Устройство для разрушения горных пород струей жидкости Советский патент 1993 года по МПК E21C25/60 

Изобретение относится к инструменту для резки и обработки горных пород струей жидкости в стационарных условиях. Подача жидкости к месту резания обеспечивается без использования высокопрочных транспортирующих трубопроводов.

Известно устройство, включающее в себя полый дисковый ротор, имеющий канал для подвода жидкости, привод для вращения ротора и заборный орган. Это устройство имеет следующие недостатки:

использование большого количества жидкости в результате потерь из-за встречного ударного действия аксиального хвостовика во встречный поток жидкости в полости ротора;

работа заборного устройства хвостовика в полости ротора под влиянием набегающего потока жидкости за счет сопротивления заборного устройства ограничивает его обороты и создает необходимость использования дополнительных затрат энергии на преодоление сопротивления деталей заборника с потоком жидкости. . Вследствие этого ударная сила струи имеет ограниченное действие и невысокий КПД.

Целью настоящего изобретения является создание режущего инструмента (резец, фреза) для обработки горных пород (мрамор, гранит) струей высоконапорной жидкости путем увеличения кинематической силы удара струи жидкости об обрабатываемую деталь.

Указанная цель достигается тем, что вращающийся ротор с оборотами, близкими к критическим за счет центробежных сил, через радиальные каналы повышает давление жидкости на периферии диска перед форсункой. Кроме того, вращение диска производится в сторону движения струи из форсунки, что способствует получению дополнительного ударного вектора скорости относительно неподвижной обрабатываемой детали. При таком способе относительная скорость вылетающей из форсунки струи концентрирует мощный кинематический удар на разрезаемую деталь.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для обработки горных пород - гидрофреза состоит из подводящего трубопровода 1, заборного устройства, рабочего диска 3 с уплотнением 2, радиальных каналов 4, форсунок 5, редуктора 6 и привода 7. На рисунке показана обрабатываемая деталь 8.

Работает устройство следующим образом.

От привода 7 через редуктор 6 диск приводится во вращение. Жидкость от насоса

(Л

С

vi ю

ON О N3

СО

через трубопровод 1 под давлением Рн поступает в заборное устройство рабочего диска 3. По радиальным каналам 4 жидкость за счет центробежных сил увеличивает давление в канале столба до периферии, где установлена форсунка 5, и через формирующее отверстие в форсунке жидкость со скоростью, близкой к звуковой или сверхзвуковой ударяет отбрабатываемую деталь. На срезе форсунки 5 вытекающая через нее струя жидкости, относительно обрабатываемой детали 8 имеет суммарную скорость: скорость от давления в полости диска и скорость, полученную за счет вращения диска 3. На периферии диска перед форсункой 5 образуется суммарное давление

+ Рц, ..-- где Рн:- давление насоса,

РН -давление центробежное

Pu mw2 R,

где m - масса,

w - угловая скорость вращения диска. R - радиус диска w 2 л п, где п-число оборотов диска

Рц m 4 л2 nR

Рс 4 л2 тРп2 + Рн

Струя жидкости в радиальной полости

диска, выходящая из форсунки имеет вектор скорости, полученный от сложения давления на входе в осевой канал и от влияния центробежной силы при вращении диска. К указанному вектору скорости суммируется

скорость вращения диска относительно неподвижной обрабатываемой детали. Таким образом, обрабатываемая горная порода испытывает значительно большее усилие режущей струй, чем от стационарного насоса при тех же режимах работы.

Изобретение относится к инструменту для резки горных пород. Сущность: рабочий дисковый орган выполнен с осевым и радиальными каналами для подвода жидкости и разрушаемому материалу и ycfaHOB- лен с возможностью вращения посредством привода. На выходе радиальных каналов установлены форсунки. 2 ил.

Формула и з о б р е т е ни я25

Устройство для разрушения горных по- рбд струей жидкости, включающее дисковый рабочий орган с осевым каналом для подвода жидкости, установленный с воз- 30 можностью вращения при помощи привода,

и каналы для подвода жидкости к разрушаемому материалу, от л и ч а ю щ е ее я тем, что с целью увеличения кинетической энергии струи жидкости, каналы для подвода жидкости к разрушаемому материалу выполнены в теле диска, расположены по его радиусу и имеют форсунки.

Л,

н

Фиг.1