книги из ГПНТБ / Бричкин А.В. Направленное разрушение искусственных минеральных сред огнеструйными горелками

Передвижная станция питания может быть смонти­ рована в кузове автомобиля (тягача) [57], на З-тонпом автоприцепе У2-АП-3 [58], в металлической будке на по­ лозьях [59] и т. д. Станция делится на две секции. В пе­ редней размещаются емкости для горючего и охлажда­ ющей воды, а также баллоны сжатого воздуха. Снаружи, в передней части устроена площадка для керосинового и

охлаждающая вода по латунным трубкам подведены к пульту управления, на котором установлены манометры, вентили и штуцера для подсоединения шлангов, пита­ ющих горелку.

Стационарная установка питания применяется при большом объеме работ (заводы по производству желе­ зобетонных конструкций, камнеобрабатывающие пред­ приятия и др.)

Установки питания огнеструйных горелок состоят из кислородной, керосиновой, водяной магистралей и маги­ страли для подачи шлакующих добавок.

Подачу жидких компонентов (керосина и воды) мож­ но осуществлять по газобаллонной системе, работающей на вытеснителыгом принципе или с помощью насосов (рис. 13).

Кислородная магистраль. Кислород из 10—20 балло­ нов, соединенных рампой УРР-600 или УРР-700 высокого (через один редуктор типа К.РР-50, КРР-56) или низкого (число редукторов типа КР-50 соответствует количеству баллонов) давления, по латунным трубкам через вентиль и манометр поступает к пульту управления, а затем по шлангу (диаметром 12 мм, ГОСТ 8318-57, тип Г, рабочее давление до 25 кГ/см2) к горелке. Кислородная рампа на десять балл'онов обеспечивает непрерывную работу при­ бора в течение 2,5 час. Наиболее целесообразным являет­ ся одновременное использование возможно большего ко­ личества баллонов с кислородом, так как это уменьшает потерю времени на вспомогательные операции при отлад­ ке системы.

Снабжать установку кислородом можно двумя путя­ ми: либо используя на предприятии стационарную или передвижную кислородную станцию [60], либо доставляя нужное количество кислорода в баллонах в газообразном или жидком состоянии с последующей ее газификацией на

горно-обогатительного комбината, на карьерах, удален­ ных от кислородных заводов, замена газообразного ки­ слорода жидким для питания станков технически целе­ сообразна и экономически выгодна.

Керосиновая магистраль. Емкостью для керосина мо­ жет служить газовый баллон, к которому вверху прива­ ривается заправочная горловина с заглушкой. К нижней части баллона для подсоединения шланга приваливается штуцер. Под давлением сжатого воздуха или инертного газа через редуктор КР-50 керосин из баллона или бака емкостью 60—80 л по медной или Латунной трубке по­ ступает через фильтр-отстойник к пульту .управления и

2 мъ, аналогично керосину, под давлением 6—8 кЩсм2 в магистрали проходит через фильтр-отстойник к пульту управления, затем по шлангу (ГОСТ 8318-57, тип В, диа-

метр 20 мм, рабочее давление до 10 кГ/см2) поступает к прибору для охлаждения теплоиапряжениых частей ка­ меры сгорания.

Газобаллонная система питания проста и -надежна в эксплуатации, но имеет ряд неудобств. Она требует на­ личия инертного газа или сжатого воздуха и громоздка из-за наличия дополнительных емкостей. Однако эту систему питания рационально использовать на объектах,

емкости крепится электродвигатель, приводящий в дейст­ вие насос (Л1Ф-5, Л1Ф-8, ЛТФ-12). Последний засасы­ вает керосин и под давлением до 30 кГ/см2 подает его че­ рез фильтр на пульт управления. Давление керосина ре­ гулируется предохранительным клапаном и фиксируется манометром. Избыток его через трубку сливается обрат­ но в емкость. Подача воды осуществляется из водопро­ водной сети, емкости или водоема с помощью насоса (ШН-40В, ШН-60В, ПС-4Б), обеспечивающего давление в магистрали до 10 кГ/см2.

Преимущество насосной системы состоит в том, что она может обеспечить питание нескольких горелок одно­ временно, компактна и монтируется из недефйцитных стандартных узлов.

Магистраль термитной смеси. Термитный порошок подается к горелке с помощью специального инжектор­ ного устройства. Все детали и приспособления смонтиро­ ваны в общем каркасе. Маховички для управления вен­ тилями и инжекторным устройством, нажимной винт ре­ дуктора, манометры, показывающие давление в бункере и перед инжекторным устройством, выведены на перед­ нюю стенку панели каркаса. Бункер выполнен в виде сварного сосуда. Нижний конус его заканчивается хво­ стовиком с переходным приспособлением, образующим промежуточную камеру для загрузки смеси из бункера.

Инжекторное устройство служит для засасывания по­ рошка из бункера струей воздуха и подачи его в маги­ страль. Количество подаваемой смеси регулируется вра­ щением маховичка, который изменяет расстояние между инжекторным соплом и входным сечением смесительной камеры.

няемых работ, толщины изделия и их расположения. На производительности» процесса разрушения существенное влияние оказывает расстояние от среза сопла до поверх­ ности разрушения. Во всех случаях разрушения это рас­ стояние необходимо поддерживать постоянным и равным 3---5 см. При уменьшении расстояния диаметр отверстия будет меньше, чем калибратора, и горелка не войдет в шпур (канавку реза). С увеличением расстояния больше оптимального падает производительность.

Бурение. В процессе бурения факел резака, расплав­ ляя бетон, углубляется в него, образуя отверстие по фор­ ме близкое ;к кругу. Расплавленный бетон выдувается наружу отраженным потоком газа через зазор между на­ конечником резака и стенками прожигаемого отверстия. В плите толщиной 60 мм на «сверление» отверстия затра­ чивается от 18 до 22 сек. За один час можно сделать до 180 отверстий. Для бурения отверстия в бетонных изде­ лиях толщиной 300 мм требуется 3—3,5 мин. Шпуры ма­ лых диаметров (до 50—60 мм) создаются направленным действием.факела по оси шпура, а затем вращением при­ бора для придания отверстию круглой формы.

При бурении отверстий в бетоне больших толщин (500—1000 мм) для лучшего удаления расплавленной массы из полости отверстия резаку периодически прида­ ют возвратно-поступательное и вращательное движения.

Диаметр образуемого отверстия зависит от мощности

распространение получили следующие два технологиче­ ских приема: образование сквозной щели по контуру проема и обуриванне шпурами с последующим устране­ нием промежутков между ними до сплошной щели меха­ ническим способом.

Удобной является резка в стационарных условиях,

случае оператору легче держать и вести прибор по линии реза. При работе па строительных объектах резку при­ ходится производить на различной высоте и в различных условиях. Здесь необходимы специальные приспособле­ ния: стремянки (огороженные), подставки и подъемные платформы для удобства положения оператора при ра­ боте и т. д.

Для изделий толщиной до 100 мм возможно исполь­ зовать оба технологических приема. Для образования в плите отверстия любой заданной формы вначале созда­ ется сквозной шпур по калибратору горелки в дальнем конце намеченного проема, а при отверстии в виде мно­ гоугольника — в одной из дальних его сторон. При рабо­ те двухструнными приборами образование отверстий производится двумя движениями по полуокружностям, начиная с противоположного края и удерживая линию, соединяющую обе горелки, касательной к средней линии реза.

Изделия толщиной от 100 до 200 мм целесообразно резать методом обуривания шпурами. По заданному кон­ туру проема бурятся отверстия с максимально возмож­ ной скоростью. Расстояние между отверстиями остав­ ляется таким, чтобы перемычки находились в зоне, где материал изделия, прогреваясь, теряет свою первона­ чальную прочность. Затем перемычки разрушаются меха­ ническим путем. Метод обуривания, снижая объем вы­ плавленного материала, увеличивает эффективность рез­ ки. Процесс механического разрушения -перемычек при правильном ведении обуривания .ие трудоемок.

При обоих приемах резки необходимо стремиться к минимальной величине ширины реза. •

В лаборатории КазПТИ экспериментально установле­ на зависимость величины перемычек, диаметра отвер­ стия, скорости бурения и проходки щели от толщины из­ делий (см.табл.10).

В плитах толщиной более 200 мм метод обуривания становится нецелесообразным, так как при этом труд­ но выдержать перемычку постоянной ширины, а раз­ рушение их на такой глубине становится затруднитель­ ным.

Необходимо учитывать также уменьшение диаметра отверстия на выходе из плиты. Для этого необходимо не­ сколько уменьшить шаг буримых отверстий и к моменту окончания бурения снижать скорость подачи бура.

Отверстия диаметром от 80 до 100 мм, на глубину свыше 200 мм проходятся сплошным оплавлением забоя. Значительное увеличение сечения снижает скорость от­ раженных газов и ухудшает их несущую способность, поэтому при бурении отверстий диаметром 80 мм и более необходимо периодически очищать скопившийся расплав путем придания буру возвратно-поступательного и вра­ щательного движения. Последнее улучшает вынос шла­ ка и способствует расширению образуемого отверстия. Большие по площади проемы в бетонных и железобе­ тонных плитах толщиной до 1 м проходились ме­ тодом сквозной щели шириной 35—45 мм по контуру проема.

При бурении и резке изделий толщиной более 200 мм необходимо применять приборы с отводом из шпура (по­ лости реза) охлаждающей воды. Однако часто оказы­ вается весьма эффективным выброс небольшого количе­ ства воды в шпур или в щель (1—3%) •

Опыты показали возможность проходки любых от­ верстий и проемов как по величине сечения, так и по кон­ фигурации на глубину до 1 м и более.

Застывшие шлаки при огневой обработке бетона — пористые, хрупкие, стеклообразного вида, имеют серый, темно-серый, а иногда черный цвет. В них часто встреча­ ются зерна кристаллического кварца и известняка от инертного заполнителя. Средний диаметр гранул — от 2 до 20 мм.

5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ

РАБОТЕ С ОГНЕСТРУЙНЫМИ ПРИБОРАМИ

При работе с огнеструйными приборами необходимо тщательно соблюдать правила техники безопасности. Вблизи работающих горелок не должны находиться по­ сторонние люди, горючие предметы и материалы. При работе в закрытых помещениях должна быть предусмот­ рена соответствующая местная вентиляция. Для удобст­ ва работы на строительных объектах необходимы спе­ циальные приспособления: огороженные стремянки, под­ ставки, подъемные платформы и т. д.

Обслуживающий персонал должен твердо помнить, что газообразный кислород под давлением при соприкос­ новении с жиром образует горючую смесь и взрывается. Поэтому категорически запрещается допускать утечки кислорода и керосина.

Помощник оператора, производящий замену кисло­ родных баллонов, обязательно должен пользоваться чи­ стыми хлопчатобумажными рукавицами (без следов масла) и строго соблюдать правила обращения с бал­ лонами и редукторами.

Кислородная рампа после заводского монтажа и пос­ ле каждого текущего ремонта или ее продолжительной остановки должна тщательно промываться дихлорэтаном или спиртом с целью удаления масла и продуктов корро­ зии металла. После промывки она продувается азотом до полного удаления паров применяемой жидкости, так как пары дихлорэтана в смеси с газообразным кислоро­ дом образуют взрывоопасную среду.

При подключении шлангов необходимо соблюдать следующий порядок:

а) вначале кислородный шланг присоединяется к штуцеру пульта управления, продувается, а затем — к

термобуру. При этом необходимо соблюдать чистоту и не допускать попадання масла, органической пыли в шланг или места его 'Соединения;

б) продуваются сжатым воздухом остальные шланги; в) подсоединяются водяной, а затем керосиновый шланги также с соблюдением чистоты, особенно для ке­ росинового шланга, таккак частица размером 0,5 мм, попадая в магистраль, может закрыть выходное отвер­

стие керосиновой форсунки.

Соединение шлангов должно быть плотным; надеж­ ным и без утечек.

Огнеструйный прибор подключается к шлангам при помощи ниппелей с накидными гайками. После подклю­ чения шлангов давление компонентов поднимается до ра­ бочего (кислорода — 15—25 атм, керосина — 15—25 атм, воды — 6—8 атм, воздух для подачи термитной смеси — до 0,4 ати).

При обнаружении утечки одного из компонентов она не­ медленно устраняется.

Вновь изготовленный дли работавший прибор под­ вергается после разборки тщательному испытанию: Для этого снимаются кожух и камера сгорания. Пускается дросселем керосин и проверяется работа форсунки. Керо­ син из форсунки должен истекать распыленным конусом с углом раствора не менее 30—35°. Снизу ие должна об­ разовываться капель. При наличии этого форсунка под­ тягивается пассатижами. После проверки форсунки про­ веряется камера сгорания на утечку кислорода. Для это­ го ее навинчивают, плотно прижимают пассатижами и немного открывают кислородный дроссель (керосиновый при этом должен быть полностью закрыт). Двумя паль­ цами зажимаются торцы сопел. При наличии давления кислорода в камере она обливается водой; в случае утеч­ ки кислорода ее необходимо устранить.

После проверки на герметичность кислорода на каме­ ру надевают кожух и плотно поджимают ключом. Далее проверяется на герметичность воды в сопловом соедине­ нии. Для этого пускается вода и осматривается срез соп­ ла. Вокруг него вода не должна просачиваться.

После установления исправности прибора проверяют подачу термита. Для этого открывают термитный зажим,

выдерживают в течение 3—5 сек., снова закрывают, вы­ жидают полминуты и вновь открывают зажим. Такую же операцию повторяют третий раз. При трехкратной про­ верке термит должен подаваться довольно густой рав­ номерной струей без изменения расхода. Изменение его заметно по густоте струи. При неравномерной или недо­ статочной подаче термита производится регулировка эжекторов подающего сосуда (бака).

Пуск прибора. I . Открывают кислородный дроссель н продувают камеру сгорания.

2. Закрывают кислг5род и открывают керосин с расче­ том, чтобы он из сопел подавался частыми каплями. Во избежание попадания керосина в кислородную магист­ раль горелку держат наклонно, соплами вниз.

3.На четверть оборота открывается кислородный дроссель,.

4.Поджигают смесь. Огонь подносится сбоку, а не против сопла.

5.При появлении на концах сопел пламени необхо­ димо медленно убавлять расход кислорода, пока не про­ изойдет втягивание пламени внутрь камеры. В случае «стреляния» необходимо уменьшить подачу керосина и снова поджечь.

Горение внутри камеры характеризуется образовани­ ем слабого хлопка, прекращением горения снаружи и появлением слабого свистящего звука. При запуске двухструйных приборов после втягивания пламени в одну из камер необходимо продолжать медленное снижение расхода кислорода до втягивания пламени во вторую ка­ меру.

После затягивания пламени в обе камеры прибор устанавливается на рабочий режим. Поворотом дросселя на четверть оборота увеличивают расход кислорода. За­ тем поочередно увеличивают расход керосина в обеих ка­ мерах до появления коптящего факела с особым резким звуком. После этого полностью открывается кислород. Окончательная регулировка режима производится керо­ синовыми дросселями. При обработке бетона без термита устанавливается режим горения богатой смеси, факел светло-желтого цвета длиной 12—15 см. Звук ровный, не раздражающий. Обе камеры визуально выводятся на одинаковый режим.

При работе с термитом (толщина бетона 200 мм и более) выбирается режим горения на бедной смеси с фа­ келом белого цвета с длинной зоной скачков уплотнения.

Остановка прибора. 1. Перекрывается зажим термит­ ной магистрали.

2.Подача керосина снижается до очень бедной смеси (голубоватое пламя).

3.Снижается расход кислорода до появления коптя­ щего пламени.

4.Полностью закрываются керосин и затем кислород.