Двухствольный импульсный гидромонитор

Двухствольный импульсный гидромонитор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сскэз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ Сви ЕЗЛЬСТЗУ

Г . / -- : (61) Дополнительное к вот. сеид-ву (22) Заявлено 120429 (1) 2751399/22-03 (51)М, КЛ. с присоединением заявки N9 (23) Г)риоритет

Е 21 В 25/бО °

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий

Опубликовано 30,0 1.81. Бюллетень Н9 4

Дата опубликования описания 300 1,81 (53) УДМ б 2 2 . 2 32 . 5 (088. 8) »

Г.М.Тимошенко (72) Авторы изобретения

В.Г.Кравец, В. С, Исадченко и B Г Тимошенко

В.В.Прбкопенко l » (71) Заявитель

Донецкий ордена Трудового Красного Знаменй— политехнический институт (54) ДВУХСТВОЛЬННЧ ИМПУЛЬСНЫЙ ГИДРОМОНИТОР

Изобретение относится к устройст вам, создающим пульсирующие струи жидкости с повышением давления в импульсе, и может быть использовано опри гидроотбойке полезного ископаемого и в гидротехническом строительстве.

Известен двухствольный импульсный гидромонитор, у которого пульсации потока жидкости осуществляются при IIQMcxgY прерывателя потока, выполненного в виде штока, на концах которого закреплены диски с эластичными элементами, работающего в автоколебательном режиме (11, Корпус прерывателя снабжен двумя взаимно перпендикулярными перегородками, одна из которьх установлена в горизонтальной плоскости по штоку, а другая — со стороны стволов посредине ксрпуса. Торцовые поверхности корпуса совместно с перегородками и ребрами образуют посадочные места запорных органов, т.е. седла. Загсрные органы размещены в заседельных пространствах корпуса и соединены между собой штоком, причем полости с упругим элементом, например сжатым воздухом, и разделитель. ными диафрагмами, имеющими ограничительные решетки, установлены по обеим сторонам корпуса за запорными органами °

Такое выполнение устройства обеспечивает повышение производительности гидроотбойки за счет увеличения частоты пульсаций струи.

Недостатком устройства является то, что давление в стволах не превышает подводимого, т.е. в течение импульса остается постоянным, а повышение производительности гидроотбсйки обеспечивается только за счет погеременного воздействия

15 струй на разрушаемый объект. В этих условиях эффективность разрушения может быть повышена не только за счет повышения давления в импульсе, но и за счет изменения его амплиту20 ды.

Наиболее близким техническим решением по достигаемому эффекту являетс я гидромонитор, содержащий поворотные шарниры, корпус, прерыватель потока, стволы с насадками одинакового диаметра, полости с упругим элементом и разделительными диафрагм .ми с ограничительными решетками, переводные трубки, вентиль управления, ЗО гидропневмоаккумулятор и разделитель

800354 потока, выполненный в виде цилиндра и поршня (2).

Недостатком данного устройства является то, что давление в стволах имеет малую амплитуду повышенного давления, причем форма не меняется, а повышение эффективности гидроотбсйки обеспечивается только за счет амплитуды псвышенного .цавления в импульсе при взаимодействии струй на разрушаемый объект. В этих условиях эффективность разрушения может быть повышена как эа счет увеличения амплитуды повышенного давления в импульсе, так и за счет изменения его

Форьы.

Цель изобретения — повышение эффективности гидроотбойки за счет изменения формы и амплитуды высокого давления в импульсе. указанная цель достигается тем, что цилиндр разделителя потока вы- 20 полнен в виде несвязанных друг с другом камер, каждая из которых соединена с противоположным стволом.

Такое выполнение двухствольного импульсного гидромонитора позволяет 2 получить в пределах длительности импульса в стволах не только повышеиие давления, но и изменение формы и амплитуды по сравнению с подводимым давлением, что повышает эф- О фективность гидроотбойки.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного двух ствольного импульсного гидромотора в разрезе.

Двухствольный импульсный гидромонитор содержит установленный на магистрали 1 гицропневмоаккумулятор

2, к которому ггри помощи поворотных шарниров 3 подсоединен корпус 4 с седлами 5 и 6,прерыватель 7 потока, 40 выполненный в виде штока 8, на концах которого закреплены металлические диски 9 и 10 с эластичными элементами 11 и 12. Корпус 4 образован цилиндрической трубой 13 и снабжен двумя взаимно перг ендикулярными перегородками 14 и 15, одна из которых

14 установлена в горизонтальной плоскости па диаметру корпуса, деля последний на две части, каждая иэ которых представлена полуцилиндрами

16 и 17, а другая 15 - со стороны фволов 18 и 19 с насадками одинакового диаметра посредине полуцилиндра 17 корпуса 4. Это позволяет разделить внутреннюю часть корпуса 4 на три камеры: 20 - подводящая, расположенная между седлами 5 и 6, и соединен. ая через поворотные шарниры

3 и гидропневмоаккумулятор 2 с магисгралью 1; 21 и 22 — отводящие, @) расположенные в межседельном пространстве и разделенные между собой перегородкой 15, а от подводящей перегородкой 14, причем соединены со ствсламн 18 и 19 соответственно. у

Следовательно, отводящие к амеры 2 1 и 22 соединены с подводящей 20 через торцовую часть корпуса и не связаны друг с другом. В эаседельном пространстве расположен прерыватель

7 потока и полости 23 и 24 с упругим элементом, например сжатым воздухом, с разделительными диафрагмами

25 и 26, имеющими ограничительные решетки 27, 28, 29 и 30. Полости, расположенные между прерывателем 7 потока. и полостями 23 и 24 с упругим элементом, обозначим через A и В.

Они сообщены со смежными стволами

18 и 19 переводными трубками 31 и 32, гидравлическое сопротивление которых значительно больше, чем сопротивление насадок. К одной из полостей, например полости А, подсоединен вентиль 33 управления. Кроме того, между стволами 18 и 19 установлен разделитель 34 потока, выполненный в виде цилиндра 35, соединяющего стволы, и поршней 36 и 37, помещенных в него, причем в цилиндре 35 установлена перегородка 38, делящая цилиндр на две камеры 39 и 40, не связанные друг с другом, но соединенные с противоположными стволами переводными трубками 41 и 42.Поршни 36 и 37 жестко связаны между собой штоком 4 3.

Устройство работает следующим образом.

Когда вентиль 33 управления открыт, а прерыватель 7 потока находится в крайнем левом положении, то жидкость из .агистрали 1, проходя через внутренние полости гидропневмоаккумулятора 2 и поворотных шарниров 3, заполняет камеру 20, проходит щель между прерывателем 7 потока и седлом 5, отводящую камеру

21, поступает в ствол 18 и, отжимая поршни 36 и 37 со штоком 43 в крайнее правое положение, выходит через насадку ствола 18 в атмосферу.

В то же время жидкость из ствола

18 по переводным трубкам 31 и 42 заполняет полость A и камеру 39, но так как вентиль 33 управления открыт, то давление в полости А близко к атмосферному, а давление в камере 39 равно давлению жидкости в стволе 18. Кроме того давление в полости В и камере 40 равно атмосферному. Разделительные диафрагмы

25 и 26 воздушных полостей 23 и 24 прижаты давлен ем газа к решеткам

28 и 29.

Работа двухствольного импульсного гидромонитора в автоколебательном режиме. начинается после закрытия вентиля 33 управления. Это приводит к тому, что давление в полости A возрастает.. Рост давления будет длиться во времени до тех пор,пока разделительная диафрагма 25, перемещаясь поц действием разности дав800354 лений на нее влево, не достигнет ограничительной решетки 27. В этот момент времени давление в камере А скачкообразно возрастае до подводимого, т.е. давления, равного давлению в стволе 18. В результате возникают усилия, перемещающие прерыватель 7 потока в правое крайнее положение. Доступ жидкости к стволу

18 закрывается, а к стволу 19 — открывается. Основной поток жидкости проходит через насадку ствола 19 и, перемещая поршни 37 и 36, соединенные штоком 43, заполняет цилиндр

35 со стороны поршня 37 и камеру

40 по переводной трубке 41. Жидкость, занимающая цилиндр 35 со стороны поршня 36 и камеру 39, проходя через внутреннюю полость цилиндра 35 и переводную трубку 42, истекает через насадку ствола 18. До тех пор, пока поршень 37 не достигнет перегородки

38, сопротивление системы будет определяться гидравлическим сопротивлением насадки ствола 19 и гидравли ческим сопротивлением переводных трубок 41 и 42. Время, в течение которого жидкость заполняет цилиндр

<со стороны поршня 37 и камеру 40 по переводной трубке 41, а также выжимает жидкость из камеры 39, зависит от объема цилиндра, камер, гидравлического сопротивления переводных трубок, а также первоначальной величины давления в стволе 19, которая равняется разности давлений,достаточной для перемещения поршней 37 и

36 со штоком 43 в цилиндре 35 из крайнего правого положения в крайнее левое.

Протекающий при этом в системе переходный процесс характеризуется распространением ударных волн давОпения между разделителем 34 потока и гидропневмоаккумулятором 2 и разго ном жидкости в правой проточной части двухствольного импульсного гидо ромонитора. увеличение скорости движения жидкости будет наблюдаться до тех пор, пока поршень 37 со штоком 43 и поршнем 36 будет перемещаться в цилиндре 35. В момент времени, когда поршень 37 разделителя 34 потока займет крайнее левое положение, т.е. упрется в перегородку 38, происходит торможение жидкости, разгонной в правой проточной части гидромонитора, перед насадкой ствола 19. В системе возникает гид равлический удар. Давление в стволе

19 с насадкой резко возрастает.

Волна повышенного давления распространяется от насадки по внутренней полости ствола 19, через отводящую камеру 22, щель между седлом 6 и прерывателем 7 потока, подводящую камеру 20, внутренние полости поворотных шарйиров 3 к гидрonневмоаккумулятору 2, установленному на магистрали 1. Отражается она от гидропневмоаккумулятора 2 в виде волны

,давления, близкого к давлению в магистрали. 3а время движения ударной волны к гидропневмоаккумулятору и обратно, давление жидкости в полости В, которая по переводной трубке

32 заполняется жидкостью из ствола

19, вначале. плавно возрастает до тех пор, пока разделительная диафрагма 26,отжимаясь от решетки 29, не достигнет решетки 30, а затем скачкообразно до значения в стволе

15 19. B то же время из полости A жидкость вытекает по переводной трубке 31 в полость ствола 18. При этом давление в полости A плавно снижается до тех пор, пока разделительная

2О диафрагма 25, отжимаясь от решетки

27, не достигнет решетки 28. После этого давление скачкообразно снижается до давления в стволе 18, т.е. близкого к атмосферному. Давление перед насадкой ствола 19 вначале возрастает до повышенного по сравнению с давлением в магистрали, а затем - постепенно приближаясь к значению последнего. После окончания о перераспределения давлений в полостях A и В происходит перемещение прерывателя 7 потока из крайнего правого положения в левое.

Процесс повторяется и система входит в автоколебательный режим работы.

Формула изобретения

Двухствольный импульсный гидромонитор, содержащий поворотные шарниры, корпус, прерыватель потока, стволы с насадками одинакового диаметра, полости с упругим элементом и разделительными диафрагмами с ограничительными решетками, переводные трубки, вентиль управления, гидропневмоаккумулятор и разделитель потока, выполненный в виде цилиндра и поршня, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гидроотбойки за счет изменения формы и амплитуды высокого давления в импульсе, цилиндр разделителя потока выполнен в виде несвязанных друг с другом камер, каждая из которых соединена с противоположным стволом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке у 2593410, кл. E 21 С 25/60, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2696473, кл.Е 21 С 25/60, 1978.

800354

Составитель Г.Мареев редактор П.Макаревич Техред И. Acza cer Корректор С.Шекмар

Заказ 10345/33 Тираж 638 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4