СТРУЕФОРМИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ГИДРОМОНИТОРА Российский патент 2007 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для гидравлического разрушения полезных ископаемых.

Известен направляющий аппарат, устанавливаемый в поворотном канале [1], включающий радиальные пластины, расположенные параллельно радиальным линиям тока канала, которые делят поток по сечению канала на отдельные слои и обеспечивают его равномерное движение.

Недостатком направляющего аппарата является ограниченная область применения, а именно - только для установившегося потока жидкости формируемого перед входом в каналы направляющего аппарата. Если в этот аппарат направить неустановившийся поток жидкости с неравномерной эпюрой распределения скорости по сечению канала, то он передаст и сохранит его входную неравномерность.

Известны струеформирующие устройства - гидромониторы [2], включающие шарнирные и поворотные каналы, а также ствол с насадком.

Недостатком струеформирующего устройства рассмотренных гидромониторов является интенсивное разрушение струи из-за высокой неравномерности потока жидкости формируемого в поворотных каналах.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является струеформирующее устройство гидромонитора [3], включающее подводящие, шарнирные и поворотные каналы, а также прямолинейный ствол с переходником и насадком.

Недостатком конструкции струеформирующего устройства гидромонитора является разрушение струи и низкое гидродинамическое давление из-за неравномерного распределения скорости по поперечному сечению канала прямолинейного ствола предварительно формируемой в поворотном канале.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение гидродинамического давления струи за счет формирования равномерного распределения скорости по поперечному сечению на выходе потока из поворотного канала гидромонитора.

Решение поставленной задачи достигается тем, что на внутренней поверхности поворотного канала, перед входом потока жидкости в прямолинейный ствол гидромонитора, диагонально - под углом к радиальным линиям тока канала, установлены распределительные пластины, которые выделяют из общего потока участки жидкости и направляет их в зону водоворота для его подавления. При этом распределительные пластины выполнены в виде желобков и установлены на упорных продольных пластинах.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 - гидромонитор со струеформирующим устройством (вид сбоку), на фиг.2 - гидромонитор со струеформирующим устройством (вид сверху); на фиг.3 - струеформирующее устройство гидромонитора на виде сверху (узел А); на фиг.4 - распределительная пластина; на фиг.5 - сечение II-II на фиг.3.

Струеформирующее устройство гидромонитора включает подводящий канал 1 с опорой 2, шарнирные каналы 3, гидроцилиндры 4, поворотные каналы 5, распределительные пластины - желобки 6, упорные пластины 7 прямолинейный ствол 8 с переходником и насадком 9.

Гидромонитор со струеформирующим устройством работает следующим образом. Высоконапорная вода подается в подводящий канал 1 и движется по шарнирным каналам 3, поворотному каналу 5, распределительным пластинам - желобкам 6 и прямолинейному стволу 8. В переходнике с насадком 9 поток воды сжимается и вылетает из гидромонитора в виде струи 10. При движении воды в поворотном канале 5 неустановившийся поток имеет неравномерную эпюру распределения скорости (сечение 11).

После выхода потока воды из поворотного канала 3 в существующих конструкциях струеформирующих устройств гидромониторов в прямолинейном стволе 5 образуется зона водоворота (зона В). Водоворот нарушает устойчивый режим движения потока воды в прямолинейном канале ствола 8 и изменяет эпюру распределения скорости по его поперечному сечению.

Для естественного выравнивания скорости потока в существующих гидромониторах требуется прямолинейный канал 8 длинной, равной (40-45)d_к, где d_к - диаметр канала 8. Выполнить данное условие для гидромонитора невозможно из-за ограничений их габаритов. При наличии водоворота (зона В) и последующем сжатии неустановившегося потока в переходнике с насадком 9 снижается гидродинамическое давление струи 10, замеряемое гидродатчиком 11.

При движении воды в предлагаемом струеформирующем устройстве гидромонитора установленные распределительные пластины 6 выделяют из общего потока воды отдельные участки и направляют их в зону водоворота (зона В). В результате на коротком отрезке канала 8 выравнивается эпюра распределения скоростей по сечению потока (сечение II-II).

Для увеличения эффективности работы струеформирующего устройства распределительные пластины 6 выполнены в виде желобков и расположены диагонально - под углом ϕ к радиальным линиям тока поворотного канала 5. Исключение прогиба распределительных пластин 6 и вибрации в процессе работы достигается за счет их установки на упорных продольных пластинах 7.

Для выравнивания эпюры распределения скорости потока (сечение III-III) у предлагаемого струеформирующего устройства гидромонитора требуется меньшая длина прямолинейного канала 8.

Распределительные пластины 6, установленные на выходе потока воды из поворотного канала 5, повышают динамическое давление струи гидромонитора за счет формирования более равномерного распределения скорости по поперечному сечению канала 8 на 30-35% по сравнению с существующими конструкциями гидромониторов.

Литература

1. Охрименко В.А., Куприн А.И. Ищук И.Г. Подземная гидродобыча угля. - М.: Недра, 1974.

2. Шавловский С.С.Основы динамики струй при разрушении горного массива. - М.: Недра, 1974.

3. Цяпко Н.Ф., Чапка A.M. Гидроотбойка угля на подземных работах. - М.: Госгортехиздат, 1960.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для гидравлического разрушения полезных ископаемых. Технический результат заключается в повышении гидродинамического давления струи за счет формирования равномерного распределения скорости по поперечному сечению на выходе потока из поворотного канала гидромонитора. Достигается тем, что в струеформирующем устройстве гидромонитора, включающем подводящие, шарнирные и поворотные каналы, прямолинейный ствол с переходником и насадком, на внутренней поверхности поворотного канала, перед входом потока жидкости в прямолинейный ствол гидромонитора, диагонально - под углом к радиальным линиям тока канала, установлены распределительные пластины, которые выделяют из общего потока участки жидкости и направляют их в зону водоворота для его подавления, а распределительные пластины выполнены в виде желобков и установлены на упорных продольных пластинах. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Струеформирующее устройство гидромонитора, включающее подводящие, шарнирные и поворотные каналы, прямолинейный ствол с переходником и насадком, отличающееся тем, что на внутренней поверхности поворотного канала перед входом потока жидкости в прямолинейный ствол гидромонитора диагонально под углом к радиальным линиям тока канала установлены распределительные пластины, которые выделяют из общего потока участки жидкости и направляют их в зону водоворота для его подавления.2. Струеформирующее устройство гидромонитора по п.1, отличающееся тем, что распределительные пластины выполнены в виде желобков.3. Струеформирующее устройство гидромонитора по п.1, отличающееся тем, что распределительные пластины установлены на упорных продольных пластинах.