Наконечник горелки внутрисопловогосмешения газов для нагреваповерхности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнытельный х патенту— (22) Заявлено 14.04. 76 (21)2347342/25-27 (51)М

3 (32) 14 ° 04 ° 75

F 23 0 15/04 (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (31) 7504251-5 (33) Швеция

Опубликовано 1Ы281Бюллетень Но б

Дата опублыковамыя описания 180231. (53) УДК 621.791. .034 (088.8) Иностранец

Пер-Леннарт Леннгрен (Швеция) (72) Автор изобретены я.k азу, )

1 ( (1 !

1 с

Иностранная фирма

"Ага Актиеболаг" (Швеция) (71) Заявитель (54) НАКОНЕЧНИК ГОРЕЛКИ ВНУТРИСОПЛОВОГО

СМЕШЕНИЯ ГАЗОВ ДЛЯ НАГРЕВА ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к наконечнику горелки для нагрева, пламенной зачистки, резки и т.п. процессов и может быть использован в металлообрабатывающей промышленности.

Известны горелки, в которых газы смешиваются около сопла наконечника, содержащие внутреннее и наружное сопла, между которыми образована камера смешения газов, и выпускные каналы для горючего газа, а во внутреннем сопле выполнен канал для подачи кислорода f1) и (2/.

Однако известные горелки не обеспечивают полного смещения газов.

Отношение компонентов смеси (кислорода и ацетилена) в этих горелках слишком высоко и составляет 2 ° 5-3Ä0.

Цель изобретения — улучшеиие смешения газов и повышение безопасности при эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что канал для кислорода выполнен в виде последовательно расположенных по ходу подачи кислорода сопла Лаваля, цилиндрического участка, диффузора и цилиндрического участка с глухим дном, соединенного с выпускными каналами для горючего газа через жиклеры, каждый выпускной канал для горвчего газа выполнен из двух частей, ю размещенных под углом одна к другой, при этом точка их пересечения размещена между жиклером и рабочим торцом наконечника, а часть канала., расположенная за упомянутой точкой пересечения в направлении к рабочему торцу, образует резонаторную камеру. .Причем угол между выпускными: каналами и продольной осью наконечника выполнен острым.

Кроме того, угол между двумя частями каждого выпускного канала может быть равен или больше угла между выпускным каналом и продольной осью наконечника.

На фиг. 1 показан наконечник, поперечное сечение; на фиг. 2 — внутреннее сопло наконечника.

Наконечник содержит внутреннее сопло 1 и наружное сопло 2. Внутреннее сопло 1 может быть цилиидрически или коническим и иметь отверстие по центральной оси, в которое входит втулка 3. Канал 4 для подач кислорода выполнен во втулке 3..

Канал для кислорода содержит последовательно расположенные сопло

Лаваля 5, цилиндрический участок 6, 805960 диффузор 7 и цилиндрический участок

8 с глухим дном

B сопле Лаваля 5 кислород расширяется и, тем самым, охлаждается.

Охлаждение можно осуществлять несколькими этапами путем предусмотрения дополнительных расширительных жиклеров с возможностью регулирования его для поддержания температуры наконечника в пределах, при которых исключается риск самопроизвольного зажигания смеси кислорода с горючим газом, или при использовании в качестве горючего газа ацетилена возможность образования полиацетиленов. Эффект охлаждения достигается соответствующим подбором перепада давления и рас- I5 хода для передачи тепла наконечнику от сжигания газовой смеси в сумме с теплом, которое иногда образуется при сгорании органических веществ перед наконечником. В жиклере пре Щ обладает сверхкритическое соотношение давлений. Затем высокая скорость газа в диффузоре 7 снижается, и зто снихЖние скорости преобразуется r увеличение давления. 25 жиклеры 9 участка 8 сообщаются с выпускными каналами 10 для горючего газа на цилиндрической поверхности внутреннего сопла 1. B жиклерах 9 имеет место сверхкритическое соотношение давлений, чем обеспечивается достижение определенного охлаждения для уменьшения риска обратного удара пламени и стабильное соотношение компонентов смеси.

Цилиндрическое отверстие в наружном сопле 2 образует кольцевую камеру 11 смешения вокруг внутреннего сопла. 1. Камера подачи горючего газа соединяется с камерой 11 смешения в корпусе 12. В нижней части камера 11 сообщается с каналами 13 для горючего газа на цилиндрической поверхности внутреннего сопла 1. Каналы 13 образуют с каналами 10 угол

Каналы 10 проходят спирально или псевдоспирально и образуют угол

5 центральной осью наконечника, чем обеспечивается стабилизация пламени. Однако каналы 10 могут быть и прямыми и проходить параллельно центральной оси наконечника. Каналы для горючего газа, таким образом пересекают выпускные каналы, образуя

"крест", в котором смешиваются газы.

В месте смешения газы эффектив- но перемешиваются иа большой поверхности смешения АЬ,, которая определяется с одной стороны, глубиной 46 каналов j, как правило устанавливаемой одинаковой для обоих каналов, а с другой стороны — шириной каналов (канала а для горючего газа и Ь для выпускного канала), а также углом 65 с между ними. Величина поверхности смешения Ab определяется по формуле т (р,с.

Как видно из формулы, поверхность смешения увели ивается c увеличением глубины и ширины каналов и с уменьшением угла Ф ширина Ь канала (выпускного канала) должна быть ограниченной с учетом того, что небольшие, раскаленные до бела частицы от обрабатываемого изделия могут залететь в эти каналы. Ширина а канала для горючего газа также должна быть ограниченной с тем, чтобы препятствовать случайному мгновенному сгоранию ацетилена. "Крест", который образуется в месте пересечения каналов, препятствует также проходу случайной волны сжатия и сгорания непосредственно в канал для ацетилена.

B месте пересечения канала 13 с выпускным каналом 10 часть 14 канала для горючего газа, выходящая за точку пересечения, образует гнездо, выполняющее функцию резонаторной камеры, в которой газы начинают вибрировать, что в значительной .тепени способствует хорошему смешению газов.

Если наконечник используется для пламенной зачистки или для нагрева, для достижения хорошей теплопередачи и хорошего вывода факела, а также для создания пламени на определенном, даже небольшом, расстоянии от сопла наконечника, желательна относительно высокая скорость подачи газа, чем обеспечивается поддержание температуры горения на возможно низком уровне.

B предлагаемом изобретении горелка для пламенной зачистки бетона, имеет 24 наконечника. .Хорошие характеристики наконечника в отношении смешения и безопасности зависят от того, что смешение происходит в месте пересечения кислородного выпускного) канала и ацетиленового канала, чем достигается получение эффективной смеси, при этом обеспечивается возможность для изменения соотношения компонентов смеси в широких пределах путем подбора соответствующих размеров каналов для кислорода, горючего газа и газовой смеси, а также эффективное охлаждение наконечника, достигаемое расширительным охлаждением, при котором используется повышенное расширение кислорода в одной или нескольких ступенях перед смешением его с горючим газом. При использовании наконечника в ступенях расширения можно получить такие малые соотношения компонентов смеси порядка 0,30,5, которые с точки зрения охлаж805960

15

25

Ления Лают преимущества. В известных наконечниках с расширительным охлаждением такое соотношение не ниже чем

0,528 . Другим фактором, который обеспечивает хорошие характеристики наконечника, является использование высокой скорости подачи для поддержания горения на небольшом расстоянии от наконечника. Более того, пламя стабилизируется посредством определенной спиральной или псевдоспиральной направленности выпускных каналов.

Наконечник вставляется в корпус горелки или держателя посредством .. резьбы, причем уплотняющая поверхность 15 на внутренней части нако1 нечника и поверхность 16 на наружной части наконечника имеют опору на этот корпус или держатель. В данном случае используется плоскоповерхностное уплотнение без прокладки, однако, возможно также использование конического уплотнения. Возможно также использование и внутреннего уплотнения и, каждый наконечник можно просто заменять.

Формула изобретения

1.Наконечник горелки внутрисоплового смешения газов для нагрева поверхности, содержащий внутреннее и наружное сопла, между которыми образована камера смешения газов, и выпускные каналы для горючего газа, а во внутреннем сопле выполнен канал для подачи кислорода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения смешения газов и повышения безопасности при эксплуа-.ации, канал для кислорода выполнен в виде последовательно расположенных по ходу подачи кислорода сопла Лаваля, цилиндрического участка, диффузора и цилиндрического участка с глухим дном, соединенного с выпускными каналами для горючего газа через жиклеры, каждый выпускной канал для горючего газа выполнен из двух частей размещен-

1 ный под углом одна к другой, при этом точка их пересечения размещена между жиклером и рабочим торцом наконечника, а часть канала, расположенная за упомянутой точкой пересечения в направлении к рабочему торцу, образует резонаторную камеру.

2.Наконечник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что угол между выпускными каналами и продольной осью наконечника выполнен острым.

З.Наконечник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что угол между двумя частями каждого выпускного. канала равен или больше угла между выпускным каналом и продольной осью наконечника.

Источники информации, ЗО принятые во внимание при экспертизе

1.патент Швеции Р 352434, кл. F 23 0 13/26, 27.12.72.

2.АВторское свидетельство СССР

Р 348822, кл. F 23 D 15/04, 8.04.70

35 (прототип).

У 1

А

@ г. 2

Составитель М.новик

Редактор A,Äoëèíè÷ Техред И.Коштура Корректор С.Щомак

Заказ 10989/83 Тираи 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Укгород, ул. Проектная, 4