Гидроимпульсатор Советский патент 1979 года по МПК E21C45/00 

(54) ГИДРОИМПУЛЬСАТОР

Изобретение относится к области разрушения горных пород с помощью импульсных гидравл гческих струй.

Известен гидроимпульсатор для подачи воды повышенного давления на разрушаемый объект, включающий напорный трубопровод, СТВОЛЫ с насадками разных диаметров и клапаны 1J

Однако известный гидроимпульсатор имеет низкую эксплуатационную надежность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является гидроимпульсатор, включающий напорный водовод, разрядник рабочий и сбросно СТВОЛЫ с насадками и запорное устройство 2 .

Цель изобретения - обеспечение эффективности разрушения горных пород путем увеличения кратности повышения давления.

Это достигается тем, что запорное устройство выполнено в виде поршневого ударника с обратным клапаном и снабжено каналами для периодического сообщения рабочего и сбросного стволов с напорным водоводом.

На чертеже схематически изображен предлагаемый гидроимпульсатор в разрезе.

Гидроимпульсатор включает в себя напорный водовод 1, разрядник 2, рабочий 3 и сбросной 4 СТВОЛЫ с насадками раз- ных диаметров. Запорное устройство гидроимпульсатора с пневмогидроприводом имеет корпус 5, поршневой ударник 6 с каналами и обратным клапаном 7, водовод 8 с трехходовым краном 9, переводную трубку 1О, регулируемые дроссели 11 и 12, ПОЛОСТЬ 13 со сжатым газом и разделительную диафрагму 14.

Работает гидроимпульсатор следующим образом.

При положении трехходового крана 9, показанном на чертеже, вода от напорного водовода 1 поступает через водовод 8 в ПОЛОСТЬ А и через регулируемый дроссель 11 и переводную трубку 1О - в по- лость Б, а также через каналы ударника 6 и обратный клапан 7 - к насадку рабочего ствола 3. Так как давления в полос тях А и Б равны, а со стороны нанорного водовода на ударник воздействует скоростной напор, то ударник находится в крайнем правом положение и вся вода поступает от нанорного водовода 1 к насадку рабоче го ствола 3. При новороте крана 9 напорный водовод 1 отсекается от нолости А и она сообщае ся с атмосферой, в результате чего сбра сывается вода из полости А. При этом давление в полости А становится много меньше, чем в полости Б, и за счет перенада давления ударник 6 перемещается в крайнее левое положение, открывая дополнительный доступ воды через свои каналы от нанорного водовода 1 к сбросному стволу 4. При таком положении ударника с помощью его каналов и обратного клапана 7 рабочий 3 и сбросной 4 .стволы сообщены с напорным водоводом 1 При возврате трехходового крана 9 в исходное положение вода от напорного водовода 1 поступает в полость А. Удар ник 6 за счет резкого повышения давле ния в полости А. до давления, равного в напорном водоводе 1, и за счет скорост- ного напора, действующего со стороны напорного водовода 1, начинает перемещаться вправо, перекрывая доступ водь: к сбросному стволу 4, т, е. в системе происходит резкое увеличение гидравлического сопротивления. Перед ударником 6 возникает гидравлический удар. Наступает фаза повышенного, давления. Давле ние .воды перед ударником б, в его кана. лах и рабочем стволе 3 резко возрастает Это же давление распространяется через водовод 8 в полость А и через дроссель 11 и переводную трубку10 - в полость. . Б. Так как увеличение давления в полос ти Б задерживается дросселем 11, пере водной трубкой 10 и сбрасыванием пневм привода (сжатого газа в полости 13), то давление в полости А будет больше, чем в полости Б, За счет большого перепада давлений ударник 6 ускоренно перемещает ся к насадку рабочего ствопа 3. При этом закрывается обратный клапан 7, что при водит к запиранию полости рабочего ство . ла 3., Ударник 6 выталкивает воду из рабочего ствола 3 через его насадок с давдением, превышающим псшученное от гки - равлического удара на величину,- зависящу от соотношения площадей ударника 6. В период фазы повышенного давления волна повышен)1ого давления распространяется по водоводу 1 ю разряднику 2 и отражается от него в виде волны нормального давления, близкого к давлению в магистральном водоводе. За время движения волны давления к разряднику 2 и обратно ударник 6 занимает крайнее правое положение, а давление воды в полостях А и Б выравнивается, но вследствие замедленного перетока воды через переводную трубку 10, регулируемый дроссель 11 Исрабатывания пневмоприводу давление в полости Б в момент подхода отраженной волны нормального давления от разрядника 2 к запорному устройству больше, чем в полости А, поэтому ударник 6 перемещается в крайнее левое положение, открывая доступ воды от напорного водовода 1 через свои каналы к сбросному стволу 4 и через обратный клапан 7 к рабочему стволу 3, вследствие чего гидравлическое сопротивление системы резко уменьшается, расход вр- ды через ударник 6 увеличивается и давление воды перед запорным устройством резко снижается. С этого момента фаза повышенного давления кончается, наступает фаза пониженного давления. Волна пониженного давления движется к разряднику 2 и отражается от него в виде волны нормального давления, близкого к давлению в магистральном водоводе. За время дви- , жения этой волны к разряднику и обратно давления в полостях А и Б выравниваются, а при подходе отраженной волны к запорному устройству давление в полости А становится больше, чем в полости Б, так как увеличение давления в полости Б задерживается переводной трубкой 1О, npoccejjeM 11 и сжатым газом в полости 13, Ударник 6 начинает перемещаться вправо, перекрывая доступ воды к сбросному стволу 4, при этом возникает гидравлический удар, кончается фаза пониженного давления и наступает фаза повышенного давления. Процесс работы гидроимпульсатора повторяется, а система входит в режим автоколебаний. Регулировка частоты автоколебаний осуществляется дросселями 11 и 12. Формула Изобретения Гидроимпульсатор,. включающий напорный водовод, разрядник, рабочий и сбросной стволы с насадками и запорное устройство, отличающийся тем, что, с целью обеспечения эффективности разрушения горных пород путем увеличения кратности повышения давления, запорное устройство выполнено в виде поршневого ударника с обратным клапаном и снабжено каналами для периодического 65 46 сообщения рабочего и сбросного стволоь с напорным водоводом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство № 19827О. кл. Е 21 С 45/ОО, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 244991. КЛ.Е21 С 45/00, 1969.