RU93497U1

RU93497U1 - GAS-BURNER

Info

Publication number: RU93497U1
Application number: RU2009148661/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Горин; Светлана Александровна Токарева; Александр Сергеевич Пышкин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "НИИКерамзит"
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2010-04-27

Abstract

Газовая горелка, содержащая корпус газопровода с патрубком для подвода газа, конический дроссель, соединенный с перемещаемой по оси корпуса штангой с приводом, и корпус воздуховода, охватывающий коаксиально с зазором корпус газопровода и имеющий патрубок для подвода воздуха, отличающаяся тем, что в корпусе газопровода перпендикулярно его оси установлено дроссельное кольцо, штанга дополнительно снабжена конусом с радиальными соплами, дроссель и конус на штанге установлены с возможностью перемещения вдоль штанги относительно друг друга. A gas burner comprising a gas pipe body with a gas supply pipe, a conical throttle connected to a rod with a drive moving along the body axis, and an air pipe body covering the gas pipe body and having a pipe for air supply, characterized in that the gas pipe body is perpendicular a throttle ring is installed on its axis, the rod is additionally provided with a cone with radial nozzles, the throttle and cone on the rod are mounted to move along the rod relative to each other .

Description

Газовая горелка относится к устройствам для сжигания газообразного топлива, и может быть использована в различных отраслях промышленности для нагрева и термообработки материалов.Gas burner refers to a device for burning gaseous fuels, and can be used in various industries for heating and heat treatment of materials.

Известна «Горелка» по патенту 1145211 от 03.06.1983, опубликован 15.03.1985, МПК F23D 14/60, содержащая воздушный корпус и центральную газовую трубу с осевым соплом и кольцевым рядом периферийных каналов на ее боковой поверхности, и установленное внутри трубы, с возможностью продольного перемещения, распределительное устройство, в виде конического дросселя и полого цилиндрического золотника, размещенных на штоке, с возможностью перекрытия соответственно осевого сопла и периферийных каналов, при этом, периферийные каналы имеют форму равносторонних треугольников, наклоненных в сторону осевого сопла и ориентированных основаниями в ту же сторону.Known "Burner" according to patent 1145211 of 06/03/1983, published 03/15/1985, IPC F23D 14/60, containing an air casing and a central gas pipe with an axial nozzle and an annular row of peripheral channels on its side surface, and installed inside the pipe, with the possibility longitudinal movement, switchgear, in the form of a conical throttle and a hollow cylindrical spool, placed on the rod, with the possibility of overlapping, respectively, the axial nozzle and peripheral channels, while the peripheral channels are in the form of equilateral olnikov inclined towards the axial nozzle and the bases oriented in the same direction.

Данная горелка полым цилиндрическим золотником перекрывает осевое сопло полностью, при этом прекращается подача топлива, газа. Таким образом, при работе данной горелки, при изменении положения конического дросселя и полого конического золотника, будет изменяться расход топлива, газа, что приводит к нестабильности режима горения, и, часто, к отрыву факела.This burner with a hollow cylindrical spool blocks the axial nozzle completely, while the flow of fuel and gas is stopped. Thus, during the operation of this burner, when the position of the conical throttle and the hollow conical spool changes, the fuel and gas consumption will change, which leads to instability of the combustion mode, and, often, to the separation of the torch.

Известна «Горелка» по патенту 1523847 от 02.12.1987, опубликован 23.11.1989, МПК F23D 14/62. содержащая воздухоподводящий корпус, центральную топливную трубу, с боковыми выходными соплами, размещенный вокруг центральной трубы диск с осевым отверстием, и подвижную кольцевую диафрагму, при этом, кольцевая диафрагма установлена на топливной трубе, с возможностью продольного перемещения, а ее наружный диаметр не превышает диаметра осевого отверстия диска.The well-known "Burner" according to patent 1523847 dated 12/02/1987, published 11/23/1989, IPC F23D 14/62. comprising an air supply housing, a central fuel pipe, with lateral output nozzles, an axial hole disk arranged around the central pipe, and a movable annular diaphragm, wherein the annular diaphragm is mounted on the fuel pipe with the possibility of longitudinal movement, and its outer diameter does not exceed the axial diameter disc holes.

В данной горелке, во-первых, имеется большое сопротивление воздуха в месте установки диска; во-вторых, при движении кольцевой диафрагмы имеется положение, при котором диафрагма перекрывает поток воздуха, и происходит прекращение подачи воздуха, что приводит к нестабильности режима горения.In this burner, firstly, there is a large air resistance at the installation site of the disk; secondly, when the annular diaphragm moves, there is a position in which the diaphragm blocks the air flow and the air supply stops, which leads to instability of the combustion mode.

Наиболее близкой по технической сути, является «Газовая горелка» по патенту 59211 от 06.02.2006, опубликован 10.12.2006, МПК F23D 14/00, содержащая корпус с патрубком для подвода газа, и, с расположенным в выходном суживающимся сопле, коническим дросселем, соединенным, с перемещаемой по оси корпуса, штангой с приводом, и кожух, охватывающий коаксиально с зазором корпус, и имеющий патрубок для подвода воздуха, при этом, поверхность конического дросселя выполнена в виде обратно-двухконусного центрального тела с максимальным диаметром, в месте соединения расширяющегося входного и суживающегося выходного конусов, совпадающего с торцевым сечением выходного сопла корпуса, равным 0,9-0,96 от диаметра выходного сопла корпуса, причем расширяющийся входной конус имеет угол расширения относительно оси корпуса в диапазоне 15-30°, а выходной суживающийся конус имеет длину 1,5-2 от максимального диаметра центрального тела, и угол сужения - в диапазоне 20-30°, совпадающим с углом конусности выходного сопла корпуса.The closest in technical essence is the “Gas burner” according to patent 59211 of 02/06/2006, published on 12/10/2006, IPC F23D 14/00, comprising a housing with a nozzle for supplying gas, and, with a conical throttle located in the outlet tapering nozzle, connected with a rod with a drive moving along the axis of the housing, and a casing covering the housing coaxially with the gap and having a pipe for supplying air, while the surface of the conical throttle is made in the form of a back-two-cone central body with a maximum diameter at the junction irrigating inlet and tapering output cones, coinciding with the end section of the outlet nozzle of the casing equal to 0.9-0.96 of the diameter of the outlet nozzle of the casing, and the expanding inlet cone has an expansion angle relative to the axis of the casing in the range of 15-30 °, and the output tapering cone has a length of 1.5-2 from the maximum diameter of the central body, and the narrowing angle is in the range of 20-30 °, coinciding with the taper angle of the outlet nozzle of the housing.

Но данная горелка, при изменении положения дросселя изменяет расход газа, так как, дроссель при крайне выдвинутом положении, максимально перекрывает газовый конус, что может привести к отрыву факела.But this burner, when changing the position of the throttle, changes the gas flow rate, since, when the throttle is in the extremely extended position, it closes the gas cone as much as possible, which can lead to the separation of the torch.

Задачей предлагаемого технического решения является создание, простой в управлении, многорежимной горелки для сжигания газообразного топлива.The objective of the proposed technical solution is to create, easy to manage, multi-mode burner for burning gaseous fuels.

Поставленная задача решена за счет того, что газовая горелка, содержит корпус газопровода с патрубком для подвода газа, конический дроссель, соединенный, с перемещаемой по оси корпуса, штангой с приводом, и корпус воздуховода, охватывающий коаксиально с зазором корпус газопровода, и имеющий патрубок для подвода воздуха, при этом, в корпусе газопровода, перпендикулярно его оси дополнительно установлено дроссельное кольцо, штанга дополнительно снабжена конусом с радиальными соплами, дроссель и конус на штанге установлены с возможностью перемещения вдоль штанги, относительно друг друга.The problem is solved due to the fact that the gas burner contains a gas pipeline housing with a pipe for supplying gas, a conical throttle connected to a rod with a drive moving along the axis of the housing, and an air duct housing that covers the gas pipeline housing coaxially with a gap and has a pipe for air supply, while in the gas pipeline body, perpendicular to its axis, an additional throttle ring is installed, the rod is additionally equipped with a cone with radial nozzles, the throttle and cone on the rod are installed with the possibility of movements along the bar, relative to each other.

Установление в корпусе газопровода, перпендикулярно его оси дополнительно дроссельного кольца, и снабжение штанги дополнительно конусом с радиальными соплами, позволяет работать в нескольких режимах, механически изменять и регулировать режимы сжигания газа без прерывания его горения, в том числе регулировать параметры факела, а именно его геометрию, длину и свечение.The installation of an additional throttle ring in the body of the gas pipeline, perpendicular to its axis, and supplying the rod with an additional cone with radial nozzles, allows you to work in several modes, mechanically change and adjust the modes of gas combustion without interrupting its combustion, including adjusting the flame parameters, namely its geometry , length and glow.

Установление дросселя и конуса на штанге, с возможностью перемещения вдоль штанги, относительно друг друга, позволяет предварительно настраивать горелку для работы в нескольких режимах горения, изменять форму факела, от короткого шарообразного, до длинного, и обеспечить распределение температуры по длине вращающейся печи, что необходимо при использовании различного сырья, например, глина, известь, с различными исходными свойствами, и получения готового продукта, например керамзит, гравий, щебенка, с различными характеристиками.The installation of a throttle and a cone on the bar, with the possibility of moving along the bar, relative to each other, allows you to pre-configure the burner to work in several modes of combustion, change the shape of the torch, from short spherical to long, and ensure the temperature distribution along the length of the rotary kiln, which is necessary when using various raw materials, for example, clay, lime, with different initial properties, and to obtain the finished product, for example expanded clay, gravel, gravel, with different characteristics.

Суть технического решения иллюстрирована чертежами, где фиг.1 - общий вид газовой горелки; фиг.2 - газораспределительные устройства в короткофакельном режиме сжигания газа; фиг.3 - газораспределительные устройства в длиннофакельном режиме сжигания газа, фиг.4 - график распределения температур по зонам вращающейся печи при коротком факеле, фиг.5 - график распределения температур по зонам вращающейся печи при длинном факеле.The essence of the technical solution is illustrated by drawings, where figure 1 is a General view of a gas burner; figure 2 - gas distribution device in a short-flare mode of gas combustion; figure 3 is a gas distribution device in a long torch mode of gas combustion, figure 4 is a graph of the temperature distribution in the zones of the rotary kiln with a short flare, figure 5 is a graph of the temperature distribution in the zones of the rotary kiln with a long flare.

На фиг.1, 2, 3, 4, 5 изображены: газовая горелка 1, корпус 2 воздуховода, патрубок 3 подвода воздуха, корпус 4 газопровода, патрубок 5 подвода газа, подвижная штанга 6, привод 7, дроссель 8, дроссельная шайба 9, сопло 10 газопровода, конус 11, радиальные сопла 12, конфузор 13, запальник 14, вращающейся печь 15, зона 16 сушки, зона 17 подготовки, зона 18 обжига, зона 19 охлаждения, график распределения температуры по зонам внутри печи 20, где t - температура, l - длина печи.Figure 1, 2, 3, 4, 5 shows: gas burner 1, duct body 2, air supply pipe 3, gas pipeline body 4, gas supply pipe 5, movable rod 6, actuator 7, throttle 8, throttle washer 9, gas nozzle 10, cone 11, radial nozzles 12, confuser 13, igniter 14, rotary kiln 15, drying zone 16, preparation zone 17, firing zone 18, cooling zone 19, temperature distribution diagram for zones inside the furnace 20, where t is the temperature , l is the length of the furnace.

Газовая горелка выполнена следующим образом.Gas burner is made as follows.

Газовая горелка 1 расположена, внутри вращающейся печи 15 соосно, в торце, противоположном загрузочному торцу.The gas burner 1 is located, inside the rotary kiln 15 coaxially, in the end opposite the loading end.

Во вращающейся печи 15, расположены последовательно зона 16 сушки, зона 17 подготовки, зона 18 обжига, зона 19 охлаждения.In the rotary kiln 15, a drying zone 16, a preparation zone 17, a calcination zone 18, a cooling zone 19 are arranged in series.

Внутри корпуса 2 воздуховода, соосно расположен корпус 4 газопровода, заканчивающийся конусным соплом 10. К корпусу 2 воздуховода подсоединен патрубок 3 подвода воздуха. К корпусу 4 газопровода подсоединен патрубок 5 подвода газа. Внутри корпуса газопровода 4, перпендикулярно его оси, расположена дроссельная шайба 9. Внутри корпуса 4 газопровода, соосно с ним, расположена подвижная штанга 6 и закрепленные на ней, с возможностью перемещения относительно друг друга, дроссель 8 и конус 11. На конусе, под углом к оси горелки расположены радиальные сопла 12. Выступающий конец подвижной штанги 6 за пределами корпуса 4 газопровода снабжен приводом 7, например, ручным. На выходе горелки корпус 2 воздуховода снабжен конфузором 13 и запальником 14.Inside the duct housing 2, a gas pipeline housing 4 is located coaxially, ending in a conical nozzle 10. An air supply pipe 3 is connected to the duct housing 2. A gas supply pipe 5 is connected to the body 4 of the gas pipeline. A throttle washer 9 is located inside the gas pipe body 4, perpendicular to its axis. Inside the gas pipe body 4, coaxially with it, there is a movable rod 6 and a choke 8 and a cone 11 mounted on it with the possibility of movement relative to each other. On the cone, at an angle to the axis of the burner there are radial nozzles 12. The protruding end of the movable rod 6 outside the body 4 of the gas pipeline is equipped with a drive 7, for example, manual. At the outlet of the burner, the duct housing 2 is provided with a confuser 13 and an igniter 14.

Газовая горелка работает следующим образом.Gas burner operates as follows.

Через патрубок 3 воздух подают в корпус 2 воздуховода. Газ через патрубок 5 и корпус 4 газопровода подают к соплу 10 газопровода 4. На выходе из горелки 1 газовоздушную смесь поджигают с помощью запальника 14.Through the pipe 3, air is supplied to the housing 2 of the duct. Gas through the pipe 5 and the body 4 of the gas pipeline is supplied to the nozzle 10 of the gas pipeline 4. At the outlet of the burner 1, the gas-air mixture is ignited using the igniter 14.

Данная газовая горелка работает в нескольких режимах горения при изменении формы факела, от короткого шарообразного, до длинного, путем перемещения, с помощью привода 7, подвижной штанги 6 вдоль корпуса 5 газопровода, с одновременным перемещением дросселя 8, относительно дроссельной шайбы 9, и конуса 11, относительно сопла 10 газопровода, чем обеспечивает распределение температуры по длине вращающейся печи 15, в расположенных последовательно зонах 16 сушки, 17 подготовки. 18 обжига и 19 охлаждения.This gas burner operates in several combustion modes when changing the shape of the torch, from short to spherical to long, by moving, using drive 7, a movable rod 6 along the gas pipe body 5, while simultaneously moving the throttle 8, relative to the throttle washer 9, and the cone 11 , relative to the nozzle 10 of the gas pipeline, which ensures the temperature distribution along the length of the rotary kiln 15, in successive drying zones 16, 17 preparation. 18 firing and 19 cooling.

Короткий шарообразный факел используют, когда сырье, например, глина, известь, поступает во вращающуюся печь с минимальной влажностью 5-7%. Тогда скорость набора температуры (фиг.4), в зоне 17 подготовки полуфабриката должна быть небольшой, во избежание разрыва материала на мелкие частицы, в пыль. В этом случае в газовой горелке 1 при помощи привода 7, дроссель 8 максимально открывает отверстие в дроссельной шайбе 9, а конус 11 полностью перекрывает сопло 10 газопровода, газ вытекает через радиальные сопла 12 высоконапорными струями, поперек потока воздуха.A short spherical torch is used when raw materials, such as clay, lime, enter a rotary kiln with a minimum humidity of 5-7%. Then the speed of temperature gain (figure 4), in the preparation zone 17 of the semi-finished product should be small, in order to avoid tearing the material into small particles, into dust. In this case, in the gas burner 1 using the actuator 7, the throttle 8 maximally opens the hole in the throttle washer 9, and the cone 11 completely blocks the nozzle 10 of the gas pipeline, gas flows out through the radial nozzles 12 with high-pressure jets, across the air stream.

Происходит интенсивное смешивание газа с воздухом, которое способствует образованию короткого факела при сжигании газа, длина которого равна 2-2,5 диаметра печи. График распределения температур по зонам вращающейся печи при коротком факеле, показаны на фиг.4Intensive mixing of gas with air occurs, which contributes to the formation of a short flame during gas combustion, the length of which is 2-2.5 times the diameter of the furnace. A graph of the temperature distribution over the zones of a rotary kiln with a short flare is shown in figure 4

В случае, когда влажность поступающего материала во вращающуюся печь больше 10-20%, то при помощи привода 7 горелку 1 переводят в промежуточный или длинофакельный режим.In the case where the moisture content of the incoming material into the rotary kiln is more than 10-20%, then, using the drive 7, the burner 1 is transferred to the intermediate or long-torch mode.

При помощи привода 7, перемещают подвижную штангу 6 от сопла 10 газопровода, дроссель 8 уменьшает количество газа, проходящего через дроссельную шайбу 9 к соплу 10 газопровода, а зазор между соплом 10 газопровода и конусом 11 увеличивается, способствуя понижению давления газа в сопле газопровода 10. Газ вытекает из кольцевого сечения между соплом 10 газопровода и конусом 11, параллельно потоку воздуха и, смешиваясь с ним, образует длинный факел, равный 2,5-3,5 диаметра печи. График распределения температур по зонам вращающейся печи при длинном факеле показан на фиг.5. Зона 18 обжига увеличивается и смещается в сторону зоны 17 подготовки, и при этом, зона охлаждения увеличивается, что позволяет увеличить прочность выпускаемой продукции, например, керамзита и гравия.Using the actuator 7, the movable rod 6 is moved from the gas nozzle 10, the throttle 8 reduces the amount of gas passing through the throttle washer 9 to the gas nozzle 10, and the gap between the gas nozzle 10 and the cone 11 increases, helping to reduce the gas pressure in the gas nozzle 10. The gas flows from the annular section between the nozzle 10 of the gas pipeline and the cone 11, parallel to the air flow and, mixing with it, forms a long flame equal to 2.5-3.5 diameter of the furnace. A graph of the temperature distribution over the zones of a rotary kiln with a long flame is shown in FIG. The firing zone 18 increases and shifts toward the preparation zone 17, and at the same time, the cooling zone increases, which allows to increase the strength of the products, for example, expanded clay and gravel.

Техническим эффектом является обеспечение многорежимности горелки при сжигания газообразного топлива, простой в управлении, за счет того, что газовая горелка, содержащая корпус газопровода с патрубком для подвода газа, конический дроссель, соединенный, с перемещаемой по оси корпуса, штангой с приводом, и корпус воздуховода, охватывающий коаксиально с зазором корпус газопровода, и имеющий патрубок для подвода воздуха, при этом, в корпусе газопровода, перпендикулярно его оси установлено дроссельное кольцо, штанга дополнительно снабжена конусом с радиальными соплами, дроссель и конус на штанге установлены с возможностью перемещения вдоль штанги, относительно друг другаThe technical effect is to ensure multi-mode burner when burning gaseous fuel, easy to control, due to the fact that a gas burner containing a gas pipe body with a pipe for supplying gas, a conical throttle connected to a rod moving with the axis of the housing, the actuator, and the duct housing covering the gas pipeline body coaxially with the gap, and having a pipe for supplying air, in this case, a throttle ring is installed in the gas pipeline body perpendicular to its axis, the rod is additionally provided with onus with radial nozzles, the throttle and cone on the rod are mounted to move along the rod, relative to each other

Claims

A gas burner comprising a gas pipe body with a gas supply pipe, a conical throttle connected to a rod with a drive moving along the body axis, and an air pipe body covering the gas pipe body and having a pipe for air supply, characterized in that the gas pipe body is perpendicular a throttle ring is installed on its axis, the rod is additionally provided with a cone with radial nozzles, the throttle and cone on the rod are mounted to move along the rod relative to each other .