Роторный водомет Советский патент 1978 года по МПК E21C45/00 

(54) РОТОРНЫЙ ВОДОМЕТ

Изобретение относится к устройствам для создания высоконапорных импульск.ых струй, предназначенных для разругиения горкь:х пород высокой крепости. Известно устройство для создания импуль сных струй жидкости, включаюшее высоконапорное сопло и ударную камеру Ll. Известно также устройство для разрушения горных пород, состоящее из сопла, выполненного в виде соосно расположенных внутреннего и внешнего маховике, образующих кольцевой канал, и ударной камеры |2 Недостаток известных устройств заключается в необходимости герметизации ударной камеры, а также в сложности их конструкции. Целью изобретения является увеличение дальности попета струи и повышение частоты ее пульсаций, Это достигается , что внешний и вну ренний маховики установлены на неподвижной оси сопла с возможностью встречного перемешекия вдоль оси вращения, при этом ударная камера образована кольцевым каналом внешнего и выступом внутреннего махо виков. На фиг. 1 покйзан предлагаемый водомет, вертикальный разрез вдоль оси вращения маховиков; на фиг. 2 дан поперечный вертяканьный А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - развертка сечения Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 развертка сечения В-В на фиг. 2. На неподвижной оси жестко присоединенной к корпусной детали 2 ман шулятора проходческой MatUHHbi (не показаны), уртановлены маховики 3 и 4 с воаможносггью встречного перемещения вдоль оеи 1. Положение маховика 3 при перемещении вдоль оси 1 фиксировано с правой (по фиг, 1) стороны плунжером 5, ас левей стороны плунжером 6. Положение маховика 4 при перемещении вдоль оси I фиксировано с правой (по фиг, 1) стороны плунжером 6, а с ле- Jэoй стороы плунжером 7. Усилие со стороны плунжеров 5, 6 и 7 на маховики 3 и 4 переоается через упорные подшипники 8-11. В ось I змонтированы генераторы 12 в 13 бегущего магнитного поля, к которым по каналам 14 и 15 подводится алектроенвргия.

Плунжеры 5 помещены в расточенные отверстия во фланце оси 1, сии постоянно находятся под действием сжатого газа, который по дается по каналу 16, Плунжеры 6 помещены в расточенные отверстия кольцевой корпусной детали 17, жестко скрепленной с осью 1. На плунжере 6 периодическл воздействует давление жидкости, которая поступает по каналу 18 из системы управления. Плунжеры 7 постоянно находятся под действием сжатого газа, который подается по каналу 19. Плунжеры 7 помещены в от верстия фланцеобразной детали 20, жестко скрепленной с осью 1. Гидравлические, пневматические полости и магистрали подвода жидкости и газа плунжеров 5, 6 и 7 герметизированы стандартными ПОДБИЖНЬСМИ и неподвижными уплотнениями.

На корпусной детали 2 установлены датчи1Ш 21 и 22, реагирующие на постоянные 20 магниты,вмонтированные в { шховпки 3 и 4 В маховике 4 на левом торце вьшолнен кол цеобразный паз, Полость 23 паза сообщена каналом 24, кольцевой расточкой 25 и каналом 26 с источником низконапорной жндкости (не показан). На дне полости находят ся выступы 27 и 28, расположенные под углом один к другому. На маховике 4 на правом торце вьшолнен кольцеобразный выступ 29, сопряженный с пазом 23 ио ходовой посадке. На правом торце кольцеобразного выступа 29 находятся йаГступы 30 и 31, расположенные под углом один к друго : му. На односкатных сторонах выступов 30 и 31 вьшолнены отверстия 32, в которые жестко вмонтированы струйные насадки 33. Каждое отверстие 32 сообщено с наружной боковой поверхностью маховика 4 отверстием 34. На правом торце выступа 29 вьшолнены пазы 35, сообщенные с левым торцом маховика 4 отверстиями 36. В пределах действия генераторов 12 и 13 бегущего магнитного поля маховик;. 3 и 4 снабжены соответствующими конструк;тивными элементами электромагнитной связи. Устройство работает еле дующим образом В исходном положении {см. фиг. 1 и 3) под действием давления жидкости, поступающей по каналу 18 из системы управления, маховик 3 смещен вправо до упора подшипника 8 во фланец, оси 1, а маховик 4 смещен влево до упора подшипника 11 во флан цеобразиую деталь 2О, Генераторы 12 и 13 включены. Под действием магнитного поля маховика 3 и 4 разгоняются в разные стороны до скоростей соответственно Одновременно по каналу 26 в полость 23 постоянно подакп ниакшапорную жидкость. Благодаря центростремительным ускорениям, жидкость в полости 23 находится под действием гидростатического давления. Подачу жидкости через канал регулируют, чтобы ее расход превышал утечки через зазор между наружной поперхностью выступа 29 и поверхностью кольцевого паза. Избыток жидкости удаляется из полости 23 паза по каналам 36 в атмосферу.

В момент соответствующий взаимному положеншо маховиков 3 и 4, изображенному на фиг. 3, по команде из системы управления канал 18 сообщается с атмосферой. При сообщении каналов 18 с аллосферой давление управляющей жидкости,. воздействующее

1на плунжеры 6, снимается. В направпенигГ вдоль образующей оси 1 маховика 3 и 4 оказываются только под воздействием плунжеров 5 и 7 соответственно. Под действием плунжере маховики 3 и 4 сближаются до положения, показанного на фиг, 4. Массы маховиков 3 и 4 таковы, что суммарный импульс маховиков 3 и 4 в направлений их встречного движения вдоль оси 1 всегда равен нулю,что обеспечивается соответствующим пыбором суммарного проходного сечения отверстий 35 и паза 36. В положении, соответствующем показанному на фиг. 4, остаток жидкости, находившийся в полости 23 йаза, сказывается замкнутым со всех сторон в полости, Kpcevie отверстия в насадке 33. С этого момента вращательная кинематич1эсЕая энергия маховиков 3 и 4 преобра ется в кинетическую энергию вьшетающей из насадка 33 жидкости. Полости сотел к этому моменту свободны от жидкости, что способствует ускорению переднего фронта струй до динамического напора, превьпиающего статическое давление на входе в насадок. Формула изобретения Роторный водомет для разрушения ropin ix пород, включшощий сопло, вьшолненное из соосно расположенных внешнего и внутреннего маховиков, образующих кольцевой канал И ударную камеру, отличающийся тем, что, с целью увеличения дальности полета струи и псжышения частоты ее пульсаций, внешний и внутренний маховики установлены на неподвижной оси сопла с возможностью встречного перемещения вдоль оси вращения, при этом ударная камера образована кольцевым каналом внешнего и выступом внутреннего маховиков. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1,Авторское свидетельство N 144454, кл. Е 21 С 45/ОО, 1961. 2.Авторское свидетельство № 152433, КЛ.Е 21 С 45/00, 1960.