Газовий пальник

Реферат: Газовий пальник включає циліндричний корпус з розміщеною в ньому співвісно центральною газовою трубою з багатосопловою газовою форсункою і конусним повітряним стабілізатором, а також з зовнішньою співвісною з корпусом газовою трубою, на вихідному кінці якої розташована циліндрична газова камера з газовими трубками, паралельними конусній поверхні повітряного стабілізатора, до якого приєднаний кільцевий лопатковий завихрював. Додатково оснащений внутрішньою центральною наскрізною порожнистою трубою, розташованою співвісно всередині центральної газової труби. UA 109186 U (54) ГАЗОВИЙ ПАЛЬНИК UA 109186 U UA 109186 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до газових пальників без попереднього змішування газу та повітря, в яких одне з плинних середовищ, що змішуються, має вихровий рух. Газовий пальник може бути використаний у котлах, повітронагрівачах, для продукування газоповітряного теплоносія, для термічної обробки та сушки різних матеріалів у печах різного призначення. 8 Відомий газовий пальник із струминною стабілізацією факелу [А.с. СССР № 516872 М.кл. F23D13/00, 1976], який містить циліндричний корпус з радіальними газовими отворами, розташованими по периметру корпусу, з торцевим патрубком підводу повітря та встановленою по його осі центральною газовою трубою з насадком, по периферії якого розташовані радіальні газові сопла, а також співвісну з центральною трубою зовнішню трубу для подачі повітря, причому вихідний торець зовнішньої труби заглушений. В боковій стінці зовнішньої труби виконані радіальні отвори для випуску стабілізуючих струменів повітря, причому кожний повітряний отвір розташований з відповідним газовим соплом в одній радіальній площині. На зовнішній поверхні корпусу співвісно встановлено кільцевий газовий колектор. 8 Відомий газовий пальник [А.с. СССР № 1467320 М.кл. F23D 14/20, 1986], який містить корпус з розміщеною в ньому співвісно газовою трубою, на вихідному кінці якої розміщено багатосоплову форсунку з розташованими по колу газовими соплами та системою похилих кутникових стабілізаторів, що має вигляд порожнього конуса з кутом при вершині 60-120°, а осі соплових отворів розташовані паралельно осям стабілізаторів. Між корпусом і газовою трубою розташовано кільцевий канал для подачі повітря. Найбільш близькою є конструкція газового пальника [Патент України на винахід № 107903 МПК (2014) F23D 14/20; F23D 14/24], який включає циліндричний корпус з радіальним патрубком підводу повітря, з центральною, розташованою по осі корпуса, газовою трубою з торцевим патрубком підводу газу. До вихідного торця газової труби приєднана співвісно багатосоплова газова форсунка, до вихідного кінця газової форсунки приєднаний повітряний стабілізатор, виконаний у вигляді зрізаного порожнього конуса з кутом розкриття 60-120°, з рядами повітряних отворів, розташованих по твірній конуса. У вихідному торці газової форсунки розташовані по колу під кутом до осі газові сопла, які мають кут розкриття той, що й у повітряного стабілізатора, та зміщені на пів кроку відносно рядів повітряних отворів повітряного стабілізатора. Коаксіально з газовою грубою і корпусом пальника розташована зовнішня газова труба з радіальним патрубком підводу газу. До вихідного кінця зовнішньої газової труби приєднана співвісно з багатосопловою газовою форсункою циліндрична газова камера з газовими отворами на вихідному торці, розташованими по колу, причому кожний газовий отвір розташований у одній радіальній площині з відповідними газовими соплами газової форсунки, і під однаковим кутом до осі. У газові отвори циліндричної газової камери навколо стабілізатора встановлені газові трубки, причому вихідні кінці газових трубок розташовані у кільцевому зазорі між зовнішньою кромкою повітряного стабілізатора та корпусом пальника. У цьому ж кільцевому зазорі розташований кільцевий завихрювач для закручування та турбулізації потоку газоповітряної суміші, що включає приєднане до повітряного стабілізатора кільце з радіальними лопатками, які розташовані між циліндричним корпусом і кільцем, причому лопатки розташовані у шаховому порядку з вихідними кінцями газових трубок. Пальники відомої конструкції використовують у технологіях термічної обробки та сушки різних матеріалів де необхідні змінні теплові навантаження у широкому діапазоні робочого регулювання для виконання заданого технологічного режиму. Зокрема такі пальники використовують на багатоярусних печах випалу вапняку, де сировину, тобто вапняк, подаютьзверху і під дією гравітації по каналу, який має нахил проходять декілька вогневих зон, камер і в результаті чого вапняк зазнає термохімічного перетворення у негашене вапно. Для утилізації теплового потенціалу внутрішньокамерного повітря значну частину його використовують як дуттєве повітря у вищезгаданих пальниках. Таке повітря окрім теплового потенціалу t100 °C має значний вміст вапнякового пилу, який осідає на поверхнях деталей робочого торця пальника: на форсунці, повітряному конічному стабілізаторі, на лопатках завихрювача, утворюючі рихлі коржі неорганічного матеріалу, які не мають особливого впливу на процес горіння, але, знаходячись у зоні горіння, вони розжарюються і, з часом, приводять до змін якості металевих деталей конструкції пальника, нагріваючи їх за рахунок інфрачервоного випромінювання, до більш високих температур ніж планувалося. У зв'язку з цим, кожного дня потрібно зупиняти процес випалу на час виконання профілактичних дій, направлених на струшування пилових новоутворень. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення газового пальника, в якому в результаті введення додаткової внутрішньої центральної наскрізної порожнистої труби співвісно всередину центральної газової труби, забезпечується можливість виконувати профілактику пальника, не зупиняючи технологічного процесу випалу вапняку, що дозволяє здійснити 1 UA 109186 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 безперервний цикл випалу вапняку, і за рахунок цього підвищується продуктивність та термін безперервної роботи пальника до поточного ремонту. Поставлена задача вирішується тим, що газовий пальник, який включає циліндричний корпус з розміщеною в ньому співвісно центральною газовою трубою з багатосопловою газовою форсункою і конусним повітряним стабілізатором, а також з зовнішньою співвісною з корпусом газовою трубою, на вихідному кінці якої розташована циліндрична газова камера з газовими трубками, паралельними конусній поверхні повітряного стабілізатора, до якого приєднаний кільцевий лопатковий завихрювач, згідно з корисною моделлю, оснащений додатковою внутрішньою центральною наскрізною порожнистою трубою, розташованою співвісно всередині центральної газової труби. Завдяки відмінним ознакам забезпечується можливість виконувати профілактику пальника, не зупиняючи технологічного процесу випалу вапняку (зважаючи, що випал проходить при розрідженні у печі), тому що саме додаткова внутрішня центральна наскрізна порожниста труба, не несе ніякого додаткового технологічного навантаження, зв'язаного з технологічним процесом, а є засобом для виконання профілактичних робіт за допомогою різноманітних пристроїв для струшування пилових новоутворень на робочих поверхнях пальника. Запропонований газовий пальник представлено на кресленні. Він містить циліндричний корпус 1 з радіальним патрубком підводу повітря 2 у вхідній частині, з центральною, розташованою по осі корпуса, газовою трубою 3 з радіальним патрубком підводу газу 4 на вхідному кінці, до вихідного кінця якої приєднана співвісно багатосоплова газова форсунка 5, до якої з вихідного кінця приєднаний повітряний стабілізатор 6, виконаний у вигляді зрізаного порожнього конуса з кутом розкриття 60-120°, з рядами повітряних отворів 7, розташованих по твірній конуса. Зовнішні поверхні повітряного стабілізатора 6 та корпусу пальника 1 утворюють кільцевий зазор. Всередині центральної газової труби 3 по осі пальника розташована додаткова внутрішня центральна наскрізна порожниста труба 8. У вихідному торці газової форсунки 5 розташовані по колу під кутом до осі газові сопла 9, які мають кут розкриття той же, що й у повітряного стабілізатора 6 та зміщені на пів кроку відносно рядів повітряних отворів 7 повітряного стабілізатора 6. Коаксіально з внутрішньою додатковою центральною наскрізною порожнистою трубою 8, з газовою грубою 3 і корпусом пальника 1 розташована зовнішня газова труба 10 з радіальним патрубком підводу газу 11. До вихідного кінця зовнішньої газової труби 10 приєднана співвісно з багатосопловою газовою форсункою 5 циліндрична газова камера 12 з газовими отворами 13 на вихідному торці, розташованими по колу, причому кожний газовий отвір 13 розташований у одній радіальній площині з відповідними газовими соплами 9 газової форсунки 5, і під однаковим кутом до осі пальника. У газові отвори 13 циліндричної газової камери 12 навколо стабілізатора 6 встановлені, паралельно конусній поверхні стабілізатора, газові трубки 14, причому вихідні кінці газових трубок розташовані у кільцевому зазорі між зовнішньою кромкою повітряного стабілізатора 6 та корпусом пальника 1. У цьому ж кільцевому зазорі розташований кільцевий завихрювач 15 для закручування та турбулізації потоку газоповітряної суміші, що включає приєднане до повітряного стабілізатора 6 кільце 16 з радіальними лопатками 17, які розташовані між циліндричним корпусом 1 і кільцем 16, причому лопатки розташовані у шаховому порядку з вихідними кінцями газових трубок 14. Газовий пальник містить фланець 18 для кріплення пальника до корпусу печі чи сушарки. У режимі поточної роботи внутрішня додаткова центральна наскрізна порожниста труба 8 закрита склом, її використовують як оглядове вікно (на кресленні не показано). Газовий пальник працює наступним чином. Повітря вентилятором подають через радіальний патрубок 2 у циліндричний корпус 1 і через ряди повітряних отворів 7 повітряного стабілізатора 6 у факел дифузійного горіння та через кільцевий завихрювач 15, з закручуючими лопатками 17 і кільцем 16 у факел турбулентного горіння. Одночасно двома потоками по газовим трубам 3 і 10 через патрубки 4 і 11 подають паливний газ, який відповідно через газові сопла 9 багатосоплової газової форсунки 5 подають у факел дифузійного горіння, та через циліндричну газову камеру 12, отвори 13 та газові трубки 14, у факел турбулентного горіння. Така система розподілу газового палива дозволяє забезпечити стійку роботу газового пальника у широкому діапазоні робочого регулювання за рахунок струминних дифузійних факелів та високоефективне спалювання газового палива з коефіцієнтом надлишкового повітря близьким до одиниці у турбулентному факелі. Причому розпал пальника здійснюють за рахунок підпалу центрального дифузійного факелу, який не має регулювання витрати газу, а працює під повним навантаженням, що дорівнює 10 % номінального навантаження пальника (коефіцієнт робочого регулювання дорівнює 10). Керуючи витратою газу периферійного турбулентного факелу, підтримують необхідну технологічну температуру теплового обладнання. Профілактика 2 UA 109186 U 5 здійснюється на робочому обладнанні без зупинки технологічного процесу, якість профілактики контролюють через штатні оглядові вікна печі, що дозволяє спостерігати зони підвищеного теплового навантаження візуально за кольором розжарених ділянок. Своєчасна профілактика, у свою чергу підвищує термін роботи пальника. Пропозиція дозволяє здійснити безперервний цикл випалу вапняку, що в свою чергу, призводить до покращення виробничих показників, а саме продуктивності на одиницю часу, та економії палива на одиницю продукції. За рахунок зменшення часу непродуктивних режимів розігріву і охолодження, збільшується термін роботи пальників та печі до чергового ремонту. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Газовий пальник, який включає циліндричний корпус з розміщеною в ньому співвісно центральною газовою трубою з багатосопловою газовою форсункою і конусним повітряним стабілізатором, а також з зовнішньою співвісною з корпусом газовою трубою, на вихідному кінці якої розташована циліндрична газова камера з газовими трубками, паралельними конусній поверхні повітряного стабілізатора, до якого приєднаний кільцевий лопатковий завихрювач, який відрізняється тим, що він оснащений додатковою внутрішньою центральною наскрізною порожнистою трубою, розташованою співвісно всередині центральної газової труби. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3