用于冰川鉆孔的蒸汽的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于冰川鉆孔的蒸汽機(jī)，其結(jié)構(gòu)特征是翅片式內(nèi)膽由支架固定，放置在燃燒室內(nèi)，燃燒室底部裝有防風(fēng)罩，燃燒室外裹有保溫外套，并連有背帶；翅片式內(nèi)膽上部連有帶安全閥的注水管和壓力表，蒸汽出口管一端連接帶安全閥的注水管，另一端通過蒸汽閥門與高壓保溫橡膠管、鉆管和蒸汽噴嘴依序連接；翅片式內(nèi)膽下部置有加熱爐頭，加熱爐頭連接高山氣管與調(diào)節(jié)閥和氣瓶。其附屬設(shè)備之間均由快速接頭連接，安全、可靠、方便。本發(fā)明攜帶方便、操作簡單、安全可靠，可在野外條件下進(jìn)行花桿孔、溫度孔的鉆取工作，為監(jiān)測冰川變化提供必要的技術(shù)保障。
【專利說明】用于冰川鉆孔的蒸汽機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種用于冰川鉆孔的蒸汽機(jī)，適用于高海拔區(qū)域無表磧或表磧較薄的 冰川區(qū)域進(jìn)行花桿洞、20米內(nèi)溫度孔的鉆取。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 物質(zhì)平衡是冰川表面積累量與消融量的代數(shù)和，反映了冰川表面單位面積上相對 于上一個冰川物質(zhì)平衡年末冰面的平均升降變化狀況，是量化冰川對氣候變化響應(yīng)的重要 參數(shù)之一；花桿法是目前進(jìn)行物質(zhì)平衡觀測的重要手段之一。多年的實(shí)踐證明，蒸汽鉆機(jī)是 在無表磧或表磧較薄的冰面上固定花桿的切實(shí)有效地工具，為高海拔區(qū)域試驗(yàn)研究發(fā)揮重 要的作用。
[0004] 目前使用的蒸汽鉆機(jī)為火管式蒸汽鉆機(jī)，水儲存在火管之間，通過火管加熱，由于 火管為鋁材質(zhì)，承壓小，最大工作壓力為4個大氣壓，鉆深淺，滿足不了溫度孔的技術(shù)需求； 其次，存在裝置笨重、體積大、加熱時間長、熱效率低、對冰川環(huán)境污染較大、且存在一定地 安全隱患，限制了其使用的場合和范圍，同時極大的限制了高海拔區(qū)域的相關(guān)科研工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了減輕高海拔區(qū)域野外使用者的工作強(qiáng)度、增加高山工作人員的安全系數(shù)以及 提高野外的工作效率，本發(fā)明的目的旨在提供一種方便、快速、高效、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、安 全性高的用于冰川鉆孔的蒸汽機(jī)。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)： 一種用于冰川鉆孔的蒸汽機(jī)，包括背帶、保溫外套、壓力表、帶安全閥的注水管、蒸汽出 口管、出氣口、蒸汽閥門、高壓保溫橡膠管、鉆管、蒸汽噴嘴、支架、翅片式內(nèi)膽、加熱爐頭、燃 燒室、高山氣管與調(diào)節(jié)閥、氣瓶、防風(fēng)罩。翅片式內(nèi)膽由支架固定，放置在燃燒室內(nèi)，燃燒室 底部裝有防風(fēng)罩，燃燒室外裹有保溫外套，并連有背帶；翅片式內(nèi)膽上部連有帶安全閥的注 水管和壓力表，蒸汽出口管一端連接帶安全閥的注水管，另一端通過蒸汽閥門與高壓保溫 橡膠管、鉆管和蒸汽噴嘴依序連接；翅片式內(nèi)膽下部置有調(diào)節(jié)螺桿支撐的加熱爐頭，加熱爐 頭連接高山氣管與調(diào)節(jié)閥和氣瓶。
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是： 1、翅片式內(nèi)膽由不銹鋼材料制造，其強(qiáng)度更高，可以制造出比熱容更高的壓力容器，極 大的減小了蒸汽鉆機(jī)的單體重量；蒸汽鉆機(jī)由原來的15. 85kg減輕為12kg,這樣對于工作 在高海拔區(qū)域的科研人員而言，單件減輕了近1/4 (3.85kg)的負(fù)荷，這極大提高了蒸汽鉆 機(jī)的實(shí)際使用價值。
[0008] 2、翅片式內(nèi)膽直接由兩個封頭拼接而成，采用全焊透的焊接方式，安全性得到大 幅提升；內(nèi)膽底部的翅片增大了內(nèi)膽的受熱面積，可實(shí)現(xiàn)快速、高效產(chǎn)生蒸汽的目的。
[0009] 3、內(nèi)膽底部加熱爐頭，采用蜂窩狀燃燒方式，爐頭依靠調(diào)節(jié)螺桿上的螺栓上下調(diào) 節(jié)，集中火力對內(nèi)膽進(jìn)行加熱，既確保了燃料的充分燃燒，又使其熱量利用達(dá)到了最大效 率，同時減輕了附屬配件的重量；原來的加熱設(shè)備大多采用汽油噴燈、煤氣罐、汽油爐子，改 進(jìn)后的蒸汽鉆機(jī)采用內(nèi)置的高山氣加熱爐頭，不僅燃燒效率高，而且附屬的高山氣罐重量 輕，單位重量燃料的燃燒值高，對冰川環(huán)境污染較小。
[0010] 4、改進(jìn)防護(hù)措施，注水口上改為帶安全閥的注水管蓋；在內(nèi)膽蒸汽壓超過設(shè)定的 安全氣壓后，安全閥將啟動，確保設(shè)備的安全運(yùn)行；同時內(nèi)膽材料改為不銹鋼后，即使偶爾 出現(xiàn)干燒現(xiàn)象，內(nèi)膽不會爆炸，為蒸汽鉆機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)增設(shè)了雙保險(xiǎn)。
[0011] 5、高壓保溫橡膠管最大程度地降低了熱輻射，增加了蒸汽鉆機(jī)的熱值利用率，提 高了高山作業(yè)的效率。
[0012] 6、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，安全可靠，效率高，體積小，可廣泛適用于高海拔冰 川環(huán)境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖中：1一背帶，2-保溫外套，3-壓力表，4一帶安全閥的注水管，5-蒸汽出口 管，6-出氣口，7-蒸汽閥門，8-高壓保溫橡膠管，9一鉆管，10-蒸汽噴嘴，11 一支架，12- 翅片式內(nèi)膽，13-加熱爐頭，14 一燃燒室，15-高山氣管與調(diào)節(jié)閥，16-氣瓶，17-防風(fēng)罩， 18-調(diào)節(jié)螺桿。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明： 如圖1所示，一種用于冰川鉆孔的蒸汽機(jī)，包括背帶1、保溫外套2、壓力表3、帶安全閥 的注水管4、蒸汽出口管5、出氣口 6、蒸汽閥門7、高壓保溫橡膠管8、鉆管9、蒸汽噴嘴10、支 架11、翅片式內(nèi)膽12、加熱爐頭13、燃燒室14、高山氣管與調(diào)節(jié)閥15、氣瓶16、防風(fēng)罩17， 翅片式內(nèi)膽12 (Z1201220377469. 3)由支架11固定，放置在燃燒室14內(nèi)。翅片式內(nèi)膽12 由兩個封頭拼接而成；翅片置于內(nèi)膽的底部，進(jìn)水口和蒸汽出口、或?yàn)槌鏊诜謩e位于內(nèi)膽 的左右方。燃燒室14底部裝有防風(fēng)罩17,燃燒室14外裹有保溫外套2,并連有背帶1 ;翅 片式內(nèi)膽12上部連有帶安全閥的注水管4和壓力表3,蒸汽出口管5 -端連接帶安全閥的 注水管4,另一端通過蒸汽閥門7與高壓保溫橡膠管8、鉆管9和蒸汽噴嘴10依序連接；翅 片式內(nèi)膽12下部置有調(diào)節(jié)螺桿18支撐的加熱爐頭13,加熱爐頭13連接高山氣管與調(diào)節(jié)閥 15和氣瓶16。
[0016] 首先將翅片式內(nèi)膽12、高壓保溫橡膠管8、鉆管9、蒸汽噴嘴10、高山氣管與調(diào)節(jié)閥 15及氣瓶16運(yùn)至需要打花桿孔的位置后，逐件連接起來。打開帶安全閥注水管蓋后往內(nèi) 膽中加入約4. 5升水，然后重新蓋上帶安全閥注水管蓋，檢查各閥門的狀態(tài)確認(rèn)安全后，開 啟高山氣管與調(diào)節(jié)閥15與氣瓶16,加熱爐頭13點(diǎn)火加熱。此后要隨時關(guān)注壓力表3的顯 示，當(dāng)壓力表3到達(dá)工作壓力IMpa時，開啟蒸汽閥門7,蒸汽通過蒸汽噴嘴10噴射而出，在 冰上逐漸融化出一個冰孔，在此過程中，根據(jù)壓力顯示，隨時調(diào)整加熱爐頭13的火焰大小， 根據(jù)測量工作的要求確定冰孔深度，到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，關(guān)閉蒸汽閥門7,蒸汽鉆停止工作，最 大設(shè)計(jì)鉆深將達(dá)到20m。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于冰川鉆孔的蒸汽機(jī)，是由背帶（1)、保溫外套（2)、壓力表（3)、帶安全閥注 水孔蓋（4)、蒸汽出口管（5)、出氣口（6)、蒸汽閥門（7)、高壓保溫橡膠管（8)、鉆管（9)、蒸 汽噴嘴（10)、支架（11)、翅片式內(nèi)膽（12)、加熱爐頭（13)、燃燒室（14)、高山氣管與調(diào)節(jié)閥 (15)、氣瓶（16)、防風(fēng)罩（17)組成，其特征是翅片式內(nèi)膽（12)由支架（11)固定，放置在燃燒 室（14)內(nèi)，燃燒室（14)底部裝有防風(fēng)罩（17)，燃燒室（14)外裹有保溫外套（2)，并連有背 帶（1);翅片式內(nèi)膽（12)上部連有帶安全閥的注水管（4)和壓力表（3)，蒸汽出口管（5) - 端連接帶安全閥的注水管（4)，另一端通過蒸汽閥門（7)與高壓保溫橡膠管（8)、鉆管（9)和 蒸汽噴嘴（10)依序連接；翅片式內(nèi)膽（12)下部置有調(diào)節(jié)螺桿（18)支撐的加熱爐頭（13)， 加熱爐頭（13)連接高山氣管與調(diào)節(jié)閥（15)和氣瓶（16)。
【文檔編號】E21B7/14GK104100203SQ201310125716
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】王士猛, 謝愛紅, 效存德, 秦翔 申請人:中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所