Устройство для термического разрушения горных пород струями раскаленного газа Советский патент 1982 года по МПК E21C37/16 E21B7/14 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к установкам для термического разрушения горных пород струями раскаленного газа, генерируемыми воздушно-огнеструйными горелками,

Известна установка, имеющая воздушно-огнеструйную горелку, работающую на смеси воздуха и жидкого углеводородного горючего. Подача горючего в горелку осуществляется путем его вытеснения из специальной емкости сжатым воздухом, подаваемым от компрессора .I.

Однако при использовании сжатого воздуха в емкости с жидким горючим образуется взрывоопасная смесь паров углеводородного горючего и воздуха, в результате чего возникает опасность эксплуатации этой установки. Кроме того, подача горючего путем аго вытеснения сжатым воздухом предъявляет повышенные требования к изготовлению емкости, в связи с чем надежность .установки снижается.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка для термического разрушения горных пород струями раскаленного газа, включающая воздушно- .

огнеструйную горелку, емкость для жидкого углеводородного горючего, насос для подачи горючего, магистраль для подвода горючего в горелку с запорнымивентилями и измерительно-регистрирующей аппаратурой, магистраль с перепускным клапаном 2,

Однако в известной установке при использовании в качестве углеводород10ного горючего дизельного топлива возрастает время и снижается надежность запуска воздушно-огнеструйной горелки. Это отрицательно сказывается на производительности установки

15 по разрушению горных пород, В зимних условиях запуск воздушно-огнеструйных горелок на дизельном топливе без применения специальных профилактических, довольно трудоемких, мер

20 (подогрев дизельного топлива, обогащение сжатого воздуха кислородом и т.д,) стано вится практически невозможным.

Целью изобретения является повы25шение производительности установки по разрушению горных пород за счет .сокращения времени и повьЕчения надежности запуска воздушно-огнеструйной горелки при использовании в ка30честве горючего дизельного топлива.

Поставленная цель достигается тем что установка для термического разрушения горных пород струями раскаленного газа, включающая воздушно-огнеструйную горелку, емкость для жидкого углеводородного горючего, насос для подачи горючего, магистраль для подвода горючего в .горелку с запорными вентилями и измерительно-регистрирующей аппаратурой, магистраль с перепускным клапаном, снабжена дополнительной емкостью для пускового легковоспламеняющегося жидкого углеводорЬдного горючего, сообщенной с магистралью для подвода горючего в горелку, и смесителем, установленным в указанной магистрали и соединенным с одной стороны через запорные вентили с обеими емкостями, с другой - со входом насоса для подачи горючего, а через магистраль с перепускным клапаном - с его выходом.

На чертеже представлена схейа предлагаемой установки для термического разрушения горных пород струями раскаленного газа.

Установка включает емкости для пускового легковоспламеняющегося жидкого углеводородного горючего 1 и дизельного топлива 2, запорные вентили 3 и 4 , магистраль 5 для подвода. горючего в воздушно-огнеструйную горелку б, насос для подачи горючего 7, магистраль 8 с перепускным клапаном 9, смеситель 10, расходомер горючего 11, манометр 12 давления и дроссель 13 регулировки расхода горючего. Сжатый воздух подается от компрессора (не показан).

Емкость 1 сообщена с магистралью 5, а смеситель 10, установленный в магистрали 5, соединен с одной стороны через вентили 3 и 4 с емкостями 1 и 2, с другой - со входом насоса 7, а через магистраль 8 с перепускным клапаном 9 - с его выходом. Наличие дополнительной емкости 1 позволяет применить для запуска воздушно-огнеструйной горелки специальное пусковое легковоспламеняющееся жидкое углеводородное топливо (например, высокооктановые бензины), что позволяет сократить время и повысить надежность запуска горелки, а: при отрицательных температурах обойтись без применения специальных Профилактических мер. После запуска и прогрева горелки осуществляется переход на основное горючее - дизельное топливо. Применение пускового горючего такого же типа,как и дизельное топливо, т.е. жидкое углеводород ное, наиболее целесообразно. Горючие такого же типа более безопасны и режи (ы их горения близки. Соединение емкости 1 с магистралью 5 позволяет упростить конструкцию установки, так

как для обоих видов горючего используются общие магистраль, запорно-регулирующая и измерительная аппарату ра.

Смеситель 10, установленный в магистрали 5 и соединенный магистралью 8 с перепускным клапаном S с выходом насоса 7, обеспечивает постепенное нарастание концентрации дизельного топлива в смеси, подаваемой в горелку в период перехода с пускового горючего на дизельное топливо. Плавный переход с одного горючего на другое, трудновоспламеняющееся,, сводит к минимуму вероятность срыва процесса горения в горелке в этот период,что повышает надежность запуска.Объем смесителя выбирается таким, чтобы количество пускового горючего, находящегося в нем в период запуска, обеспечивало полный переход с пускового горючего на дизельное топливо за 0,31 мин. В этом случае практически полностью исключается вероятность срыва процесса горения в горелке.

5 Для обеспечения лучшего перемешивания обоих видов горючего в смесителе 10 его входные сечения от магистралей 5 и 8 ориентируются друг относительно друга под углом. Это

Q обеспечивает лучшее взаимодействие и, соответственно, перемешивание обоих струй горючего. Наличие смесителя 10, соединенного дополнительно магистралью 8 с выходом насоса 7

, позволяет осуществить плавный переход с одного вида горючего на другое без использования специальных электронных систем, способных управлять работой запорных вентилей 3 и 4. Применение таких систем усложняет конструкцию установки и снижает ее надежность в работе. На мобильных установках, не имеющих электрического питания, применение таких систем связано с большими трудностями.

Установка работает следующим образом.

Открывается вентиль 3 и через магистраль 5 в горелку 6 подается пусковое легковоспламеняющееся горючее из емкости 1. Одновременно в горелку подается воздух. Осуществляется запуск горелки и выход на режим. После работы горелки на полном режиме в течение 0,3-0,5 мин открывается вентиль 4 и в магистраль 5 подается дизельное топливо. Вентиль 3 перекрывается. Дизельное топливо, попадая в смеситель 10 из магистрали 5, перемешивается с пусковым горючим, непосредственно находящимся в смеси-теле 10 и попадающим в него из магистрали 8. Взаимодействие струй горючего из магистралей 5 и 8 способствует хорошему перемешиванию дизельного топли65 за и пускового горючего. По мере перехода с пускового горючего на дизельное топливо концентрация последнего в смеси подаваемой в смеситель 10 из магистрали 8 будет нарастать. Смеситель 10 содержит горючее для ра боты горелки в течение 0,3-1 мин, по этому полная замена пускового горюЧего на дизельное топливо происходит за это . Концентрация дизельного топлива в смеси, подаваемой в горелку, нарастает постепенно в автоматическом режиме. Таким образом, предлагаемая установка позволяет при работе, воздушноогнеструйной горелки на наиболее эко номичном жидком углеводородном горючем (дизельное топливо) добиться со крашения времени и повышения надежности запуска горелки. Это приводит к повышению ее производительности по термическому разрушению горных пород Формула изобретения Установка для ермического разрушения горных пород струями раскаленного газа, включающая воздушно-огнеструйнуюгорелку, емкость для жидкого углеводородного горючего, насос для подачи горючего, магистраль для подвода горючего в горелку с запорными вентилями и измерительно-регистрирующей аппаратурой, магистраль с перепускным клапаном, отличающаяся тем, ЧТО , с целью повыиения производительности установки за счет сокращения времени и повышения надежности запуска горелки при использовании в качестве горючего дизельного топлива,снабжена дополнительной емкостью для пускового легковоспламеняющегося жидкого углеводородного горючего, сообщенной с магистралью для подвода горючего в горелку, и смесителем, установленным в указанной магистрали и соединенным с одной стороны через запорные вентили с обеими емкостями, с другой - со входом насоса для подачи горючего, а через магистраль с перепускным клапаном - с его выходом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дмитриев А.П. и др. Термодинамические процессы в горных породах. Вып. 2, М., МГИ , 1967, с. 36-38. 2,Авторское свидетельство СССР № 602678, кл. Е 21 С 37/16, 1977 (прототип).