ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА С РЕГУЛИРУЕМЫМ СЕЧЕНИЕМ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ Российский патент 1999 года по МПК F23D14/38 

Изобретение относится к газовым горелкам с регулируемым сечением потока горящих газов и может быть использовано для сушки материалов во вращающихся барабанах или специальных сушильных устройствах.

Известен аналог-прототип: Патент РФ N 2069799, МПК 6 F 04 F 5/14, БИ N 36, 1996.

К недостаткам известного технического решения можно отнести необходимость доработки выходного отверстия газовой горелки для использования ее с регулированием теплового поля.

Новое техническое решение направлено на совершенствование и рациональность при использовании газовых горелок с регулируемым сечением теплового поля.

Новое техническое решение направлено на совершенствование и рациональность при использовании газовых горелок с регулируемым сечением теплового поля.

Это достигается тем, что газовая горелка с регулируемым сечением теплового поля, содержащая кольцевой патрубок с центральным отверстием, изменяющимся в зависимости от диаметра выпускного отверстия насадок, отличающаяся тем, что она снабжена приемной зоной, обеспечивающей подвод газового топлива через сектор смешения и разделения подаваемых потоков газа на два оппозитных направления, откуда потоки газа направляются в оппозитно расположенные радиальные щелевые окна и центральные конические отверстия, расположенные соосно в противоположных направлениях, причем приемный патрубок включает в себя торцы полуколец криволинейных зон, срезанных и смещенных от плоскости общего контакта с возможностью укладки сварного шва тороидальных и оппозитно противостоящих участков зоны смешения газового потока и его разделения на два оппозитных направлениях по общей оси движения газа, при этом торцы упомянутых оппозитных зон снабжены внутренними кольцевыми проточками с возможностью установки в них соответствующих ступенчатых цилиндрических участков выходных патрубков, соединяемых сваркой по окружной периферии стыков, обеспечивающих жесткое замкнутое звено участков путепроводов жидкости, одновременно на выходных торцах патрубков выполнена резьба, служащая для оснащения торцев упомянутых патрубков насадками с выходным сечением менее отверстия входного патрубка, одновременно упомянутое сечение выходного патрубка оснащается вспомогательной насадкой с промежуточной прокладкой, с соединением упомянутых профилей по резьбе, при этом в радиальном направлении и по оси оппозитных участков выполнены комбинированные и конические отверстия соответственно, а прокладка между форсункой и вспомогательной насадкой изменяется в пределах доли шага резьбового профиля и выполнена упругой с возможностью ее сжатия за счет рифлений, расположенных относительно поворотной оси, предназначенных для соединения с захватным поворотным устройством (не показано).

Графические изображения представлены на фиг. 1 и фиг. 2.

Описание графических изображений.

На фиг. 1 представлено сечение горелки в собранном виде. Общая конструкция горелки обозначена поз. 1, которая содержит резьбо-цилиндрический входной патрубок 2, криволинейные оппозитно расположенные и охватывающие патрубок 2 трубопроводы 3, к кольцевым торцам которых крепятся патрубки 4, а к их резьбовым поверхностям присоединяются форсунки 5. Последние имеют резьбовую поверхность для установки на торце форсунки насадок 6 с упругими элементами 7, снабженными центральным коническим выпускным отверстием и комбинированными оппозитно в радиальном направлении расположенных отверстий 9, форма которых совпадает с отверстиями 9 в форсунках газовой горелки 1. Форсунки 5 снабжены лысками 11 под ключ поворотного устройства.

Принцип прохождения газового потока по газовой горелке. Газ подается через отверстие 12 входного патрубка 2. В точке 13 начинается разделение газового потока на уровне локального расширения. В зоне 13 - 14 происходит смешение потоков, разделенных трубопроводами 3. Далее газ следует по патрубку 4, минуя сварной стык 15 и резьбовое соединение 16. В коническом патрубке 17 происходит сужение путепровода и возрастает давление газового потока, которое частично запирается на выходе насадкой 6 с распылительным отверстием 8 конической формы и комбинированным отверстием 9, предназначенным для операций по прогреву строгих форм и очертаний ссыпаемого материала.

Описание сборки газовой горелки 1.

Патрубок 2 выполняют с резьбовым отверстием для подсоединения к резьбовому выступу трубопровода (не показан). Резьбовой профиль 18 выполнен вполупотай, что позволяет установить компенсаторную прокладку относительно основания 19 и поверхности 18. Цилиндрический выступ 20 патрубка 2 предназначен для расположения на своей поверхности 21 полупотайных полукольцевых впадин 22 и 23 (не обозначены ввиду их перекрытия поверхностью 21 патрубка 2) относительно поверхности "А".

Плоскости среза на участке с точками 13 и 14 фактически совмещены только за счет сплошного сварного шва N 15, для чего между плоскими стыками выдерживают зазор, заполняемый материалом сварного электрода.

Полупотайные выемки 24 и 25 выполняют в виде цилиндрической формы отверстия(ий), что позволяет с высокой точностью устанавливать сопрягаемые поверхности 26 - 29 относительно поверхности "Б" и "В" и цилиндрических поверхностей 24 и 25.

Форсунка 5 накручивается по резьбе 16 с возможностью установки торцовых прокладок по месту стыков.

Форсунка 5 снабжена лысками 11 для захвата ее поворотным инструментом (не показан). Выходное отверстие и наружный цилиндрический профиль, соответственно с диаметром D_вых. и поверхностями 30 и 31, снабжаются съемными многоцелевыми насадками 6 с упругими прокладками 7.

Преимущества насадок 6.

Обеспечение запланированного сечения пламени от газового потока для практической безопасности может проверяться и устанавливаться на испытательном гидростенде с временной заменой газовой струи струей жидкости, истекающей под высоким давлением, например до 0,7...1,7 МПа. При таком давлении хорошо проверяется работа сварных стыков соединения и дается оценка истечению видимой жидкой струи водяного потока.

С помощью упругого элемента 7 становится возможным подбирать радиальные потоки оппозитных сечений с требуемой формой и силой истечения, например в виде Т-образного сечения с толщиной потока от 2 мм до 0,0 мм при шаге резьбы в 2,5 мм, а при эксцентричности расположения конического отверстия можно добиваться полного перекрытия его сечения обычным поворотом насадки в пределах неполного поворота вокруг поворотной оси "Г".

Сочетание радиальной оппозитности и равных потоков истекаемой жидкости или газа не позволяет газовой горелке вращаться вокруг центральной оси "Д", а упругие прокладки 7, выполняемые в виде тарельчатых пружин, способны фиксировать принятое положение излучаемого потока жидкости и/или газа.

Форма радиального потока может программироваться в зависимости от гомотетичности потока просушиваемого материала, что делает горелку незаменимой при необходимости значительной экономии топлива.

Горелка 1 может быть использована в автоматизированном и единичном производственных циклах с автоматизированным приводом, снижающим или повышающим скорость тепловой струи, что весьма полезно в дорожном строительстве при одновременном разогреве нескольких объектов битумных заготовок или траншей с замерзшим грунтом и не поддающимся ручному инструменту. Этот фактор можно успешно использовать и при сушке многоручьевых потоков материалов и даже при разгрузке мерзлого песка из вагонов железнодорожного транспорта.

Автоматизация по управлению сечением(ями) потоков жидкости или газа, соответственно на этапах контрольного подбора сечения струи и в эксплуатационном режиме, делают газовую горелку более необходимой для экологических целей, так как правильный подбор сечения потока дает возможность регулировать скорость истечения и смешения горючего газа с кислородом окружающей среды, что предотвращает выброс отходов несгоревших продуктов в окружающее пространство.

Экономическая эффективность нового технического решения будет зависеть от правильного подбора сечения и насыщенности автоматизацией технологического процесса.

Кроме газовых потоков можно с успехом применять и парообразное горючее топливо в виде жидкого газа, а при необходимости промывки материалов газовую горелку можно применять и с возможностью пропускания через ее насадки и щели в них водяных потоков, что значительно расширяет функциональные возможности рабочих элементов насадок 6.

Промышленная полезность.

Автоматизация процессов, не исключающая использование газовых горелок в единичном производстве строительных материалов, сушке сыпучих зерновых культур при подаче через форсунки и насадки горячего подогретого воздуха, обогреве помещений или отопительных систем, сжигании газа с минимальным выбросом в атмосферу вредных веществ.

Существенные отличия.

Заключается в доступности изменения сечений различных насадок с фасонными и простыми профилями излучаемых потоков газовой, парообразной и/или жидкой среды.

Новизна объекта.

Предложен новый принцип формообразования горелок, позволяющий уравновешивать моментные нагружения от выбрасываемой струи потоков жидкости как в осевом, так и в радиальном оппозитных направлениях, включая многомерное и целевое назначение энергии истечения газа или жидкости. Возможно такие насадки будут полезны при тушении пожаров и для аттракционов, а в большей степени для изучения поведения потоков и их рационального использования.

Дополнительные обозначения на фиг. 1: H_к - длина теоретического конуса излучаемого потока; D_вых - диаметр выходного отверстия форсунки 5; D_вх - диаметр входного отверстия газовой горелки 1.

На фиг. 2 показан профиль конического отверстия, обозначена насадка 6 с рифлениями 10 и показано комбинированное отверстие 9, например с Т-образной формой и оппозитностью радиальной формы идентичного сечения не только в насадке, но и в аналогичных щелевых отверстиях форсунки 5.

Эксцентричность конических отверстий 8 может существенно оказаться полезной при уравнивании вращающих моментов газовой горелки относительно поворотной оси "Д" или "Г".

Изобретение относится к газовым горелкам с регулируемым сечением потока горящих газов, может быть использовано для сушки материалов во вращающихся барабанах или специальных сушильных устройствах и позволяет обеспечить регулирование теплового поля горелки. 2 ил.

Газовая горелка с регулируемым сечением теплового поля, содержащая кольцевой патрубок с центральным отверстием, изменяющимся в зависимости от диаметра выпускного отверстия насадок, отличающаяся тем, что она снабжена приемной зоной, обеспечивающей подвод газового топлива через сектор смешения и разделения подаваемых потоков газа на два оппозитных направления, откуда потоки газа направляются в оппозитно расположенные радиально щелевые окна и центральные конические отверстия, располагаемые соосно в противоположных направлениях, причем приемный патрубок включает в себя торцы полуколец криволинейных зон, срезанных и смещенных от плоскости общего контакта с возможностью укладки сварного шва между тороидальными и оппозитно противостоящими участками зоны смешения газового потока с возможностью его разделения на два оппозитных направления по общей оси движения газа, при этом торцы упомянутых оппозитных зон снабжены внутренними кольцевыми проточками с возможностью установки в них соответствующих ступенчатых цилиндрических участков выходных патрубков, соединяемых сваркой по окружной периферии стыков, обеспечивающих жесткое замкнутое звено участков путепроводов жидкого газа, одновременно на выходных торцах патрубков выполнена резьба, служащая для оснащения торцов упомянутых патрубков насадками, с выходным сечением менее отверстия входного патрубка, одновременно упомянутое сечение выходного патрубка оснащается вспомогательной насадкой с промежуточной прокладкой, с соединением упомянутых профилей по резьбе, при этом в радиальном направлении и по оси оппозитных участков выполнены комбинированные и конические отверстия соответственно, а прокладка между форсункой и вспомогательной насадкой изменяется в пределах доли шага резьбового профиля и выполнена упругой с возможностью ее сжатия за счет рифлений, расположенных относительно поворотной оси, предназначенных для соединения с захватным поворотным устройством.