Устройство для термодинамического разрушения горных пород высокотемпературными струями газа Советский патент 1980 года по МПК E21B7/14 

Это достигается тем, что устройство снабжено установленным в сопле центральной камеры сгорания конусным рассекателем для придания инстекающей струе газа кольцевой формы, имеющим в основании сферическую выемку, образующую с соилом кольцевой камеры сгорания кумулятивную камеру для захлопывания кольцевой струи газа.

На чертеже изображено цредложенное устройство, продольный разрез.

Устройство включает центральную камеру / сгорания с соплом 2, где установлен конусный рассекатель 3 для придания кольцевой формы истекающей струе газа, образующегося при сгорании смеси горючего и окислителя, подводимых в полость камеры / соответственно через магистрали 4 и 5. Центральную камеру 1 окружает кольцевая камера 6 сгорания, имеющая сопло 7 и периодически сообщаемая со смесительной камерой 8 через клапаны 9. Смесительная камера 8 соединена с подводящими горючее и окислитель магистралями 10 и //.

Сопла 2 и 7 указанных камер 1 vi 6 расположены соосно, при этом сопло 7 кольцевой камеры 6 сгорания несколько опережает сопло 2 камеры /.

Конусный рассекатель 3 имеет в основании сферическую выемку 12, образующую с соплом 7 кольцевой камеры 6 сгорания кумулятивную камеру 13 для захлопывания кольцевой струи газа.

Снаружи корпуса 14 устройства с возможностью поступательного перемещения относительно него смонтирован механический инструмент 15 с ввернутым в него ограничителем 16 хода. Между инструментом 15 и крышкой 17 установлена возвратная пружина 18.

Для охлаждения теплонапряженных участков устройства предусмотрен ряд каналов 19 для прохода охлаждающего агента-окислителя.

Устройство работает следующим образом.

По магистралям и 5 в центральную камеру ; сгорания подаются горючее и окислитель, где они образуют топливную смесь которая воспламеняется с помощью подходящего средства. Газовый поток, истекаю щий из камеры 1 и проходящий рассекатель 3, приобретает форму кольца в кумулятивной камере 13.

Одновременно по магистралям 10 и // горючее и окислитель поступают в смесительную камеру 8, образуя в ней топливную смесь. По мере возрастания давления смеси в ней клапаны 9 открываются и смесь поступает в камеру 6 сгорания. За счет эжекции, создаваемой газовым факелом, истекающим из камеры /, порция топливной смеси перемещается ближе к соплу 7, где воспламеняется от истекающего газового факела. В результате продукты сгорания из камеры 6 истекают в кумулятивную камеру 13, где воздействуют на кольцеобразный газовый поток, истекающий из камеры /, и захлопывают его.

При таком захлопывании кольцевого факела образуется кумулятивная струя, истекающая через сопло 7 и обладающая больщой разрущающей энергией. Однов еменно же давлением продуктов сгорания закрываются клапаны 9 и производится удар по инструменту 15, который дополнительно разрущает породу.

Как только истечение газового потока из кольцевой камеры 6 сгорания закончится, механический инструмент 15 под действием пружины J8 переместится в исходное,

первоначальное положение. В то же время произойдет горючего и окислителя в кольцевую камеру 6 сгорания и цикл повторится снова.

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства разрушение горных пород будет производиться совместным действием пульсирующей кумулятивной струи и периодических ударов механического инструмента, что дает возможность повысить

эффективность процесса разрушения.

ФорМула изобретения

Устройство для термодинамического разрушения горных пород высокотемпературными струями газа, включающее центральную камеру сгорания и наружную кольцевую камеру сгорания, соединенные с подводящими горючее и окислитель магистралями и оснащенные соосно расположенными соплами для истечения газообразных продуктов сгорания, при этом сопло кольцевой камеры сгорания размещено с некоторым опережением относительно сопла

центральной камеры сгорания, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения путем создания кумулятивной струи, оно снабжено установленным в сопле центральной камеры

сгорания конусным рассекателем для цридания истекающей .струе газа кольцевой формы, имеющим в основании сферическую выемку, образующую с соплом кольцевой камеры сгорания кумулятивную камеру для захлопывания кольцевой струи газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

№ 473012, кл. Е 21 С 21/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 279525, кл. Е 21 С 21/00, 1967.