Устройство для термического разрушения горных пород струями раскаленного газа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»976064 фф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27. 03. 81 (21) 3267299/22-03 с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 231182. Бюллетень М 43

Дата опубликований описания 231182

t$g) М Кп 3

Е 21 С 37/16

Е 21 В 7/14

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53)УДК .622. 243.94 (088.8) A.A. Боголюбов, С.А. Гончаров, А. А -. Капустин,. Г.П. Каркашадэе, Г.П.Неретин, Я.И.Шнапир, Г. А.ЯнЧЕнко и Т.Й.Янченко (72) Авторы изобретения

1 е

Московский ордена Трудового "Kp r6 Знамени горный институт (71) Заявитель (54 ) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗ РУЬ)ЕНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД СТРУЯМИ РАСКАЛЕННОГО ГАЗА

Изобретение относится к горной промышленности, в .частности к установкам для термического разрушения горных пород струями раскаленного газа, генерируемыми воздушно-огнеструйными горелками.

Известна установка, имеющая воздушно-огнеструйную горелку, работающую на смеси воздуха и жидкого углеводородного горючего. Подача горючего в горелку осуществляется путем его вытеснения иэ специальной емкости сжатым воздухом, подаваемым от компрессора f 1).

Однако при использовании сжатого воздуха в емкости с жидким горючим образуется взрывоопасная смесь паров углеводородного горючего и воздуха, в результате чего возникает опасность эксплуатации этой установки. Кроме того, подача горючего путем его вытеснения сжатым воздухом предъявляет повышенные требования к изготовлению емкости, в связи с чем надежность .установки снижается.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка для термического разрушения горных пород струями раскаленного газа, включающая воздушноогнеструйную горелку, емкость для жидкого углеводородного горючего, насос для подачи горючего, магистраль для подвода горючего в горелку с эапорными вентилями и измерительно-регистрирующей аппаратурой, магистраль с перепускным клапаном t 2).

Однако в известной установке при использовании в качестве углеводородного горючего дизельного топлива возрастает время и снижается надежность запуска воздушно-огнеструйной горелки. Это отрицательно сказывается на производителЬности установки по разрушению горных пород. В зимних условиях запуск воздушно-огнеструйных горелок на дизельном топливе беэ применения специальных профилактических, довольно трудоемких, мер (подогрев дизельного топлива, обогащение сжатого воздуха кислородом и т.д.) становится практически невозможным.

Целью изобретения является повышение производительности установки по разрушению горных пород за счет сокращения времени и повышения надежности запуска воздушно-огнеструйной горелки при использовании в каЗО честве горючего дизельного топлива.

976064

Поставленная цель достигается тем, что установка для термического разрушения горных пород струями раскаленного газа, включающая воздушно-огнеструйную горелку, емкость для жидкого углеводородного горючего, насос 5 ! для подачи горючего, магистраль для подвода горючего в,горелку с запорными вентилями и измерительно-регистрирующей аппаратурой, магистраль с перепускным клапаном, снабжена дополнительной емкостью для пускового легковоспламеняющегося жидкого углеводородного горючего, сообщенной с магистралью для подвода горючего в горелку, и смесителем, установленным в 15 указанной магистрали и соединенным с одной стороны через запорные вентили с обеими емкостями, с другой — со входом íасоса для подачи горючего, а через магистраль с перепускным 20 клапаном — c его выходом.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки для термического разрушения горных пород струями раскаленного газа. 25

Установка включает емкости для пускового легковоспламеняющегося жидкого углеводородного горючего 1 и дизельного топлива 2, запорные вентили 3 и 4, магистраль 5 для подвода 30 горючего в воздушно-огнеструйную горелку 6, насос для подачи горючего

7, магистраль 8 с перепускным клапаном 9, смеситель 10, расходомер горючего 11, манометр 12 давления и дрос-35 сель 13 регулировки расхода горючего. Сжатый воздух подается от компрессора (не показан).

Емкость 1 сообщена с магистралью

5, а смеситель 10, установленный в магистрали 5, соединен с одной стороны через вентили 3 и 4 с емкостями 1 и 2, с другой — co входом насоса 7, а через магистраль 8 с перепускным клапаном 9 — с его выходом.

Наличие дополнительной емкости 1 позволяет применить для запуска воздушно-огнеструйной горелки специальное пусковое легковоспламеняющееся жидкое углеводородное топливо (например, высокооктановые бензины), что позволяет сократить время и повысить надежность запуска горелки, а при отрицательных температурах обойтись без применения специальных профилактических мер. После запуска 55 и прогрева горелки осуществляется переход на основное горючее — дизельное топливо. Применение пускового горючего такого же типа,как и дизельное топливо, т.е. жидкое углеводород-60 ное, наиболее целесообразно. Горючие такого же типа более безопасны и режи лы их горения близки. Соединение емкости 1 с магистралью 5 позволяет упростить конструкцию установки, так как для обоих видов горючего используются общие магистраль, запорно-регулирующая и измерительная аппарату ра.

Смеситель 10, установленный в магистрали 5 и соединенный магистралью

8 с перепускным клапаном 9 с выходом насоса 7, обеспечивает постепенное нарастание концентрации дизельного топлива в смеси, подаваемой в горелку в период перехода с пускового горючего на дизельное топливо. Плавный переход с одного горючего на другое, трудновоспламеняющееся,. сводит к минимуму вероятность срыва процесса горения в горелке в этот период,что повышает надежность запуска. Объем смесителя выбирается таким, чтобы количество пускового горючего, находящегося в нем в период запуска, обеспечивало полный переход с пускового горючего на дизельчое топливо за 0,31 мин. В этом случае практически полностью исключается вероятность срыва процесса горения в горелке.

Для обеспечения лучшего перемешивания обоих видов горючего в смесителе 10 его входные сечения от магистралей 5 и 8 ориентируются друг относительно друга под углом. Это обеспечивает лучшее взаимодействие и, соответственно, перемешивание обоих струй горючего. Наличие смесителя 10, соединенного дополнительно магистралью 8 с выходом насоса 7, позволяет осуществить плавный переход с одного вида горючего на другое без использования специальных электронных систем, способных управлять работой запорных вентилей 3 и 4. Применение таких систем усложняет конструкцию установки и снижает ее надежность в работе. На мобильных установ,ах, не имеющих электрического питания, применение таких систем связано с большими трудностями.

Установка работает следующим образом.

Открывается вентиль 3 и через магистраль 5 в горелку 6 подается пусковое легковоспламеняющееся горючее из емкости 1 ° Одновременно в горелку подается воздух. Осуществляется запуск горелки и выход на режим. После работы горелки на полном режиме в течение 0,3-0,5 мин открывается вентиль 4 и в магистраль 5 подается дизельное топливо. Вентиль 3 перекрывается. Дизельное топливо, попадая в смеситель 10 иэ магистрали 5,перемешивается с пусковым горючим, непосредственно находящимся в смесителе

10 и попадающим в него из магистрали

8. Взаимодействие струй горючего из магистралей 5 и 8 способствует хорошему перемешиванию дизельного топлива и пускового горючего. По мере пе976064

Формула изобретения

Составитель О.Собин

Редактор А.ШандОр Техред З.Палий Корректор В.прохненко

Заказ 8961/57 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 рехода с пускового горючего на дизельное топливо концентрация последнего в смеси подаваемой в смеситель

10 из магистрали 8 будет нарастать.

Смеситель 1 0 содержит горючее для работы горелки в течение 0,3-1 мин, поэтому полная замена пускового горючего на дизельное топливо происходит за это время. Концентрация дизельного топлива в смеси, подаваемой в горелку, нарастает постепенно в авто- 0 матическом режиме.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет при работе. воздушноогнеструйной горелки на наиболее экономичном жидком углеводородном горю- 15 чем (дизельное топливо) добиться со кращения времени и повышения надежности запуска горелки. Это приводит к повышению ее производительности по термическому разрушению горных пород.;@

Установка для термического раэру- 25 щения горных пород струями раскаленного газа, включающая воздушно-огнеструйную горелку, емкость для жидкого углеводородного горючего, насос для подачи горючего, магистраль для подвода горючего в горелку с запорными вентилями и измерительно-регистрирующей аппаратурой, магистраль с перепускным клапаном, о т л и ч а ющ а я с я тем, чтс ; с целью повышения производительности установки за счет сокращения времени и повышения надежности запуска горелки при использовании в качестве горючего дизельного топлива, снабжена дополнительной емкостью для пускового легковоспламеняющегося жидкого углеводородного горючего, сообщенной с магистралью для подвода горючего в горелку, и смесителем, установленным в укаэанной магистрали и соединенным с одной стороны через запорные вентили с обеими емкостями,,с другой — со входом насоса для подачи горючего, а через магистраль с перепускным клапаном - с его выходом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дмитриев А.П. и др. Термодинамические процессы в горных породах.

Вып. 2. М., МГИ, 1967, с. 36-38.

2. Авторское свидетельство СССР .Р 602678, кл. E 21 С 37/16, 1977 (прототип).