ГОЛОВКА ТЕРМОРЕЗАКА

ГОЛОВКА ТЕРМОРЕЗАКА


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2109211 (13) C1

(51) 6 F23D7/00, F23D9/00, F23D11/00, F23D11/04, F23D11/38, B27M1/06, B05B17/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 27.09.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1998.04.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 95119302/13 
(22) Дата подачи заявки: 1995.11.10 
(45) Опубликовано: 1998.04.20 
(56) Аналоги изобретения: РСТ, заявка, 82/02424, кл. F 23 D 13/32, 1982. 
(71) Имя заявителя: Новиков В.И.; Лапицкий В.И.; Куршин С.С.; Томак В.И.; Воронецкий А.В. 
(72) Имя изобретателя: Новиков В.И.; Лапицкий В.И.; Куршин С.С.; Томак В.И.; Воронецкий А.В. 
(73) Имя патентообладателя: Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им.Н.Э.Баумана 

(54) ГОЛОВКА ТЕРМОРЕЗАКА 

Использование: изобретение относится к головкам терморезаков. Сущность изобретения: повышение полноты сгорания и уменьшение габаритов и массы в головке терморезака, содержащей сопло, газогенератор с камерой сгорания и форкамерой, тракт подвода горючего с возможностью подачи последнего тангенциально относительно стенок газогенератора, тракт подвода окислителя и воспламенитель, достигается за счет того, что форкамера выполнена трехступенчатой. При этом диаметры ступеней последовательно увеличиваются в сторону камеры сгорания. Тракт подвода окислителя сообщен посредством каналов со ступенями большего и меньшего диаметров. Тракт подвода горючего сообщен со ступенью среднего диаметра, а воспламенитель размещен в ступени меньшего диаметра. Это позволит добиться применения различного вида горючего и окислителя без перенастройки элементов устройства. 5 з.п. ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области тепловых воздействий на материал, а именно к конструкциям устройств для газоструйной резки материалов, твердых пород, древесины, кустарников и т.д.

Известна головка терморезака, содержащая сопло, газогенератор с камерой сгорания и форкамерой, тракт подвода горючего с возможностью подачи последнего тангенциально относительно стенок газогенератора, тракт подвода окислителя и воспламенитель. Наиболее существенный недостаток известного устройства - низкая степень использования горючего в процессе сгорания, поскольку для обеспечения охлаждения стенок камеры сгорания и форкамеры все горючее подается непосредственно на стенки как форкамеры, так и камеры сгорания. Такая схема организации рабочего процесса требует значительного развития площади поверхности стенок камеры сгорания, так как в противном случае резко уменьшается количество сгоревшего горючего из-за уменьшения его испарившейся доли вследствие недостаточной площади испарения. Однако на практике в большинстве случаев существуют габаритные и массовые ограничения, что приводит к тому, что из-за необходимости поддержания требуемого теплового состояния стенок камеры сгорания и из-за недостаточной при этом эффективной площади испарения часть горючего не участвует в сгорании.

Целью изобретения является повышение полноты сгорания и уменьшение массы и габаритов головки терморезака.

Указанная цель достигается тем, что в головке терморезака форкамера выполнена трехступенчатой, причем диаметры ступеней последовательно увеличиваются в сторону камеры сгорания, тракт подвода окислителя сообщен посредством каналов со ступенями большего и меньшего диаметров, тракт подвода горючего сообщен со ступенью среднего диаметра, а воспламенитель размещен в ступени меньшего диаметра. Подача горючего может осуществляться через форсунки, равномерно расположенные по окружности форкамеры, причем тракт подачи горючего может быть сообщен с форкамерой в зоне, расположенной около торца ступени среднего диаметра, каналы подвода окислителя в ступень большего диаметра могут быть выполнены в ее стенке и расположены равномерно по окружности под углом к оси форкамеры 45...135o, причем каналы могут быть расположены несколькими поясами. Кроме того, между ступенями меньшего и среднего диаметра может быть выполнен буртик.

На фиг. 1 представлен продольный разрез головки терморезака; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Головка терморезака содержит сопло 1, газогенератор с камерой сгорания 2 и форкамерой 3, тракт 4 подвода горючего с возможностью подачи последнего тангенциально относительно стенок 5 газогенератора, тракт 6 подвода окислителя и воспламенитель 7. Форкамера 3 может быть выполнена трехступенчатой, причем диаметры ступеней последовательно увеличиваются в сторону камеры 2 сгорания. Тракт 6 подвода окислителя сообщен посредством каналов 8 со ступенями 9 большего и 10 меньшего диаметров, тракт 9 подвода горючего сообщен со ступенью 11 среднего диаметра, а воспламенитель 7 размещен в ступени 10 меньшего диаметра. Форсунки 12 подачи горючего могут быть равномерно расположены по окружности форкамеры 3, причем тракт 4 подвода горючего может быть сообщен с форкамерой 3 в зоне, расположенной около торца 13 ступени 11 среднего диаметра. Каналы 8 подвода окислителя в ступень 9 большего диаметра выполнены в ее стенке и расположены равномерно по окружности под углом к оси форкамеры 45...135o, причем каналы 8 могут быть расположены несколькими поясами. Кроме того, между ступенями 10 меньшего и 11 среднего диаметров может быть выполнен буртик 14.

Головка терморезака работает следующим образом. Горючее из тракта 4 форсунками 12 подается непосредственно на стенку 5 ступени 11 среднего диаметра. На стенке 5 формируется жидкая пленка 15. При течении пленки 15 вдоль стенки 5 форкамеры 3 часть горючего испаряется и попадает в центральную зону 16 ступени 11 среднего диаметра. Испарившаяся часть горючего в центральной зоне 16 ступени 11 среднего диаметра смешивается с окислителем, поступающим из ступени 10 меньшего диаметра. Образовавшаяся топливная смесь воспламеняется воспламенителем 7, в качестве которого может быть использована, например, электрическая свеча. При горении топливной смеси в ступени 11 среднего диаметра на выходе из нее (на входе в ступень 9 большего диаметра) формируется поджигающий ("дежурный") факел.

При истечении в ступень 9 большего диаметра пленка 15 горючего распадается на отдельные капли (аналогично тому, как это имеет место при истечении из центробежной форсунки), которые перемешиваются с окислителем, подаваемым по каналам 8. Полученная смесь поджигается в ступени 9 большего диаметра "дежурным" факелом и полностью сгорает в камере 2 сгорания. Продукты сгорания разгоняются в сопле 1 и подаются на резку.

В зависимости от режимов резки сопло 1 может быть выполнено как сверхзвуковым, так и дозвуковым. В силу того, что в камере 2 сгорания пленка 15 распадается на отдельные капли, эффективная площадь испарения горючего существенно возрастает, что дает возможность резко увеличить массовую скорость его испарения и реализовать в ограниченных габаритах устройства необходимую полноту сгорания. Тангенциальная подача горючего обеспечивает закрутку пленки 15 и в силу этого ее распад на более мелкие капли, что предпочтительнее с точки зрения качества протекания подготовительных процессов испарения и смешения паров горючего с окислителем. Следует также отметить, что предложенная схема подачи горючего в камеру 2 сгорания позволяет повысить эффективность смешения окислителя и горючего также и за счет взаимного расположения зон их подвода - при истечении пленки 15 в ступень 9 большего диаметра происходит смешение горючего с окислителем, поступающим по каналам 8. Расположение каналов 8 равномерно по окружности ступени 9 большего диаметра под углом 45. ..135o обеспечивает высокую эффективность процесса смешения, что, в конечном итоге, приводит к увеличению полноты сгорания. Расположение форсунок 12 равномерно по окружности форкамеры 3 дает возможность сформировать пленку 15 на стенке 5 с постоянной толщиной и получить в результате равномерное распределение капель горючего как по размерам, так и по сечению ступени большего диаметра.

Подача горючего в ступень 11 среднего диаметра в формирующуюся за ступенью 10 меньшего диаметра застойную зону, а части окислителя для обеспечения работы "дежурного" факела в ступень 10 меньшего диаметра позволяют исключить воздействие потока окислителя на пленку 15 в процессе ее формирования и предотвратить возможные нарушения сплошности последней.

Размещение воспламенителя 7 в ступени 10 меньшего диаметра и подача в нее окислителя позволяют вывести воспламенитель 7 из высокотемпературной зоны, исключить непосредственное воздействие на него продуктов сгорания и обеспечить дополнительное охлаждение воспламенителя, а буртик 14 между ступенями 11 среднего и 10 меньшего диаметров исключает возможность забора горючего в зону расположения воспламенителя 7, что увеличивает срок его службы и повышает надежность работы.

Использование двухступенчатой схемы воспламенения (электрическая свеча - "дежурный" факел) гарантирует надежное воспламенение и сжигание топливной смеси в широком диапазоне изменения расходов горючего и окислителя и их начальной температуры. Следует также отметить и то, что такая схема воспламенения практически нечувствительна к физико-химическим свойствам горючего и окислителя, что позволяет использовать различные виды горючих (керосин, бензин, сжиженный газ и т.д.) и окислителя (воздух, кислород) без какой-либо перенастройки или переделки устройства.

Вопросы, связанные с обеспечением охлаждения всех элементов устройства, находящихся под воздействием высокой температуры, здесь не отражены, поскольку для их решения могут быть привлечены любые широко известные в технике методы, в частности: использование камеры сгорания, выполнение элементов устройства из тугоплавких и композитных материалов и т.д.

Реализация изобретения позволит получить высокоэффективное устройство для резки материалов, способное надежно работать на различных видах топливных композиций. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Головка терморезака, содержащая сопло, газогенератор с камерой сгорания и форкамерой, тракт подвода горючего с возможностью подачи последнего тангенциально относительно стенок газогенератора, тракт подвода окислителя и воспламенитель, отличающаяся тем, что форкамера выполнена трехступенчатой, причем диаметры ступеней последовательно увеличиваются в сторону камеры сгорания, тракт подвода окислителя сообщен посредством каналов со ступенями большего и меньшего диаметров, тракт подвода горючего сообщен со ступенью среднего диаметра, а воспламенитель размещен в ступени меньшего диаметра.

2. Головка по п.1, отличающаяся тем, что форсунки подачи горючего равномерно расположены по окружности форкамеры.

3. Головка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что тракт подачи горючего сообщен с форкамерой в зоне, расположенной около торца ступени среднего диаметра.

4. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что каналы подвода окислителя в ступень большего диаметра выполнены в стенке и расположены равномерно по окружности по углам к оси форкамеры 45 - 135o.

5. Головка по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что каналы подвода окислителя в ступень большего диаметра расположены несколькими поясами.

6. Головка по п.5, отличающаяся тем, что между ступенями меньшего и среднего диаметров выполнен буртик.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru