Огнеструйная горелка для термического разрушения горных пород

 

Союз Советск ни

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (ц964099

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 19.01.81 (2!) 3279058/2203 с присоединением заявки М(23) Приоритет (51)М. Кл.

Е 21 В 7/14

1Ьеудеротеенный комитет

СССР ао делен изобретений и открытий

ОпУбликовано 07 10,82. Бюллетень М 37 (53) УДК 622.243. .94(088.8) Дата опубликования описания 10.10.82 (72) Авторы изобретения

И. P. Гуревич, К. A. Захваткин и В. (7! т Заявитель

Казахский политехнический институт им (54) ОГНЕСТРУЙНАЯ ГОРЕЛКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО

РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к огнеструйным горелкам для термического разрушения горных пород и может быть использовано, в частности, для бурения скважин и проходки выработок.

Известна огнеструйная горелка для разрушения. горных пород струями раскаленного газа, включающая камеру сгорания, ограниченную крышкой с сопловым отверстием и распределительной головкой, 1о которая имеет каналы для подвода окислителя и горючего и несет выступающие в камеру сгорания коаксиально расположенные завихритель и форсунку. Для воспламенения образующейся топливной смеси служит разрядник, в качестве которого использованы собственно распределительная головка, замыкаемая на землю, и подключаемые к высоковольтному источнику тока завихритель и форсунка, помещенные

20 во втулке из диэлектрического материала, которая закреплена в распределительной головке 1) .

В этой горелке с помощью разрядника можно производить дистанционное включение зажигания при срыве горения или запуске горелки.

Наиболее близкой к предлагаемой является огнеструйная горелка для термического разрушения горных пород, имеющая камеру сгорания, ограниченную крышкой с сопловым отверстием и распределительной головкой, в которой выполнены каналы для подвода окислителя и горючего, в камере сгорания по оси размещены форсунка для распыливания горючего и охватывающий форсунку завихритель для закручивания потока окислителя, а в поперечной к ее оси плоскости - биметаллическая пластина.

В известной горелке биметаллическая пластина размещена внутри конической насадки в камере и несет нагревательный элемент, при этом пластина снабжена нормально открытым контактом включения электрической лепи. В результате такого

964099 выполнения достигается автоматическое включение системы зажигания горелки при срыве горения )2), Однако топливная смесь воспламеняется и горит устойчиво только в том случае, 5 если этот срыв произошел из-еа временного нарушения подачи компонентов смеси.

В то же время при разгерметизации, например, камеры сгорания, воспламенения и устойчивого горения топливной смеси не l0 будет. Происходящие утечки топливной смеси вызовут заполнение проходимой скважины ипи выработки, что может в конечном итоге привести к взрыву. В связи с этим указанные огнеструйные горел- 15 ки не всегда безопасны в эксплуатации.

11ель изобретения — повышение безопасности эксплуатации —.орелки путем прекра- щения подачи горючего при срыве горения.

Поставленная цепь достигается тем, gg что форсунка закреплена передним концом в биметаллической пластине с возможностью совместного с ней осевого перемещения, а распределительная головка снабжена аксиально подвижным штоком дпя перекры- 5 тия входного отверстия форсунки при разобщении ее с каналом подвода горючего, При этом завихритепь имеет замкнутую полость, сообщенную с каналом подвода горючего и входным отверстием форсунки. Зп

На фиг. 1 показана схема огнеструйной горелки; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Огнеструйная горелка содержит камеру 1 сгорания, закрытую на входе распре35 делительной головкой 2 и на выходе крышкой 3 с сопловым отверстием 4 для истечения продуктов сгорания. Распределительная головка 2 имеет каналы 5 для подвода окислителя и канал 6 для подвода

4О горючего в камере 1 сгорания. Внутри нее размещен завихритель 7 дпя закручивания поступающего в камеру 1 сгорания окислителя, выполненный с внутренней замкнутой полостью 8, соединенной с каналом 6 подвода горючего. В торцовой стенке 9 завихрителя 7 с возможностью осевого перемещения установлена форсунка 10, сообщаемая входным своим отверстием с пространством полости 8 завихрителя 7 и служащая для распыливания го« рючего.

Форсунка 10 своим передним концом закреплена в биметаллической пластине

1 1, установленной в поперечной к .оси камеры 1 сгорания плоскости и имеющей прорези 12 (фиг. 2). Вместе с пластиной 11 форсунка 10 может перемещаться по оси в пределах ее деформации, так как пластина 1 1 жестко прикреплена к стенке камеры 1 сгорания.

В распределительной головке 2 соосно форсунке 10 расположен аксиально подвижный шток 13, проходящий через торцовую стенку 14 завихрителя 7 и контактирующий с торцом форсунки 10 таким образом, что перекрывает ее входное от» верстие и препятствует поступлению в нее горючего. Шток 13 шарнирно соединен с рычагом 15, имеющим возвратную пружину 16, которые расположены сверху распределительной головки 2 .

Горецка работает следующим образом.

Через каналы 5 завихритель 7 и прорези 12 биметаллической пластины 11 окислитель подается в камеру 1 сгорания.

По каналу 6 в полость 8 завихрителя 7 поступает горючее.

Перед запуском горелки с помощью рычага 15 поднимают шток 13 и удерживают его так, что между его торцом и торцом форсунки 10 образуется зазор, по которому горючее из полости 8 завихрителя 7 поступает в форсунку 10, а из нее распыливается в камеру 1 сгорания, где вместе с окислителем образует топливную смесь. Затем смесь воспламеняют в камере 1 сгорания.

Под воздействием температуры воспламенившейся смеси пластина 11 прогибается вниз и занимает положение, показанное пунктиром на фиг. 1, при этом форсунка

10 перемещается вместе с ней. Далее опускают рычаг 15 и пружина 16 возвращает его и шток 13 в исходное положение. В результате между торцами штока

13 и форсунки 10 сохраняется зазор, необходимый для беспрепятственного поступления горючего в форсунку 10.

При срыве горения биметаллическая пластина 11 охлаждается и прогибается вверх, поднимая форсунку 10, которая своим торцом упирается в торец штока 13.

Подача горючего в форсунку 10 при этом прекращается.

Таким образом, предлагаемая конструкция горелки более безопасна в эксплуатации благодаря автоматическому прекращению горючего в камеру сгорания при срыве горения.

Формула изобретения

1. Огнеструйная горелка для термического разрушения горных пород, имеющая камеру сгорания, ограниченную крышкой с сопловым отверстием и распредели тельной

О6 О.Ю головкой, в которой выполнены каналы для подвода окислителя и горючего, в камере сгорания по оси размещены форсунка для распыливания горючего и охватывающий форсунку завихритель для закручивания потока окислителя, а в поперечной к ее оси плоскости — биметаллическая пластина, отличающаяся тем,что, с целью повышения безопасности эксплуатации горелки путем прекращения подачи горючего при срыве горения, форсунка закреплена передним концом в биметаллической пластине с возможностью совместного с ней осевого перемещения, а распределительная головка снабжена аксиально

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2362814, кл. Е 21 В 7/14, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 445746, кл. Е 21 В 7/14, 1973 (прототип). подвижным штоком для перекрытия входного отверстия форсунки при разобщении ее с каналом подвода горючего.

2. Горелка по и. l, о т л и ч а ю— ш а я с я тем, что, завихритель имеет

5 замкнутую полость, сообщенную с каналом подвода горючего и входным отверстием форсунки. (964099

Составитель 10. Стрелов

Редактор Н. Кешели Техред М.Рейвес Корректор А. Ференц

Заказ 7565/2 . Тираж 623 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР йо делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4