Резонансный гидроимпульсатор Советский патент 1990 года по МПК E21C25/60 E21C45/04 

пониженного по отношению к подводимому. В камере высокого давления 12 давление в процессе работы коле6- лется от повышенного до атмосферного, а в камере низкого давления 13 - от пониженного до атмосферного. Камера открытия сброса 14 посредством переводной трубки 17, длина которой равна удвоенной длине ударного трубопрог вода 2, сообщена с .камерой высокого давления 12.

Для обеспечения запуска устройства в режиме автоколебаний камера открытия сброса 14 посредством вентиля управления 18 имеет возможность сообщаться с атмосферой, а поршень-клапан 5 посредством, например, наконечника 19 имеет,большую перекрываемую площадь со стороныседла иизкой стороны 11 по сравнению с площадью торца со стороны седла высокой стороны 10. Кроме того, седло 1аыс9кой стороны 10 соединено с корпусом 4 генератора колебаний 3 перегородкой 20 с окнами 21, которая делит камеру высокого давления 12 на две камеры, одна из которых, доседельная, 22, а другая, заседёльная, - 23. Они соединяются между собой окнами 21 в перегородке 20.

Работа резонансного гидроимпульсатора осуществляется следукяцим образом..

При открытом вентиле Управления 18 вода, поступающая из магистрального трубопровода, к которому подсоединен гидроимпульс атор, проходя гидропневмоаккумулятор J и ударный трубопровод 2, поступает в генератор колебаний 3. Так как камера открытия сброса/14 при открытом вентиле управ ления 18 сообщена с атмосферой, то, заполняя через отверстия 16 камеру закрытия сброса 15, вода в зависимоети от предшествующего положения поршень-клапана 5 или перемещает его до упора в седло низкой стороны 11, ,или еще больше прижимает его к этому седлу, проходя далее щель между поршень-клапаном 5 и седлом высокой стороны 10, доседельную камеру 22, окна 21 перегородки 20, заседельную камеру 23, вода истекает через рабочую насадку 8 в атмосферу на объект разрушения. Кроме того, вода из доседельной камеры 22 камеры высокого давления 1,2 по переводной трубке 17

поступает б камеру открытия сброса 14, а ИЗ нее через вентють управления 1В истекает в атмосферу.

В режим автоколебаний резонансный гидроимпульсатор включается посредством закрытия вентиля управления 18. При этом давление в камере открытия сброса 14 становится равным подводимому, так же как и в камере закрытия сброса 15, ив камере зысекого давления 12. Но так как площадь наконечника 19, перекрытая седлом низкой стороны 11, больше площади свободного торца поршень-клапана 5 со стороны седла высокой стороны 10, то приэтом (равном давлении на все рабочие площади поршень-клапана 5) поршень-клапан 5 переместится в крайнее правое положение, откроет доступ воде из ударного трубопровода 2 в камеру низкого давления 13 и далее к сбросной насадке 9 и одновременно перекроет доступ воды в камеру высокого давления 12;, доседелькую камеру 22, заседельную камеру 23 через окна 21 перегородки 20 с седлом 10 и соединяет их через рабочую насадку 8 с атмосферой. Вследствие того, что диаметр сбросной насадки 9 больше, а гидравлическое сопротивлеиие меньше, чем диаметр рабочей насадки 8, гидравлическое сопротивление системы уменьшается. Это вызывает гидравлический удар с понижением давления в зоне генератора колебаний 3. Начинается низкая фаза колебаний, и по ударному трубопроводу 2 в сторону гидропневмоаккумулятора 1 пойдет ударная волна пониженного (по сравнению с подводимым) давления а по переводной трубке 17 в сторону камеры открытия сброса 14 пойдет ударная волна давления, близкого к атмосферному. Таким образом, на момент начала и на всем протяжении низкой фазы давление в камере высокого давления 12 близко к атмосферному, в камере закрытия сброса 15 и камере низкого давления 13 - равно пониженному, а в камере открытия сброса 14 равно тому давлению, которое предшесвовало низкой фазе (в данном случае подводимому).

Когда волна пониженного давления достигнет гидропневмоаккумулятора 1 и отразится от него волной подводимого давления, волна атмосферного давления, дцущая по переводной трубке 17, достигнет только половши.1 ее дли ны. Когда же отраженная от гидропнев моаккумулятора 1 волна подводимого давления достигнет генератора колеба ний 3 и, следовательно, камеры закры .тин сброса 15 и давление в ней повысится от пониженного до подводимого, волна атмосферного давления пройдет всю длину переводной трубки 17 и достигнет камеры открытия сброса 14, и давление в ней снизится от подводимого до атмосферного В результате этого возникает разность давления, что ПРИВОДИТ к перемещению поршень-клапана 5 в крайнее Левое положение до упора в седло низкой стороны 11, Прекращается доступ воды к сбросной насадке 9 н одновременно открывается доступ к рабочей насадке 8,- Сопротивление систе мы увеличивается, что вызывает гидравлический удар, который сопровожда ется ростом давления/Оканчивается низкая фаза колебаний давления, и на чинается высокая фаза. По ударному трубопроводу 2 в сторону гидропневмо .аккумулятора i и по пе-реводной трубк 17 в сторону камеры открытия сброса 14 распространяется волна повышенного (по сравнению с подводимым) давления. Под этим же давлением вода истекает через рабочую нзсадку 8. Та ким образом, на протяжении высокой фазы вкамере высокого давления 12, доседельной камере 22, заседельной камере 23, а также в камере закрытия сброса 15 и перед рабочей насадкой 8 будет сохраняться повышенное давление, при этом в камере открытия сброса 14 и камере низкого давления 13 - давление, близкое к атмосферному. Когда волна повышенного давления, идущая по ударному трубопроводу 2, П 6 достигнет гидропневмоаккумулятора 1 и отразится от него волной подводимого, давления, волка, идущая по переводной трубке 17, достигнет только половины ее.длины. К моменту же прихода ; отраженной от гидропневмоаккумулятора 1 волны подводимого давления к генератору колебаний 3 и камере закрытия сброса 15 (давление в последней снизится от повышенного до подводимого), волна , псвьЕпенного давления, идущая по переводной трубке 17, достигнет камеры открытия сброса 14, и давление в ней повысятся от атмосферного до повышенного. В результате разности давлений в камерах 14 и 15 порп ень-клапан 5 переместится в правое крайнее положение до упора в седло высокой стороны 10. В результате этого прекратиться доступ воды из ударного трубопровода 2 в доседельиую камеру 22, заседельную клмеру 23 через окна 21 перегородки 20 камеры высокого давления 12 и к рабочей насадке 8, и открое ся доступ воды в камеру низкого давления I3 и к сбросной насадке 9. Вследствие этого сопротивление системь уменьшится, что вызовет возникновение в зоне генератора колебаний 3 гидравлического удара, который соировозвдается снижением давления. Оканчивается высокая фаза колебаний, и.снова начинается низкая фаза. Процесс повторяется. Система входлт в устойчивый резонансный режнм автоколебашш, характеризующийся равенством во времени низкой и высокой фаз. , вывода системь из режима автоколебаний .достаточно открыть вентиль управления 18. h.A.yajVf.g. 1 14 15

РЕЗОНАНСН1Й ГИДРОШПУЛЬСАТОР, включаюпшй установленный на ударном трубопроводе генератор колебаний с рабочей и сбросной насадками и поршень-клапаном, установленным в корпусе С образованием камер открытия и .закрытия сброса и камер высокого и низкого давления, и переводной механизм, отличаю щийс я тем, что, с повьшения эффективности гидроразйыва за счет увеличения частоты пульсаций, переводной механизм выполнен в виде трубки, сообщающей между собой камеру высокого давления и камеру открытия сброса и имекш ей длину, равную удвоенной длине ударного трубопровода. СО С сторонЫо Поршень-клапан 5 и корпуса 4 образуют камеры высокого 12 и низкого 13 давления, а также камеры крытия 14 и закрытия 15 сброса (т.е. со камеры, давление в которых создает 00 силы, направленные, на перемещение поршень-клапайа 5 соответственно на 00 OTXpfen-He и закрытие доступа воды из ударного трубопровода 2 к сбросной насадке 9). Камера закрытия сброса 15 сообщена с ударным трубопроводом непосредственно, через отверстия 16 в поршень-клапане 5, поэтому при работе устройства в любой момент времени давление воды в ней равно давлению в конечном сечении ударного трубопровода 2, примыкающем к генератору колебаний 3. Пределы колебаний этого давления - от повышенного до