RU475U1

RU475U1 - Installation for gas-flame processing of products

Info

Publication number: RU475U1
Application number: RU93003571/05U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Воронецкий; Зоя Ивановна Воронецкая; Борис Сергеевич Адамов; Софья Степановна Адамова; Анастасия Ивановна Рачеткина; Наталия Николаевна Бабченкова
Original assignee: Андрей Владимирович Воронецкий; Зоя Ивановна Воронецкая; Борис Сергеевич Адамов; Софья Степановна Адамова; Анастасия Ивановна Рачеткина; Наталия Николаевна Бабченкова
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1995-06-16

Abstract

1. Установка для газопламенной обработки изделий, содержащая камеру сгорания с форсуночной головкой, имеющей каналы подвода топлива, и сопло, отличающаяся тем, что форсуночная головка выполнена съемной, при этом в случае использования газообразного топлива каналы подвода топлива сообщены с камерой сгорания непосредственно, в случае использования по меньшей мере одного компонента топлива в жидкой фазе установка снабжена пористым вкладышем, размещенным между камерой сгорания и форсуночной головкой, а каналы подвода топлива сообщены с камерой сгорания через пористый вкладыш.2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность камеры сгорания имеет кольцевую проточку, пористый вкладыш выполнен с возможностью размещения в проточке, а форсуночная головка ввернута в торец камеры сгорания.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что форсуночная головка со стороны камеры сгорания имеет расточку, а пористый вкладыш выполнен с возможностью размещения внутри расточки.4. Установка по пп. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что сопло выполнено в вид съемных сопловых блоков.5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что сопловые блоки имеют различный профиль проточной части, позволяющий при использовании надлежащего блока как сверхзвуковой, так и дозвуковой режимы течения продуктов сгорания.6. Установка по п.1, или 2, или 3, или 4 или 5, отличающаяся тем, что в форсуночной головке со стороны камеры сгорания выполнена глухая выемка, сообщенная с каналами подвода топлива.1. Installation for flame treatment of products containing a combustion chamber with a nozzle head having fuel supply channels, and a nozzle, characterized in that the nozzle head is removable, while in the case of gaseous fuel, the fuel supply channels communicate directly with the combustion chamber, in the case of the use of at least one component of the fuel in the liquid phase, the installation is equipped with a porous liner located between the combustion chamber and the nozzle head, and the fuel supply channels are in communication with measure of combustion through the porous vkladysh.2. Installation according to claim 1, characterized in that the inner surface of the combustion chamber has an annular groove, the porous liner is arranged to be placed in the groove, and the nozzle head is screwed into the end of the combustion chamber. 3. Installation according to claim 1, characterized in that the nozzle head on the side of the combustion chamber has a bore, and the porous liner is arranged to be placed inside the bore. Installation on pp. 1, or 2, or 3, characterized in that the nozzle is made in the form of removable nozzle blocks. 5. Installation according to claim 4, characterized in that the nozzle blocks have a different profile of the flowing part, which allows using both the supersonic and subsonic flow patterns of the combustion products when using the proper block. Installation according to claim 1, or 2, or 3, or 4 or 5, characterized in that in the nozzle head from the side of the combustion chamber there is a blind recess communicated with the fuel supply channels.

Description

J/a 5jr;V/iJ / a 5jr; V / i

А A

МКИ В05ВMKI V05V

УСТАНОВКА ДНЯ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАЮТКИSETTING THE GAS-FLAME WRAPPING DAY

Изобретение относится к устройствам для газопламенной обработки изделий, в частности, к констргукциям установок для резки, напыления покрытий, наплавки и т.д.The invention relates to devices for flame treatment of products, in particular, to the design of plants for cutting, spraying coatings, surfacing, etc.

Известны установки для газопламенной обработки изделий, содержащие камерз сгорания с форсуночной головкой, имеющей каналы подвода окислителя и горочего, сопло и магистраль подвода порошка в поток продуктов сгорания (см. например, патент США № 4999225, Нкл. 427/423, МКИ В05Д 1/08, опубл. в 1991г.). Недостатком этой и других подобных конструкций прежде всего является то, что они не могут одинаково эффективно работать на жидком и газообразном топливе, и хотя принципиально допускают переход от одного вида топлива к другоьу, в силу весьма значительных различий в физикохимическрос свойствах жидкого и газообразного топлив и связанных с этим различий в характеристиках воспламенения и сгорания эффективная работа возможна только на таком топливе, на которое расчитана установка, что на приводит зачастую к значительным неудобствам (при работе в полевых условиях, либо при необходимости проведения работ там, где с точки зрения техники безопасности запрещено использование горючих сжатых газов).Known installations for flame treatment of products containing a combustion chamber with a nozzle head having channels for supplying an oxidizing agent and hot fuel, a nozzle and a line for supplying powder to the stream of combustion products (see, for example, US Patent No. 4999225, Ncl. 427/423, MKI V05D 1 / 08, published in 1991). The disadvantage of this and other similar designs is that they cannot work equally well on liquid and gaseous fuels, and although they fundamentally allow the transition from one type of fuel to another, due to very significant differences in the physicochemical properties of liquid and gaseous fuels and the associated with these differences in ignition and combustion characteristics, efficient operation is possible only on the fuel for which the installation is designed, which often leads to significant inconvenience (when bot in the field, or if it is necessary to carry out work where, from the point of view of safety, the use of combustible compressed gases is prohibited).

Известна установка для газопламенной обработки изделий, принятая за прототип, и содержащая камеру сгорания с форсуночной головкой, имеющей каналы подвода горючего и окислителя, и сопло (см. патент США № 44I642I, Нкл. 239/79, МКИ В05В 7/20, опубл. в 1983г.). Однако и эта установка не свободна от указанных вьше недостатков. ЕЬли работа на газообразном топливе не вызывает затруднений, то использование по меньшей мере одного жидкого компонента топлива резко усложняет эксплуатацию установки и снижает её эффективность, поскольку нахождение одного из компонентов в жидкой фазе требует специальной организации подготовительных процессов, в частности, распыла, испарения и последующего смоления с другим компонентом топлива. Без надлежащей организации этих процессов возникают значительные трудности с воспламенением топлива и его сжнгаршем, что приводит к ухудпению эффективности работыA known installation for flame treatment of products adopted for the prototype, and containing a combustion chamber with a nozzle head having channels for supplying fuel and oxidizer, and a nozzle (see US patent No. 44I642I, Nl. 239/79, MKI B05B 7/20, publ. in 1983). However, this installation is not free from the disadvantages indicated earlier. If work on gaseous fuel does not cause difficulties, the use of at least one liquid fuel component dramatically complicates the operation of the installation and reduces its efficiency, since finding one of the components in the liquid phase requires special organization of preparatory processes, in particular, spraying, evaporation and subsequent resin with another fuel component. Without the proper organization of these processes, significant difficulties arise with the ignition of the fuel and its burning, which leads to a deterioration in work efficiency

установки в целом и резко ограничивает её возможности при переходе от газообразного к жидкоь топливу как по тигу используемого для нанесения покрытий порошка и свойствам полагаемого при этом покрытия, так и при резке по толщинам и видам разрезаемых материалов, что связано прежде всего в различных достигаемых уровнях температур и давлений сжигания топлива, а следовательно, температур и 0й©;реЕжей потока продуктов сгорания, то есть важнейших факторов, влиящи на процессы резки и напыления.of the installation as a whole and sharply limits its capabilities in the transition from gaseous to liquid fuel both according to the type of powder used for coating the powder and the properties of the coating to be applied, as well as when cutting by thickness and type of materials being cut, which is primarily associated with various attainable temperature levels and fuel combustion pressures, and hence temperatures and 0 ° C; less than the flow of combustion products, that is, the most important factors affecting the cutting and spraying processes.

Цель изобрететия - обеспечение эффективной работы установки как на жидком, так и на газообразном топливах без усложнения её конструкции.The purpose of the invention is to ensure the effective operation of the installation on both liquid and gaseous fuels without complicating its design.

Указанная цель достигается тем, что установка снабжена пористым вкладышем, а форсуночная головка выполнена съемной, при этом в случае использования по меньшей мере одаого жидкого компонента топлива горючего и окислителя сообщены с камерой сгорания через пористый вкладЕЛП, а в случае использования газообразного топлива каналы подвода горючего и окислителя (топлива) сообщены с камерой сгорания непосредственно. При этом внутренняя поверхность камеры сгорания имеет проточку, пористый вкладЕЛп выполнен с возможностью размецения в проточке, форсуночная головка ввернута в торец камеры сгорания и имеет расточку, в которой может быть установлен пористый вкладаш При этом сопло может быть выполнено съемным в виде съемных сопловых блоков, а блоки могут иметь различный профиль проточной части, позволяющей при использовании надлокащего блока реашзовать как дозвуковой, так и сверхзвуковой режимы течения продуктов сгорания. Форсуночная головка.с.о стороны ,:; камере сгорания может иметь глухую выемку, сообщенную каналами подвода топлива.This goal is achieved by the fact that the installation is equipped with a porous liner, and the nozzle head is removable, while in the case of using at least one liquid component of the fuel fuel and the oxidizing agent are in communication with the combustion chamber through the porous liner EELP, and in the case of using gaseous fuel, the fuel supply channels and oxidizer (fuel) communicated with the combustion chamber directly. In this case, the inner surface of the combustion chamber has a groove, the porous contribution of EELp is made with the possibility of marking in the groove, the nozzle head is screwed into the end of the combustion chamber and has a bore in which the porous insert can be installed. In this case, the nozzle can be made removable in the form of removable nozzle blocks, and the blocks can have a different profile of the flowing part, which allows using subsonic and supersonic regimes of the flow of combustion products when using the nadloklady block. Spray nozzle on the side:; the combustion chamber may have a blind recess communicated by the fuel supply channels.

На фиг. I предртавлй продольный разрез установки, на фиг. Z размещение пористого вкладыша в форсуночной головке.In FIG. I is a longitudinal section of the installation, in FIG. Z placement of the porous liner in the nozzle head.

Установка для газопламенной обработки изделий содержит камеру сгорания 1с форсуночной головкой 2, имеющей каналы 3 подвода топлива, сопл§ 4, пористый вкладыш 5. Шорсуночная головка 2 выполнена съемной, при этом в случае использования по меньшей мере одного жидкого компонента топлива каналы 3 подвода топлива сообщены с камерой сгорания I через пористый вкладыш 5, а в случае использования газообразных компонентов каналы 3 подвода топлива сообщены с камерой сгорания непосредственно. Внутренняя поверхность б камеры сгорания I может иметь проточку 7, а пористый вкла / / 3G(736V/The apparatus for gas-flame treatment of products contains a combustion chamber 1 with a nozzle head 2 having channels 3 for supplying fuel, nozzles 4, a porous liner 5. The nozzle head 2 is removable, while in case of using at least one liquid fuel component, the channels 3 for supplying fuel are communicated with the combustion chamber I through the porous liner 5, and in the case of using gaseous components, the fuel supply channels 3 are directly connected to the combustion chamber. The inner surface b of the combustion chamber I may have a groove 7, and the porous insert / / 3G (736V /

даш 5 может быть вьшолнен с возможностью размощения в проточке 7. Форсуночная головка 2 ввернута в торец камеры сгорания I и может иметь со стороны последней расточку 8, а пористый вкладьш 5 может быть выполнен с возможностью установки в расточке 8. Сопло 4 целесообразно изготовить в виде съемных сопловых блоков 9, имеющих различный профиль проточной части 10, позволяющий при использовании надлежащего блока 9 реализовать как дозвуковой, так и сверхзвуковой режимы течения продуетов сгорания. В форсуночной головке 2 со стороны камеры сгорания может быть выполнена глухая выемка 16, сообщенная с каналами 3 подвода топлива. Форсуночная головка 2 и сопловые блоки 9 ввернуты в стенку II и герметизированы соответствующими уплотнит ельными элементами 15 и IE. В стенке II и блоках 9 могут быть выполнены отвертие 14 и канал 13, сообщенные меэвдг собой и с магистралью подвода порошка (не показана) в поток продуктов сгорания.dash 5 can be made with the possibility of paving in the groove 7. The nozzle head 2 is screwed into the end of the combustion chamber I and can have a bore 8 from the side of the latter, and the porous insert 5 can be made with the possibility of installation in the bore 8. It is advisable to make nozzle 4 in the form removable nozzle blocks 9 having a different profile of the flow part 10, which allows using the proper block 9 to implement both subsonic and supersonic flow regimes of combustion products. In the nozzle head 2 from the side of the combustion chamber can be made blind recess 16, in communication with the channels 3 of the fuel supply. The nozzle head 2 and nozzle blocks 9 are screwed into the wall II and sealed with corresponding sealing elements 15 and IE. In wall II and blocks 9, a bore 14 and a channel 13 can be made, connected by the meevdg to themselves and to the powder supply line (not shown) into the flow of combustion products.

Установка для газопламенной обработки изделий работает следующим образом. Топливо (горючее и окислитель) по канал ам 3 форсуночной головки 2 подаются в камеру сгорания I, где воспламеняются и сгорают. .Продукты сгорания разгоняются в сопле 4. Ввод порошка (в том числе абразивного в случае необходимости ври резке) в поток продуктов сгорания из магистрали подачи порошка осуществляется через канал 13 и отверстие 14. При этом в сверхзвуковом режиме течения порошок вводится на закритическом участке сопла 4 в зону потока с давлением ниже атмосферного. Это позволяет исключить влияние давлшия в камере сгорания I на систе подачи порошка и дает возможность тем самым на сверхзвуковых р®кимах течения продуктов сгорания использовать повышенный уровень давления в камере сгорания I, и как следствие, достигать высоких температур и скоростей потока проду1Я ов сгорания.Installation for flame treatment of products operates as follows. Fuel (fuel and oxidizing agent) is fed through the channel 3 of the nozzle head 2 to the combustion chamber I, where it ignites and burns. .Products of combustion are accelerated in the nozzle 4. The powder (including abrasive, if necessary, cutting) is introduced into the flow of combustion products from the powder supply line through channel 13 and hole 14. In this case, in a supersonic flow regime, powder is introduced at the supercritical section of nozzle 4 into the flow zone with a pressure below atmospheric. This makes it possible to eliminate the effect of pressure in the combustion chamber I on the powder supply system and thereby makes it possible to use an increased pressure level in the combustion chamber I on supersonic flow paths of the combustion products, and as a result, to achieve high temperatures and flow rates of the combustion products.

При использовании газообразных компонентов топлива окислитель и горочее (или их смесь) из каналов 3 поступают непосредственно в камеру сгорания I, где смешояваются, воспламеняются и сгорают. При этом не требуется каких-либо специальных конетрйгктивных мероприятий для организагри протекания этих процессов. При использовании по меньшей мере одного из компонентов топлива в жидком виде (например, бензина, керосина, спирта и т.д.) в проточке 7, или в расточке 8, или иным образом , (например, непосредртвенно в каналах i) устанавливается пористый вкладыш 5, который поджимается к форсуночной головке 2 давлением в камере сгорания I. Проходя черезWhen using gaseous components of the fuel, the oxidizing agent and the hotter (or a mixture thereof) from the channels 3 go directly to the combustion chamber I, where they are mixed, ignited and burned. At the same time, no special contingent measures are required to organize these processes. When using at least one of the fuel components in liquid form (for example, gasoline, kerosene, alcohol, etc.) in a groove 7, or in a bore 8, or in another way (for example, directly in channels i), a porous liner is installed 5, which is pressed against the nozzle head 2 by pressure in the combustion chamber I. Passing through

grJ grJ

вкладЕПп 5, окислитель и горючее предварительно перемешиваются и подогреваются за счет тепла, поступащего из зоны сгорания. Но при этом сущеетвеннБШ является то, что жидкое горочее (или окислитель), проходя через поры 5, дробится на капли, соизмеримые с размером пор, то есть обычно до величины порядка нескольких десятков микрон, что обеспечивает в дальнейшем их быстрое испарение, устойчивое воспламенение и эффективное сжигание. В результате достаточно простыми конструктивными средствами (съемом и установкой вкладыша 5) удается обеспечить надежную работу установки как на жидких, так и на газообразных топливах. Для увеличения объема камеры сгорания ирл использовании газообразных компонентов топлива и увеличения зоны смешения в случае применения жидких компонентов в форуночной головке 2 со стороны камеры сгорания I может быть вьшолнена глухая выемка 16.contribution EPP 5, the oxidizing agent and fuel are pre-mixed and heated due to the heat coming from the combustion zone. But it is essential that hot liquid (or an oxidizing agent), passing through the pores 5, is crushed into droplets commensurate with the pore size, that is, usually up to the order of several tens of microns, which subsequently ensures their rapid evaporation, stable ignition and efficient burning. As a result, using fairly simple structural means (removal and installation of the liner 5), it is possible to ensure reliable operation of the installation on both liquid and gaseous fuels. In order to increase the volume of the combustion chamber and the use of gaseous components of the fuel and increase the mixing zone in the case of using liquid components in the head head 2 from the side of the combustion chamber I, a blind recess 16 can be made.

В зависимости от характера вьшолняемых работ (резка, напыление и т.д.), а также типа покрытия или вида разрезаемых материалов оптимальные параметры процесса обеспечиваются при различных режимах течшия сгорания - сверхзвуковом или дозвуковом. Для изменения режима течения продуктов сгорания сопло 4 выполнено в виде сменного блока 9, вворачиваемого (или закрепляемого любым известным способом ) в стенву II камеры сгорания I. Профиль проточной части 10 блока 9 может быть выполнен либо дозвуковым, либо сверхзвуковым, что позволяет без замены установки в целом, а только лишь сменой блока 9 переходить от одного режима течения к другоь/С что существенно расширяет диапазон использования установ1Ш. Герметизация блока 9 обеспечивается уплотнительным кольцом 12.Depending on the nature of the work to be performed (cutting, spraying, etc.), as well as the type of coating or the type of materials being cut, the optimal process parameters are ensured under various modes of flowing combustion - supersonic or subsonic. To change the flow regime of the combustion products, the nozzle 4 is made in the form of a replaceable block 9, screwed (or fixed by any known method) into the wall II of the combustion chamber I. The profile of the flowing part 10 of block 9 can be either subsonic or supersonic, which allows replacing the installation as a whole, and only by changing block 9 to switch from one flow mode to another / C, which significantly expands the range of use of installation. The sealing of the block 9 is provided by the sealing ring 12.

-Изпользование изобретения позволяет создать установву для газопламенной обработки изделий, эффективно работащую как на жидком, так и на газообразном топливе, и позволяющую производить различные виды обработки - напыление, резку, наплавку seaK при дозвуковом, так и при сверхзвуковом режимах течения продуктов сгорания.-Using the invention allows you to create an installation for flame treatment of products, efficiently running on both liquid and gaseous fuels, and allowing various types of processing - spraying, cutting, surfacing seaK in subsonic and supersonic modes of flow of combustion products.

Заявитель:Applicant:

у 003S /at 003S /

..В.Воронецкий..V. Voronetsky

.И.Воронецкая Б.С.Адамов С.С.Адамова.I. Voronetskaya B.S. Adamov S.S. Adamov

Claims

1. Installation for flame treatment of products containing a combustion chamber with a nozzle head having fuel supply channels, and a nozzle, characterized in that the nozzle head is removable, while in the case of gaseous fuel, the fuel supply channels communicate directly with the combustion chamber, in the case of the use of at least one component of the fuel in the liquid phase, the installation is equipped with a porous liner located between the combustion chamber and the nozzle head, and the fuel supply channels are in communication with measure of combustion through the porous insert.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the inner surface of the combustion chamber has an annular groove, the porous liner is arranged to be placed in the groove, and the nozzle head is screwed into the end of the combustion chamber.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the nozzle head on the side of the combustion chamber has a bore, and the porous liner is arranged to be placed inside the bore.

4. Installation according to paragraphs. 1, or 2, or 3, characterized in that the nozzle is made in the form of removable nozzle blocks.

5. Installation according to claim 4, characterized in that the nozzle blocks have a different profile of the flowing part, which allows, using the proper block, both supersonic and subsonic flow regimes of the combustion products.

6. Installation according to claim 1, or 2, or 3, or 4 or 5, characterized in that in the nozzle head from the side of the combustion chamber there is a blind recess communicated with the fuel supply channels.