Гидроимпульсатор Советский патент 1990 года по МПК E21C25/60 E21C45/04 

1 75 10 15J211 2J

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разрушения горного массива. Цель - повышение производительности гидроотбойки за счет увеличения давления струи. Гидроимпульсатор включает генератор колебаний, в корпусе которого установлены поршень-клапан 5 с образованием сбросной 14 и запоршневой 15 камер и дифференциальный поршень 17 с образованием рабочей 18, взводящей 19 и поршневой 20 камер. На корпусе установлены рабочая 3 и сбросная 4 насадки. Поршневая камера 20 соединена с рабочей камерой 18 с помощью трубопровода 21 и установленного в нем обратного клапана 22. Взводящая камера 19 сообщена переводной трубкой 23 со сбросной камерой 14. Рабочая насадка 3 сообщена с рабочей камерой 18. Жидкость из поршневой камеры 20 по трубопроводу 21 через обратный клапан 22 поступает в рабочую камеру 18. Дифференциальным поршнем 17 жидкость из рабочей камеры 18 вытесняется через рабочую насадку 3 и в виде струи направляется на объект разрушения. 1 ил.

18

О СО

Os

о о

по /1/1 I 21221917 J

Изобретение относится к горной промышленности, предназначено для разрушения горного массива и является усовершенствованием известного устройства по основному авт. ев, ht 735765.

Цель изобретения - повышение производительности гидроотбойки за счет увеличения давления струи.

На чертеже изображен гидроимпульса- тор, продольный разрез.

Гидроимпульсатор включает в себя гид- ропневмоаккумулятор 1. ударный трубопровод 2 и генератор колебаний, содержащий закрепленные на корпусе рабочую 3 и сбросную 4 насадки, размещенные в корпусе полый поршень-клапан 5 с наконечником б и окнами 7. седла 8 и 9 низкой и высокой сторон, воздушную полость 10 с разделительной диафрагмой, переводную трубку 11 с дросселем 12 переменного сопротивления и вентиль 13 управления. Поршень-клапан 5 образует с корпусом генератора колебаний сбросную 14 и запоршневую 15 камеры и камеру 16 управления, а дифференциальный поршень 17 - рабочую 18, взводящую 19 и поршневую 20 камеры. Поршневая 20 и рабочая 18 камеры соединены трубопроводом 21, в котором размещен обратный клапан 22, обеспечивающий подачу рабочей жидкости из поршневой камеры 20 в рабочую камеру 18. Сбросная камера 14 генератора колебаний соединена с взводящей камерой 19 переводной трубкой 23. Рабочая насадка 3 соединена с камерой 18.

Гидроимпульсатор работает следующим образом.

Перед пуском идроимпульсатора вентиль 13 управления открыт, и поршень-клапан 5 находится в крайнем левом (по чертежу) положении, прижимая наконечник 6 к седлу 8, Вода, поступающая в запоршневую камеру 15 по переводной трубке 11 с дросселем 12, вытекает через вентиль 13, и давление в запоршневой камере 15 близко к атмосферному, а в камере 16 управления. в которую жидкость поступает через окна 7 полого поршня-клапана 5, близко к подводимому давлению, поэтому поршень-клапан 5 удерживается в этом положении. Вода через полый поршень-клапан 5 поступает в поршневую камеру 20 и далее по трубопроводу 21 через обратный клапан 22 и рабочую камеру 18 истекает из рабочей насадки 3. Так как площадь поршневой поверхности дифференциального поршня 17 со стороны поршневой камеры 20 больше, чем со стороны рабочей камеры 18, он перемещается в крайнее правое положение. Гидроимпульсатор находится в исходном положении.

При закрытии вентиля 13 управления давление в запоршневой камере 15 начинает возрастать. Когда оно станет близким по значению давлению в камере 16 управления. поршень-клапан 5 перемещается в крайнее правое положение и достигает седла 9. Перемещение поршня-клапана 5 при близких по значению давлениях в камерах 15 и 16 происходит за счет дополнительного

0 усилия, которое оказывает давление воды на наконечник 6 поршня-клапана 5. В результате перемещения последнего открывается доступ воды к сбросной насадке 4, сопротивление которой меньше сопротив5 ления рабочей насадки 3. Происходит гидравлический удар. Давление в зоне генератора колебаний уменьшается. По ударному трубопроводу 2 к гидропневмоак- кумулятору 1 распространяется волна пони0 женного давления. В зто время вода из запоршневой камеры 15 истекает по переводной трубке 11 с дросселем 12 в поршневую камеру 20, а далее через трубопровод 21. рабочую камеру 18, насадку 3 - в атмос5 фару. Жидкость из сбросной камеры 14 по трубке 23 поступает во взводящую камеру

19и, воздействуя на поршневую поверхностью дифференциального поршня 17, перемещает его в крайнее левое положение,

0 вытесняя жидкость из поршневой камеры

20по трубопроводу 21 в рабочую камеру 18. Жидкость, поступающая из запоршневой камеры 15 в переводную трубку 11, прижимает клапан дросселя 12 к седлу, и вода

5 проходит только через канал в клапане, что обеспечивает медленное снижение давления. Скорость изменения давления зависит от параметров воздушной полости 10 и сопротивления канала дросселя 12.

0 В то время, как давление в камере 15 плавно уменьшается, давление перед сбросной насадкой 4 и в камере 16с приходом каждой очередной отраженной от гидро- пневмоаккумулятора 1 волны пониженного

5 давления скачкообразно увеличивается, стремясь к величине подводимого давления. Когда давление в камере 15 станет меньше давления в камере 16 на величину, обусловленную конструктивными параметрами пор0 шнн-клапана 5, последний перемещается в левое крайнее положение и прижимается к седлу В. Сопротивление системы увеличивается. Происходит гидравлический удар. Дав- леиие в зоне генератора колебаний

5 возрасгает до повышенного. Начинается высокая фаза автоколебсчний. К гидропневмоак- кумулятору 1 по ударному трубопроводу 2 распространяется волна повышенного давления, В течение высокой фазы вода поступает в поршневую камеру 20 и воздействует

на дифференциальный поршень 17, вызывая его перемещение вправо. Дифференциальный поршень 17 вытесняет воду из рабочей камеры 18 через насадку 3 и из взводящей камеры 19 по трубке 23 в сброс- ную камеру 14 и далее через сбросную насадку 4 в атмосферу. Давление в рабочей камере 18 определяется соотношением поршневых площадей дифференциального пор- шня 17, размещенных в рабочей и поршневой камерах 18 и 20. Поскольку площадь поршневой поверхности дифференциального поршня 17 в рабочей камере 18 в несколько раз меньше, чем в поршневой камере 20, то и давление в камере 18 в период высокой фазы импульса выше, чем в поршневой камере 20. Так как давление в камере 18 выше, чем в камере 20, то обратный клапан 22 закрывается, и расход воды по трубопроводу 21 прекращается. Таким образом, жидкость из рабочей камеры 18 вытесняется дифференциальным поршнем 17 только через рабочую насадку 3, что обеспечивает повышение давления в импульсе и производительность гидроотбойки.

В период высокой фазы импульса вода из поршневой камеры 20 по переводной трубке 11 с дросселем 12 поступает в запор- шневую камеру 15. Клапан дросселя 12 при этом отжат от своего седла, поэтому гидравлическое сопротивление дросселя меньше, чем в период вытекания воды из запоршне- вой камеры 15, и увеличение давления в последней происходит значително быстрее снижения в низкой фазе.

Когда отраженная от гидропневмоакку- мулятора 1 волна повышенного давления достигает генератора колебаний, давление в управляющей камере 16 скачкообразно снижается от повышенного до подводимого и меньшего последнего, что зависит от скорости движения дифференциального порш- ня 17. К зтому времени давление в запоршневой камере 15 успевает увеличиться до величины, необходимой для пере- мещения поршня-клапана 5 в правое крайнее положение. Когда это происходит, гидравлическое сопротивление системы умен.ьшается. Вода поступает из сбросной камеры 14 в сбросную насадку 4 и по трубке 23 во взводящую камеру 19. По ударному трубопроводу 2 распространяется волна пониженного давления по сравнению с подво- димым давлением, дифференциальный поршень 17 перемещается влево, и цикл повторяется.

Формула изобретения Гидроимпульсатор по авт. св. Me 735765, Отличающийся тем, что, с целью повышения производительности гидроотбойки за счет увеличения давления струи, он снабжен дифференциальным поршлем, расположенным в корпусе генератора колебаний с образованием рабочей, взводящей и поршневой камер, при зтом поршневая камера соединена с рабочей камерой посредством трубопровода и установленного в последнем обратного клапана, а взводящая камера сообщена посредством переводной трубки со сбросной камерой, причем рабочая насадка сообщена с рабочей камерой.