Устройство для разрушения горных пород Советский патент 1990 года по МПК E21C37/14 

47 ЯЯ7 77777&тарельчатым 6 и блокировочным 12 клапанами. В нижнем торце К 5 сгорания выполнен перепускной канал 11 с седлом для сообщения с К 3. С седлом 9 К 5 контактирует клапан 6, а на седле канала 11 установлен клапан 12, выполненный в виде соосно связанных цилиндрических частей разного диаметра. Часть меньшего диаметра выпол- нена с осевым глухим цилиндрическим каналом со стороны тарельчатого клапана 6, часть большего диаметра выполнена с сообщенными между собой радиальным и осевым каналами. В послед- нем размещен редукционный клапан. С тарельчатым клапаном 6 жестко связан шток 7, установленный в глухом цилиндрическом канале клапана 12 с возможностью осевого перемещения. Сжатый воздух подают в К k через канал 22. Поршень-боек 2 занимает крайнее верхнее положение. Через клапан 6 в К 5 подают топливо-воздушную смесь. Благодаря связи клапана 6 и канала 11 штоком 7 последний надежно прижимается к седлу канала 11. После воспламенения смеси и достижения в К 5 заданного давления срабатывает редукционный клапан и продукты сгорания попадают в К 3- Поршень-боек 2 перемещается вниз и наносит удар по инструменту 23. При этом блокировочный клапан 12 перемещается вверх и надежно прижимает клапан 6 к седлу 9. Далее цикл работы повторяется0 2 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для разрушения горных пород, уплотнения рыхлых грунтов и в качестве источника сейсмических волн. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет повышения надежности блокировки. Корпус 1 разделен поршнем-бойком 2 на камеры (К) расширения 3 и взвода 4. На верхнем торце корпуса 1 установлена К 5 сгорания с выпускным тарельчатым 6 и блокировочным 12 клапанами. В нижнем торце К 5 сгорания выполнен перепускной канал 11 с седлом для сообщения с К 3. С седлом 9 К 5 контактирует клапан 6, а на седле канала 11 установлен клапан 12, выполненный в виде соосно связанных цилиндрических частей разного диаметра. Часть меньшего диаметра выполнена с осевым глухим цилиндрическим каналом со стороны тарельчатого клапана 6, часть большего диаметра выполнена с сообщенными между собой радиальным и осевым каналами. В последнем размещен редукционный клапан. С тарельчатым клапаном 6 жестко связан шток 7, установленный в глухом цилиндрическом канале клапана 12 с возможностью осевого перемещения. Сжатый воздух подают в К 4 через канал 22. Поршень-боек 2 занимает крайнее верхнее положение. Через клапан 6 в К 5 подают топливо-воздушную смесь. Благодаря связи клапана 6 и канала 11 штоком 7 последний надежно прижимается к седлу канала 11. После воспламенения смеси и достижения в К 5 заданного давления срабатывает редукционный клапан и продукты сгорания попадают в К 3. Поршень-боек 2 перемещается вниз и наносит удар по инструменту 23. При этом блокировочный клапан 12 перемещается вверх и надежно прижимает клапан 6 к седлу 9. Далее цикл работы повторяется. 2 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для разрушения горных пород, уплотнения рыхлых грунтов и в качестве источника сейсмических волн.

Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет повышения надежности блокировки„

На фиг 1 изображено устройство для разрушения горных пород, общий вид; на фиг 2 - впускной тарельчаты и блокировочный клапаны устройства.

Устройство для разрушения горных пород содержит корпус 1, разделенный поршнем-бойком 2 на камеру 3 расширения и камеру взвода, на верхнем торце корпуса 1 установлена камера 5 сгорания, где размещены впускной клапан 6 со штоком 7 и пружиной 8. Впускной тарельчатый клапан 6 контактирует с седлом 9 камеры 5 сгорания. В нижней части камеры 5 сгорания на седле 10 перепускного канала

11установлен блокировочный клапан

12в виде соосно связанных цилиндрических частей разного диаметра, верхняя часть 13 которого меньшего диаметра имеет осевой глухой цилиндричекий канал 1А, где размещена пружина 15, и размещена со стороны тарельчатого клапана. Нижняя часть 16 блокировочного клапана 12 имеет больший диаметр и в ней выполнены радиальный 17 и осевой 18 каналы, сообщенные между собой, причем в последнем

0

0

5

5

0

5

размещен редукционный клапан 19. В камере 5 сгорания установлена свеча 20 зажигания.

На боковой стороне корпуса 1 устройства выполнены выпускные окна 21 и канал 22 подвода сжатого воздуха в камеру k взвода, В нижней части корпуса 1 размещен ударник 23.

Устройство для разрушения горных пород работает следующим образом.

Устройство выставляется на горную породу. В камеру k взвода через канал 22 подается сжатый воздух, при этом поршень-боек 2 поднимается в свое крайнее верхнее положение. В камеру 5 сгорания подается топливо- воздушная смесь через впускной клапан 6„ При этом топливно-воздушная смесь, поступающая под давлением, открывает впускной клапан 6. Последний, сжимая пружину 8, перемещается вниз, отходя от седла 9. Шток 7 впускного клапана 6 перемещается вниз по глухому цилиндрическому каналу блокировочного клапана 12, сжимая пружину 15. Таким образом, камера 5 сгорания заполняется топливно-воз- душной смесью до заданного давления. Кроме того, впускной клапан 6, открываясь, надежно прижимает блокировочный клапан 12 через шток 7 и пружину 15 к седлу 10 перепускного канала 11. Тем самым камера 5 сгорания надежно изолируется от камеры 3 расширения. В результате предотвращаются утечки рабочей смеси, давление в камере 5

сгорания быстро достигает заданной величины, надежность срабатывания устройства повышается.

После заполнения камеры 5 сгорания топливно-воздушной смесью она воспламеняется от свечи 20 зажигания При этом в камере 5 сгорания давление резко возрастает. По каналам 17 и 18, откоывая редукционный клапан 19, настроенный на давление сгорания, продукты сгорания попадают в перепускной канал 11, где давление резко повышается. Под действием этого давления поршень-боек 2 начинает двигаться вниз, одновременно с ним поднимается вверх блокировочный клапан 12. Отрываясь от седла 10 перепускного канала 11, блокиоовочный клапан 12 надежно прижимает клапан 6 к седлу 9 через шток 7 и пружину 15, тем самым пропуская продукты сгорания в перепускной канал 11 и камеру 3 расширения, Скорость движения поршня-бойка 2 резко увеличивается и он, продолжая движение вниз, наносит удар по ударнику 23, разрушая тем самым горную породу.

Открытие блокировочного клапана 12 осуществляется за счет разности диаметров нижней 16 и верхней 13 его частей. В камере 5 сгорания и в перепускном канале 11 в начальный момент устанавливается одинаковое давление и за счет разности площадей нижней большей 16 и верхней 13 меньшей частей блокировочного клапана 12 происходит открытие последнего.

После нанесения удара по горной породе отработавшие газы покидают камеру 3 расширения через выпускные окна 21.

При необходимости цикл повторяется.

Высота подъема блокировочного клапана 12 определяется из условия равенства площади перепускного канала 11 и площади боковой поверхности воображаемого усеченного конуса, образующегося при подъеме блокировочного клапана 12..

Нижнее основание его имеет диаметр, равный диаметру перепускного канала 11, а верхнее - диаметр нижней большей части блокировочного клапана. Кроме того, учитывается и линейное удлинение клапана под действием высоких температур в камере 5

сгорания. Все изложенное отражено в формуле

h

R

R +R

+ .MO

где h

10

15

0

R К„ lo

оС

Т высота подъема блокировочного клапана, м:, радиус нижней большей части блокировочного клапана, м;

радиус перепускного канала, м;

длина клапана при 20°С, м; линейный коэффициент температурного удлинения, м/К; действительная температура блокировочного клапана, находящегося в камере сгорания, К;

Tfl 273K.

Выполнение впускного тарельчатого клапана с цилиндрическим штоком на

5 нижней тарелке по его оси с возможностью вертикальных перемещений в глухом цилиндрическом канале верхней части блокировочного клапана позволяет добиться совмещения и общего уп0 равления блокировочного и впускного клапана. Это способствует надежному закрытию впускного и блокировочного клапанов в процессе горения в камере сгорания, предотвращает утечки, потери давления и самопроизвольное открытие блокировочного клапана, Тем самым повышается надежность работы устройства.

Система радиального 17 и осевого 18 каналов в нижней части блокировочного клапана 6 позволяет при достижении высокого давления в камере 5 сгорания перетекать части продуктов сгорания из камеры 5 сгорания в перепускной канал 11 и тем самым поднимать блокировочный клапан 6 на заданную высоту, определенную формулой (1). Выбор давления открытия блокировочного клапана 6 определяется наQ стройкой редукционного клапана 19. Таким образом, система каналов в нижней части блокировочного клапана позволяет надежно и своевременно в выбранный момент открыть редукционный клапан 19 и выпустить продукты сгорания из камеры сгорания в камеру 3 расширения для разгона поршня-бойка. Это позволяет увеличить КПД и повысить общее давление в камере 3 расши5

0

5

5

рения, а следовательно, увеличить энергию удара и повысить надежность работы устройства и всей конструкции

Формула изобретения

Устройство для разрушения горных пород, включающее корпус, разделенны поршнем-бойком на камеры расширения и ввода, камеру сгорания с впускным тарельчатым клапаном, в нижнем торце которой для сообщения с камерой расширения выполнен перепускной канал с седлом и блокировочным клапаном, рабочий инструмент, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет

7

//

повышения надежности блокировки, оно снабжено штоком и редукционным клапаном, а блокировочный клапай выполнен в виде соосно связанных между собой цилиндрических частей разного диаметра, причем часть меньшего диаметра выполнена с осевым глухим цилиндрическим каналом со стороны тарельчатого клапана, часть большего диаметра выполнена с сообщенными между собой радиальным и осевым каналами, а в последнем размещен редукционный клапан, при этом шток жестко

5 связан с тарельчатым клапаном и установлен в глухом цилиндрическом канале блокировочного клапана с возможностью осевого перемещения.