Горелка калачева ю.а. для газопламенной обработки металла
Союз Советскии
Социалистических
Республик
СПИ 727944 (6 I ) Дополнительное и авт. с вид-ву— (22) Заявлено 28.09.77(21) 2528284/25- -27 (g ) ) щ (д
F 23 Ъ 13/34 с присоединением заявки ¹
Госудиротиеииый комитет
СССР (23) Приоритет— ио долам изооретеиий и открытий
Опубликовано 15.04.80. Бюллетень ¹ 14
Дата опубликования описания 20.04.80 (53) УДК 621.791. . 94.054.034
{088.8) (72) Авторы изобретения
А. Калачев
Курганский машиностроительный институт им. В. И. Ленина (7! ) Заявитель (54) ГОРЕЛКА КАЛАЧЕВА K. A. ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОЙ
ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА
Изобретение относится к газопламенной обработке металлов и касается конструкции горелок. Применение газовзаменителей ацетилена, например пропан- бутана, в процессе сварки стали вызывает снижение скорости процесса, увели5 чение зоны термического влияния, требует применения специальной присадочной проволоки. Эти недостатки можно устранить; преобразуя пропан- бутан в ацетилен. то
Известен ряд конструкций реакторов для получения ацетилена из углеводород ных газов. Например, метод и аппарат для производства ацетилена и других не-
f5 насьпценных углеводородов термическим крекингом и частичным окислением угле- водородных газов при высоких темпера- турах )Я.
Известен также патент ФРà — конструк- ция пиролизного реактора, представлятощеf
ro собой устройство труба в трубе,.причем через внешнее кольцевое пространст во, ограниченное формовочным камнем, 2 праходит гаьтеплоноситель, а через внутреннтою трубу- реагирующий газ 2 .
Работа известных конструкций реакторов связана с рядом недостатков, а именно: большими тепловыми потерями при охлаждении продуктов реакции, отложением сажи в реакционном канале, большими затратами при выполнении последующих операций очистки, сжатия и разделения газа, Известна также горелка для газопламенной обработки металлов, содержащая корпус с газоподводящими трубками, наружным мундштуком с"каналой, в котором смонтирован внутренний мундштук с цент ральным отверстием g3).
Однако эта горелка не обеспечивает достаточно высокую температуру пламени. . Gab изобретения - повышение температуры пламени путем обеспечения образования ацетилена из газов-заменителей.
В предлагаемой горелке это достигает ся тем, что между наружным и внутренним мундштуками у рабочего торца горелки образована реакционная камера, а горелка
В сборе выходное отверстие внутрен- . ней трубки утоплено относительно наружной, в результате чего на выходе из внугренней трубки создается область скачко-! образного расширения сечения — реакционный канал 11. Основными конструктивными,параметрами, определяющими
35 аэродинамику процесса, являются отноше» ний:
1) диаметра реакционного канала к диаметру центрального канала
Вк 40 — = 25-32 а -!
2) отношение длины реакционного канала к его диаметру
= 2-2,5;
3) отношение длины центрального канала к его выходному отверстию =13-15
4) отношение длины наружного кана ла K его выходному отверстию
Рл» вЂ” = 6-7.
Работа горелки - реактора осущест .вляется следующим образом.
Из корпуса горелки при открытии вентилей 2 и 3 пропан и кислород, поступающие под давлением 0,7-1,5 и 0,5- .
1,2 кгс/см соответственно смешиваются в инжекторе (причем инжектирующим газом является пропан) и, пройдя гаэоподводяшую трубку 8 и кольцевую щель, 3 7279 ! снабжена дополнительной трубкой для подачи газа-заменителя ацетилена, смонтированной на корпусе горелки и соединенной с упомянутой камерой.
В предлагаемой горелке отношение длины реакционной камеры к ее диаметру равно 2-2,5, отношение диаметра реакционной камеры к диаметру центрального канала 2,5-3,2, отношение длины центрального канала к его диаметру 10
13-15, а отношение длины канала наружного наконечника к его диаметру равно 6-7.
На фиг. 1 изображена описываемая горелка на фиг. 2 — наконечник.
Горелка-реактор состоит из корпуса l с двумя вентилями 2 и 3 и наконечника
4.
Наконечник горелки содержит дополнительный вентиль горючего газа 5, узел 20 инжекции 6, две газоподводящие трубки
7 и 8 для раздельной подачи пропана и йрбпан кислородной смеси и включает наконечник специальной конструкции, состоящий из двух мундштуков — внутрен- 25 него 9 и концентрично расположенного с ним наружного 10.
44 4 образованную стенками наружного и внутреннего мундштуков, поступают в реак ционный канал 11.
При поджигании газокислородная смесь состава втягивается в реакционный канал, образуя высокотемпературное, быстрогоряшее кольцевое пламя. Часть выделившегося в реакционном канале тепла идет на нагрев медных мундштуков 10 и 9, обес- печивая предварительный косвенный нагрев проходящих по ним газов, а большая часть тепла расходуется на повышение энтальпии и пиролиз потока пропана, выходящего в реакционный канал ll через вентиль 12, трубку 7 и внутренний мундштук 9. Реакция горения кольцевого пламени вследствие малой длины реакционного канала не получает в нем полного развития и заканчивается на выходе иэ него, где температура достигает максимального значения.
Образовавшийся в реакционном канале ацетилен при выходе из него распадается на элементы и сгорает, добавляя к теплу реакции первой стадии сгорания
58,6 ккал/моль тепло энергии распада
54 ккал/моль.
Формула из обрете ния
1. Горелка для газопламенной обработки металла, преимущественно с использованием газов-заменителей ацетилена, содержащая корпус с газоподводящими трубками и наружным мундштуком с каналом, в котором смонтирован внутренний мундштук с центральным отверстием, отличающаясятем,что, с целью повышения температуры пламени путем обеспечения образования ацетилена из газов-заменителей, между наружным и внутренним мундштуками, у рабочего торца горелки, образована реакцион-. ная камера, а горелка снабжена дополнительной трубкой для подачи газа-заменителя ацетилена, смонтированной на корпусе горелки и соединенной с упомянутой камерой.
2. Горелка по п. 1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что отношение длины реакционной камеры к ее диаметру равно 2-2,5, отношение диаметра реакционной камеры к диаметру центрального канала равно 2,5-3,2, отношение длины
5 .. 727944 центрального канала к его диаметру рав- но 13-15, а отношение длины канала наружного наконечника к его диаметру равно 6-7.
5 гг
Фиг 1
Фиг, g
11НИИПИ Заказ 1114/39 Тираж 619 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США % 2741648, кл. 260-679, 1956.
2. Патент ФРГ ¹ 1207368, кл. 120 19/01, 1963.
3. Авторское свидетельство СССР № 493596, кл. F 23 D 13/34, 1974
1 (прототип) .
