоны обратных токов только в центре

20 вихря, образуемого от закрутки окислителя и горючего.

В устройстве не предусмотрена принудительная стабилизация пламени, что приводит к его частому срыву, не25 обходимости повторных запусков, а значит, к потере рабочего времени и непроизводительному расходу горючего °

Наиболее близким к изобретению

Зр пэ технической сущности и достигае789658 мому результату является устройство для термического разрушения горных . пЬрод, содержащее камеру сгорания, эавихритель воздуха, форсунку, стабилизатор пламени и магистрали подвода горючего и окислителя.

Наличие зоны интенсивных обратных токов, возникающих при обтекании конуса, позволяет стабилизировать . фронт пламени эа конусом и уменьшить вероятность срыва пламени воздушным потоком. Стабилизатор пламени повы шает и качество смесеобразования, что достигается за счет отражения частиц горючего от стабилизатора и их дополнительного перемешивания с воздухом. Это. приводит к повышению полноты сгорания горючего (2).

Однако, даже в случае применения стабилизатора пламени, качество смесеобразования остается недостаточно высоким, что не. позволяет достичь желаемой полноты сгорания горючего. 1

Цель изобретения — повышение полноты сгорания горючего путем улучшения качества смесеобраэования.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве стабилизатор пламени установлен с возможностью вращения вокруг своей оси и имеет форму пластины которая расположена вдоль оси камеры сгорания и закреплена на завихрителе вьздуха посредством держателя.

На фиг. 1 показана принципиальная, схема предлагаемого. устройства; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1.

Устройство состоит из цилиндрической камеры 1 сгорания, одеваемой на завихритель 2 воздуха, представ.-. ляющий собой цилиндрическое тело с винтовыми каналами на поверхности для подвода окислителя (воздуха) и осевым каналом для подвода горючего к форсунке.3. Форсунка 3 ввинчивает-: ся в корпус завихрителя 2 и служит для распыления горючего, подаваемого в камеру 1 сгорания. Держатель 4 крепится к торцу завихрителя 2 воз-, духа. Стабилйэатор 5 пламени выполнен в виде пластины и установлен на оси б с возможностью вращения вокруг нее. Ocb б крепится на держателе 4 вдоль оси камеры 1 сгорания. Камера

1 сгорания оканчивается соплом 7, через которые происходит истечение продуктов сгорания. . Устройство работает следующим образом.

Окислитель (воздух), подаваемый в камеру сгорания, проходит через завихритель 2, закручивается, и приобретает значительную угловую скорость ° Горючее через осевой канал в завихрителе 2 поступает в форсунку

- 3, которая подает его в камеру 1 сгорания. Воздушный вихрь, воздействуя; на стабилизатор 5 пламени, зас5!

О l5 Таким образом, вращающийся стабилизатор обеспечивает повышение термодинамических параметров истекающей струи иэ-за повышения полноты сгорания, которая достигается более тща20 тельным перемешиванием горючего и окислителя, а также увеличением времени пребывания горючего в камере сгорания. Повышение температуры и скорости продуктов сгорания ведет к д5 более Антенсивному разрушению горных пород, т.е. при том же самом расходе горючего и окислителя, что и у известного устройства, увеличивается производительность устройства, а значит растет его экономичность.

50 Формула изобретения

d0

65 тавляет его интенсивно вращаться вокруг оси б °

Вращающийся стабилизатор 5 йламени значительно интенсифицирует процесс смесеобразования эа счет принудительного механизма перемешивания горючего и окислителя. Принудительное перемешивание смеси приводит к увеличению пути, который проходят. частицы горючего в камере сгорания, т.е. увеличивается время пребывания горючего в камере сгорания, а значит повышается полнота сгорания.

Вращающийся стабилизатор пламени, выполненный в виде пластины, обладая малым гидросдпротивлением, не разрушает воздушный вихрь, образованный завихрителем, что обеспечивает создание зон обратных токов. Зоны обратных токов образуются из-за вращения стабилизатора и эа счет сохранения вихря, созданного завихрителем. Образующиеся устойчивые зоны обратных токов способствуют хорошеЯ стабилизации пламени на всех режимах работы устройства. Стабилизация фронта пламени обеспечивает устойчивую работу устройства, что особенно важно во время вывода устройства на рабочий режим. Это позволяет сэкономить горючее, идущее на повторные запуски, .сэкономить рабочее время.

Устройство для термического разрушения горных пород, содермащее на меру сгорания эазихритель воздуха, форсунку, стабилизатор пламени и .магистрали подвода горючего и окислителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения полноты сгорания горючего путем улучшения качества смесеобразования, стабилизатор пламени установлен с воэможностью вращения вокруг своей оси и имеет форму пластины, которая расположена вдоль оси камеры сгорания и эакреп 789658

Составитель О.Серегина

Техред, М. Рейвес Корректор Н. Бабинец

Редактор A.Øèøêèíà

Тираж 626 . . .... Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9014/33

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лена на эавихрителе воздуха посредством держателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 257402 кл. Е 21 С 21/00, 26.11.64 2. Авторское свидетельство СССР .

Ю 387115, кл. Е 21 С 21/00, 19.11 ° .71