РОТАЦИОННАЯ ФОРСУНКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ВЫСОКООБВОДНЕННОГО ТОПЛИВА Советский патент 1972 года по МПК F23D1/00 F23D11/04 

Изобретение касается сжигания вЫсокообводиенного топлива, например водоугольной суспензии, и может быть применено при сжигании отходов угледобычи гидравлическим способом.

Известны ротационные форсунки для сжиганий высокообводненного топлива, например водоугольной суспензии, содержащие установленный в корнусе на подшипниках полый вал с приводом, несущий на конце чашеобразный распылитель. Внутри распылителя находится соосная пустотелая вставка с отверстиями, закрепленная на конце трубы, размещенной на оси вала, через которую удаляется отделенная от суспензии вода.

Однако такие форсунки не обеспечивают значительного удаления влаги из суспензии, что приводит к снижению к. п. д. топки и ухудшению условий зажигания топлива. Кроме того, в таких форсунках возможно забивание кольцевого подводящего канала, а наличие сливной трубы внутри подающей затрудняет очистку форсунки. В форсунке имеются два сальниковых уплотнения, которые на суспензиях с большим содержанием угля работают плохо. Использование для эвакуации обезвоженного продукта радиальных вибраций за счет дисбаланса стакана усложняет выполнение подшипников, которые в этом случае получаются весьма громоздкими.

Целью изобретения является повышение к. п. д. топки и улучшение условий зажигания топлива. Для этого распылитель форсунки выполнен

в виде колец переменной толщины и расположенных кольцами дистанционирующих шайб.

На фиг. 1 изображена предложенная форсунка, продольный разрез; на фиг. 2 - распылитель, частичный разрез.

Форсунка содержит воздушную камеру /, распылитель 2, сливную камеру 3, сливной патрубок 4, зашитные кольца 5, передний подшипник 6, корпус 7, задний подшипник 5,

щкив 9, вилку 10 вибратора, кулачок 11 вибратора, топливоподающую трубу 12, поводковое кольцо 13, шкив 14 двигателя, вал 15, щтифт 16, втулку 17, патрубок 18 подачи воздуха и резиновое кольцо 19.

Распылитель 2 содержит переднее кольцо 20, стягивающие болты 21, дистанционные шайбы 22, кольца переменной толщины 23 и фланец 24. Топливо-водоугольная суспензия с влажностью 45-50%, зависящей от условий транспортировки ее по трубам, подается в топливоподающую трубу 12. Эта труба неподвижна и жестко закреплена в корпусе форсунки 7. Конец трубы 12 с отверстиями для топлива входит в распылитель 2. Топливо из этих отверстий попадае| 4на, внутреннюю поверхность распылителда-2, доторый снаружи имеет дилиндринескуго форму. Внутренняя поверхность распылителя 2 - коническая с расширением к передней части форсунки. Боковая поверхность конуса образована фасонными кольцами 23, стянутыми с помощью болтов 21 между фланцем 24 и иередним кольцом 20. Между кольцами 23 на болтах 21 установлены дистанционные шайбы 22, толщина которых определяет зазор между кольцами. Шайбы 22 выполнены такой толщины, что кольца 23 образуют кольцевые зазоры, расширяющиеся от внутренней конической поверхности ротора к внешней цилиндрической. Таким образом, боковая поверхность распылителя 2 представляет собой сетку с кольцевыми щелями. Распылитель 2 с помощью фланца 24 соединен с валом 15 и вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту. Водоугольная суспензия, попадая на внутреннюю поверхность распылителя 2, за счет центробежных сил отжимается к его стенкам. Вода с небольшим содержанием мелких частиц угля отфильтровывается через сетчатый распылитель 2 и удаляется, а обезвоженный концентрат угля распыляется в объеме топки и сжигается. Благодаря фасонному профилю колец 23, образующих боковую поверхность ротора, частицы угля, прошедшие через щели вместе с отфильтрованной водой, не застревают в пазах ввиду их расширения, а выносятся за счет центробежных сил и тока и отфильтрованной воды в сливную камеру 5. Привод распылителя 2 осуществляется от электродвигателя. На валу электродвигателя находится шкив 14, вращение которого передается шкиву 9. Шкив 9 форсунки насажен на втулку 17, которая свободно вращается в паре подшипников (передний и задний 8). Подшипники крепятся в корпусе форсунки 7. Втулка 17 передает вращение валу 15, который соединен с распылителем 2, таким образом вращается распылитель 2. Соединение вала 15 со втулкой 17 таково, что при передаче вращения от закрепленной в подшипниках втулки 17 возможно продольное перемещение вала /5. Это достигается с помощью продольного паза на валу и ввернутого в тело втулки 17 штифта 16, который своим концом входит в этот паз. Удаление концентрата с внутренней поверхности ротора осуществляется за счет продольной составляющей центробежных сил и облегчается вибрациями распылителя и вала в продольном направлении. На валу 15 жестко укреплено поводковое кольцо 13, в пазы которого входят ролики вилки 10 вибратора. Вилка вибратора может раскачиваться относительно своей оси, на конце вилки имеется ролик. Кулачок 11 при своем вращении периодически надавливает на ролик вилки 10 вибратора, которая передает движение вращающемуся поводковому кольцу 13, жестко связанному с валом 15. Упругое резиновое кольцо 19 возвращает вал форсунки при снятии давления на ролик вилки 10 от кулачка 11, одновременно защищая зазор между втулкой 17 и валом 15 от попадания угольных частиц. Кулачок 11 вр ащается от собственного двигателя или основного двигателя, от которого вращается вал 15 и распылитель 2. При вращеиии распылителя 2 и его продольной вибрации на сгущенный концентрат, находящийся на внутренней поверхности ротора, действует система сил, в результате которой концентрат движется к наружной кромке ротора и сбрасывается с него. Для удаления сконцентрированного угля с внутренней поверхности распылителя 2 может быть иримеиен винтовой щнек. В этом случае вместо устройства для осуществления продольной вибрации ротора внутрь ротора должен быть помещен винтовой шнек, имеющий отдельный привод для вращения. Сепарация воды из водоугольной суспензии, удаление слива, подвод воздуха осуществляются таким же образом, как в форсунке с вибрационной выгрузкой концентрата. Отфильтрованная от. угля вода, прошедшая через сетку распылителя 2, собирается в сливной камере 3, откуда по сливному патрубку 4 удаляется из форсунки. Эта вода содержит небольшое количество мелких фракций угля, для улавливания которых слив может быть направлен в отстойники или сгустители. Отстоявшаяся вода может быть использована в технологических процессах, а осевший уголь - вновь направлен на сжигание. Предложенная система продольной вибрации от кулачкового механизма удобна тем, что можно получить различные ускорения продольного перемещения ротора при движении и этим обеспечить наилучшие условия удаления обезвоженного концентрата из распылителя 2. Однако могут применяться и другие системы вибрации, обеспечивающие продольные перемещения ротора. Для защиты подшипника 6 от попадания в него слива предусмотрены защитные кольца 5. Сгуи1,еиный концентрат угля с влажностью 20% и ниже за счет центробежных сил радиально сбрасывается с кромки распылителя 2. Для придания струе распыленного топлива конической формы в форсунку подают воздух по патрубку 18. Далее воздух попадает в воздушную камеру 1, которая кольцом обхватывает переднее кольцо 20 распылителя 2. Кольцевая струя воздуха, выходящая из воздушной камеры /, формирует фаВоздушная камера обхватывает только выходную кромку ротора, поэтому в случае применения горячего воздуха всё остальные элементы форсунки, и особенно подшипники, остаются холодными. Между подшипниками валов и воздушной камерой / расположена сливная камера ,, в которой при работе форсунки находится отсепарировапная вода, удаляемая по сливному патрубку 4. Это заш,иИ1:ает подшипники от перегрева.

Степень обезвоживания угля в предложенной форсунке определяется скоростью вращения ротора и размерами кольцевых щелей в нем.

Предмет nsodpeteHHH

Ротационная форсунка для сжигания вы сокообводиенного топлива, например водоугольной суспензии, содержащая установленный в корпусе на подшипниках полый вал с приводом, песущий на конце чашеобразный распылитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения к. и. д. топки и улучшения условий зажигания топлива, распылитель выполнен в виде колец переменной толщины п расположенных между кольцами дистанционных щайб.

/4

i3

2