Двухствольный гидромонитор Советский патент 1983 года по МПК E21C25/60 E21C45/00 

Изобретение относнтся к устройствам, создающим пульсирующие струн жидкости, н может быть использовано при гидроотбойке полезиого ископаемого. Известен двухствольный импульсный гидромоинтор, у которого пульсация потока жидкости осуществляется с помощью прерывателя потока, вьтолнеиного в виде щтока, на концах которого закреплены диски с зластичным злементом 1. Однако данное устройство характернзуется сложностью конструкции прерывателя потока. Известен двухствольный импульсный гадромонитор, включающий камеру с входящими в нее промежуточными стволами, с сужаю щимися насадками и выходящими стволами гидромонитора, прерыватель потока и щарииры горизоитальиого и вертикального поворота, при зтом прерьшатель потока выполнен в виде мембраны, помещенной в камере 2 К недостаткам данного устройства относятся сложность конструкции, низкая частота пульсаций и отсутствие повьпцения давления в импульсе ло сравнению с подводимым давлением. Целью изобретения является повьпиение зффективностн гидроотбойки путем повьшгения частоты пульсаций и увеличеиие давления в импульсе. Указаниая цель достигается тем, что в двухствольном гидромониторе камера снабжена дополнительным стволом с насадкой, торцы стволов гищюмоннтора, )гстановленные в камере, снабжены сужающимися насадками в сторону полости камеры и установлеиы соосно сужающимся насадкой промежуточных стволов с зазором по отнощению к ним, а прерыватель потока выполнен в виде камеры разделения потока, полость которой соедииена с каналами- промежуточиых стволов со стороны подвода к ним рабочей жидкости, и переводиых трубок, которые соединяют полость камеры разделения потока с каналами стволов гидромонитора, при зтом диаметр сужающихся насадок стволов гидромоиитора н насадок промежуток3ных стволов .не больше диаметра дополнительного ствола.

На чертеже представлен двухствольный гиромонитор с разрезом прерывателя потока, общий вид;

Двухствольный гидромонитор включает в себя подводящую магистраль 1, шарниры 2 горизонтального и вертикального поворота камеру 3 разделения потока с входным силовым KaHajjoM 4, промежуточные стволы 5 и 6 с сужающимися насадками 7 и 8, камеру 9 со стволом 10 с насадкой 11, стволы 12 и 13 гидромонитора с сужающимися насадками 14 и 15 и насадками 16 и 17, переводные трубки 18 и 19. При этом сужающиеся насадки 14 и 15 установлены соосно насадкам 7 и 8, навстречу им и с зазором по отношению к ним. Зазор между сужающимися насадками позволяет защитить магистраль и промежуточные стволы от гидравлического удара.

Прерыватель потока, выполненный в виде камеры разделения потока, промежуточных стволов и переводных трубок, представляет собой струйный элемент, а камера 9 со стволом 10 является сбросной камерой. В связи с этим для нормального отвода жидкости из камеры 9 в атмосферу диаметр сужающихся насадок стволов гидромонитора и насадок промежуточных стволов не превышает диаметра насадки 11 дополнительного ствола 10.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Рассмотрим случай, когда жидкость по магистрали 1, npoxozw через внутренние полости поворотных шарниров 2, входной силовой канал 4, камеру 3 разделения потока, попадает в промежуточный ствол 6 и истекает через сужающуюся насадку 8, где статический напор превращается в динамический, зазор между суж.ощимися насадками 8 и 15, сужающуюся насадку 15, где динамический напор превращается, в статический, и выходит через насадку 17 ствола 13 гидромонитора в атмосферу. При этом в начале из ствола 13 через насадку 17 вытесняется воздух, обеспечивая этим уменьшение гидравлического сопротивления ствола 13 и разгон жидкости в нем. После того, .как только весь воздух из ствола 1350 будет вытеснен, сопротивление системы резко возрастает. Происходит торможение жидкости, разогнанной в стволе 13 перед насадкой 17. В системе возникает гидравлический удар. Давление в стволе 13 с насадкой рез-55 ко возрастает. Волна повыщенного давления распространяется от насадки 17 ствола 13 до сужающейся насадки 15. Отражается она от

ные волны создают колебания давления перед насадкой 17 ствола 13 от повышенного до пониженного по сравнению с давлением в магистрале 1, постепенно приближаясь к значению последнего. В то же время жидкость из ствола 13 по переводной трубке 19 поступает в камеру 3 разделения потока, в результате чего давление в полости камеры разделения потока со стороны переводной трубки 19 возрастает, и струя вначале отклоняется от своего первоначального направления., затем отрывается от промежуj точного ствола 6 и притягивается к каналу промежуточного ствола 5. После этого за счет действия эффекта Коанда струя устойчиво удерживается у промежуточного ствола 5.

При этом жидкость из магистрали 1, проходя через внутренние полости поворотных шарниров 2, входной силовой канал 4, камеру 3 разделения потока, попадает в промежуточный ствол 5, истекает через сужающуюся насадку 7, через зазор между сужающимися насадками 7 и 14, сужающуюся насадку 14, попадает в ствол 12 гидромонитора и через насадку 16 истекает в атмосферу. Причем вначале из ствола 12 вытесняется воздух, в связи с чем гидравлическое сопротивление ствола 12 уменьшается, но после вытеснения всего воздуха из ствола 12 его гидравлическое сопротивление резко возрастает. Это приводит к росту давления перед насадкой 16 ствола 12 и возкик5 новению гидравлического удара. В дальнейшем давление перед насадкой 16 ствола 12 колеблется от повышенного до пониженного по сравнению с давлением в магистрали 1, постепенно приближаясь к значению послед0 него. В то же время часть жидкости при истечении из сужающейся насадки 7 попадает в камеру 9, а из нее через дополнительный ствол 10 и насадку 11 истекает в атмосферу. Другая часть жидкости из ствола

5 12 по переводной трубке 18 поступает в камеру 3 разделения потока. В результате этого давление в камере разделения потока со стороны переводной трубки 18 возрастает и струя перебрасывается к каналу промежуточнасадкисужающейся насадки 15 в виде волны пони1002586.4 женного давления. Распространяющиеся ударкого ствола 6. В то время, когда жидкость истекает через насадку 16 ствола 12, жидкость из ствола 13 через сужающуюся насадку 15 и переводную трубку 19 вытекает как в камеру 9, так и в камеру 3 разделителя потока. Это обеспечивает подготовку ствола 13 к работе, Процесс повторяется и устройство входит в автоколебательный режим. Вывод устройства из режима автоколебаний осуществляется закрытием задвижки на магистрали.

Как показали стендовые испытания гидромонитора, частота пульсаций давления достигает 50-60 Гц, а давление в импульсе увеличивается в 2-2,5 раза по сравнению с подводимым.

Формула изобретения

Двухствольный гидромонитор, включающий камеру с входящими в нее промежуточными стволами с сужающимися насадками и выходящими стволами гидромонитора, прерыватель потока, шарниры горизонтального и вертикального поворота, отличающийся тем, что, с целью повышения. эффективности гидроотбойки путем повышения частоты пульсации и увеличения давления в импульсе, камера снабжена дополнительным стволом с насадкой, торцы стволов гидромонитора.

установлены в камере,, снабжены сужающимися насадками в сторону полости камеры и установлены соосно сужающимся насадком промежуточных стволов с зазором по отношению к ним, а прерьтатель потока выполнен в виде камеры разделения потока, полость которой соединена с каналами промежуточных стволов со стороны подвода к ним рабочей жидкости, и переводных трубок, которые соединяют полость камеры разделения потока с каналами стволов гидромонитора, при зтом диаметр сужающихся насадок стволов пщромонитора и насадок промежуточных стволов не больше днаметра насадки дополнительного ствола.

Источники информации, принятые во вниманне при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 759715 кл. Е 21 С 25/60, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР № 756003 кл. Е 21 С 25/60, 1978 (прототип).

f9