RU2471121C1

RU2471121C1 - Air-gas injector burner for ignition of gas-oxygen machine cutting torches

Info

Publication number: RU2471121C1
Application number: RU2011120831/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Анатольевич Зоренко; Александр Владимирович Лавров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АВТОГЕНМАШ"
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-12-27
Also published as: RU2011120831A

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: air-gas injector burner for ignition of gas-oxygen machine cutting torches includes mixer with electrode, gas supply nozzle with a channel, which is installed at mixer inlet; mixer is provided with additional electrode fixed through insulator in gas supply nozzle coaxially to mixer; besides, in gas supply nozzle with respect to the channel there made are holes uniformly located together with channel in angular direction and located at equal distance from nozzle longitudinal axis, and working end of additional electrode and mixer electrode are located at the distance from mixer outlet, which is equal to inner diameter of mixer.

EFFECT: reliable operation with simultaneous simplification of the design owing to stable formation of long ignition flame in the whole range of working pressures of combustible gases in main factory circuits without using any adjusting elements in automatic operating mode of machine for thermal cutting of metals.

1 dwg

Description

Изобретение относится к инжекционным горелочным устройствам, преимущественно к горелкам, предназначенным для поджига газокислородных машинных резаков.The invention relates to injection burner devices, mainly to burners designed for igniting gas-oxygen machine cutters.

Известна инжекционная газовая горелка, содержащая смесительную камеру с отверстиями на боковой поверхности, мундштук и газовое сопло, на боковой поверхности смесительной камеры перед мундштуком выполнен второй ряд отверстий на расстоянии от дна мундштука до центров второго ряда отверстий не более 3D, где D - внутренний диаметр смесительной камеры. При этом суммарная площадь отверстий в обоих рядах не меньше площади сечения канала смесительной камеры. Снаружи смесительной камеры установлена втулка с возможностью перемещения вдоль камеры и перекрытия отверстий [RU №2227872 C1, F23D 14/02, F23D 14/62, 2004 г. (аналог)].Known injection gas burner containing a mixing chamber with holes on the side surface, a mouthpiece and a gas nozzle, on the side surface of the mixing chamber in front of the mouthpiece made a second row of holes at a distance from the bottom of the mouthpiece to the centers of the second row of holes no more than 3D, where D is the inner diameter of the mixing cameras. Moreover, the total area of the holes in both rows is not less than the cross-sectional area of the channel of the mixing chamber. Outside the mixing chamber, a sleeve is installed with the possibility of movement along the chamber and overlapping holes [RU No. 2227872 C1, F23D 14/02, F23D 14/62, 2004 (analogue)].

Недостатком данной горелки является отсутствие автоматического поджига и необходимость регулировки потока горючего газа с помощью вентилей и потока воздуха с помощью регулировочной шайбы, что неудобно в условиях автоматического цикла работы машины термического раскроя металлаThe disadvantage of this burner is the lack of automatic ignition and the need to adjust the flow of combustible gas using valves and air flow using an adjusting washer, which is inconvenient in the conditions of an automatic cycle of a metal thermal cutting machine

Наиболее близким по технической сущности и функциональному назначению является инжекционная горелка, содержащая газоподающее сопло с осевым каналом, установленное на входе в конфузор смесителя по его оси, и размещенную вокруг сопла регулировочную шайбу, установленную на входе в смеситель с торцовым зазором, сообщенным с атмосферой, кроме того, в конфузоре смесителя дополнительно установлена запальная свеча с электродом, на боковой поверхности газоподающего сопла выполнено дополнительное наклонное дроссельное отверстие, подключенное к осевому каналу этого сопла и направленное на электрод свечи, а на выходе из конфузора дополнительно размещен термосигнализатор [SU №1602128 A1, F23D 14/04, 1989 г. (прототип)].The closest in technical essence and functional purpose is an injection burner containing a gas supply nozzle with an axial channel installed at the inlet to the mixer confuser along its axis, and an adjusting washer placed around the nozzle installed at the entrance to the mixer with an end gap in communication with the atmosphere, except In addition, a spark plug with an electrode is additionally installed in the mixer confuser; an additional inclined throttle hole is made on the side surface of the gas supply nozzle, connected the axial channel of said nozzle and directed on the electrode of the spark, and the output of the converging tube is further disposed termosignalizator [SU №1602128 A1, F23D 14/04, 1989 Georgia (prototype)].

Недостатком инжекционной горелки является необходимость регулировки потока горючего газа с помощью вентилей и потока воздуха с помощью регулировочной шайбы, что неудобно в условиях автоматического цикла работы машины термического раскроя металла.The disadvantage of an injection burner is the need to control the flow of combustible gas using valves and the air flow using an adjusting washer, which is inconvenient in the conditions of an automatic cycle of a metal thermal cutting machine.

Задачей изобретения является создание газовоздушной инжекционной горелки для поджига газокислородных машинных резаков, имеющей минимальные габариты, способной в автоматическом режиме формировать запальный факел длиной не менее 150 мм. При этом горелка должна устойчиво работать в диапазоне давлений горючих газов (природный, пропан-бутан) от 0.2 до 2 бaр, не требуя при этом регулировки потоков горючего газа и воздуха, а также стабильное воспламенение газовой смеси должно обеспечиваться электрическим разрядом, создаваемым внутри корпуса горелки как можно дальше от ее сопла с целью максимального удаления легкоплавких полимерных изоляторов и газовых подающих отверстий малого диаметра от зоны термического раскроя металла.The objective of the invention is to provide a gas-air injection burner for igniting gas-oxygen machine cutters, having a minimum size, capable of automatically generating an ignition torch with a length of at least 150 mm. In this case, the burner must operate stably in the range of combustible gas pressures (natural, propane-butane) from 0.2 to 2 bar, without requiring adjustment of the flow of combustible gas and air, and stable ignition of the gas mixture must be ensured by the electric discharge created inside the burner body as far as possible from its nozzle in order to maximize the removal of fusible polymer insulators and gas supply holes of small diameter from the zone of thermal cutting of metal.

Технический результат - надежность работы с одновременным упрощением конструкции за счет стабильности формирования длинного запального пламени во всем диапазоне рабочих давлений горючих газов в магистральных заводских сетях без применения регулировочных элементов в автоматическом режиме работы машины термического раскроя металлов.EFFECT: reliable operation with simultaneous simplification of the design due to the stability of the formation of a long ignition flame in the entire range of working pressures of combustible gases in main factory networks without the use of adjusting elements in the automatic operation of a metal thermal cutting machine.

Поставленная задача и указанный технический результат достигается тем, что в горелке газовоздушной инжекционной для поджига газокислородных машинных резаков, содержащей смеситель с электродом, газоподающее сопло с каналом, установленное на входе в смеситель, согласно изобретению, смеситель снабжен дополнительным электродом, закрепленным через изолятор в газоподающем сопле соосно смесителю, кроме того, в газоподающем сопле соответственно каналу выполнены отверстия, расположенные вместе с каналом равномерно в угловом направлении и равноудаленно от продольной оси сопла, а рабочий конец дополнительного электрода и электрод смесителя расположены от выхода смесителя на расстоянии L, равном внутреннему диаметру D смесителя.The task and the specified technical result is achieved by the fact that in the gas-air injection burner for igniting gas-oxygen machine cutters containing a mixer with an electrode, a gas supply nozzle with a channel installed at the inlet of the mixer, according to the invention, the mixer is equipped with an additional electrode fixed through an insulator in the gas supply nozzle coaxial to the mixer, in addition, in the gas supply nozzle, respectively, to the channel, holes are made that are uniformly in the angular direction with the channel and p vnoudalenno from the longitudinal axis of the nozzle, and the working end of the further electrode and the electrode of the mixer are arranged on the output of the mixer at a distance L, equal to the inner diameter D of the mixer.

В отличие от прототипа предлагаемая газовоздушная инжекционная горелка для поджига газокислородных машинных резаков имеет газоподающее сопло с выходными отверстиями расположенными равномерно в угловом направлении и равноудалено от продольной оси сопла, что позволяет получать равномерное смешение горючего газа с воздухом. Кроме этого, суммарная площадь сечения этих отверстий подобрана таким образом, чтобы обеспечивать стабильность формирования длинного запального пламени во всем диапазоне рабочих давлений горючих газов в магистральных заводских сетях без применения регулировочных элементов. А длинное пламя (более 150 мм) позволяет устанавливать горелку на большом расстоянии от газокислородного резака и зоны термического раскроя. Кроме этого, смеситель снабжен дополнительным электродом, закрепленным через изолятор в газоподающем сопле соосно смесителю, что позволяет производить стабильный поджиг в канале смесителя.Unlike the prototype, the proposed gas-air injection burner for igniting gas-oxygen machine cutters has a gas-supply nozzle with outlet openings evenly distributed in the angular direction and equidistant from the longitudinal axis of the nozzle, which allows uniform mixing of combustible gas with air. In addition, the total cross-sectional area of these holes is selected in such a way as to ensure the stability of the formation of a long ignition flame in the entire range of working pressures of combustible gases in the main factory networks without the use of adjusting elements. A long flame (more than 150 mm) allows you to install the burner at a great distance from the oxy-fuel torch and the thermal cutting zone. In addition, the mixer is equipped with an additional electrode fixed through an insulator in the gas supply nozzle coaxially to the mixer, which allows stable ignition in the mixer channel.

На чертеже представлен общий вид газовоздушной инжекционной горелки для поджига газокислородных машинных резаков.The drawing shows a General view of a gas-air injection burner for igniting a gas-oxygen cutting torches.

Предлагаемая газовоздушная инжекционная горелка для поджига газокислородных машинных резаков содержит смеситель 1 с электродом 2, газоподающее сопло 3 с каналом 4, установленное на входе в смеситель. Смеситель снабжен радиальными отверстиями 5 для входа затягиваемого потоком горючего газа воздуха и имеет дополнительный электрод 6, закрепленным через изолятор 7 в газоподающем сопле соосно смесителю, кроме того, в газоподающем сопле соответственно каналу выполнены отверстия 8, расположенные вместе с каналом равномерно в угловом направлении и равноудаленно от продольной оси сопла.The proposed gas-air injection burner for igniting gas-oxygen machine cutters contains a mixer 1 with an electrode 2, a gas supply nozzle 3 with a channel 4, installed at the entrance to the mixer. The mixer is equipped with radial holes 5 for entering the air drawn in by the flow of combustible gas and has an additional electrode 6 fixed through an insulator 7 in the gas supply nozzle coaxially to the mixer, in addition, holes 8 are made in the gas supply nozzle, respectively, along the channel uniformly in the angular direction and equidistant from the longitudinal axis of the nozzle.

Устройство работает следующим образом. Горелка устанавливается на суппорте машины термической резки металла, подключается к газовой магистрали предприятия и к электрической сети машины термической резки. Перед поджигом резака в газоподающее сопло 3 подается горючий газ. В качестве газа может использоваться природный газ или пропан-бутан. Далее горючий газ равномерно проходит через канал 4 и отверстия 8, имеющие диаметр d, распределенные по окружности газоподающего сопла 3. Равномерный распределенный поток горючего газа подхватывает и затягивает вовнутрь смесителя 1 воздух, проходящий через отверстия 5, имеющие диаметр d2. Поскольку поток горючего газа распределенный, то происходит его быстрое смешивание с воздухом. Далее на дополнительный электрод 6 и электрод 2 горелки подается электрическое напряжение из расчета 1 кВ на 1 мм зазора, при этом между электродами 2 и 6 происходит электрический пробой, воспламеняющий газовую смесь. Далее происходит устойчивое горение, а длина факела, создаваемого горелкой, колеблется в диапазоне 150-190 мм, что позволяет размещать горелку, а соответственно и ее детали из легкоплавких материалов, например изолятор 7, на большом расстоянии от зоны термической обработки металла. При этом не требуется регулирование подачи горючего газа вентилями во всем диапазоне давлений в заводской газовой сети 0,2-2 бaр. А также не требуется регулирование потока атмосферного воздуха, инжектируемого потоком горючего газа через отверстия d2. Тем самым предлагаемая конструкция стабильно работает без применения регулировочных элементов.The device operates as follows. The burner is installed on the support of a thermal metal cutting machine, connected to the gas main of the enterprise and to the electrical network of the thermal cutting machine. Before igniting the torch, combustible gas is supplied to the gas supply nozzle 3. Natural gas or propane-butane can be used as the gas. Further, the combustible gas uniformly passes through the channel 4 and the openings 8 having a diameter d distributed around the circumference of the gas supply nozzle 3. A uniform distributed flow of combustible gas picks up and draws air into the mixer 1 through the openings 5 having a diameter d2. Since the flow of combustible gas is distributed, it quickly mixes with air. Next, an additional voltage 6 is applied to the additional electrode 6 and the burner electrode 2 at the rate of 1 kV per 1 mm of the gap, while an electric breakdown occurs between the electrodes 2 and 6, igniting the gas mixture. Further, stable combustion occurs, and the length of the torch created by the burner varies in the range of 150-190 mm, which makes it possible to place the burner, and accordingly its parts from fusible materials, for example insulator 7, at a large distance from the metal heat treatment zone. At the same time, the regulation of the supply of combustible gas by the valves in the entire pressure range in the factory gas network of 0.2-2 bar is not required. And also does not require regulation of the flow of atmospheric air injected by the flow of combustible gas through openings d2. Thus, the proposed design works stably without the use of adjusting elements.

Горелка газовоздушная инжекционная для поджига газокислородных машинных резаков может использоваться на машинах термического раскроя металла, работающих в автоматическом и полуавтоматическом режиме в условиях различных отраслей промышленного производства, в частности в машиностроении.An air-gas injection burner for igniting gas-oxygen machine cutters can be used on thermal metal cutting machines operating in automatic and semi-automatic mode in various industrial sectors, in particular in mechanical engineering.

Claims

An air-gas injection burner for igniting gas-oxygen machine cutters, comprising a mixer with an electrode, a gas supply nozzle with a channel installed at the inlet of the mixer, characterized in that it is provided with an additional electrode fixed through the insulator in the gas supply nozzle coaxially with the mixer, in addition, in the gas supply nozzle according to the channel, holes are made, located together with the channel uniformly in the angular direction and equidistant from the longitudinal axis of the nozzle, and the working end of the additional electrode mixer electrode is arranged on the output of the mixer at a distance equal to the inner diameter of the mixer.