Устройство для термического разрушения горных пород Советский патент 1989 года по МПК E21B7/14 E21C37/16 

1

Изобретение относится к горной промышленности в частности к конструкции устройств для термического разрушения крепких -горных пород высокотемпературными газовыми струями, и предназначено преимущественно для термического расширения взрывных скважин на карьерах.

Цель изобретения - повышение производительности устройства путем стабилизации процесса горения в камере сгорания при повышенных расходах горючего и окислителя.

На фйг.1 представлено устройство для термического разрушения горных пород; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. .

Устройство содерла1Т корпус I , расположенные коаксиально с HI-IM промежуточный кожух 2 и жаровую трубу 3, внутри которой образована камера 4 сгорания, ограниченная сверху тарелкой 5, а снизу - сопловым аппаратом 6 с трактами 7 его .охлаждения Над тарелкой 5 соосно с ней размещена распределительная головка 8. В зазоре между жаровой трубой 3 и тарелкой 5 размещен цилиндрический насадок 9 с продольными каналами. Между тарелкой 5 и распределительной головкой 8 образована полость 10. Промежуточный -кожух 2 образует с корпу- сом 1 и жаровой трубой 3 кольцевые

0

5

0

5

0

каналы 11 и 12. Тарелка 5 снабжена форсункой 13 для распыливания горючего в Камере 4 сгорания. Для подвода горючего к форсунке 13 от магистрали для подачи горючего в тарелке 5 выполнен канал 14, В тарелке 5 выполнен тшсже канал 15 для ввода в камеру 4 сгорания воздуха, сообщен- с полостью 10. Кольцевой канал 12 сообщен с полостью 10 через радиальный канал 16 насадка 9. Камера 4 сгорания сообщена непосредственно с магистралью 17 для подачи окислителя .-через продольные 18 и дополнительные 19 каналы соответственно в насадке 9 и распределительной головке 8, Продукты сгорания вытекают из камеры 4 сгорания через сопло 20. Ввод окислителя - воздуха-в 4 сгора-. ния осуществляется с помощью радиальных каналов 2 в жаровой трубе 3.

Устройство работает следующим образом.

Топливные компоненты (воздух и горючее) подают в камеру 4 сгорания, где они смешиваются и участвуют в процессе горения. Для формирования высокотемпературной сверхзвуковой газовой с труи продуктов сгорания служит сопло 20. Высокотемпературная газовая струя воздействует на горнз о породу, и производит ее хрупкое разрушение за счет термических напряже|иня.Улучшаются также запуск устрой и выход его на рабочий режим.

Ф

ормула изо брат

е н

fO

20

25

НИИ о При этом окислитель подается из, магистрали 17 в камеру 4 сгорания двумя потоками. Одна часть воздуха направляется в кольцевой канал 11, откуда поступает, в тракты 7 ния соплового аппарата 6 и далее в кольцевой канал 12. В этих каналах воздух нагревается за счет охлаждения соплового аппарата 6 и жаровой трубы 3 и далее через радиальные каналы 21 жаровой трубы, а также радиальный канал 16 насадка 9/ полость 10 и канал 15 тарелки 5 поступает в камеру 4 сгорания. Подогретый воздух js смешивается в верхней части камеры 4 сгорания с распыленным горючим, образуя топливную смесь. Нагрев воздуха способствует качественному смешению воздуха с горючим и улучшает запуск горелки. Вторая часть воздуха подается из магистрали 17 в камеру 4 сгорания, минуя охлаждающие каналы устройства, через каналы 19 и 18 распределительной головки 8 и насадка 9. Так как нижний торец насадка 9 размещен внутри камеры 4 сгорания, -то эта часть воздуха, более холодная, чем первая, попадает в сред- мою часть камеры 4 сгорания в зону наиболее интенсивного горения. Поэтому эта часть воздуха также нагревается в насадке 9 за счет теплообмена с нагретыми стенками насадка 9. Таким образом, все количество воздуха подаетсяг в камеру 4 сгорания в подогретом состоянии, что повышает эффективность горения,

В силу того, что насадка введена внутрь камеры сгорания, в верхней п части последней скорость потока мень- ше, чем в сечениях, расположенных ниже насадки. Это связано с тем, что в верхнюю часть камеры сгорания поступает небольшая часть подогретого иоч- лс - jK°«n :uionwe духа (10-20%), прошедшего же кТьГ° Расположены ни- охлавдения соплового аппарата, ми- кольцевого насадка, нуя боковые отверстия жаровой трубы ч а J, .° п.1, о т л и - выполненных ниже насадки. Небольшие рическом на.я ° Дилинд скорости потока в верхней части каме- ° насадке выполнены радиаль- ры сгорания позволяют удерживать ° каналы для соединения кольцевого фронт горения на этом участке, что промежуточным кожухом способствует стабилизации процесса - .... горения во всем объеме камеры сгора1. Устройство для термического разрушения горных пород, включающ корпус, внутри которого коаксиаль с ним установлена жаровая- труба с диальными каналами, промежуточный кожух, расположенный между корпусо и жаровой трубой и образующий с по ледними кольцевые каналы, камеру с рания, образованную жаровой трубой сопловым аппаратом с трактами его лаждения и тарелкой с форсункой, р пределительную головку, которая об разует с тарелкой полость, сообщен через канал в тарелке с камерой сг рания, магистраль для подачи горюч го, соединенную через канал в расп делительной головке с форсункой :-и магистраль для подачи окислителя, к торая через канал в распределительной головке сообщена с кольцевым ка налом между корпусом и промежуточным кожухом, отличающее- с я тем, что, с целью повьшения ег 30 производительности за счет стабилизации процесса горения в камере сго рания при повышенных расходах горючего и окислителя, оно снабжено цилиндрическим насадком с продольными каналами, закрепленным на распределительной головке, а в распределительной головке выполнены дополнительные каналы, которые соединяют магистраль для подачи окислителя с продольными каналами насадка, при этом нижний торец насадка расположен в камере сгорания

2« Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что радиальные

35

и жаровой трубой с полостью мевду

тарелкой и распределительной головкой.

1469076

|иня.Улучшаются также запуск устройства и выход его на рабочий режим.

Ф

ормула изо брат

е н и я

fO

20

25

, js

п с - jK°«n :uionwe же кТьГ° Расположены ни- кольцевого насадка, ч а J, .° п.1, о т л и - рическом на.я ° Дилинд ° насадке выполнены радиаль- каналы для соединения кольцевого промежуточным кожухом - ....

1. Устройство для термического разрушения горных пород, включающее корпус, внутри которого коаксиально с ним установлена жаровая- труба с радиальными каналами, промежуточный кожух, расположенный между корпусом и жаровой трубой и образующий с последними кольцевые каналы, камеру сгорания, образованную жаровой трубой сопловым аппаратом с трактами его охлаждения и тарелкой с форсункой, распределительную головку, которая об- разует с тарелкой полость, сообщенную через канал в тарелке с камерой сгорания, магистраль для подачи горючего, соединенную через канал в распределительной головке с форсункой :-и магистраль для подачи окислителя, которая через канал в распределительной головке сообщена с кольцевым каналом между корпусом и промежуточным кожухом, отличающее- с я тем, что, с целью повьшения его 30 производительности за счет стабилизации процесса горения в камере сгорания при повышенных расходах горючего и окислителя, оно снабжено цилиндрическим насадком с продольными каналами, закрепленным на распределительной головке, а в распределительной головке выполнены дополнительные каналы, которые соединяют магистраль для подачи окислителя с продольными каналами насадка, при этом нижний торец насадка расположен в камере сгорания

2« Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что радиальные 5

- jK°«n :uionw же кТьГ° Расположены ни кольцевого насадка, ч а J, .° п.1, о т л и - рическом на.я ° Дилинд ° насадке выполнены радиаль- каналы для соединения кольцевого промежуточным кожухом - ....

и жаровой трубой с полостью мевду

тарелкой и распределительной головой.

A::J

Изобретение относит ся к горной промьшленности, а именно к устр-вам для термического разрушения крепких; горных пород, и предназначено преимущественно для термического расширения взрывных скважин. Цель - повышение производительности устр-ва за счет стабилизации процесса горения в камере сгорания при повышенных расходах горючего и окислителя; Устр-во включает корпус I, внутри которого коаксиально с ним установлены промежуточный кожух 2 и жаровая труба (ЖТ) 3 с радиальными каналами 21.Внус «б

Редактор А.Огар

Составитель А.Толстой

Техред М.ХоданичКорректорМ.Самборская

Заказ 1330/33

Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, уло Гагарина,101

12

аг.2

.Подписное