RU217136U1

RU217136U1 - INJECTION GAS BURNER

Info

Publication number: RU217136U1
Application number: RU2023102378U
Authority: RU
Inventors: Владимир Дмитриевич Ленкин; Валерий Геннадьевич Климов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Алюминотермитная сварка"
Filing date: 2023-02-03
Publication date: 2023-03-20

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для сжигания топлива, в частности, к инжекционным газовым горелкам для предварительного нагрева наплавляемой поверхности, и может быть использована, например, при выполнении восстановительной наплавки головки рельса. Техническим результатом является повышение равномерности предварительного нагрева, выполняемого с помощью газовой горелки, вогнутой поверхности выреза поврежденного участка рельса, подлежащего наплавке. Инжекционная газовая горелка, в частности, для предварительного нагрева поверхности, подлежащей наплавке, содержит инжектор и соединенную с ним смесительную камеру, которая соединена с входом трубки подачи. Выходной конец трубки подачи снабжен головкой горелки. Внутренняя полость головки горелки ограничена замкнутой боковой стенкой и торцевым элементом. В торцевом элементе выполнены сквозные отверстия, предназначенные для выхода горючей смеси. При этом наружная рабочая поверхность торцевого элемента головки горелки выполнена выпуклой формы. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

The utility model relates to devices for fuel combustion, in particular, to injection gas burners for preheating the deposited surface, and can be used, for example, when performing restoration welding of the rail head. The technical result is to increase the uniformity of preheating, performed using a gas burner, of the concave surface of the cutout of the damaged section of the rail to be surfacing. The injection gas burner, in particular for preheating the surface to be welded, comprises an injector and a mixing chamber connected to it, which is connected to the inlet of a feed tube. The outlet end of the feed tube is provided with a burner head. The internal cavity of the burner head is limited by a closed side wall and an end element. In the end element, through holes are made for the exit of the combustible mixture. At the same time, the outer working surface of the end element of the burner head is made of a convex shape. 8 w.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для сжигания топлива, в частности, к инжекционным горелкам для предварительного нагрева наплавляемой поверхности, и может быть использована при проведении ремонтных работ железнодорожного рельсового пути в полевых условиях, в том числе при выполнении восстановительной наплавки головки рельса.The utility model relates to devices for burning fuel, in particular, to injection burners for preheating the deposited surface, and can be used when repairing a railway track in the field, including when performing restorative welding of the rail head.

При выполнении восстановительной наплавки головки рельса, например, при таких дефектах как смятие, выкрашивание, трещины в головке рельса и т.д., сначала требуется произвести вырезку дефектной части головки рельса, затем выполнить предварительный нагрев поверхности, подлежащей наплавке, после чего выполнить непосредственно наплавку (например, алюминотермитную наплавку) головки рельса. Вырез может быть выполнен в виде углубления прямоугольного сечения, но как показала практика, вырез предпочтительно делать скругленной вогнутой формы, что позволяет минимизировать внутренние напряжения металла и исключить потенциальные концентраторы (фокусы) напряжений, что, в свою очередь, позволит повысить качество наплавки. Кроме того, следует обратить внимание на еще один фактор: нагрев поверхности перед выполнением наплавки стремятся выполнить как можно более равномерным, так как равномерность температурного поля наплавляемой поверхности оказывает значительное влияние на качество наплавки, в частности, на скорость и равномерность кристаллизации объема наплавленного металла, и зависит, например, от равномерности теплового фронта, создаваемого газовой горелкой.When carrying out restoration welding of the rail head, for example, in case of such defects as crushing, spalling, cracks in the rail head, etc., it is first necessary to cut out the defective part of the rail head, then preheat the surface to be welded, and then perform the welding directly (for example, aluminothermic surfacing) of the rail head. The cutout can be made in the form of a rectangular recess, but as practice has shown, it is preferable to make the cutout of a rounded concave shape, which allows minimizing the internal stresses of the metal and eliminating potential stress concentrators (foci), which, in turn, will improve the quality of surfacing. In addition, attention should be paid to one more factor: the heating of the surface before surfacing is attempted to be as uniform as possible, since the uniformity of the temperature field of the surfacing surface has a significant effect on the quality of the surfacing, in particular, on the rate and uniformity of crystallization of the deposited metal volume, and depends, for example, on the uniformity of the thermal front created by the gas burner.

Для предварительного нагрева наплавляемой поверхности, в том числе поверхности поврежденных участков железнодорожных рельсов, часто используют инжекционные газовые горелки такие, как например, горелка по патенту № RU2227872C1 [«Инжекционная горелка», МПК F23D14/02, F23D14/62, дата публ. 27.04.2004], содержащая смесительную камеру, на одном конце которой (т.е. на входе камеры) установлено газовое сопло, а на другом конце камеры установлен мундштук. Газовое сопло установлено соосно с камерой и имеет возможность подключения к источнику подачи газа. На боковой поверхности смесительной камеры выполнены сквозные отверстия. Горючий газ поступает в газовое сопло, на выходе которого образуется высокоскоростная струя, которая через отверстия в боковой поверхности камеры инжектирует в камеру воздух. При движении внутри смесительной камеры потоки газа и воздуха перемешиваются. На выходе из камеры смесь поджигают, происходит горение смеси, и факел пламени направляется по мундштуку и выходит из горелки. В рассмотренном техническом решении горелка имеет одно осевое центральное отверстие для выхода горючей смеси (выход мундштука), при этом образуется высокоскоростная струя факела, имеющая в осевом направлении наиболее высокую концентрацию энергии (тепла). Такой факел не имеет равномерного теплового фронта.For pre-heating of the deposited surface, including the surface of damaged sections of railway rails, injection gas burners are often used, such as, for example, the burner according to patent No. 27.04.2004], containing a mixing chamber, at one end of which (ie, at the inlet of the chamber) a gas nozzle is installed, and a mouthpiece is installed at the other end of the chamber. The gas nozzle is installed coaxially with the chamber and can be connected to a gas supply source. Through holes are made on the side surface of the mixing chamber. The combustible gas enters the gas nozzle, at the exit of which a high-speed jet is formed, which injects air into the chamber through holes in the side surface of the chamber. When moving inside the mixing chamber, the flows of gas and air are mixed. At the exit from the chamber, the mixture is ignited, the mixture burns, and the flame is directed along the mouthpiece and exits the burner. In the considered technical solution, the burner has one axial central hole for the combustible mixture outlet (mouthpiece outlet), while a high-speed flame jet is formed, which has the highest concentration of energy (heat) in the axial direction. Such a torch does not have a uniform thermal front.

Известно выполнение сопла горелки [патент № CN202284794U «Porous quincunx type flame nozzle», МПК F23D14/58, дата публ. 27.06.2012], согласно которому в кожухе горелки размещены основная распылительная трубка (центральный канал), а также два слоя распылительных трубок для выхода горючей смеси, равномерно распределенных по двум концентрическим окружностям вокруг основной трубки в торцевой плоскости сопла, что позволяет обеспечить равномерный плоский тепловой фронт и равномерный нагрев плоской поверхности. Однако в известной конструкции не предусмотрено расположение выходных отверстий распылительных трубок по выпуклой скругленной поверхности (что позволило бы обеспечить равномерный нагрев аналогичной вогнутой поверхности).It is known to perform the burner nozzle [patent No. CN202284794U "Porous quincunx type flame nozzle", IPC F23D14/58, publ. 06/27/2012], according to which the main spray tube (central channel) is placed in the burner casing, as well as two layers of spray tubes for the exit of the combustible mixture, evenly distributed along two concentric circles around the main tube in the end plane of the nozzle, which makes it possible to provide a uniform flat thermal front and uniform heating of a flat surface. However, the known design does not provide for the location of the outlet openings of the spray tubes on a convex rounded surface (which would allow for uniform heating of a similar concave surface).

Известна конструкция инжекционного наконечника газовой горелки [патент № KR20140082574A «Ejection tip for a gas torch with device for preventing back-fire», МПК B23K7/00, F23D14/38, дата публ. 02.07.2014], на передней торцевой поверхности которого выполнены сквозные отверстия для выброса пламени. Отверстия равномерно распределены по плоской торцевой поверхности наконечника. Однако при работе известного устройства создается равномерный плоский тепловой фронт, обеспечивающий равномерный нагрев только плоской поверхности.A known design of the injection tip of a gas burner [patent No. KR20140082574A "Ejection tip for a gas torch with device for preventing back-fire", IPC B23K7/00, F23D14/38, publ. 07/02/2014], on the front end surface of which there are through holes for ejection of the flame. The holes are evenly distributed along the flat end surface of the tip. However, during the operation of the known device, a uniform flat thermal front is created, which ensures uniform heating of only a flat surface.

Известны нагревательные устройства (горелки), обеспечивающие возможность равномерного нагрева поверхности за счет применения в конструкции множества нагревательных элементов. Так, например, известна горелка для предварительного нагрева поверхности заготовки перед сваркой [патент № CN216541487U «Welding pre-heater capable of simultaneously heating multiple points», МПК B23K7/00, F23D14/00, F23D14/48, дата публ. 17.05.2022], содержащая четыре подогревателя, каждый из которых закреплен на раме в шарнире и при этом соединен с рамой упругими элементами (пружинами), что обеспечивает возможность совершать свободные колебания. Каждая рама закреплена на полой трубе, по которой осуществляется подача горючего газа к подогревателям, для чего каждый подогреватель соединен гибким шлангом с трубопроводом. Сопла подогревателей обращены в сторону поверхности заготовки. Устройство снабжено источником свободных колебаний упругой системы, позволяющим при подаче горючей смеси во внутреннюю полость сопла вызывать качание каждого подогревателя из стороны в сторону, выводя при этом струю пламени, в результате чего образуется линейная зона равномерного нагрева поверхности заготовки. Также известно устройство предварительного нагрева кольцевой заготовки для сварки по окружности шва [патент № CN212823526U «Annular workpiece circumferential weld welding preheating tool», МПК B23K7/00, F23D14/46, F23D14/48, дата публ. 30.03.2021], обеспечивающее равномерный нагрев внутренней поверхности трубы за счет использования множества сопел, установленных на дугообразной выпуклой трубке подачи газа и направленных радиально в сторону кольцевой поверхности. Known heating devices (burners) that provide the possibility of uniform heating of the surface through the use of multiple heating elements in the design. For example, a burner is known for preheating the surface of a workpiece before welding [patent No. CN216541487U "Welding pre-heater capable of simultaneously heating multiple points", IPC B23K7/00, F23D14/00, F23D14/48, publ. 05/17/2022], containing four heaters, each of which is fixed on the frame in a hinge and at the same time connected to the frame by elastic elements (springs), which makes it possible to perform free vibrations. Each frame is fixed on a hollow pipe, through which combustible gas is supplied to the heaters, for which each heater is connected by a flexible hose to the pipeline. The heater nozzles are directed towards the workpiece surface. The device is equipped with a source of free oscillations of the elastic system, which allows, when a combustible mixture is supplied to the internal cavity of the nozzle, to cause each heater to swing from side to side, while removing the flame jet, resulting in a linear zone of uniform heating of the workpiece surface. Also known is a device for preheating an annular workpiece for welding around the circumference of the seam [patent No. CN212823526U "Annular workpiece circumferential weld welding preheating tool", IPC B23K7/00, F23D14/46, F23D14/48, publ. March 30, 2021], which ensures uniform heating of the inner surface of the pipe through the use of a plurality of nozzles mounted on an arcuate convex gas supply tube and directed radially towards the annular surface.

Однако в отношении приведенных выше технических решений по патентам №№ CN216541487U и CN212823526U необходимо отметить, что хотя при их использовании создается равномерный тепловой фронт, но в горелке по патенту № CN216541487U тепловой фронт является плоским (обеспечивает линейную зону равномерного нагрева) и не может создать равномерный нагрев обработанной под сварку вогнутой поверхности, например, поверхности рельса, а устройство по патенту № CN212823526U создает равномерный нагрев кольцевой поверхности, но применимо только для нагрева внутренней поверхности трубы. Кроме того, указанные технические решения характеризуются высокой конструктивной сложностью и низкой эксплуатационной надежностью. However, with regard to the above technical solutions according to patents No. CN216541487U and CN212823526U, it should be noted that although their use creates a uniform thermal front, but in the burner according to patent No. CN216541487U, the thermal front is flat (provides a linear zone of uniform heating) and cannot create a uniform heating a weld-machined concave surface, such as a rail surface, and the device of patent No. CN212823526U generates uniform heating of the annular surface, but is applicable only to heating the inner surface of the pipe. In addition, these technical solutions are characterized by high design complexity and low operational reliability.

Известна газовая горелка [патент № RU191002U1 «Инжекторная газовая горелка», МПК F23D14/02, дата публ. 18.07.2019], которая содержит эжектор, соединенный с каналом для подвода газа, смеситель, насадку и керамическую крышку. Насадка выполнена с внутренним отверстием в виде сопла Лаваля, а на свободном конце установлена керамическая крышка. По всему торцу крышки выполнено множество сквозных отверстий. В известном техническом решении торцевая поверхность крышки выполнена плоской. При работе горелки в канал эжектора подается газ, а в эжектор подсасывается воздух из окружающей среды, которые в процессе движения перемешиваются в смесителе. Затем смесь проходит через сопло Лаваля, вытекает в отверстия керамической крышки, поджигается, например, искрой, и сгорает. Сопло Лаваля насадки способствует увеличению скорости газа, поступающего на сгорание, а керамическая крышка, по торцу которой выполнены сквозные отверстия, обеспечивает равномерное распределение горючей смеси, проходящей через отверстия, что позволяет сформировать плоский равномерный тепловой фронт. Однако плоский тепловой фронт не может обеспечить равномерный нагрев вогнутой поверхности, например, подготовленного под наплавку изношенного участка головки железнодорожного рельса. Known gas burner [patent No. RU191002U1 "Injection gas burner", IPC F23D14/02, publ. 07/18/2019], which contains an ejector connected to a gas supply channel, a mixer, a nozzle and a ceramic cover. The nozzle is made with an inner hole in the form of a Laval nozzle, and a ceramic cover is installed at the free end. A plurality of through holes are made along the entire end face of the cover. In the known technical solution, the end surface of the cover is made flat. When the burner is operating, gas is supplied to the ejector channel, and air from the environment is sucked into the ejector, which are mixed in the mixer during movement. Then the mixture passes through the Laval nozzle, flows out into the holes of the ceramic cover, is ignited, for example, by a spark, and burns out. The nozzle Laval nozzle contributes to an increase in the speed of the gas entering the combustion, and the ceramic cover, on the end of which there are through holes, provides a uniform distribution of the combustible mixture passing through the holes, which allows the formation of a flat uniform thermal front. However, a flat thermal front cannot provide uniform heating of a concave surface, for example, a worn section of a rail head prepared for surfacing.

В качестве технического решения (прототипа), наиболее близкого по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели, предлагается инжекционная газовая горелка [патент № RU84762U1 «Инжекционная газо-воздушная горелка», МПК B23K9/04, B01F5/00, дата публ. 20.07.2009], предназначенная для нагрева изношенного участка поверхности железнодорожного рельса и содержащая последовательно соединенные между собой узел подачи горючего газа и кислорода (компонентов горючей смеси); инжекционный смеситель, содержащий инжектор и смесительную камеру и обеспечивающий смешивание указанных компонентов; наконечник, содержащий трубку, соединенную с камерой смесителя, ниппель, закрепленный на конце трубки, и мундштук, навинченный на торец ниппеля (по наружной резьбе, выполненной на конце ниппеля). Ниппель с закрепленным на его торце мундштуком, представляет собой головку горелки, при этом торцевая стенка мундштука представляет собой торцевой элемент головки горелки. Узел подачи горючего газа и кислорода представляет собой корпус с двумя штуцерами, выполненными с возможностью присоединения рукавов для подачи от внешних источников (например, баллонов) горючего газа и кислорода (компонентов горючей смеси). Каждый штуцер снабжен регулировочным вентилем и соединен с камерой смесителя. Для обеспечения выхода горючей смеси в торце мундштуке выполнены каналы (сквозные сопловые отверстия), ориентированные вдоль оси мундштука и выходящие в окружающее пространство. Сквозные сопловые отверстия равномерно распределены вокруг оси мундштука и расположены в плоскости торца по двум концентрическим окружностям. As a technical solution (prototype), the closest in terms of essential features to the claimed utility model, an injection gas burner is proposed [patent No. RU84762U1 "Injection gas-air burner", IPC B23K9/04, B01F5/00, date publ. 20.07.2009], designed to heat the worn area of the surface of the railroad rail and containing a series-connected unit for supplying combustible gas and oxygen (components of the combustible mixture); an injection mixer containing an injector and a mixing chamber and providing mixing of these components; a tip containing a tube connected to the mixer chamber, a nipple fixed at the end of the tube, and a mouthpiece screwed onto the end of the nipple (along the external thread made at the end of the nipple). The nipple with a mouthpiece fixed on its end is a burner head, while the end wall of the mouthpiece is an end element of the burner head. The combustible gas and oxygen supply unit is a housing with two fittings made with the possibility of connecting hoses for supplying combustible gas and oxygen (components of the combustible mixture) from external sources (for example, cylinders). Each fitting is equipped with a control valve and is connected to the mixer chamber. To ensure the exit of the combustible mixture in the end of the mouthpiece, channels (through nozzle holes) are made, oriented along the axis of the mouthpiece and extending into the surrounding space. Through nozzle holes are evenly distributed around the axis of the mouthpiece and are located in the plane of the end along two concentric circles.

Для осуществления предварительного нагрева наплавляемой рельсовой поверхности горючий газ и кислород от внешних источников подают на вход узла подачи, в котором через регулировочные вентили компоненты поступает в инжекционный смеситель (через инжектор в смесительную камеру), где происходит образование горючей смеси, которая дальше поступает по трубке подачи горючей смеси в ниппель и накрученный на него мундштук, из которого через сквозные отверстия, выполненные в торце мундштука, струи горючей смеси выходят в окружающее пространство и после поджига сгорают, обеспечивая нагрев восстанавливаемой поверхности рельса.To preheat the welded rail surface, combustible gas and oxygen from external sources are supplied to the input of the supply unit, in which the components enter the injection mixer through the control valves (through the injector into the mixing chamber), where a combustible mixture is formed, which then enters through the supply tube combustible mixture into the nipple and a mouthpiece wound onto it, from which, through through holes made at the end of the mouthpiece, jets of combustible mixture exit into the surrounding space and, after ignition, burn out, providing heating of the restored rail surface.

Известное техническое решение также содержит узел подачи наплавочного порошка с выполненным в нем каналом подачи порошка в смеситель, что позволяет после предварительного нагрева выполнять наплавку изношенной поверхности рельса.The known technical solution also contains a welding powder supply unit with a channel for supplying the powder to the mixer, which allows, after preheating, to weld the worn rail surface.

В известном техническом решении за счет выполнения в мундштуке множества сквозных отверстий, выходящих на наружную поверхность торцевой плоскости мундштука, обеспечивается равномерный плоский тепловой фронт, что позволяет обеспечить равномерный нагрев плоской поверхности с помощью известной газовой горелки.In the well-known technical solution, due to the execution in the mouthpiece of a plurality of through holes facing the outer surface of the end plane of the mouthpiece, a uniform flat heat front is provided, which makes it possible to ensure uniform heating of a flat surface using a known gas burner.

Однако необходимо обратить внимание на то, что операцию предварительного нагрева поверхности с помощью газовой горелки производят после выполнения выреза поверхности изношенного участка рельса газовым резаком, выполняемого чаще всего при маятниковом движении резака по дуге, когда сопловая часть резака обращена к боковой грани головки рельса, а ось сопла перпендикулярна вертикальной продольной плоскости рельса. При этом поверхность выреза изношенного участка головки рельса имеет углубленную вогнутую форму - в виде части цилиндрической поверхности, отсеченной вдоль оси цилиндра, ось которого перпендикулярна оси рельса и расположена преимущественно горизонтально. В ряде случаев вырез поверхности изношенного участка рельса, подлежащего наплавке, может иметь и другую вогнутую форму, например, сегмента сферы или части веретенообразной поверхности (имеющей разные радиусы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях). However, it is necessary to pay attention to the fact that the operation of preheating the surface with a gas burner is carried out after cutting the surface of the worn section of the rail with a gas cutter, which is most often performed during the pendulum movement of the cutter along an arc, when the nozzle part of the cutter faces the side face of the rail head, and the axis nozzle is perpendicular to the vertical longitudinal plane of the rail. At the same time, the cut surface of the worn section of the rail head has a deep concave shape - in the form of a part of the cylindrical surface, cut off along the axis of the cylinder, the axis of which is perpendicular to the axis of the rail and is located mainly horizontally. In some cases, the surface cut of the worn section of the rail to be surfacing may also have another concave shape, for example, a segment of a sphere or part of a spindle-shaped surface (having different radii in two mutually perpendicular planes).

В случае нагревания поверхности вогнутой формы с помощью горелки, факел которой формируется при выходе горючей смеси через множество отверстий плоского торца мундштука, до более высокой температуры будут нагреваться участки поверхности рельса, расположенные ближе к торцу мундштука, вследствие чего предварительный нагрев поверхности, подлежащей наплавке, будет неравномерным. Такая неравномерность нагрева поверхности участка рельса, подлежащего последующей восстановительной наплавке, приводит к снижению качества наплавки, а именно, к возможным дефектам в виде непровара и внутренних пор (при недостатке тепла для проплавления), или к образованию закалочных структур на границе сплавления металла рельса и наплавляемого металла (при слишком быстром и/или неравномерном остывании), что негативно влияет на эксплуатационную надежность железнодорожного полотна и впоследствии может привести к аварийной ситуации.In the case of heating the surface of a concave shape using a burner, the torch of which is formed when the combustible mixture exits through a plurality of holes in the flat end of the mouthpiece, the sections of the rail surface located closer to the end of the mouthpiece will be heated to a higher temperature, as a result of which the preheating of the surface to be welded will be uneven. Such uneven heating of the surface of the rail section subject to subsequent recovery surfacing leads to a decrease in the quality of the surfacing, namely, to possible defects in the form of lack of fusion and internal pores (with a lack of heat for penetration), or to the formation of quenching structures at the boundary of fusion of the rail metal and the weld metal. metal (with too fast and / or uneven cooling), which negatively affects the operational reliability of the railway track and can subsequently lead to an emergency.

Следует отметить, что в прототипе, как и в других известных технических решениях, не предусмотрено выполнение торцевой поверхности головки горелки выпуклой формы.It should be noted that the prototype, as well as other known technical solutions, does not provide for the execution of the end surface of the burner head of a convex shape.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение (улучшение) равномерности предварительного нагрева, выполняемого с помощью газовой горелки, вогнутой поверхности выреза поврежденного участка (в частности, участка рельса), подлежащего наплавке.The technical result, which the claimed utility model is aimed at, is to increase (improve) the uniformity of preheating, performed using a gas burner, of the concave surface of the cutout of the damaged section (in particular, the section of the rail) to be surfacing.

Авторами предлагается выполнение торца головки горелки с наружной поверхностью выпуклой формы (например, в виде части цилиндрической поверхности, отсеченной плоскостью вдоль оси цилиндра, со стягивающим углом в поперечном разрезе, меньшим или равным 180°, или в виде сегмента сферы), позволяющее обеспечить (по сравнению с прототипом) более равномерный предварительный нагрев вогнутой поверхности выреза изношенного участка рельса, подлежащего наплавке.The authors propose the execution of the end of the burner head with an outer surface of a convex shape (for example, in the form of a part of a cylindrical surface, cut off by a plane along the axis of the cylinder, with a contracting angle in the cross section, less than or equal to 180°, or in the form of a segment of a sphere), which makes it possible to provide (according to compared with the prototype) more uniform preheating of the concave surface of the cutout of the worn section of the rail to be welded.

Инжекционная газовая горелка, используемая, в частности, для предварительного нагрева поверхности, подлежащей наплавке, содержит инжектор и соединенную с ним смесительную камеру. Смесительная камера (а именно, ее выходная часть) соединена с трубкой подачи горючей смеси (с входной частью трубки). Выходной конец трубки подачи снабжен головкой горелки. Внутренняя полость головки горелки ограничена замкнутой боковой стенкой и торцевым элементом. В торцевом элементе выполнены сквозные сопловые отверстия, предназначенные для выхода горючей смеси. При этом, согласно заявляемой полезной модели, наружная рабочая поверхность торцевого элемента головки горелки выполнена выпуклой формы.The injection gas burner, used in particular for preheating the surface to be welded, comprises an injector and a mixing chamber connected to it. The mixing chamber (namely, its outlet part) is connected to the combustible mixture supply tube (with the inlet part of the tube). The outlet end of the feed tube is provided with a burner head. The internal cavity of the burner head is limited by a closed side wall and end element. In the end element, through nozzle holes are made for the exit of the combustible mixture. At the same time, according to the claimed utility model, the outer working surface of the end element of the burner head is made of a convex shape.

Под рабочей поверхностью торцевой части головки газовой горелки понимают поверхность, на которой выполнены сквозные отверстия, предназначенные для выхода струй горючей смеси, формирующих после поджига факел пламени.Under the working surface of the end part of the gas burner head is understood the surface on which through holes are made, designed for the exit of jets of combustible mixture, which form a flame after ignition.

Следует отметить, что выпуклой поверхностью называют любую связную часть границы выпуклого тела, при этом выпуклым телом называют геометрическое тело, обладающее тем свойством, что соединяющий две его любые точки отрезок содержится в нем целиком, примеры выпуклого тела – шар, куб [адрес интернет-страницы: https://поискслов.рф/wd/выпуклая поверхность?ysclid=lbmt3b7wwe928465034, «Энциклопедический словарь», 1998].It should be noted that any connected part of the boundary of a convex body is called a convex surface, while a convex body is a geometric body that has the property that the segment connecting any two of its points is contained in it entirely, examples of a convex body are a ball, a cube [web page address : https://poiskslov.rf/wd/convex surface?ysclid=lbmt3b7wwe928465034, Encyclopedic Dictionary, 1998].

Выполнение в предлагаемом техническом решении выпуклой наружной рабочей поверхности торцевого элемента головки инжекционной газовой горелки (в отличие от прототипа, в котором головка горелки имеет плоскую торцевую рабочую поверхность) обеспечивает выпуклый равномерный тепловой фронт, создаваемый при работе горелки, что позволяет (по сравнению с прототипом) обеспечить более равномерный нагрев выреза вогнутой формы, выполненного на участке поверхности, подлежащем наплавке. Как уже было отмечено выше, при выполнении восстановительной наплавки изношенного участка поверхности рельса вырез, выполняемый с целью удаления дефектов на указанном участке перед предварительным нагревом, обычно имеет вогнутую скругленную поверхность, так как такая форма выреза по сравнению с вырезом, имеющим прямоугольную форму в плоскости продольного сечения рельса, исключает наличие потенциальных центров концентрации напряжений, при этом при равномерном нагреве поверхности, подлежащей наплавке, создаются равномерные условия для проплавления металла и последующей кристаллизации сварочной ванны, а также обеспечивается минимизация внутренних напряжений металла.The implementation in the proposed technical solution of the convex outer working surface of the end element of the head of the injection gas burner (unlike the prototype, in which the burner head has a flat end working surface) provides a convex uniform thermal front created during the operation of the burner, which allows (in comparison with the prototype) to provide more uniform heating of a concave-shaped cutout made on the surface area to be surfacing. As already noted above, when performing restoration surfacing of a worn section of the rail surface, the cutout made in order to remove defects in the specified area before preheating usually has a concave rounded surface, since such a cutout shape, compared with a cutout having a rectangular shape in the plane of the longitudinal section of the rail, eliminates the presence of potential centers of stress concentration, while uniform heating of the surface to be surfacing creates uniform conditions for metal penetration and subsequent crystallization of the weld pool, and minimizes the internal stresses of the metal.

Соединение боковой стенки и торцевого элемента головки горелки может быть выполнено разъемным. Однако с целью обеспечения высокой устойчивости к термонагрузкам головку горелки целесообразно выполнять из монолитной заготовки, то есть боковая стенка должна быть выполнена монолитной с торцевой частью (торцевым элементом).The connection of the side wall and the end element of the burner head can be made detachable. However, in order to ensure high resistance to thermal loads, it is advisable to make the burner head from a monolithic blank, that is, the side wall should be made monolithic with an end part (end element).

Также высокая устойчивость головки горелки к термонагрузкам обеспечивается и при выполнении соединения торцевого элемента головки горелки с боковой стенкой посредством сварки.Also, high resistance of the burner head to thermal loads is also ensured when the end element of the burner head is connected to the side wall by welding.

Выпуклая наружная рабочая поверхность торцевого элемента может представлять собой сегмент сферы. При этом сквозные отверстия, выполненные в торцевом элементе, могут быть расположены равномерно по концентрическим окружностям, например, по двум или трем.The convex outer working surface of the end element may be a segment of a sphere. In this case, the through holes made in the end element can be evenly spaced along concentric circles, for example, along two or three.

Выпуклая наружная рабочая поверхность торцевого элемента также может представлять собой, например, часть цилиндрической поверхности, отсеченной вдоль оси цилиндра (при этом ось цилиндра расположена перпендикулярно оси головки горелки), либо часть поверхности, имеющей отличающиеся (различные) значения радиусов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях – в продольной и поперечной плоскости (часто называемой «веретенообразной» или «бочкообразной» поверхностью), отсеченной вдоль продольной оси указанной поверхности (причем продольная ось расположена перпендикулярно вертикальной оси головки горелки).The convex outer working surface of the end element can also be, for example, a part of a cylindrical surface cut off along the axis of the cylinder (in this case, the axis of the cylinder is located perpendicular to the axis of the burner head), or a part of the surface having different (different) radii in two mutually perpendicular planes - in a longitudinal and transverse plane (often referred to as a "spindle" or "barrel" surface) cut off along the longitudinal axis of said surface (the longitudinal axis being perpendicular to the vertical axis of the burner head).

Кроме того, возможно выполнение рабочей поверхности торцевого элемента в виде части поверхности выпуклого многогранника и т.д. In addition, it is possible to make the working surface of the end element as part of the surface of a convex polyhedron, etc.

Следует отметить, что для выполнения предварительного нагрева участка поверхности, подлежащего восстановительной наплавке, целесообразно использовать головку горелки с торцевым элементом, имеющим форму рабочей поверхности, которая соответствует форме выреза (наиболее близка к форме выреза) указанного участка поверхности рельса. Форма выреза может быть задана при установке параметров траектории движения газового резака, закрепленного, например, в шаблоне и обеспечивающем движение сопловой части резака по дуге.It should be noted that in order to preheat the surface area to be resurfacing, it is advisable to use a burner head with an end element having a working surface shape that matches the shape of the cutout (closest to the shape of the cutout) of the specified section of the rail surface. The shape of the cutout can be set when setting the parameters of the trajectory of the cutting torch, which is fixed, for example, in a template and ensures the movement of the nozzle part of the cutter along the arc.

С целью улучшения равномерности теплового фронта при работе горелки сквозные отверстия в торцевом элементе могут быть выполнены так, что их оси расположены под наклоном в направлении к вертикальной оси головки горелки таким образом, чтобы обеспечить возможность выхода рабочей смеси из внутренней полости головки горелки расходящимися струями.In order to improve the uniformity of the thermal front during burner operation, through holes in the end element can be made so that their axes are inclined towards the vertical axis of the burner head in such a way as to provide the possibility of the working mixture exiting the internal cavity of the burner head in divergent jets.

Для обеспечения наилучшей равномерности теплового фронта при работе горелки при выполнении наружной рабочей поверхности торцевого элемента в виде сегмента сферы сквозные отверстия выполнены таким образом, что их оси расположены в радиальном направлении - к центру сферы.To ensure the best uniformity of the thermal front during burner operation, when the outer working surface of the end element is made in the form of a segment of a sphere, the through holes are made in such a way that their axes are located in a radial direction - towards the center of the sphere.

Графические материалы содержат пример выполнения заявляемой инжекционной газовой горелки.Graphic materials contain an example of the claimed injection gas burner.

На фиг. 1 представлено схематичное изображение инжекционной газовой горелки с указанием основных конструктивных элементов, главный вид.In FIG. 1 shows a schematic representation of an injection gas burner with an indication of the main structural elements, the main view.

На фиг. 2 представлено схематичное изображение инжекционной газовой горелки, вид сбоку (слева).In FIG. 2 shows a schematic representation of an injection gas burner, side view (left).

На фиг. 3 представлена схема работы горелки при выполнении предварительного нагрева участка поверхности рельса, подлежащего наплавке, главный вид.In FIG. Figure 3 shows a diagram of the burner operation during preheating of the rail surface area to be welded, main view.

На фиг. 4 представлена схема работы горелки при выполнении предварительного нагрева, вид сбоку.In FIG. 4 is a diagram of the operation of the burner during preheating, side view.

Представленная на фиг. 1 однофакельная многосопловая газовая горелка инжекционного (инжекторного) типа, применяемая для нагрева участка поверхности рельса, подлежащего наплавке, содержит ствол 1 горелки, трубку 2 подачи горючей смеси, головку 3 горелки. Ствол 1 горелки содержит рукоятку 4 со шлангами подключения к узлу подачи компонентов горючей смеси, например, к баллонам с пропаном и кислородом, и клапанами 5 регулировки подачи каждого компонента, а также включает инжектор 6, установленный на входе смесительной камеры 7. Выход смесительной камеры 7 соединен с входным концом 8 трубки подачи 2. Выходной конец 9 трубки подачи 2 соединен с головкой 3 газовой горелки. Предпочтительным вариантом соединения головки 3 горелки с трубкой 2 подачи является сварное соединение. При этом возможны и другие варианты соединения, например, резьбовое, запрессовкой и т.д. Однако сварное соединение обеспечивает наиболее высокую устойчивость к термонагрузкам. Головка 3 горелки образована замкнутой боковой стенкой 10 и торцевым элементом 11, которые ограничивают внутреннюю полость 12 головки 3 горелки. В торцевом элементе 11 выполнены сквозные сопловые отверстия 13, предназначенные для выхода струй горючей смеси. Наружная рабочая поверхность 14 торцевого элемента 11 головки 3 горелки выполнена выпуклой формы, что позволяет при работе горелки формировать тепловой фронт выпуклой формы. В представленном примере торцевой элемент 11 выполнен в виде части стенки цилиндра, отсеченной вдоль оси цилиндра и имеющей равномерную толщину. В приведенном примере отверстия 13 равномерно распределены по поверхности 14: расположены в несколько рядов (в 2-4 ряда) вдоль оси цилиндра, на равных расстояниях друг от друга в каждом ряду, при этом оси 15 отверстий 13 наклонены к вертикальной оси 16 головки 3 газовой горелки таким образом, чтобы обеспечить при работе горелки формирование расходящегося факела 17 пламени с равномерным выпуклым тепловым фронтом (форма теплового фронта будет определяться в основном формой наружной поверхности торцевого элемента). Углы α_i и β_i наклона осей 15 сопловых отверстий 13 показаны на фиг. 1, 2. На практике величины углов могут быть определены расчетно-экспериментальным путем, исходя из параметров выреза, зависящих от применяемого технологического оборудования.Shown in FIG. 1 single-torch multi-nozzle gas burner of the injection (injector) type, used to heat the section of the surface of the rail to be surfacing, contains the barrel 1 of the burner, the tube 2 for supplying the combustible mixture, the head 3 of the burner. The barrel 1 of the burner contains a handle 4 with hoses for connecting to the supply unit of the components of the combustible mixture, for example, to cylinders with propane and oxygen, and valves 5 for adjusting the supply of each component, and also includes an injector 6 installed at the inlet of the mixing chamber 7. The outlet of the mixing chamber 7 connected to the inlet end 8 of the feed tube 2. The outlet end 9 of the feed tube 2 is connected to the head 3 of the gas burner. The preferred option for connecting the burner head 3 to the supply tube 2 is a welded joint. In this case, other connection options are also possible, for example, threaded, pressing, etc. However, the welded joint provides the highest resistance to thermal stress. The burner head 3 is formed by a closed side wall 10 and an end element 11, which delimit the internal cavity 12 of the burner head 3. In the end element 11, through nozzle holes 13 are made, intended for the exit of jets of combustible mixture. The outer working surface 14 of the end element 11 of the head 3 of the burner is made of a convex shape, which allows the formation of a thermal front of a convex shape during the operation of the burner. In the presented example, the end element 11 is made in the form of a part of the cylinder wall, cut off along the axis of the cylinder and having a uniform thickness. In the example shown, the holes 13 are evenly distributed over the surface 14: arranged in several rows (in 2-4 rows) along the axis of the cylinder, at equal distances from each other in each row, while the axes 15 of the holes 13 are inclined to the vertical axis 16 of the gas head 3 burner in such a way as to ensure during the operation of the burner the formation of a divergent flame torch 17 with a uniform convex thermal front (the shape of the thermal front will be determined mainly by the shape of the outer surface of the end element). The inclination angles α _i and β _i of the axes 15 of the nozzle holes 13 are shown in FIG. 1, 2. In practice, the angles can be determined by calculation and experiment, based on the parameters of the cut, depending on the technological equipment used.

Торцевой элемент может быть выполнен и иной формы, например, в виде равнотолщинного сегмента сферы или в виде части поверхности выпуклого многогранника (но выполнение граненой поверхности является технологически сложным и требует выполнения большого количества операций). В случае выполнения торцевого элемента в виде сегмента сферы оптимальным выполнением отверстий (обеспечивающим формирование равномерного теплового фронта, имеющего форму сегмента сферы) будет такое, при котором они расположены по концентрическим окружностям, например, по трем, а оси отверстий направлены в радиальном направлении к центру сферы.The end element can also be made in a different shape, for example, in the form of an equal-thickness segment of a sphere or in the form of a part of the surface of a convex polyhedron (however, the implementation of a faceted surface is technologically complex and requires a large number of operations). If the end element is made in the form of a segment of a sphere, the optimal design of the holes (ensuring the formation of a uniform thermal front having the shape of a segment of a sphere) will be such that they are located along concentric circles, for example, three, and the axes of the holes are directed in the radial direction towards the center of the sphere .

Следует отметить, что экспериментальные исследования опытных образцов показали, что выполнение отверстий 13, оси 15 которых расположены параллельно оси 16 головки 3 горелки, а также выполнение торцевого элемента 11 неравнотолщинным, не оказывает значительного негативного влияния на равномерность теплового фронта. Хотя наилучшие показатели равномерности выпуклого теплового фронта обеспечиваются при выполнении конструкции горелки согласно тому, как описано выше.It should be noted that experimental studies of prototypes have shown that making holes 13, the axes 15 of which are parallel to the axis 16 of the burner head 3, as well as making the end element 11 unequal in thickness, does not have a significant negative effect on the uniformity of the thermal front. Although the best uniformity of the convex thermal front is provided by the design of the burner as described above.

Элементы газового тракта горелки обычно изготавливают из жаропрочных сплавов стали или латуни, например, по ГОСТ 29090-91 «Материалы, используемые в оборудовании для газовой сварки, резки и аналогичных процессов. Общие требования».The elements of the gas path of the burner are usually made of heat-resistant alloys of steel or brass, for example, according to GOST 29090-91 “Materials used in equipment for gas welding, cutting and similar processes. General requirements".

Головка 3 горелки может быть изготовлена из монолитной заготовки путем расточки внутренней части заготовки с образованием внутренней полости 12 с последующим сверлением сквозных отверстий 13. В приведенном примере толщина боковой стенки 10 (выполненной в виде усеченного конуса) составляет 2-3 мм, толщина торца 11 имеет большую толщину (так как этот элемент подвержен более высокой термической нагрузке) и составляет 8-10 мм. Следует отметить, что, в принципе, торцевой элемент (торец) головки газовой горелки может быть изготовлен съемным. Однако, учитывая высокие термонагрузки при работе горелки, при монолитном выполнении торца обеспечивается существенно более высокая надежность головки горелки, чем при съемном выполнении торцевого элемента.The head 3 of the burner can be made from a monolithic workpiece by boring the inner part of the workpiece with the formation of an internal cavity 12, followed by drilling through holes 13. greater thickness (since this element is subject to a higher thermal load) and is 8-10 mm. It should be noted that, in principle, the end element (end) of the gas burner head can be made removable. However, taking into account the high thermal loads during burner operation, with a monolithic execution of the end, a significantly higher reliability of the burner head is provided than with a removable execution of the end element.

Головка горелки соединена с выходным концом трубки подачи горючей смеси с помощью сварки. Следует обратить внимание, что с учетом появления в настоящее время новых возможностей применения технологий изготовления деталей различной конфигурации с помощью 3D-принтера возможно изготовление трубки 2 подачи горючей смеси и головки 3 горелки с помощью указанной технологии как единого целого. The burner head is connected to the outlet end of the combustible mixture supply tube by welding. It should be noted that, taking into account the current emergence of new opportunities for using technologies for manufacturing parts of various configurations using a 3D printer, it is possible to manufacture a tube 2 for supplying a combustible mixture and a burner head 3 using this technology as a whole.

Инжектор, смесительная камера, другие элементы ствола горелки, а также трубка подачи горючей смеси являются стандартными элементами газовой горелки. Трубка подачи может иметь как прямую, так и изогнутую форму. The injector, mixing chamber, other elements of the burner barrel, as well as the combustible mixture supply tube are standard elements of a gas burner. The feed tube can be either straight or curved.

Приведенный пример выполнения горелки с торцевым элементом выпуклой формы как описано выше может быть использован для предварительного нагрева поверхности выреза изношенного участка рельса, подлежащего восстановительной наплавке, имеющей вогнутую форму в виде части цилиндрической поверхности (ось цилиндра расположена перпендикулярно вертикальной продольной плоскости рельса).The given example of a burner with a convex end element, as described above, can be used to preheat the surface of the cutout of the worn section of the rail subject to restoration surfacing, which has a concave shape in the form of a part of a cylindrical surface (the axis of the cylinder is located perpendicular to the vertical longitudinal plane of the rail).

Функционирование инжекционной газовой горелки осуществляется следующим образом.The operation of the injection gas burner is as follows.

Компоненты горючей смеси подают из внешних источников, например, из баллона с пропаном и баллона с кислородом (на фиг. не показаны), каждый из которых соединен своим шлангом с помощью штуцера с соответствующим каналом для подвода компонентов смеси, проходящим через рукоятку 4 ствола 1 горелки. С помощью клапанов 5 осуществляют регулировку подачи каждого компонента. Далее компоненты поступают в инжектор 6, где происходит начальная фаза их смешения. Из инжектора 6 газ поступает в смесительную камеру 7, в которой при перемешивании компонентов (за счет организации внутренних потоков, турбулентности и т.д.) происходит образование горючей смеси, которая поступает на вход 8 (на входной участок) трубки подачи 2. Пройдя по всей длине трубки подачи 2, горючая смесь из выходного конца 9 трубки 2 поступает во внутреннюю полость 12 головки 3 газовой горелки, откуда через сопловые отверстия 13, выполненные в торцевом элементе 11, выходят расходящиеся струи горючей смеси. Поджиг производят после выхода струй горючей смеси из головки 3 горелки, в результате чего на выходе из головки горелки, сразу после наружной поверхности 14 торцевого элемента 11, формируется расходящийся факел 17 пламени. Горение горючей смеси происходит снаружи головки горелки, и сварщик осуществляет нагрев поверхности участка рельса, подлежащего последующей наплавке (фиг. 3, 4).The components of the combustible mixture are supplied from external sources, for example, from a propane cylinder and an oxygen cylinder (not shown in the figure), each of which is connected by its own hose with a fitting to the corresponding channel for supplying mixture components passing through the handle 4 of the barrel 1 of the burner . Valves 5 regulate the supply of each component. Next, the components enter the injector 6, where the initial phase of their mixing takes place. From the injector 6, the gas enters the mixing chamber 7, in which, when the components are mixed (due to the organization of internal flows, turbulence, etc.), a combustible mixture is formed, which enters the inlet 8 (inlet section) of the supply tube 2. Having passed through the entire length of the supply tube 2, the combustible mixture from the outlet end 9 of the tube 2 enters the internal cavity 12 of the head 3 of the gas burner, from where diverging jets of the combustible mixture exit through the nozzle holes 13 made in the end element 11. Ignition is carried out after the jets of combustible mixture exit the burner head 3, as a result of which a diverging flame torch 17 is formed at the exit from the burner head, immediately after the outer surface 14 of the end element 11. Combustion of the combustible mixture occurs outside the burner head, and the welder heats the surface of the rail section to be subsequently welded (Fig. 3, 4).

Таким образом, при выполнении предварительного нагрева газовой горелкой предлагаемой конструкции, в которой наружная поверхность 14 торцевого элемента 11 (со сквозными сопловыми отверстиями 13) выполнена выпуклой формы, тепловой фронт пламени 17, формирующийся на выходе из головки и соответствующий по своей геометрии наружной поверхности торца головки, также является выпуклым, что позволяет обеспечить более равномерный нагрев вогнутой поверхности выреза восстанавливаемого участка рельса по сравнению с факелом пламени, формируемым на выходе плоского торцевого элемента и имеющего плоский тепловой фронт. Кроме того, улучшить равномерность нагрева поверхности (за счет большей равномерности теплового фронта) позволяет равномерное распределение отверстий 13 по поверхности 14, а также их выполнение с наклоном осей 15 к вертикальной оси 16 головки 3 (что обеспечивает выход расходящегося пучка струй горючей смеси, а значит, и расходящийся факел 17 пламени после поджига горючей смеси).Thus, when performing pre-heating with a gas burner of the proposed design, in which the outer surface 14 of the end element 11 (with through nozzle holes 13) is made of a convex shape, the thermal flame front 17, which is formed at the outlet of the head and corresponds in its geometry to the outer surface of the end face of the head , is also convex, which makes it possible to provide more uniform heating of the concave surface of the cutout of the restored section of the rail in comparison with the flame formed at the outlet of the flat end element and having a flat thermal front. In addition, to improve the uniformity of surface heating (due to the greater uniformity of the thermal front) allows a uniform distribution of holes 13 on the surface 14, as well as their implementation with an inclination of the axes 15 to the vertical axis 16 of the head 3 (which ensures the exit of a divergent beam of combustible mixture jets, which means , and a divergent torch 17 of the flame after ignition of the combustible mixture).

Авторами были выполнены экспериментальные исследования опытных образцов рельсов Р50 и Р65 (группа №1), при восстановительной наплавке которых для каждого образца производили вогнутый вырез изношенного участка рельса, в т.ч. в виде части вогнутой цилиндрической поверхности. После чего осуществляли предварительный нагрев вогнутой поверхности выреза с помощью инжекционной газовой горелки, выполненной согласно описанному выше примеру выполнения, т.е. с выпуклым торцевым элементом головки горелки, представляющим собой часть стенки цилиндра, и выполненными в нем сопловыми отверстиями. Затем в соответствии с параметрами технологического процесса была произведена восстановительная наплавка поверхности поврежденного участка образца. The authors carried out experimental studies of prototypes of R50 and R65 rails (group No. 1), during the recovery surfacing of which, for each sample, a concave cut of the worn section of the rail was made, incl. as part of a concave cylindrical surface. After that, preheating of the concave surface of the cutout was carried out using an injection gas burner made according to the embodiment described above, i.e. with a convex end element of the burner head, which is a part of the cylinder wall, and nozzle holes made in it. Then, in accordance with the parameters of the technological process, the restoration surfacing of the surface of the damaged section of the sample was carried out.

Аналогичным образом для таких же образцов (группа №2) была выполнена восстановительная наплавка, но с использованием газовой горелки с плоским торцевым элементом головки. Similarly, for the same samples (group No. 2), restoration surfacing was performed, but using a gas burner with a flat end element of the head.

В обоих вариантах (для каждого образца группы №1 и группы №2) производился предварительный подогрев с одинаковыми параметрами рабочего давления газов (пропан и кислород) и длительности подогрева, после чего пирометром проводился замер температуры нагрева поверхности металла в зоне радиального выреза в 6 точках: по две точки в левой, центральной и правой частях выреза. После этого был произведен сравнительный анализ результатов замеров температуры образцов обеих групп, который показал, что разброс полученных значений измеренных температур в указанных точках на образцах группы №1 на 25-40% меньше чем на образцах группы № 2. Другими словами - равномерность нагрева поверхности в зоне радиального выреза у образцов группы №1 на 25-40% лучше, чем у образцов группы №2. При этом образцы обеих групп соответствовали требованиям качества алюминотермитной наплавки согласно ТУ 0921-335-01124323-2016.In both versions (for each sample of group No. 1 and group No. 2), preheating was carried out with the same parameters of the working pressure of gases (propane and oxygen) and the duration of heating, after which the pyrometer measured the heating temperature of the metal surface in the zone of the radial cutout at 6 points: two points each in the left, center and right parts of the cutout. After that, a comparative analysis of the results of measuring the temperature of the samples of both groups was carried out, which showed that the spread of the obtained values of the measured temperatures at the indicated points on the samples of group No. 1 is 25-40% less than on the samples of group No. 2. In other words, the uniformity of surface heating in the zone of the radial cut in the samples of group No. 1 is 25-40% better than in the samples of group No. 2. At the same time, samples of both groups met the quality requirements of aluminothermic surfacing according to TU 0921-335-01124323-2016.

Следует обратить внимание, что инжекционная газовая горелка с предлагаемым выполнением выпуклой торцевой поверхности головки горелки может быть использована и для нагрева плоской поверхности, подлежащей последующей наплавке. Как показали результаты экспериментальных исследований, проведенных авторами, неравномерность прогрева плоской поверхности (при ее нагреве газовой горелкой с выпуклой торцевой поверхностью головки) будет сопоставима с неравномерностью прогрева вогнутой поверхности, нагрев которой осуществляется газовой горелкой с плоской торцевой поверхностью головки горелки.It should be noted that the injection gas burner with the proposed implementation of the convex end surface of the burner head can also be used to heat a flat surface to be subsequently surfacing. As shown by the results of experimental studies conducted by the authors, the uneven heating of a flat surface (when it is heated by a gas burner with a convex end surface of the head) will be comparable to the uneven heating of a concave surface, which is heated by a gas burner with a flat end surface of the burner head.

Claims

1. Injection gas burner, in particular for preheating the surface to be welded, characterized in that it contains an injector and a mixing chamber connected to it, the mixing chamber is connected to a supply tube, the outlet end of the supply tube is provided with a burner head, the internal cavity of the burner head is limited a closed side wall and an end element, through holes are made in the end element, intended for the exit of the combustible mixture, while the outer working surface of the end element of the burner head is made of a convex shape.

2. Injection gas burner according to claim 1, characterized in that the burner head is made of a monolithic workpiece.

3. An injection gas burner according to Claim. 1, characterized in that the end element of the burner head is connected to the side wall of the burner head by welding.

4. Injection gas burner according to claim 1, characterized in that the convex outer working surface of the end element is made in the form of a segment of a sphere.

5. Injection gas burner according to claim 1, characterized in that the convex outer working surface of the end element is made in the form of a part of a cylindrical surface, cut off along the axis of the cylinder.

6. Injection gas burner according to claim 1, characterized in that the convex outer working surface of the end element is made in the form of a part of a spindle-shaped surface, cut off along the longitudinal axis of the said surface.

7. Injection gas burner according to claim 1, characterized in that the axes of the through holes of the end element are inclined to the vertical axis of the burner head in such a way that it is possible to exit the working mixture from the internal cavity of the burner head in divergent jets.

8. Injection gas burner according to claim 4, characterized in that the axes of the through holes of the end element are located in the radial direction - towards the center of the sphere.

9. Injection gas burner according to claim 4, characterized in that the through holes are evenly spaced along concentric circles.