Огнеструйная горелка для термического разрушения горных пород Советский патент 1982 года по МПК E21B7/14 

(54) ОГНЕСТРУЙНАЯ ГОРЕЛКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД Изобретение относится к огнеструйным горелкам для термического разрушения горных пород и может быть иснользовано в частности, для бурения скважин и проходки выработок. Известна огиветруйная горелка для разрушения горных пород струями раска- ленного газа, включающая камеру сгорания, ограниченную крышкой с сопловым отверстием и распределительной головкой, которая имеет каналы для подвода окислителя и горючего и несет выступающие в камеру сгорания коаксиально расположенные завихритель и форсунку. Для воспламенения образующейся топливной смеси служит разрядник, в качестве которого использова1Сз1 собственно распределительная головка, замыкаемая на землю, и подключаемые к высоковольтному источнику тока завихритель и форсунка, помещенные во втулке из диэлектрического материала, которая закреплена в распределительной головке 1 . В этой горелке с помощью разрядника можно производить дистан1щонное включение зажигания при срыве горения или запуске горелки. Наиболее близкой к предлагаемой является огнес труйная горелка для термического разрушения горных пород, имеющая камеру сгорания, ограниченную крьпикой с сопловым отверстием и распределительной головкой, в которой выполнены каналы для подвода окислителя и горючего, в камере сгорания по оси размещены форсунка для распыливания горючего и охватывающий форсунку завихрнтель для закручивания потока окислителя, а в поперечной к ее оси плоскости - биметаллическая пластина. В известной горелке биметаллическая пластина размещена внутри конической насадки в камере и несет нагревательный элемент, при этом пластина снабжена нормально открытым контактом включения электрической цепи. В результате такого вьшол}1ения достигается автоматическое включение системы зажигания горепки при срыве горения 2 j . Однако топливная смесь воспламеняется и горит устойчиво только в том случае, если этот срыв произошел из-за временного нарушения подачи компонентов смеси. В то же время при разгерметизации, например, камеры сгорания, воспламенения и устойчивого горения топливной смеси не 10 нее Ьудет. Происходящие утечки топливной смеси вызовут заполнение проходимой скважины или выработки, что может в конечном итоге привести к взры-ву. В связи с этим указанные огнёструйные горел- ки не всегда безопасны в эксплуатации. Цель изобпетения - повышение безопас ности эксплуатации горелки путем прекращения подачи горючего при срыве горения Поставленная дель достигается тем, что форсунка закреплена передним концом в биметаллической пластине с возможностью совместного с ней осевого перемеще- шя, а распределительная головка снабжен аксиально. ПОДВИЖ1Ш1М штоком для перекры тин входного отверстия форсунки при разобщении ее с каналом подвода горючего. При этом завихритель имеет замкнутую полость, сообщенную с каналом подвода горючего и входным отверстием форсунки, На фиг, 1 показана схема огнеструйной горелки; на фиг. 2 - разрез А-А . на фиг. 1. Огнеструйная горелка содерж -1т камеру 1 сгорания, закрытую на входе распределительной головкой 2 и на выходе крьпи кой 3 с сопловым отверстием 4 для истечения продуктов сгорания. Распределительная головка 2 имеет каналы 5 для подвода окислителя и канал б для подвода горючего в камере 1 сгорания. Внутри нее размешен завихрителъ 7 для закручивания поступающего в камеру 1 сгорания окислителя, выполненный с внутренней замкнутой полостью 8, соединенной с ка налом 6 подвода горючего. В торцовой стенке 9 завихрителя 7 с возможностью осевого перемещения установл.ена форсунка 10, сообщаемая входным своим отверс тием с пространством полости 8 завихри- теля 7 и служащая для распыливания горючего. Форсунка 1О своим передним концом закреплена в биметаллической пластине 11, установленной в поперечной к -оси камеры 1 сгорания плоскости,и щей прорези 12 (фиг. 2). Вместе с пластиной 11 форсушса 10 может перемещать ся по оси в пределах ее деформации, так 96 9 -4 как пластина 11 жестко прикреплена к стенке камеры 1 сгорания. В распределительной головке 2 соосно форсунке 10 расположен аксиально подвижный шток 13, проходящий через торцовую стенку 14 завихрителя 7 и контактирующий с торцом форсунки 10 таким образом, что перекрывает ее входное от верстие и препятствует поступлению в горючего. Шток 13 шарнирно соединен с рычагом 15, имеющим возвратную пружину 16, которые расположены сверху распределительной головки 2. Гореора работает следующим образом. Через каналы 5 завихритель 7 и прорези 12 биметаллической пластины 11 окислитель подается в камеру 1 сгорания. По каналу 6 в полость 8 завихрителя 7 поступает горючее. Перед запуском горелки с помощью рычага 15 поднимают шток 13 и удерживают его так, что между его торцом и торцом форсунки 1О образуется зазор, по которому горючее из полости 8 завихрителя 7 поступает в форсунку 10, а из нее распыливается в камеру 1 сгорания, где вместе с окислителем образует топливную CMeqb. Затем смесь воспламеняют в камере 1 сгора1П1я. Под воздействием температуры воспламенившейся смеси пластина 11 прогибается вниз и занимает положение, показанное пунктиром на фиг. 1, при этом форсунка 10 перемещается вместе с ней. Далее опускают рычаг 15 и пружина 16 возвращает его и шток 13 в исходное положение. В результате между торцами штока 13 и форсунки 10 сохраняется зазор, необходимый для беспрепятственного поступления горючего в форсунку 10. При срыве горения биметаллическая пластина 11 охлаждается и прогибается вверх, поднимая форсунку 10, которая своим торцом упирается в торед штока 13. Подача горючего в форсунку 10при этом прекращается. Таким образом, предлагаемая конструкция горелки более безопасна в эксплуатации благодаря автоматическому прекращению горючего в камеру сгорания при срыве горения. Формула изобретения 1. Огнеструйная горелка для термического разрушения горных пород, имеющая камеру сгорания, ограниченную крышкой с сопловым отверстием и распределительной 506 головкой, в которой выполнены каналы для подвода окислителя и горючего, в камере сгорания по оси размещены форюунка для распыливания горючего и охватьшаюший форсунку завихритель для закручивания потока окислителя, а в поперечной к ее оси плоскости - биметаллическая пластина, отличающаяся тем, что, с целью повыщения безопасности эксплуатации горелки путем прекращения подачи горючего при срыве горения, форсунка закреплена передним койцом в биметаллической пластине с возможностью совместного с ней осевого перемещения, а распре делительная головка снабжена аксиально подвижным щтоком для перекрытия входГорючее

ф1/е. / 96 ного отверстия форсунки при разобщении ее с каналом подвода горючего. 2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что, завихритель имеет vЗaмк гyтyю полость, сообщенную с каналом подвода горючего и входным отверстием форсунки, t Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2362814, кл. Е 21 В 7/14, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 445746, кл. Е 21 В 7/14, 1973 (прототип). ,

//