Гидропушка для разрушения горных пород Советский патент 1980 года по МПК E21C45/06 E21C25/60 

1 . Изобретениеотносится к горфй промышленности и может быть испо;1ьзрвано для отбойки полезных ископаемых а для проведения горных выработок с помощью гидроимпульсных струй.: Известны импульсные водометы, использующие химические-энергоносители для сообщения порции жидкости скорости свыще 1000 м/с njrTeM разгона масснв ного порщня и его удара по жидкости, в отводе водомета l. ... Указанные водометы имеют камеру сг рания, ствол с насадкой, массивный поршень, аппаратуру дозировки энергоносителя и жидкости, а также запальное устройство. Ввиду чрезвычайно высоких давлений гидроудара (8-10 час,кгс/см) при взаимодействии поршня с жидкостью происходит быстрый износ корпуса ствола и на садки водомёта, а снижение рабочих павл ний делает малоэффективным процесс.разрушения горных пород. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидропушка для разрушения горных пород, со стаканом, казен йик, ствол с элементом герметизации и запальник 2. РазВ|Иваемые прИ атом давления не пре--вышают 2-3 тыс. кгс/см , что существенно снижает прочностные требования к корпусу газодинамической пушки. Однако применение в подобных устройствах такого эффективного энергоносителя, как стехиометрической водородно-кислородной смеси, обладающей наибольшей удельной весовой способностью и абсолютно не токсичными продуктами горения, сопряжено со значительным увеличением веса устройства. Это обусловлено необходимостью обеспечить прочность камеры сгорания из условий детонационного процесса трения водоропно-кислородной смеси, что также снижает коэффициент использованияствола и эффективность- работы устройства. Цель изобретения - повышение эффекч тивности устройства в работе и снижение его веса путем исключения детонационного горения. Цель HoCTBrael H тем, что в полости КёМёрЫ сгорания размещен запальный капилляр, жестко укрепленный своим верх1ТИМ торцом в казеннике, а в нижней своей части соосно и жёстко скреплен со стаканом, имеющим дно, и, размещенным ниже уровня жидкостного сна ряда, причем торец запального капилляра расположен ниже верхней кромки: стака- . на, . - . .На чертеже изображена предлагаемая гидропушка., . , Гидропушса Bioiro tasT корпус 1 камеры . сгорания, ствол 2 с профильной насадкой 3. В тыльной части камеры сгорания рас ;йОйожен казенник 4 с запальником 5 и .. двухкомпонентным дозатором 6, которые связаны с полостью камеры сгорания 7 с помощью запального капилляра 8. В нижней части полости камеры сгорания 7 размещен жидкостной снаряд 9, в который погружен торец запального катгалля ра 8 и скрепленный с ним стакан 10 с глухим дном. Между полостью камеры сгорэ НИИ 7 и торцом ствола 2 расположен гер метизирующий элемент 11 (например, ср лая мембрана). Корпус 1 камеры сгораt-шя и ствол 2 гидропушки соединены круп ноходовой резьбой 12. Предлагаемая гидропушка для разруше ния горных пород работает следующим об разом. ....,, . После подачи жидкостного снаряда и водородно-кйслородной смеси в полость камеры сгорания 7 через дозатор б и запальный капилляр 8 верхний уровень жидкост 1ого снаряда 9 устанавливается выше верхней кромки стакана 10, при этом жидкость заполняет его. После подачн импульсй тока на запальник 5 происходит восппамшсетпге газового энергоносителя в запальном капиляре 8. При йтом продукты горе1тя, расширяясь, в запальном капиплярй 8, воздействуя на жидкость, рйсположвииую .в стакане с глу хим дном 10, выбрасывает ее в верхнюю часть полости камеры сгорания 7, заиoлнeннyювoдopoшto кvtcпopoшtoй смесью которая воспламеняется под действием высокой температуры продуктов горения из запального капиляра. При этом происходит интенсивное парообразование выброшенной из стакана 10 жидкости, что исключает формирование детонационного орегшя ввиду затраты тепловой энергии на выпаривание частя жидкостного снаряда. После среза мембраны 11 жидкостный снаряд начинает разгоняться в стволе 2 гидропушки и профильной насадки 3 до скорости, позволяющей произвести разрущение горных пород. Замена элемента i герметизации 11 после выстрела производится при перемещении ствола 2 по резьбе 12, после чего цикл повторяется. Наличие в конструкций гидропушки элементов, исключающих детонационное горение, и обеспечивающих снижение давлеНИИ взрыва и его температуры, путем вы паривания части жидкости, снаряда, обес- , печивает снижение прочнрстных требоваНИИ к конструкции камеры сгорания и ствола гидропушки, и приводит к значительному снижению ее веса. Увеличение веса (объема) рабочего тела (высокотемпературные пары воды) за счет прибавления выпаренной жидкости из стакана 10 к пару, образовавшёмуся от сгораний водороднокислородной смеси, обеспечивает увеличение коэффициента использования,, ствола и повышение эффективности разгона водяной струи, так как давление зарядном пространстве поддерживается на уровне близком к постоянному ввиду большого Количества рабочего тела, и меньших теплопотерь вследствие снижения температуры продуктов реакции в процессе дополнительного парообразования. Формула И 3 О б р ,ё Т е н И Я Пгдропушка для разрушения горных пород, включающ:ая камеру сгорания со стаканом, казенник, ствол с элементом герметизации и запальник, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности его в работе и снижения веса устройст.ва путем исключения детонационного ;горет1я, в полости камеры сгорания размещен запальный капилляр, жестко укрепленный своим верхним торцом в ка,, а в нижней своей части соосно И жёстко скреплен со стаканом, имеющим глухое дно, причем торец запального ка пилпяра расположен ниже верхней кромки стакана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3620313, кл. 173-14, 1975. 2.Патент Швеции № 367224, кл. Е 01 G-3/00, опублик. 1972 (прототип). ,I

11