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

(Л

ел

О)

о

СП «

3150

ки 5, расположены винтовые каналы (ВК) 6 для сообщения внутренней полости КС 4 с магистралью I для подачи окислителя. Снизу КС 4 ограничена сопловой крышкой (СК) 8 с каналами 9 для ее охлаждения. Внутри КС 4 коак- сиально размещен кольцевой запихри- тель 10. Одним концом он закреплен на СК 8, а на другом его конце выполнены ВК 13. На участке завихрителя 10 между его соединением СК 8 и его ВК 13 выполнены радиальные отверстия 14 для ввода окислителя в КС 4. Направления вращения ВК 13 и 6 противоположны. Боковая стенка КС 4 образует с корпусом 3 кольцево зазор I 1 , сиоб1иен1гьш с магистралью 1 и каналами 9 охлаждения . Горючее в КС 4 подается по магистрали 2 через форсунку 7 в тарелке 5. Наличие ВК 6, направленных противоположно ВК 13, обеспечивает интенсивное и равномерное смешение горючего и воздуха в верхней части КС 4 за счет образования в ней мелкомасштабной турбулентности. Через отверстия I4 в верхнюю часть КС 4 подается небольшая часть воздуха, что обеспечивает удержание пламени в этой части и стабилизирует процесс горения во всем объеме КС 4. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для термического разрушения взрывных скважин на карьерах. Цель - повышение эффективности термического разрушения горных пород за счет улучшения процесса смесеобразования и повышения полноты сгорания. Для этого на боковой поверхности ограничивающей сверху расположенную коаксиально внутри корпуса 3 камеру сгорания (КС) 4 тарелки 5 расположены винтовые каналы (ВК) 6 для сообщения внутренней полости КС 4 с магистралью 1 для подачи окислителя. Снизу КС 4 ограничена сопловой крышкой (СК) 8 с каналами 9 для ее охлаждения. Внутри КС 4 коаксиально размещен кольцевой завихритель 10. Одним концом он закреплен на СК 8, а на другом его конце выполнены ВК 13. На участке завихрителя 10 между его соединением СК 8 и его ВК 13 выполнены радиальные отверстия 14 для ввода окислителя в КС 4. Направления вращения ВК 13 и 6 противоположны. Боковая стенка КС 4 образует с корпусом 3 кольцевой зазор 11, сообщенный с магистралью 1 и каналами 9 охлаждения. Горючее в КС 4 подается по магистрали 2 через форсунку 7 в тарелке 5. Наличие ВК 6, направленных противоположно ВК 13, обеспечивает интенсивное и равномерное смешение горючего и воздуха в верхней части КС 4 за счет образования в ней зоны мелкомасштабной турбулентности. Через отверстия 14 в верхнюю часть КС 4 подается небольшая часть воздуха, что обеспечивает удержание пламени в этой части и стабилизирует процесс горения во всем объеме КС 4. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено преимущественно для термического расширения взрывньк скважин на карьерах.

Цель изобретения - повьщ1ение эффективности термического разрушения горных пород за счет улучшения процесса смесеобразования и повьш ения полноты сгорания.

На чертеже представлено предлагае мое устройство, продольное сечение.

Устройство для термического разрушения горных пород включает магистрали 1 и 2 соответственно для подачи окислителя и для подачи горючего, корпус 3 и коаксиально размещенную в нем камеру 4 сгорания, ограниченную сверху тарелкой 5 с винтовыми каналами 6 на ее боковой поверхности для подачи окислителя и форсункой 7 для подачи горючего в камеру 4 сгорания,а снизу - сопловой крьш1кой 8 с каналами 9

для ее охлаждения,на верхнем торце которой закреплен одним концом кольцевой

завихритель 10.- Боковая стенка каме- ры 4 сгорания образует с корпусом 3 кольцевой зазор 11, сообщенный с магистралью I воздуха и каналами 9 охлаждения сопловой крьшки 8. В последней выполнено сопло 12 для формиро- вания высокотемпературной газовой струи, направляемой на горную породу. Завихритель 10 имеет винтовые ка иалы 13 и радиальные отверстия 14, через которые воздух, после охлажде- кия сопловой крышки 8 подается в камеру 4 сгорания.

Устройство работает следующим образом.

5

5 0

5 Q

Воздух из магистрали 1 для подачи окислителя, в качестве которого может быть использован воздух, подается в кольцевой зазор 11 между корпусом 3 и боковыми стенками камеры 4 сгорания, а также через винтовые каналы 6 тарелки 5 непосредственно в камеру 4 сгорания. При зтом в кольцевой зазор 11 подается примерно 80% воздуха, а в винтовые каналы 6 - 20%. Из кольцевого зазора 11 воздух направляется в каналы 9 охлаждения сопловой крышки 8 и поступает далее в завихритель 10, откуда он через винтовые каналы 13 (20%) и радиальные отверстия 14 (60%) вводится соответственно в верхнюю и нижнюю части камеры 4 сгорания. В верхней части камеры 4 сгорания, расположенной над завихрителем 10, происходит взаимодействие двух противоположно направленных потоков воздуха, в результате чего образуется зона мелкомасштабной турбулентности, в которой обеспечивается интенсивное равномерное смешение распыленного форсункой 7 горючего и воздуха.Полученная топливная смесь поджигается и сгорает в процессе ее движения к соплу 12. При этом горючее подается к форсунке 7 от магистрали 2.

Наличие винтовых каналов 6, выполненных на боковой цилиндрической части тарелки 5 и направленных противоположно по направлению вращения винтовых каналов 13 завихрителя 10, поз- оляет организовать интенсивное и равномерное смешение горючего и воздуха в верхней части камеры 4 егорания за счет образования в ней зоны мелкомасштабной турбулентности. Улучшение качества смешения топливных компонентов повышает эффективность и полноту сгорания топлива, что позволяет увеличить температуру и скорость истекающей из сопла газовой струи и соответственно приводит к возрастанию скорости термического разрушения горньк пород.

Радиальные отверстия 14, выполненные в завихрителе Ю, позволяют подавать в верхнюю часть камеры сгорания небольшую часть воздуха (до 40%) что обеспечивает удержание пламени в этой части и стабилизирует процесс горения во всем объеме камеры 4 сгорания .

Форм у л а изобретения

Устройство для термического разрушения горных пород, включающее корпус, внутри которого коаксиально расположена камера сгорания, ограниченная сверху тарелкой с форсункой дпя подачи горючего в камеру сгорания, а снизу - сопловой крышкой с каналами для ее охлаждения, размещенный коаксиально внутри камеры сгорания и закрепленный одним концом на сопловой крьш1ке кольцевой зав1тхритель с винтовыми каналами на другом его конце, магистраль для подачи окислителя, которая через кольцевой зазор между корпусом и камерой сгорания, каналы охлаждения в сопловой крышке

0 и винтовые каналы завихрителя сообщена с внутренней полостью камеры сгорания, и магистраль для подачи горючего к форсунке, отличающееся тем, что, с целью повьше5 ния эффективности термического разрушения за счет улучшения процесса смесеобразования и повышения полноты сгорания горючего, тарелка выполнена с расположенными на ее боковой по0 верхности винтовыми каналами дпя сообщения внутренней полости камеры сгорания с магистралью дпя подачи окислителя, а кольцевой завихритель на участке между его соединением с

5 сопловой крьщ1кой и его винтовыми каналами имеет радиальные отверстия для ввода окислителя в камеру сгорания, при этом направление вращения винтовых каналов в тарелке противополож0 но направлению вращения винтовых каналов в завихрителе.