Способ термического разрушения минеральных сред сверхзвуковой струей нагретого газа и устройство для его осуществления

Патент 998753

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАпИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 031079 (21). 2827001/22-03

Р М К,,1 з

E 21 С 37/16

E 21 В 7/14 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР о делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230233. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 230283 (Щ УДК 622,243. .94(088.8 ) Н. 3 . Гармаш, A.П.Манакин, О. С.Лаврине

Е.М. Зыби нская и Л. A . .Солодова (72) Авторы изобретения

Донецкий филиал Научно-исследовател горнорудного института (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ TEРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ

СРЕД СВЕРХЗВУКОВОЙ СТРУЕЙ НАГРЕТОГО

ГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение касается способа термического разрушения минеральных сред, главным образом горных пород, сверхзвуковой струей нагретого газа и устройства для осуществления способа и может быть использовано в чстности для бурения скважин в крепких горных породах.

Известен способ термического разрушения минеральных сред нагретой струей газа, которой сообщают высо-, кочастотные звуковые колебания для уменьшения энергоемкости разрушения, при этом источник колебаний образован несколькими концентрично расположенными канавками, выполненными на торце корпуса сопла (11.

Однако в этом случае поток дополнительной энергии формируется в виде волн, имеющих различные амплитуды и фазу иолебаний, что приводит к заметным энергетическим потерям из-за внутреннего трения в .газовой струе.

При этом из всего энергетического спектра частот. эффективно используется лишь незначительная часть колебаний, частоты которых совпадают с частотой собственных колебаний

«астиц разрушаемой минеральной среНаиболее близким по технической сущности к изобретению является способ термического разрушения минеральных сред сверхзвуковой струей нагретого газа, в соответствии с которым газовую струю пропускают через полый резонатор цля усиления ее колебаний и направляют на разрушаемую среду (2 ).

Устройство,с помощью которого реализуется этот способ, содержит газогенератор с соплом для формирования истекающей струи газа и расположенный соосно соплу полый резонатор в виде трубы, соединенный с корпусом газогенератора.

Известное устройство обеспечивает повышение температуры газовой струи на границе газ-минеральная среда и, вследствие этого, повышение эффективности разрушения за счет усиления колебаний истекающей газовой струи (3 ).

Цель изобретения заключается в . дальнейшем повышении эффективности разрушения минеральных. сред.

Эта цель достигается тем, что резонатор перемещают в продольном. наравлении относительно истекающей. струи газа до наступления резонанса

998753 между колебаниями струи и собственными колебаниями разрушаемой среды, который определяют визуальным путем по результатам разрушения °

B устройстве для осуществления способа резонатор соединен с газогенератором с возможностью осевого регулировочного перемещения относительно среза сопла.

При этом резонатор соединен с корпусом газогенератора посредством резьбы.

На чертеже показано устройство, используемое для осуществления способа.

Это устройство содержит газогенератор 1 в виде камеры 2 сгорания с ,распределительной головкой 3, в которой выполнены каналы 4 для подвода в камеру 2 сгорания газообразного окислителя и встроена форсунка 5 для распыливания жидкого горючего. На выходе камеры 2 сгорания смонтирова-. но сопло б для формирования истекающей газовой струи, образующейся в результате сгорания топливной смеси в. камере 2 сгорания. Газогенератор 1 размещен в корпусе 7, имеющем патрубки 8 и 9 соответственно для подвода окислителя и горючего.

На корпусе 7 газогенератора 1 посредством резьбы, имеющейся на приливах 10 корпуса 7, прикрепляется соосно соплу б полый резонатор 11 в виде трубы с выходным отверстием 12. Благодаря наличию резьбового соединения резонатор 11 может регулировочно перемещаться относительно корпуса 7 газогенератора 1 в осевом направлении.

Сущность способа термического раз- 40 рушения минеральных сред поясняется далее на примере описания работы устройства.

Образующиеся в результате воспламенения топливной смеси в камере 2 продукты сгорания истекают через сопло б в виде сверхзвуковой газовой струи с Широким спектром колебаний различной частоты и Случайным распределением во времени. Вначале регулируют волновые параметры камеры 2 сгорания и подбирают частоту ее собственных колебаний, равную частоте собственных колебаний частиц разрушаемой среды. Изменение волновых параметров камеры 2 сгорания производят путем регулирования ее длины, используя для этого резонатор 11.

Перемещение резонатора 11 относительно гаэс .енератора 1 в продольном направлении осуществляют до тех пор, пока настраиваемая частота ко лебаний газовой струи не будет соответствовать частоте колебаний частиц разрушаемой минеральной среды, Которая была установлена ранее. При этом наступает явление резонанса, когда из спектра колебаний газовой струи выделяются и усиливаются колебания, совпадающие по частоте и фазе с собственными .колебаниями частиц минеральной среды в массиве.

Явление резонанса наблюдают визуально по результатам разрушения минеральной среды. Используя возникающий эффект резонанса, усиливают эти колебания с помощью резонатора 11 его перемещением и тем самым вводят газовую струю в режим наиболее устойчивого, пульсирующего горения.

Формула изобретения

1. Способ термического разрушения минеральных сред сверхзвуковой струей нагретого газа, в соответствии с которым газовую струю пропускают через полый резонатор для усиления ее колебаний и направляют на раэрушаемуюсреду, отличающийся тем, что,с ц лью повышения эффективности разрушения, резонатор перемещают в продольном направлении относительно истекающей струи газа до наступления резонанса между колебаниями струи и собственными колебаниями разрушаемой среды, который определяют визуальным путем по результатам разрушения.

2. Устройство для термического разрушения минеральных сред сверхзвуковой струей нагретого газа, содержащее газогенератор с соплом для формирования истекающей струи газа и расположенный соосно с соплом полый резонатор в виде трубы, соединенный с корпусом, газогенератора, о т л и ч а ю щ е е с я . тем, что резонатор соединен с газогенератором с воэможностью осевого регулировочного перемещения относительно среза сопла.

3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е.е с я тем, что резонатор соединен с корпусом газогенератора посредством резьбы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 597834, кл. Е 21 В 7/14, 1976.

2. Патент США 9 3422911, кл. 175-14, 1969.

Составитель О.Серегина

Техред И.Коштура Корректор Ю.Макаренко

Редактор Н.Лазаренко

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Зайаз 1109/57 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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