Способ разрушения грунта струей воды и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21C45/02 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для гидравлического разрушения грунта.

Цель изобретения - повышение производительности при разрушении грунта за счет усиления гидродинамического воздействия импульсной струи воды.

На чертеже изображено устройство, вид сбоку.

Устройство включает напорный шланг 1, ствол 2, закрепленную на нем насадку 3 с соплом 4 и электроды 5, установленные в диэлектрике 6 и соединенные с источником 7 напряжения проводами 8.

Электроды 5 установлены с внешней стороны насадки 3 перед ее соплом 4 с возможностью создания импульсного электрического искрового разряда в струе воды.

Способ разрушения грунта струей воды осуществляют следующим образом.

Воду подают по напорному шлангу 1 в ствол 2 и насадку 3. Истекая компактной струей из сопла 4 с большой скоростью, она создает гидродинамическое воздействие на размываемый грунт с последующим его разрушением. Электроды 5 установлены так. что электроразряд происходит в плоскости поперечного сечения струи, а искра прошивает струю воды. Имея большую температуру, искра превращает воду в пар, и происходит разрыв сплошности струи. В ней возникает локальный скачок давления, распространение которого по струе сопровождается изменением площади живого сечения струи и возникновением кавитационных пузырьков в области разрежения. Вода нагнетается высоконапорным насосом под давлением свыше 1-2 МПа, приобретая на выходе из сопла скорость V свыше 20-60 м/с. Усиления воздействия струи на размываемый

О

о со

§

грунтдостигаютсозданием импульсного электрического искровогоразрядачерез интервалы времени Т, равные фазе распространения возмущений в струе:

(1-V2/C2),

где С - скорость распространения ударной волны;

I - расстояние от сопла до забоя. Резонанс создает значительную амплитуду ударной волны скачка давления, рас- пространение которой в скальном грунте приводит к увеличению микротрещин и снижению способности противостоять размыву.

Ф о рмул а изоб рете н и я

1. Способ разрушения грунта струей воды, включающий подачу напорной воды в ствол, осуществление импульсного электрического искрового разряда и формирование струи воды в сопле насадки, отличаю щ- и и с я тем, что, с целью повышения производительности при разрушении грунта за счет усиления гидродинамического воздействия импульсной струи воды, импульсный электрический искровой разряд производят с внешней стороны насадки в струе воды после истечения ее из сопла с интервалом времени, равным фазе распространения возмущений в струе воды.

2. Устройство для разрушения грунта струей воды, включающее ствол, закрепленную на нем насадку с соплом и электроды, соединенные с источником напряжения, о т личающееся тем, что, с целью повышения производительности при разрушении грунта за счет усиления гидродинамического воздействия импульсной струи воды, электроды установлены с внешней стороны насадки перед ее соплом с возможностью создания импульсного электрического искрового разряда в струе воды.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для гидравлического разрушения грунта. Цель - повышение производительности при разрушении грунта за счет усиления гидродинамического воздействия импульсной струи воды. Устройство включает ствол 2, закрепленную на нем насадку 3 с соплом 4 и электроды 5. Электроды 5 соединены с источником 7 напряжения и установлены с внешней стороны насадка 3 перед ее соплом 4. Электроды 5 расположены с возможностью создания импульсного электрического искрового разряда в струе воды, напорную воду подают в ствол 2. В сопле 4 формируется струя воды. Импульсный электрический искровой разряд производят с внешней стороны насадки 3 в струе воды после истечения ее из сопла 4 с интервалом времени, равным фазе распространения возмущений в струе воды. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

7-X/////W/

6 5