Установка для электротермомеханического разрушения горных пород Советский патент 1977 года по МПК E21C27/00 

1

Изобретение относится к технике разрушения горных дород электротермомеханическим способом и может быть иснльзовано в установках, предназначенных для проходки выработок в креиких породах.

Известен комбайн для размельчения камня для разрушения материала в шахтах, каменоломнях, на строительных участках, содержащий генератор, передаюш.ий волноводный тракт, излучатели электромагнитных волн

LI.

Известна также установка для электромеханического разрушения горных пород, содержашая источник ускоряюшего иаиряжеиия, усилитель СВЧ, излучатель электромагиатиых волн, волиоводный иередаюш,ий тракт и механнческий породоразрушаюший орган 2.

Недостатками известных устаиовок являются неустойчивая работа магнетрона при некоторых значениях КСВН и фазы отраженной волны в нередаюнхем тракте; скачки частоты, резкие искажения спектра генерируемых колебаний п срыв генерации, если магнетрон и нагрузка соединены длинной линией; отсутствие автоматического регулирования режима работы магнетрона, что затрудняет обеспечение оитимальпого режима работы, усложняет обслуживание, снижает КПД и ироизводительность установки.

Предлагаемая установка снабжена двумя аттенюаторами с включенным между ними фазовраш,ателем и оптимизатором, вход которого соединен с волноводным иередаюш,им

трактом, а выходы иодключены к фазовраш,ателю и к одному из аттенюаторов, причем входы аттенюаторов подсоединены к волноиодному передаюш.ему тракту. Это позволяет повысить надежность и ироизводительность

становки.

Па чертеже ириведена принципиальная схема оиисываемой установки.

Установка cocToiir из регулируемого источипка 1 ускоряющего напряжения, мощного

сверхвысокочастотиого усилителя 2, работающего в режиме самовозбуждеиия, цепи обpaTHOii связи, содержащей ответвитель 3, регулируемые аттенюаторы 4 и 5 и фазовращатель (5, волиоводного нередающего тракта 7,

излучателя 8 электромагнитных воли п механического иородоразрушающего органа 9. К волноводиому тракту иосредством, наиример, одиого из илеч двойного ответвителя 10 и выпрямителя 11 подключен оптимизатор 12,

связанный на выходах с цеиями управленпя аттенюатора 4 и фазовращателя 6. Цепь управления аттепюатора 5 посредством, например, усилителя 13 и выпрямителя 14 подсоединена к другому плечу ответвителя 10. К

волноводпому тракту иодключены индикаторы 15 и 16 для контроля падающей и отраженной мощности.

Устройство работает следующим образом.

При некотором значении ускоряющего напряжения, подаваемого на усилитель от источника 1, оптимизатор 12 с помощью аттенюатора 4 при периодической перестройке фазовращателя 6 обеспечивает увеличение связи обратной цепи с волноводным трактом до получения автоколебаний в усилителе. В дальнейшем посредством того же оптимизатора автоматически достигается соответствующий заданному значению ускоряющего напряжения максимум выходной мощности при оптимальном режиме работы усилителя с наибольшим КПД. Энергия электромагнитного поля от усилителя через волноводный тракт поступает к излучателю, который направляет ее на забой. В результате воздействия электромагнитного поля на забой поверхностный слой породы разрушается или ослабляет свою прочность, вследствие чего облегчается доразрушение его механическим органом.

При изменении ускоряющего напряжения цикл работы оптимизатора автоматически повторяется до получения нового максимального значения выходной мощности, также соответствующего оптимальному режиму работы с наибольшим коэффициентом полезного действия. В результате этого при каждом уровне выходной мощности, определяемом свойствами разрушаемых пород, обеспечивается работа усилителя в оптимальном режиме с наибольшим КПД.

В процессе разрушения горных пород и изменения их электрических свойств в результате нагрева, изменения влажности, формы обнажения и т. п. может существенно изменяться величина отраженной от породы в сторону усилителя МОЩНОСТИ СВЧ, что приводит в отдельных случаях к выходу его из строя. Поэтому в схеме установки с помощью аттенюатора 5 предусмотрена возможность срыва колебания в усилителе и кратковременного выключения его посредством изменения ослабления и расстройки цепи обратной связи в случае, если уровень отраженной от забоя мощности .превышает допустимый. Установка для электротермомеханического разрушения позволяет авто.матически регулировать ослабление и фазовый сдвиг цепи обратной СВЯЗИ, что повышает КПД и надежность установки.

Формула изобретения

Установка для электротермомеханического разрушения горных пород, содержащая источник ускоряющего напряжения, усилитель

СВЧ, излучатель электромагнитных волн, волноводный передающий тракт и механический породоразрушающий орган, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и производительности установки, она

снабжена двумя аттенюаторами с включенным между ними фазовращателем и оптимизатором, вход которого соединен с волноводным передающим трактом, а выходы подключены к фазовращателю и к одному из аттенюаторов, причем входы аттенюаторов подключены к волноводному передающему тракту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР № 58084, кл. 5Ь 35/20, опубл. 1970.

2. Авторское свидетельство N° 109349, кл. Е 21С 27/01, 1956.

75 -

-В-(С-4

W

в о -С)

.