[发明专利]用于冰川钻孔的蒸汽机

说明书

技术领域

本发明属于一种用于冰川钻孔的蒸汽机，适用于高海拔区域无表碛或表碛较薄的冰川区域进行花杆洞、20米内温度孔的钻取。 

  

背景技术

物质平衡是冰川表面积累量与消融量的代数和，反映了冰川表面单位面积上相对于上一个冰川物质平衡年末冰面的平均升降变化状况，是量化冰川对气候变化响应的重要参数之一；花杆法是目前进行物质平衡观测的重要手段之一。多年的实践证明，蒸汽钻机是在无表碛或表碛较薄的冰面上固定花杆的切实有效地工具，为高海拔区域试验研究发挥重要的作用。 

目前使用的蒸汽钻机为火管式蒸汽钻机，水储存在火管之间，通过火管加热，由于火管为铝材质，承压小，最大工作压力为4个大气压，钻深浅，满足不了温度孔的技术需求；其次，存在装置笨重、体积大、加热时间长、热效率低、对冰川环境污染较大、且存在一定地安全隐患，限制了其使用的场合和范围，同时极大的限制了高海拔区域的相关科研工作。 

发明内容

为了减轻高海拔区域野外使用者的工作强度、增加高山工作人员的安全系数以及提高野外的工作效率，本发明的目的旨在提供一种方便、快速、高效、结构简单、体积小、安全性高的用于冰川钻孔的蒸汽机。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 

一种用于冰川钻孔的蒸汽机，包括背带、保温外套、压力表、带安全阀的注水管、蒸汽出口管、出气口、蒸汽阀门、高压保温橡胶管、钻管、蒸汽喷嘴、支架、翅片式内胆、加热炉头、燃烧室、高山气管与调节阀、气瓶、防风罩。翅片式内胆由支架固定，放置在燃烧室内，燃烧室底部装有防风罩，燃烧室外裹有保温外套，并连有背带；翅片式内胆上部连有带安全阀的注水管和压力表，蒸汽出口管一端连接带安全阀的注水管，另一端通过蒸汽阀门与高压保温橡胶管、钻管和蒸汽喷嘴依序连接；翅片式内胆下部置有调节螺杆支撑的加热炉头，加热炉头连接高山气管与调节阀和气瓶。

本发明的优点和产生的有益效果是: 

1、翅片式内胆由不锈钢材料制造，其强度更高，可以制造出比热容更高的压力容器，极大的减小了蒸汽钻机的单体重量；蒸汽钻机由原来的15.85kg减轻为12kg，这样对于工作在高海拔区域的科研人员而言，单件减轻了近1/4（3.85kg）的负荷，这极大提高了蒸汽钻机的实际使用价值。

2、翅片式内胆直接由两个封头拼接而成，采用全焊透的焊接方式，安全性得到大幅提升；内胆底部的翅片增大了内胆的受热面积，可实现快速、高效产生蒸汽的目的。 

3、内胆底部加热炉头，采用蜂窝状燃烧方式，炉头依靠调节螺杆上的螺栓上下调节，集中火力对内胆进行加热，既确保了燃料的充分燃烧，又使其热量利用达到了最大效率，同时减轻了附属配件的重量；原来的加热设备大多采用汽油喷灯、煤气罐、汽油炉子，改进后的蒸汽钻机采用内置的高山气加热炉头，不仅燃烧效率高，而且附属的高山气罐重量轻，单位重量燃料的燃烧值高，对冰川环境污染较小。 

4、改进防护措施，注水口上改为带安全阀的注水管盖；在内胆蒸汽压超过设定的安全气压后，安全阀将启动，确保设备的安全运行；同时内胆材料改为不锈钢后，即使偶尔出现干烧现象，内胆不会爆炸，为蒸汽钻机的安全运转增设了双保险。 

5、高压保温橡胶管最大程度地降低了热辐射，增加了蒸汽钻机的热值利用率，提高了高山作业的效率。 

6、本发明结构简单，操作方便，安全可靠，效率高，体积小，可广泛适用于高海拔冰川环境。 

附图说明

  图1为本发明结构示意图。 

  图中：1—背带，2—保温外套，3—压力表，4—带安全阀的注水管，5—蒸汽出口管，6—出气口，7—蒸汽阀门，8—高压保温橡胶管，9—钻管，10—蒸汽喷嘴，11—支架，12—翅片式内胆，13—加热炉头，14—燃烧室，15—高山气管与调节阀，16—气瓶，17—防风罩，18—调节螺杆。 

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步详细说明：