Устройство для термического разрушения минеральных сред Советский патент 1990 года по МПК E21B7/14 E21C37/16 

в выходнбе отверстие 15 наружной К 13 и поступает в топливопровод 16 и далее к соплам 2 форсунки ОГ 1. Соплами .2 горючее распьшяется и перемешивается с воздухом, поступающим по М 18. Затем рабочее горючее из емкости 5 воздухом вытесняется в К 13 и поступает в кольцевой зазор 17, далее в выходное отверстие 15 и по топливопроводу 16 в ОГ 2. Смешение пускового и рабочего горючих начинается в струе 19 на срезе сопла 14, причем эффектив- ность смешения достигается ра:змерами сопла 14. 1 з-.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть использовано при термическом бурении скважин. Цель - повышение надежности запуска огнеструйной горелки при работе на трудновоспламеняемом горючем за счет улучшения качества подготовки горючего при запуске устройства. Устройство включает огнеструйную горелку (ОГ) 1, емкости 4, 5 для пускового и рабочего горючего. Емкости 4, 5 соединены магистралями (М) 6 с приспособлением для подачи горючего, выполненным в виде компрессора 7, а М 8, 9 - со смесителем горючего. Компрессор состоит из внутренней и наружной камер (К) 12, 13 с сужающимися выходными частями, выходные отверстия которых расположены соосно. Выходное отверстие внутренней К 12 выполнено в виде сопла 14. Площадь критического сечения сопла 14 в 2,5-3,5 раза больше площади сопла 2 форсунки ОГ 1. Внутренние полости наружной и внутренней К 12, 13 сообщены соответственно с емкостями 4, 5. При включении компрессора 7 воздух по М 6 и 18 поступает в емкости 4, 5 и в камеру сгорания 3 ОГ 1. По М 8 горючее из емкости 4 вытесняется во внутреннюю К 12. Из нее горючее, сформированное соплом 14 в струю 19, выбрасывается в выходное отверстие 15 наружной К 13 и поступает в топливопровод 16 и далее к соплам 2 форсунки ОГ 1. Соплами 2 горючее распыляется и перемешивается с воздухом, поступающим по М 18. Затем рабочее горючее из емкости 5 воздухом вытесняется в К 13 и поступает в кольцевой зазор 17, далее в выходное отверстие 15 и по топливопроводу 16 в ОГ 1. Смешение пускового и рабочего горючих начинается в струе 19 на срезе сопла 14, причем эффективность смешения достигается размерами сопла 14. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и, строительству и может быть не- пользовано при термическом бурении скважин, обработке поверхности крепких горных пород и других работах, производимых с применением огнеструй- ных рабочих органов (буров, терморезаков, горелок).

Цель изобретения - повьшение надежности запуска огнеструйной горелки при работе на трудновоспламеняемом горючем за счет улучшения качества подготовки горючего,при запуске уст- ройства.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для термического разрушения минеральных Сред.

Устройство содержит огнеструййую горелку 1 с центральной форсункой для рйспыпения горючего .через сопла 2 площадью течения S, которая-установлена в камере 3 сгорания и емкости для пускового 4 и рабочего 5 горюче- го. Магистралью 6 емкости 4 и 5 соединены с приспособлением для подачи горючего, выполненным в виде компрессора 7, а магистралями В и .9 для подачи горючего, оснащенньп-ш запорньми вентилями 10 и 11 - со смесителем горючего, который состоит из внутренней 12 и наружной 13 камер с сужающимися выходными частями. Выходное отверстие внутренней камеры 12 вьтолнено в виде сопла 14. Площадь критического сечения Sc сопла 14. в. 2,5-3,5 раза больше площади 8ф сопла 2 форсунки огнеструйной Торелки 1. Сопло во внутренн ей камере 12 размещено соосно с

вьпсодным отверстием 15 наружной камеры 13, кОтбрая топливопроводом 16 для подачи горючего сообщае -ся с огнеструйной горелкой ,1. Наименьшая площадь S ц кольцевого зазора 17 между выходными частями наружной 13 и внутренней 12 камер на срезе сопла 14 в 3-6 раз превьшгает. площадь S сопл 2 форсунки огн еструйной горелки t. Внут

, Q j

0

ренняя камера 12 с наружной 13 соеди- нена. посредством резьбы и может перемещаться в ней. При этом изменяется площадь Sf и осуществляется настройка смесителя на конкретный тип рабочего горючего и конкретный тип -огнеструй- ной горелки 1.

С компрессором 7 камера 3 сгорания огнеструйной гррелки 1 соединяется, магистралью 18 для подачи воздуха. В установках, использующих насосную систему подачи горючего к огнеструйной горелке 1, топливный насос (не показан) уст.анавливается между смесителем и огнеструйной горелкой 1 в топливопроводе 16 для подачи горючего.

Устройство работает следующим образом.

После включения компрессора 7 воздух по магистралям 6 и 18 поступает в емкости 4 и 5 и в камеру 3 сгорания огнеструйной горелки 1. Открывается запорный вертиль 10 и пусковое горю- чее из емкости 4 вытесняется воздухом по магистрали 8 во внутреннюю камеру 12 смесителя. Из нее пусковое горючее, сформированное соплом 14 в струю 19, выбрасывается в выходное отверстие 15 наружной камеры 13, поступает в топливопровод 16 и далее к соплам 2 форсунки огнеструйной горелки 1. Здесь пусковое горючее распьшяется соплами 2 форсунки и перемешивается с воздухом, поступающим от компрессора 7 по магистрали 18. После вывода на пусковом горючем огнеструйной горелки 1 на рабочий режим.открывается запорный вентиль 11 на магистрали 9 и рабочее горючее из емкости 5 воздухом вытесняется в наружную камеру 13 и поступает в кольцевой зазор 17. Здесь оно проходит через кольцевой зазор Sj., поступает в- выходное отверстие 15. и дальше по топливопроводу 16 в огне- струйную горелку 1. Смешение пускового и рабочего горючих начинается в

струе 19 сразу же на срезе сопла U. Концентрация рабочего горючего в струе 19 нарастает по мере открытия вентиля 11. Верхний предел минимальной площади кольцевого проходного сечения S, равный 6 площадям S сопла 2 форсунки ограничивает поступление рабочего горючего в струю 19 в случае слишком быстрого открывания вентиля 11 на магистрали 9 и снижает вероятность заливания (гашения) пламени в камере 3 сгорания огнеструйной горелки 1. Нижний предел площади S минимального

1585489

10

работы устройства с пускового гор чего на рабочее.

Формула изобретен

проходного сечения, равный 3 sI обес-,с ° горючего от печивает полную arnL.LLltL горючего к соплам форсунки

печивает полную нагрузку форсунки огнеструйной горелки 1 при переводе его на рабочее горючее. Дальнейшее уменьшение площади S вызывает нестабильность процесса сжигания горючего 20 в камере 3 огнеструйной горелки 1.- Эффективность смешения рабочего горючего с пусковым достигается размерами сопла 14, формирующего струю 19. При увеличении площади 5 сопла 14 25 скорость струи 19 снижается и темп нарастания концентрации рабочего горючего в топливопроводе 16 возрастает. При значениях S, равных и больших

3,5 5ф, начинает заметно узудшаться перевод раб.оты гореЛки 1 с пускового горючего на рабочее, учащаются затухания процесса горения топлива в камере 3 сгорания огнеструйной горелки 1 ,; повышается расход бензина.

При значениях S, близких к нижнему пределу (S;) 3-4 S) , увеличивается расход пускового горючего. Снижение площади сечения Sc сопла. 14 до значений, меньших 25, приводит к нарушению устойчивости работы огнеструйной горелки-1 во время запуска.

После перевода работы огнеструйной горелки 1 с пускового горючего на рабочее (после полного открытия вентиля 11) вентиль 10 на магистрали

8, питающий смеситель пусковым горючим, закрывается и устройство продол. жяет работу на рабочем горючем (диз- топливе, керосине).

Пределы соотношений , 3-6 ) 2,5-3,5 установлены экспе риментально. Несоблюдение их приво30

огнеструйной горелки, магистраль д подачи воздуха от компрессора в ка меру сгорания огнеструйной горелки и приспособление для подачи горюче из емкостей для пускового и рабоче горючего, отличающееся тем, что, с целью повышения надежн ти запуска огнеструйной горелки пр работе на трудновоспламеняемом гор чем за счет улучшения качества под товки горючего при запуске устройст смеситель горючего выполнен в виде размещенных с кольцевым зазором на ружной и внутренней-камер с сужающ ся выходными частями, выходные, отв

35

40

,тия которых расположены соосно,а

внутренние полости наружной и внут ренней камер сообщены соответствен

но с емкостями для рабочего и пускового горючего магистралями

для подачи горючего, при этом выходное отверстие внутренней камер вьтолнено в виде сопла, цлощадь кри ческого сечения которого составляет ,5 От площади сечения сопл фор сунки огнеструйной горелки, а выход ная часть наружной камеры сообщена топливопроводом, причем внутренняя камера установлена с возможностью-п

45 ремещения в осевом направлении отно тельно наружной камеры.

2, Устройство по п. 1, отличающее с ятем, что площадь кол цевого зазора между выходными частя

50 ми наружной и внутренней, камер в пл кости, перпендикулярной к продольно оси смесителя и проходящей через ср сопла внутренней камеры, составляет 3-6 от .площади сечения сопл форсунк

дит к снижению эффективности перевода 55 -° труйной горелки

уе я еао

1585489

работы устройства с пускового горю- чего на рабочее.- iФормула изобретения

,с ° горючего от горючего к соплам форсунки

20 2530

огнеструйной горелки, магистраль для подачи воздуха от компрессора в камеру сгорания огнеструйной горелки и приспособление для подачи горючего из емкостей для пускового и рабочего горючего, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности запуска огнеструйной горелки при работе на трудновоспламеняемом горючем за счет улучшения качества подготовки горючего при запуске устройства, смеситель горючего выполнен в виде размещенных с кольцевым зазором наружной и внутренней-камер с сужающимися выходными частями, выходные, отверс35

0

,тия которых расположены соосно,а - х

внутренние полости наружной и внутренней камер сообщены соответственно с емкостями для рабочего и пускового горючего магистралями

для подачи горючего, при этом выходное отверстие внутренней камеры ; вьтолнено в виде сопла, цлощадь крити- ческого сечения которого составляет ,5 От площади сечения сопл форсунки огнеструйной горелки, а выходная часть наружной камеры сообщена с топливопроводом, причем внутренняя камера установлена с возможностью-пе-

5 ремещения в осевом направлении относительно наружной камеры.

2, Устройство по п. 1, отличающее с ятем, что площадь кольцевого зазора между выходными частя0 ми наружной и внутренней, камер в плоскости, перпендикулярной к продольной оси смесителя и проходящей через срез сопла внутренней камеры, составляет 3-6 от .площади сечения сопл форсунки

-° труйной горелки