Устройство для термического разрушения горных пород высокотемпературной газовой струей

Патент 734407

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11, 734407 (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 19.10.77 (21) 2535523 22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ” (51) М. Кл.

Е 21 С 21I00

Е 21 В 7/14

Гасударственный комитет (53) УДК 622 243.94 (088.8) Опубликовано 15.05.80. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 25.05.80 ао делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

И. П. Голдаев, Е. П. Полевичек, Н. П. Бут и В :-В.-Жупанов.

Харьковский авиационный институт Министерства высшего и среднего специального образования СССР

f (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ

ГОРНЫХ ПОРОД ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОВОЙ СТРУЕЙ

Изобретение относится к устройствам для термического разрушения горных пород высокотемпературной газовой струей и может быть использовано, главным образом, для прорезания щелей в массиве крепких горных пород при добыче блоков природного камня и при проходке различных выработок в скальных массивах.

Известно устройство для прорезания щелей в массиве крепких горных пород высокотемпературной газовой струей, содержащее закрепленную на штанге огнеструйную горелку с сопловой крышкой, в которой сопло выполнено под углом к продольной оси горелки (1).

При работе этого устройства ширина прорезаемой щели, технологически потребная для свободного входа в нее горелки, обеспечивается при периодическом отклонении газовой струи от среднего положения к боковым стенкам щели. Отклонение струи достигается в результате поворота на некоторый угол горелки со штангой относительной оси щели вручную или с помощью механизма.

Известно также устройство для прорезания щелей, в котором отклонение газовой струи осуществляется поворотом не всего устройства, а сопловой части горелки, закрепленной шарнирно (2). С этой целью оно снабжено механизмом поворота сопловой части горелки.

Наличие специальных механизмов с приводом для отклонения газовой струи усложняет конструкцию устройства и его эксплуатацию.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для термического разрушения горных пород высокотемпературной газовой струей, включающее газогенератор с сопловой крышкой и примыкающую к срезу сопла насадку с каналом для направленного истечения газа (3).

Благодаря наличию насадки известное устройство повышает интенсивность процесса термического разрушения, но оно не приспособлено для отклонения газовой струи от среднего положения и поэтому не может использоваться для прорезания щелей требуемой ширины в массиве крепких горных пород.

734407

Цель изобретения вЂ” обеспечение отклонения газовой струи от среднего положения для образования щели требуемой ширины.

Это достигается тем, что канал насадки выполнен плоским и расширяющимся в направлении истечения газовой струи, а в теле насадки предусмотрены расположенные опоS зитно и параллельно длинным стенкам канала отверстия для подачи импульса сжатого газа в канал насадки.

При этом канал насадки ограничен двумя плоскими параллельными поверхностями и примыкающими к ним двумя цилиндрическими поверхностями, наклоненными под одинаковым углом к продольной оси канала.

Отверстия в теле насадки для подачи импульса сжатого газа целесообразно выполнить в непосредственной близости от сре- ts за сопла и расположить на цилиндрических поверхностях канала.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, расположенное в прорезаемой щели; на фиг. 2 вЂ” вид А на фиг. 1.

Устройство для термического разрушено ния горных пород содержит газогенератор 1 (фиг. 1) с сопловой крышкой 2, к срезу сопла 3 которой примыкает насадка 4 с каналом 5, расположенным соосно соплу 3.

Канал 5 выполнен расширяющимся в на- 25 правлении истечения газа и имеет плоскую форму как показано на фиг. 2 канал 5 ограничен двумя плоскими параллельными поверхностями 6 и примыкающими к ним двумя цилиндрическими поверхностями 7, накло ненными под одинаковым углом к продольной оси канала.

В теле насадки 4 в непосредственной близости от среза сопла 3 выполнены отверстия 8, выходящие навстречу одно другому на цилиндрических наклонных поверхностях 7 канала 5 и предназначенные для подачи отклоняющих импульсов газа под давлением в поперечном направлении к истекающим струям газа. Отверстия 8 трубками 9 сообщены с источником (на фигурах не показан) газа под давлением. 4О

При работе устройство располагают в щели таким образом, что наклонные цилиндрические поверхности 7 канала 5 ориентированы в сторону боковых стенок 10 щели.

После запуска и вывода на рабочий режим газогенератора 1 высокотемпературная газовая струя истекает из сопла 3 в канал 5 насадки 4, занимая в нем среднее (осевое) положение. Путем подачи газа под давлением в одном из отверстий 8 истекающая струя газа смешается из среднего по- о ложения и«прилипает» к наклонной поверхности 7 напротив отверстия (эффект Коанда).

Струя остается в наклонном положении и после прекращения подачи) импульса газа в отверстие 8. путем последующей подачи импульса газа в другое отверстие 8 струя отрывается от одной наклонной поверхности

7 и прилипает к противоположной. При одновременной подаче импульсов газа в отверстия 8 газовая струя принимает среднее положение. Таким образом, поочередной подачей импульсов газа в отверстия 8 обеспечивается поперечное перемещение зоны контакта струи с породой по забою от одной стенки IO щели к другой и фиксация струи в наклонных положениях, когда это необходи м о.

Имея несколько сменных насадков с различным углом наклона цилиндрических поверхностей, подбирают такой, который обеспечивает в конкретных условиях требуемую ширину щели.

Использование предлагаемого изобретения позволяет упростить технологию резки щелей, так как инструменту (огнеструйной горелке) необходимо сообщать только продольное перемещение вдоль щели и вертикальное перемещение по мере ее углубления.

Формула изобретения

1. Устройство для термического разрушения горных пород высокотемпературной газовой струей, включающее газогенератор с сопловой крышкой и примыкающую к срезу сопла насадку с каналом для направленного истечения газа, отличающееся тем, что с целью обеспечения отклонения газовой струи от среднего положения для образования щели требуемой ширины, канал насадки выполнен плоским и расширяющимся в направлении истечения газовой струи, а в теле насадки предусмотрены расположенные опозитно и параллельно длинным стенкам канала отверстия для подачи импульса сжатого газа в канал насадки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что канал насадки ограничен двумя плоскими параллельными поверхностями и примыкающими к ним двумя цилиндрическими поверхностями, наклоненными под одинаковым углом к продольной оси канала.

3. Устройство по пп. I и 2, от.гичающееся тем, что отверстия в теле насадки для подачи импульса сжатого газа выполнены в непосредственной близости от среза сопла и расположены на цилиндрических поверхностях канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 359389, кл. E 21 С 21/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 349792, кл. Е 21 С 21/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР № 523980, кл. E 2! С 2!/00, 1974 (прототип).

734407

Составитель В. Макаева

Редактор Г. Мозжечкова Tevpeä К. Шсфрич Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2028/4 Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Г!ПП сДатенть г. Ужгород, мл Г!поедали: з