Гидроимпульсатор Советский патент 1978 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к гидроимпульсаторам для разрушения горных пород струями воды. Известен гидроимпульсатор, содержащий два ударных трубопровода, два ствола с насадками одинакового диаметра: н генератор колебаний с мембранным пневмогидроприводом ij . Однако в этом устройстве через насадки проходит как поток повышенного, так и поток пониженного давления, что снижает эффективность струй. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является гидроимпульсатор, включающий гидропневмоаккумулятор, ударный трубопровод, стволы с рабочей и сбросной насадками, генератор колебаний с поршень-клапаном и седлами низкой и высокой стороны, а также гидропневм привод с воздушной полостью, разделительной диафрагмой и поддерживающей решеткой Недостаток этого гидроимпульсатора заключается в низкой эффективности.разрушения горных пород. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения горных пород за счет сокращения длительности формирования импульса. , Это достигается тем, что воздушная полость гндропневмопрнвода соединена с заседельным пространством высокой стороны, при этом воздушная полость и ее элементы выполнены кольцевыми и расположены вокруг цилиндрического корпуса генератора колебаний. На чертеже изображен .общий вид гидроимпульсатора,разрез. Гидроимпульсатор имеет гидропневмоаккумулятор 1, ударный трубопровод 2, рабочую 3 и сбросную 4 насадки, генератор колебаний, содержащий полый поршень -клапан 5, седла низкой 6 и высокой 7 стороны, воздушную полость 8 с разделительной диафрагмой 9 и поддерживакзщей решеткой 10. Воздушная полость соединена с заседельным пространством :высокой стороны через переводную трубку 11. а с атмосферойчерез вентиль управления. Рабочая; насадка имеет большее гидравлическое сопротивление, чем сбросная насадка, которая мо жет быть заменена окнами в корпусе генератора колебаний с эквивалентным гидравлическим сопротиачением, Поршень-1слапан имеет окна 13. Гидроимпульсатор работает следующим образом,. При открытом вентиле управления 12 по шень-клапан 5. находится в крайнем левом положении, и вода из магистрального (напо ного) водовода, к которому подсоединяется гвдроймпульсатор, проходит через гидропнев моаккумулятор 1, ударный трубопровод 2 и истекает через рабочую насадку 3. Посту пающая через переводную трубку 11 в воздугиную полость 8 вода истекает через вентиль 12 управления. Давление в полости ги рояривода с низкой стороны (полость 14) близко к атмосферному, а с высокой стороны {полость 15), благодаря наличию окон 13 -в поршень-клапане 5, близко к давлению в ударном трубопроводе 2, При закрытии вентиля управления давление в полости 14 возрастает, что приводит к перемещению поршень-клапана 5 в крайнее правое положение. Прекращается доступ потока к рабочей насадке 3 и открывается доступ к сбросной насадке 4. Сопротивление системы уменьшается, Проис ходит гидравлический удар. Давление воды .в зоне генератора колебаний сни аетсн, и волна этог гюниягенного давления распространяется по ударному трубопроводу 2 к гидропневмоаккумулятору .1 и отражается от него волной давления, близкого к подводимому Б тичеи;ие времени распространения ударной вол ны пониженного давления, вода под этим давлением истекает через сбросную насадку 4, В это же время через рабочую насадку 3 вытекает вода из полости 14, в результате чего давление в ней плавно снижается и становится меньше, чем пониженное давление в ударном трубопроводе 2, Плавное изменение давления в полости 14 обеспечивается упругостью воздушной полости 8 и сопротивлением переводной трубки Ц, В момент прихода к генератору колебаний отраженной волны давление перед сброс ной насадкой 4, а следовательно, и в полост 15, скачкообразно возрастает, оставаясь од нако меньшим, чем подводимое. К этому же времени в полости 14 давление снижается почти до атамосферного. Поэтому на гидроприводе возникает макси.мальный перепад давления и поршень-клапан б с максимально возможной скоростью перемещается в KpafiHee левое положение. Прекращается доступ потока к сбросной насадке 4 и открывается - к рабочей насадке 3. Сопротивление системы возрастает. Происходит пщравлическйй удар. Давление в зоне генератора колебаний и перед рабочей насадкой 3 воз|эастает до повышеннога, по сравнению с подводимым. К гвдропневмоаккумулятору 1 распространяется ударная волна повышенного давления, отражаясь, от него опять же волной дашхения, близкой к подводимому. В течение времени распространения волны повышенного давления, вода истекает через рабочую насадку 3 и по переводной: трубке 11 поступает Б полость14. Вследствие упругости .воздушной полости 8 и сопротивления трубки 11, давление в полости 14 плавно возрастает, стремясь к повышенному, В момент прихода к генератору колебаний отраженной волны, давление перед рабочей насадкой 3 и в полости 15 скачкообразно снижается до величины, несколько меньшей подводимого. На гидроприводе возникает перепад давления, нод действием которого поршень-клапан 5 перемещается в крайнее правое положение, процесс работы устройства повторяется. Значения перепадов давления на гидроприводе, поршень-клапана 5 (в полостях 14 и 15), а также повышенного и пониженного давления, зависят от соотношения гидравлических сопротивлений рабочей 3 и сбросной 4 насадок, сопротивления пб реводной трубки 11 и параметров воздушной полости 8. В з.ависимоти от последних, при уменьшении давления в полости 14, разделительная диафрагма 9 может выстилаться на поддерживакущей решетке 10. Б этом случае давление в полости 14 падает до атмосферного, .что при водит к максимальному перепаду на гидроприводе при закрытии с броской насадки 4, Далее цикл повторяется,формулаизобретенияГидроимпульсатор, вхшючающий гидропневмоаккумулятор, ударный трубопровод, ствоы с рабочей и сбросной насадками, генератор колебаний с поршень-клапаном и седлами низкой и высокой стороны, а та.кжа гид-. ропневмопривод с воздушной полостью, .разелительной диафрагмой и поддерживаюшей . решеткой, отличающийся тем, что, . с целью повышения эффективности разрушения горных пород за счет сокращения длительности формирования импульса,- воздушная по ость гидропневмопривода соединена с засеельным пространством высокой стороны, при этом воздушная лолость и ее элементы выполнены кольцевыми и расположены .

вокруг цилиндрического корпуса генерат колебаний.

Источники информации, принятые во в нмднйе при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 237776, кл. Е 21 с 45/ОО,. 1969.

2. Авторское свидетельство СССР №244991,, кл. Е 21 С 25/60, 1969.

LJ

ГТг...

8 9 )0

if 5