ИНЖЕКЦИОННАЯ ГАЗОВОЗДУШНАЯ ГОРЕЛКА

Полезная модель относится к энергетике, в частности, к технологическому оборудованию, предназначенному для смешения горючего газа с атмосферным воздухом и нагрева контактной поверхности железнодорожного рельсового пути с образованием факела заданной формы и мощности.
Известен гидродинамический диспергатор, содержащий корпус с каналом для движения топливной смеси, сопло для подачи топливной смеси в канал и подвижную в осевом направлении, вибрирующую в поперечном направлении перегородку, острой кромкой направленную к соплу, разделяющую поток смеси на два потока (см. описание полезной модели РФ №26197, кл. В01F 11/02, опубл. 2002).
Недостатками указанного технического решения являются: большие габариты и материалоемкость, так вибрирующая перегородка, выполненная в виде консольно закрепленной пластины, по массе соизмерима с массой корпуса диспергатора; большая неравномерность диспергирования в поперечном сечении потока топливной смеси, т.к. качественное диспергирование осуществляется только вблизи острой кромки перегородки, поток топливной смеси, проходящий вдали от перегородки, не подвергается диспергированию.
Известен также диспергатор, содержащий корпус с каналом для движения топливной смеси, и устройства, вызывающие кавитацию при обтекании их топливной смесью, причем в канале расположена, по меньшей мере, одна перегородка для разделения потока топливной смеси, и, по меньшей мере, часть устройств или все устройства, вызывающие кавитацию при обтекании их топливной смесью, закреплены на вышеупомянутой перегородке или закреплены на перегородках, если их более одной, кроме того устройства, вызывающие кавитацию при обтекании
их топливной смесью, выполнены в виде стержней (см. описание полезной модели РФ №30094, кл. В01F 5/00, F23К 5/00, опубл. 2003).
Недостатками этого устройства являются: низкая ремонтопригодность, энергетические потери, связанные с дополнительным гидравлическим сопротивлением, а также отсутствие регулировок.
Наиболее близкой из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранная в качестве прототипа инжекционная газовоздушная горелка, преимущественно для нагрева железнодорожного рельсового пути, содержащая рукоять с соединительной трубкой, вентилем для подачи горючего газа и присоединенным к нему трубопроводом горючего газа со штуцером, мундштук, инжекционный смеситель горючего газа и воздуха с регулятором инжекции воздуха, размещенный между рукоятью и соединительной трубкой, образующие функциональную секцию (см., например, описание к свидетельству РФ на полезную модель №20570, кл. F23D 14/42, опубл. 10.11.2001).
Недостатком установки является ограниченная сфера применения, повышенная удельная энергоемкость и неэффективность, что делает ее малопривлекательной.
Сущность заявляемой полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемой полезной моделью технического результата, который выражается в повышении технологичности регулировок производительности горелки, качества диспергирования горючей смеси и повышения эффективности за счет возможности использования горелки для нагрева контактной поверхности железнодорожного рельсового пути в полевых условиях, а также обеспечения ремонтопригодности самой горелки и ее элементов.
Указанный технический результат достигается тем, что инжекционная газовоздушная горелка, преимущественно для нагрева железнодорожного рельсового пути, содержащая рукоять с соединительной трубкой, вентилем для подачи горючего газа и присоединенным к нему трубопроводом горючего газа со штуцером, мундштук, инжекционный смеситель горючего
газа и воздуха с регулятором инжекции воздуха, размещенный между рукоятью и соединительной трубкой, образующие функциональную секцию, горелка снабжена идентичной дополнительной секцией, подключенной к функциональной секции посредством укрепленного к одной из рукоятей коллектора, канал инжекционного смесителя горючего газа и воздуха выполнен конфузорно-диффузорной формы, а мундштуки обеих секций снабжены стабилизаторами пламени горелки и выполнены в виде длинномерных элементов коробчатой формы с возможностью их размещения на рельсовом пути и нагрева его контактной поверхности, причем регулятор инжекции воздуха выполнен в виде заслонки, установленной с возможностью регулировки мощности факела пламени и фиксации ее рабочего положения, а стабилизаторы пламени горелки выполнены в виде укрепленных к мундштукам угловых элементов с концевыми пазами, при этом сами мундштуки со стороны, обращенной к контактной поверхности рельсового пути, выполнены с отверстиями для формирования основного факела пламени и нагрева контактной поверхности рельсового пути и размещенными под угловыми элементами дополнительными отверстиями меньшего диаметра для формирования дополнительного пламени, стабилизирующего основной факел пламени.
Предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности полезной модели. Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.
На фиг.1 представлена предложенная инжекционная газовоздушная горелка, общий вид, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1 (повернуто), на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1, на фиг.3 - вид по стрелке Г на фиг.1.
Инжекционная газовоздушная горелка, преимущественно для нагрева рельсового пути, состоит из двух фигурных упорных фланцев 1, соединенных между собой мундштуками 2, выполненными в виде имеющих коробчатую форму длинномерных элементов, установленных с возможностью их размещения на рельсовом пути и нагрева его контактной поверхности. К одному из фланцев приварены резьбовые втулки 3, в которые вкручены резьбовые смесители 4 с
инжекционным смесителем 5 горючего газа и воздуха, имеющим канал конфузорно-диффузорной (сходящейся-расходящейся) формы. На резьбовые смесители 4 накручены регулятор 6 инжекции воздуха, выполненный в виде заслонки, предназначенной для регулировки подачи всасываемого воздуха, и контргайка 7 для фиксации ее рабочего положения, а к мундштукам 2 посредством резьбовых винтов 8 прикреплены стабилизаторы пламени горелки, выполненные в виде угловых элементов 9 из жаропрочного сплава и имеющих концевые пазы (не обозначены). Все названные конструктивные части горелки образуют самостоятельную функциональную секцию.
К упорным фланцам 1 также приварены предназначенные для переноса горелки оппозитно размещенные рукояти 10, к одной из которых прикручен коллектор 11 для присоединения идентичной функциональной секции с двумя трехштуцерными регулируемыми вентилями 12 и ниппелем 13 под рукав (не показан), предназначенный для подачи сжиженного горючего газа из газового баллона (не показан) в горелку. Штуцеры вентилей 12 соединены воздушными трубками 14 с каналами инжекционных смесителей 5 горючего газа и воздуха.
В мундштуках 2 выполнены четыре ряда основных отверстий 15, предназначенных для формирования основного факела пламени горелки и нагрева контактной поверхности рельсового пути и два ряда дополнительных отверстий 16 меньшего диаметра, размещенных под стабилизаторами пламени горелки и предназначенных для формирования дополнительного пламени, стабилизирующего основной факел пламени.
Работа горелки осуществляется следующим образом.
Сжиженный горючий газ, в данном случае пропан-бутан, от газового баллона (не показан) по газовому рукаву под давлением через ниппель 13 подается в коллектор 11, далее, разделяясь на два потока, через регулируемые вентили 12 по трубкам 14 поступает в конфузорно-диффузорные каналы инжекционных смесителей 5 горючего газа и воздуха и далее поступает в смесительные камеры резьбовых смесителей 4, в которых, смешиваясь с воздухом, инжектируемым через концевые пазы стабилизатора пламени горелки, образует горючую газовоздушную
смесь, которая поступает в мундштуки 2 для нагрева контактной поверхности рельсового пути.
Часть смеси, истекая из выполненных в мундштуках 2 основных отверстий 15, образует при зажигании рабочий факел пламени, предназначенный для нагрева контактной поверхности рельсового пути, а другая часть смеси воздуха и пропана через дополнительные отверстия 16 поступает в зазор между мундштуком 2 и стабилизатором 9 пламени горелки и образует при зажигании дополнительное пламя, стабилизирующее основной факел пламени с образованием рабочего факела заданной формы и мощности, обеспечивая нагрев контактной поверхности железнодорожного рельсового пути до температуры 400°С.
Рабочий факел пламени заданной формы и мощности регулируется при помощи инжекционных смесителей 5 горючего газа и воздуха и вращения заслонки 6 регулятора инжекции воздуха с фиксацией ее рабочего положения контргайкой 7.
Заявленная газовоздушная горелка обеспечивает нагрев контактной изношенной поверхности как стрелочных переводов, так и изношенных участков поверхности катания железнодорожного рельсового пути в режиме технологических окон без отмены движения поездов и снятия рельсового полотна.
Таким образом, при использовании данного технического решения обеспечивается повышение качества диспергирования, технологичность регулировок производительности горелки, а также повышение ремонтопригодности самой горелки и ее элементов.
Особенность и преимущество описанной горелки заключается в том, что она может быть использована как автономный мобильный сервисный центр при проведении аварийно-ремонтных работ с возможностью подъезда к труднодоступным местам, а также при ремонте железнодорожного рельсового пути в полевых условиях.