Гидромонитор Советский патент 1991 года по МПК E21C45/08 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для гидро- отбойки горных пород.

Цель изобретения - повышение производительности гидроотбойки за счет обеспечения импульсного перемещения струи вдоль забоя.

На фиг.1 изображена принципиальная схема гидромонитора; на фиг.2 - схема воздействия на массив при гидроотбойке; на фиг.З - график изменения скорости перемещения струи во времени. .

Гидромонитор содержит подключенный к магистрали водоснабжения подводящий патрубок 1, на котором установлен шарнир 2 поворота в горизонтальной плоскости. На его поворотной обойме 3 размещена пара шарниров 4 поворота в вертикальной плоскости, поворотные обоймы 5 которых соединены со стволом 6. Между патрубком 1 и поворотной обоймой 3 установлен гидроцилиндр 7 горизонтального поворота с поршневой 8 и штоковой 9 полостями. Между поворотной обоймой 3 и стволом 6 установлен гидромонитор 10 вертикального поворота с поршневой 11 и штоковой 12 полостями.

Полости 8 и 9 гидроцилиндра 7 горизонтального поворота соединены соответственно с линиями управления 13. 14 через импульсные преобразователи 15, 16 потока масла, состоящие из гидроаккумуляторов 17t-18, установленных на линиях управления 13, 14 и управляемых по уровню давления распределителей 19, 20. Распределители 19, 20 выполнены в виде подпружиненных

о ю

00

Јь Ј

ю

регулируемыми пружинами 21, 22 клапанов 23, 24 расположенных в корпусах с образованием подклапанных 25,26 и заклапанных 27, 28 полостей.

Соотношение площадей Si и $2 клапанов 23 и 24 в подклапанных 25, 26 и заклапанных 27, 28 полостях принято, исходя из требуемой разности давлений открытия и закрытия клапанов 23 и 24, составляющей 10-15%:

S2/Si 0,1.0-0,15.

Подклапанные полости 25, 26 соединены с гидроаккумуляторами 17,18 и линиями управления 13, 14, а через обратные клапаны 29, 30 с полостями 8 и 9 гидроцилиндра 7. Заклепанные полости 27,28 также соединены с полостями 8 и 9. Линии управления 13, 14 через распределитель 31 пульта управления 32 подключены к маслонасосной станции 33, к которой также с помощью линий 34, 35 управления и распределителя 36 подключены полости 11, 12 гидроцилиндра 10 вертикального поворота. При работе гидромонитора по схеме с вертикальными зарубными щелями полости 11,12 гидроцилиндра 10 присоединяются к дополнительным импульсным преобразователям потока масла.

Гидромонитор работает следующим образом.

Перед включением в работу клапаны 23, 24 под действием пружин 21, 22 закрыты и распределителями 19, 20 полости 8, 9 гидроцилиндра 7 изолированы от линии управления 13, 14. Распределители 31, 36 пульта управления 32 находятся в средних положениях, перекрывая линии управления 13, 14 и 34, 35.

Включение гидромонитора в работу начинается с подачи высоконапорного потока воды от магистрали водоснабжения к подводящему патрубку 1. Далее через поворотные шарниры 2 и 4 поток поступает в ствол 6, где формируется стационарная высокоскоростная струя, истекающая на разрушаемый массив. Одновременно, например, с помощью гидротурбины приводится во вращение насос маслонасосной станции 33 и создается напорный поток масла.

С помощью распределителя 36 поток масла через линию управления 34 направляется в поршневую полость 11 гидроцилиндра 10, и ствол 6 опускается вниз для нарезания нижней врубовой щели. После этого с помощью распределителя 31 напорный поток масла направляется в одну из линий управления 13,14 например,влинию 13, соединенную с поршневой полостью 8 гидроцилиндра 7 горизонтального поворота. Клапан 23 под действием пружины 21

остается закрытым, и жидкость из линии 13 принимается гидроаккумулятором 17, например, пневматического типа. По мере принятия жидкости аккумулятором 17 объем его газовой полости уменьшается, а давление в нем и в линии 13, а также в подклапанной полости 25 возрастает.

Когда накопленный объем жидкости достигнет заданной величины, давление в ак0 кумуляторе 17 и полости 25 достигнет такой величины, при которой усилие, действующее на клапан 23 со стороны полости 25 превысит усилие пружины 21. Теперь клапан 23 открывается, и линия 13.соединяется

5 с полостью 8 гидроцилиндра 7. Поток жидкости из линии 13 и из гидроаккумулятора 17 поступает в полость 8, и гидроцилиндр 7 осуществляет поворот ствола 6 в горизонтальной плоскости, производя перемеще0 ние струи по горному массиву вдоль нарезаемой щели.

Жидкость, вытесняемая из полости 9 гидроцилиндра 7, через обратный клапан 30 поступает в линию 14 и через распредели5 тель 31 - в бак маслонасосной станции 33. По мере отдачи накопленной жидкости аккумулятором 17 давление в нем, линии 13 и полостях 25, 27 и 8 снижается. Однако клапан 23 остается открытым, так как высокое

0 давление в этот период действует и в под- клапанной полости 25 и заклапанной 27 на суммарную площадь

Si+S2-(1.1-1.15)S, Это продолжается до тех пор, пока дав5 ление в гидроаккумуляторе 17 и полостях 25,27 не снизится на 10-15%. Теперь усилие пружины 21 превышает усилие, действующее на клапан 23 со стороны полостей 25 и 27, и он закрывается. В результате прекра0 щается поступление напорного масла в полость 8 гйдроцилиндра 7, поворот ствола 6 и перемещение струи по массиву. Длительность периода поворота ствола 6 и перемещение струи tn составляет 0,003-0,01 с.

5 За это время благодаря накопленному аккумулятором 17 объему напорной жидкости осуществляется ускоренный поворот ствола 6 и перемещение струи вдоль нарезаемой щели на шаг отбойки t1(5-6)do,

0 где do - начальный диаметр струи.

После закрытия клапана 23 вновь весь расход жидкости из линии 13 принимается гидроаккумулятором 17 и вновь начинается период зарядки, за время которого давле5 ние в гидроаккумуляторе 17 возрастает на 1СИ5%.

Длительность этого периода 1н составляет 0,03-0,1 с, т.е. примерно в 10 раз больше, длительности периода перемещения струи tn. По окончании периода зарядки

вновь открывается клапан 23, начинается период перемещения струи, импульсный преобразователь потока жидкости 15 входит в автоколебательный режим.

В результате с помощью импульсного преобразователя 15 потока осуществляется импульсное перемещение струи 37 по массиву 38 вдоль нарезаемой щели 39 (см. фиг.2), при котором в течение времени ,003-0,01 с (см. фиг.З) струя 37 переме- щается на шаг отбойки t и в течение времени ;U 0-03-0,10 с остается неподвижной. Во время перемещения струи 37 с повышенной скоростью с горного массива 38 снимается стружка материала небольшой толщины h. После этого струя 37 останавливается на расстоянии t от второй обнаженной поверхности 40. Здесь струя 37 начинает образовывать воронку 41 (см. фиг,2).

По достижении воронкой 41 достаточ- ных размеров под действием усилия, сообщаемого струей 37, в перемычке 42 между забоем воронки 41 и второй обнаженной поверхностью 40 образуется система трещин. В дальнейшем под действием усилия от струи и сил гидравлического клина происходит отделение от массива 38 крупных частиц. Такой процесс дискретными актами продолжается до начала следующего перемещения струи 37, а за это время осущест- вляется полный скол перемычки 42 и образование щели глубиной Н.

После поворота ствола 6 до одного крайнего положения распределителем 31 переключается напорной поток масла с ли- нии 13 на линию 14. При этом аналогично описанному включается в автоколебательный режим импульсный преобразователь 16 потока и импульсными порциями подает масло в штоковую полость 9 гидроцилиндра 7, который в импульсном режиме перемещает ствол 6 и струю 37 в противоположном

направлении. За несколько таких возвратных проходов струи 37 нарезается врубовая щель 39 на требуемую глубину заходки, Вслед за этим с помощью распределителя 36 подается напорный поток масла в линию управления 35 и по ней в штоковую полость 12 гидроцилиндра 10. Ствол 6 поднимается на величину плеча отбойки, и вновь гидроцилиндром 7 с импульсными преобразователями 15, 16 потока в горизонтальной плоскости совершаются возвратно-поворотные движения ствола 6 в импульсном режиме. При этом нарезается новая врубовая щель и производится отбойка массива между щелями. За несколько аналогичных циклов нарезания врубовой щели и отбойки подрезанного массива осуществляется разрушение массива по всей мощности на глубину заходки.

Формула изобретения Гидромонитор, включающий ствол, соединенный через шарниры с подводящим патрубком и пульт управления с распределителями, соединенными с маслонасосной станцией и линиями управления - с гидроцилиндрами поворота ствола, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности гидроотбойки за счет обеспечения импульсного перемещения струи вдоль забоя, он снабжен импульсными преобразователями потока масла, каждый из которых выполнен из гидроаккумулятора, установленного на линии управления, и из распределителя с подпружиненным клапаном, расположенным в его корпусе, с образованием заклапанной и подклапанной полостей, при этом подкла- панная полость сообщена с линией управления и гидроаккумуляторбм. а заклапанная полость соединена с одним из гидроцилин- дров поворота ствола.

«-s

«

CM

ЯГ 03

o

«D

Л «-s

U

Изобретение относится к горной промети и предназначено для гидроотбойки горных пород. Цель - повышение произв-сти гидроотбойки за счет обеспечения импульсного перемещения струи вдоль забоя. Гидромонитор содержит ствол 6, пульт 32 управления с распределителями 31, 36 и импульсные преобразователи 15, 16 потока масла. Ствол 6 соединен через шарниры 2 и 4 с подводящим патрубком 1. Распределители 31, 36 соединены с маслонасосной станцией 33 и линиями управления /ЛУ/ 13, 14, 34, 35 - с гидроцилиндрами /ГЦ/ 7, 10 поворота ствола 6. Импульсные преобразователи 15, 16 выполнены из гидроаккумуля- торов 17, 18, установленных на ЛУ 13, 14 и из распределителей 19, 20. Распределители 19, 20 содержат подпружиненные клапаны 23,24, расположенные в их корпусах с образованием заклапанных 27, 28 и подклапан- ных 25, 26 полостей /П/. Подклепанные П 25, 26 сообщены с ЛУ 13, 14 и с гидроаккумуляторами 17, 18. Заклапанные П 27, 28 соединены с ГЦ 7 поворота ствола 1. В гидроаккумуляторах 17, 18 происходит накопление масла. Клапаны 23, 24 обеспечивают прерывистую подачу масла в ГЦ 7. Ствол 6 импульсно перемещаться с помощью ГЦ 7. Зил. сл

.J