Гидравлическая импульсная установка Советский патент 1989 года по МПК E21C25/60 E21C45/04 

1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к элементам конструкции рабочего органа горного комбайна и к устройствам для отбойки полезных ископаемых,.основанным на шпуровом отрыве угля и горных пород от массива импульсами давления воды или другой жидкости, и может найти применение в конструкцидх гидроим- пульсных угольных стругов, бутобоев для дробления негабаритов, гидроимпульсных сваебойных магаин, гидроимпульсных молотов для ковки и штамповки и т , п.

Цель изобретения - повьшгение безопасности и надежности работы при одновременном повьшении эффективности разрушения.

На чертеже изображена гидравлическая импульсная установка.

Трубопровод 1 соединен с -возможностью вращения поворотным соединением с конусной насадкой 2, которая соединена со стволом 3. Послед- НИИ представляет собой цилиндр, внутри которого возвратно-поступательно двигается шток 4. Этот шток 4 установлен подвижно во втулке 5, которая одним концом соединена со CTBO лом 3, а другим - с верхней крьшкой цилиндра-6. С нижней стороны к верхней крышке цилиндра 6 присоединена направляющая втулка 7.

. В крайней верхней части штоковой полости цилиндра 6 установлен специально рассчитанный и изготовленны большерасходный предохранительный разгрузочный клапан 8, закрепленный

5

5 Q

0 .

на отверстии 9. Клапан 8 может быть установ 1ен отдельно от 1лилинд ра 6, но он обязательно должен быть соединен с ним гидравлически трубопроводом достаточно большого сечения через отверстие 9,

. Б качестве клапана 8 можно использовать спе1у1альный большерасход ный автомат разгрузки. Этот клапан предназначен для быстрого сброса рабочей жидкости из верхней части штоковой полости цилиндра 6 в начальный момент образования импульса давления воды„ Из клапана 8 жидкость поступает в сливную магистраль через трубок провод 10.

На наружной поверхности 11 цилинд- ра 6 закреплен цилиндр 12 предназначенный для сбора жидкости после выброса ее из цилиндра 6 в момент импульса. Для быстрого сброса жидкост:- цилиндр 6 имеет большие сливные отверстия 13, расположенные по окруж- ности цилиндра 6 и соединяющие его с внутренней полостью ш- линдра 12, Отверстия 1/3 периодически закрываются по внутренней поверхности цилиндра 6 подвижной запорной втулкой 14, выполненной с внутренним буртиком и .установленной подвижно на фланце 15 с помощью круглой гайки 16. Для замены при износе или во время исследования фланец 15 может быть изготовлен отдельно от втулки 7 и соединен с ней с помощью резьбы.

Фланец 15 имеет отверстия 17, рассчитанные и предназначенные для свободного прохода жидкости из верхней полости в нижнюю до импульса и ограниченного пропуска жидкости из нижней полости в верхнюю в момент импульса. Во фланце 15 с этой целью можно установить обратные клапаны, но это усложняет конструкцию и .понижает надежность ее работы.

Поршень 18 соединен со штоком 4. На верхней части поршня 18 установ- лен демпфирующий поршень 19, который предотвращает разрушение установки тем, что входит внутрь буртика втулки 14 и запирает в ней жидкость, которая начинает дросселировать через отверстия 17 вверх, что приводит к полной остановке . поршня после образования импульса. Поршневая полость цилиндра 6 предназначена для заполнения ее вначале газом, а затем жидкостью от насоса. Для этого установлены трубопровод 20 для подачи рабочей жидкости и трубопровод 21 для подачи газа.

Нижняя полость рабочего цилиндра 6 соединена с одной или несколькими емкостями (аккумуляторами), имеющими эластичные стенки 22. Эти емкости, в качестве которых могут служить серийно выпускаемые высоконапорные шланги, должны быть соединены каждая в отдельности непосредственно с нижней частью поршневой полости цилиндра 6, чтобы обеспечить наибольший эффект

ем (порядка 0,5-1,0 МПа) наполняет шпуры, а также трубопровод 1 через обратный клапан (не показан) и ствол 3 установки. При бурении шпуров вода выносит из них буровую мелочь и выбрсывается на почву выработки.

Одновременно с бурением в автоматическом режиме начинает работать гидравлическая импульсная- установка. Предварительно через трубопровод 21 поршневая полость ее цилиндра наполняется воздухом из атмосферы, баллона или компрессора. При этом трубопровод 20 соединен со сливной магистралью гидросистемы. Затем через трубопровод 20 в поршневую полость установки подается рабочая жидкость от гидросистемы под давлением и образуется газожидкостная пружина. После этого жидкость под давлением подается через трубопровод 24 в штокр- вую полость установки, проходит чере обратный клапан и отверстия 17, перемещает поршень со штоком вниз и сжимает газож1адкостн то пруж1-1ну до предельного состояния j при достижении которого открывается предохранительный разгрузочный клапан 8.

При проходе жидкости через отверстия 17 для сжатия поршнем газожидкостной пружины, эти отверстия не оказывают большого гидравлического

Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть использовано в качестве исполнительного органа горной машины для разрушения горных пород. Цель - повьшение безопасности и надежности работы при одновременном повышении эффективности разрушения. Устройство включает трубопровод 1 с конусной насадкой 2, которая соединена со стволом 3. Ствол 3 представляет собой цилиндр со што

работы и уменьши.гь гидравлическое со-,, сопротивления. этих отверстий

противление этих шлангов в момент импульса. Емкости-шланги предназначены для аккумулирования энергии раетя- жением стенок 22 при движении поршня 18 вниз и быстрой отдачи ее в момент импульса.

Емкости со стенками 22 могут иметь металлические заглушки 23. Для подачи жидкости под давлением в штоковую полость цилиндра установки имеется трубопров,од 24, а для истечения жидкости из далиндра 12 в сливную магистраль к нему присоединен трубопровод 25.

Гидравлическая импульсная установка работает следую1цим образом.

После подключения установки к мае- лостанции и соединения трубопровода t подвижными соединениями с трубчатой буровой штангой буровой установки комбайна (не показаны) начинается бурение шпуров с промывкой их водой. При этом вода под небольшим давлени40

45

50

55

или параллельно им во фланце 15 могут быть установлены обратные клапаны для свободного пропуска жидкости сверху вниз, з.акрываюшреся в момент импульса для ограничения прохода жидкости снизу вверх.

После открьтания клапана 8 жидкость из верхней части штоковой полости цилиндра сбрасывается через трубопровод 10 в сливную магистраль, обратные клапаны закрьгоаются. Отверстия 17 достаточно малы и создают большое гидравлическое сопротивление перетоку жидкости снизу вверх. Поэтому над фланцем 15 давление жидкости меньше, чем под ним, что приводит к пepeмeщeшiю подвижной запорной втулки 14 в крайнее верхнее положение. При этом втулка 14 открывает сливные отверстия 13, Происходит выброс жидкости из нижней части штоковой полости цилиндра 6 в цилиндр 12, а поршень 18 со штоком 4 под действием газожидкостной пр жины смещается

сопротивления. этих отверстий

или параллельно им во фланце 15 могут быть установлены обратные клапаны для свободного пропуска жидкости сверху вниз, з.акрываюшреся в момент импульса для ограничения прохода жидкости снизу вверх.

После открьтания клапана 8 жидкость из верхней части штоковой полости цилиндра сбрасывается через трубопровод 10 в сливную магистраль, обратные клапаны закрьгоаются. Отверстия 17 достаточно малы и создают большое гидравлическое сопротивление перетоку жидкости снизу вверх. Поэтому над фланцем 15 давление жидкости меньше, чем под ним, что приводит к пepeмeщeшiю подвижной запорной втулки 14 в крайнее верхнее положение. При этом втулка 14 открывает сливные отверстия 13, Происходит выброс жидкости из нижней части штоковой полости цилиндра 6 в цилиндр 12, а поршень 18 со штоком 4 под действием газожидкостной пр жины смещается

514

вверх и создает в стволе 3, трубопро- воде 1 и шпуре импульс давления воды

Давление воды в момент импульса зависит от усилия сжатия газожидкостной пружины, соотношения площадей поршня 18 и штока 4, качества уплотнения трубопровода 1 в шпуре и давления маслостан1щи. Величина .давления импульса регулируется клапаном 8, а частота импульса - расходом жид- кости, подаваемой по трубопроводу 24 в ycTciHOBKy.

После окончания импульса клапан 8

закрывается, втулка 14 смещается вниз 15 напротив сливных отверстий, дополни- и закрывает сливные отверстия 13. тельным трубопроводом, который соеди- Жидкость от насоса через обратные клапаны и отверстия 17 поступает к поршню, смещает его вниз, и 1шкл повнен с насадкой с возможностью вращения относительно продольной оси, а предохранительно-разгрузочный клапан

торяется. Из цилиндра 12 жидкость по- 2о гидравлически сообщен со штоковой

ступает в сливную магистраль гидросистемы через трубопровод 25. Формула изобретения

Гидравлическая импульсная установка, включающая корпус цилиндра со штоковой и поршневой полостями и выполненными в корпусе сливными отверстиями, расположенный в цилиндре поршень со штоком, подвижную запорную втулку, установленную с возможностью контактирования с поверхнрстью цилиндра,

ствол с насадкой, аккумулято соединенный с трубопроводом для подвода газа, маслостан1Д1ю и трубопровод для подвода жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения безопасности и надежности работы при одновременном повьш1ении эффективности разрушения, она снабжена предохранительно-разгрузочным клапаном, направляющей втулкой с фланцем, на котором размещена подвижная запорная втулка, установленная внутри цилиндра соосно со штоком

напротив сливных отверстий, дополни- тельным трубопроводом, который соеди-

нен с насадкой с возможностью вращения относительно продольной оси, а предохранительно-разгрузочный клапан

полостью цилиндра, при этом подвижная запорная втулка вьшолнена с внутренним буртиком с одной стороны и внутренней гайкой с другой, а фланец

направляющей втулки вьтолнен с от- верстиями и расположен между буртиком запорной втулки и ее гайкой, причем аккумулятор вьтолнен в виде емкости с эластичными.станками и дополнительно сообщен с трубопроводом для подачи жидкости.