Гидроимпульсатор Советский патент 1981 года по МПК F15B21/12 E21C45/00 

Изобретение относится к гидроудар ным устройствам для разрушения горных пород высоконапорньзми импульсными струями. Известен гидроимпульсатор, содержащий корпус с выхлопными и входными каналами, в котором установлены ступенчатый клапан с радиальными каналами и проточкой на его внутренней поверхности, промежуточный патрубок, концентрично охватывающий импульсное сопло с внутренним патрубком, переходник и ударный трубопровод, выполненный в виде двух труб, концентрично расположенных между собой с образованием кольцевого зазора 1. Недостаток известного устройства заключается в том, что в нем за один цикл движения ступенчатого клапана происходит один импульсный выброс во ды на объект разрушения, что снижает эффективность устройства. Цель изобретения - повышение эффективности гидроимпульсатора. Поставленная цель достигается тем что в корпусе установлена втулка, снабженная цилиндрич-еской перегородкой с образованием двух полостей, со общенных между собой через радиальные каналы во втулке и проточку золотника, связанного со ступенчатым клапаном, при этом одна из полостей сообщена с выходными каналами, а другая - с кольцевым зазором ударного трубопровода, на внутренней поверхности ступенчатого клапана выполнена дополнительная проточка, сообщенная с проточкой золотника. Кроме того, золотник выполнен на наружной поверхности ступенчатого клапана, в теле которого выполнены дополнительные радиальные и продольные каналы. Кроме того, площадь сечения кольцевого зазора равна пло1цади сечения внутренней трубы ударного трубопровода. На чертеже изображен предлагаемый гидроимпульсатор, разрез. Гидроимпульсатор содержит корпус 1 с выхлопными 2 и входными 3 каналами. В корпусе 1 установлены ступенчатый клапан 4 с радиальными каналами 5 и проточкой 6 на его внутренней пове хности 7, промежуточный патрубок В, концентрично охватывающий импульсное сопло 9 с внутренним патрубком 10, переходник 11 и ударный трубопровод, выполненный в виде двух труб 12,13, концентрично расположенных между собой с образованием кольцевого зазора 14. В корпусе 1 установлена втулка 15, снабженная цилиндрической перегородкой 16 с образованием двух полостей 17,18, сообщенных между собой через радиальные каналы 19,20 во втулке 15 и проточку 21 золотника 22 связанного со ступенчатым клапаном 4 Полость 17 сообщена с выходными каналами 2, а полость 18 - с кольцевым зазором 14 ударного трубопровода. На внутренней поверхности 7 ступенчатого клапана 4 выполнена дополнительная проточка 23. Золотник 22 выполнен на наружной поверхности 24 ступенчатого клапана 4, в теле которого выпол нены дополнительные радиальные 25 и продольные 26 каналы. Площадь сечения кольцевого зазора 14 равна площади сечения внутренней трубы 12 ударного трубопровода. Дополнительная проточка 23 сообщена проточкой 21 через дополнительные радиальные каналы 25. Во внутреннем патрубке 10 выполнены каналы 27 и 28 и полости 29, 30, разделенные днищем 31. Втулка 15 снабжена седлом 32 ступенчатого кла-пана 4, поджатого пружиной 33. Суммарная площадь сечения радиальных ка налов 19 равна суммарной площади сечения радиальных каналов 20 и больше площади сечения импульсного сопла 9 в 12 раз. Суммарная площадь сечения выхлопных каналов 2 в 12 раз больше сечения импульсного сопла 9. Гидроимпульсатор работает следующим образом. Вода под напором поступает в гидр импульсатор по ударному трубопроводу и заполняет кольцевой зазор 14, полости 17 - 30 и через выхлопные каналы 2 и импульсное сопло 9 выбрасывается на объект разрушения. При этом радиальные кангшы 19 перекрыты золотником 22 ступенчатого клапана 4. Под действием скоростного напора на задний (нижний) торец (не показан) ступенчатого клапана 4, а также вследствие перепада давления н противоположных (не показаны) торцах золотника 22, ступенчатый клапан 4 увлекается вперед (вверх), сжимая пру жину 33, При перемещении ступенчатого клапана 4 последний садится на седл1р 32 и перекрывает доступ воды и напоЬного трубопровода через продоль ные каналы 26 к выхлопным каналам 2 и открывает радиальные каналы 19 вту ки 15, Таким образом кольцевой зазор 14 ударного трубопровода сообщается через входные каналы 3, полость 18, радиальные каналы 20, проточку 2 золотника 22, радиальные каналы 19, полость 17 с выхлопными каналами 2 и происходит разгон воды в кольцевом зазоре 14 ударного трубопровода. Одн временно полость 29 внутреннего патрубка 10 через каналы 27, проточку 6 и каналы 28 сообщается с полостью 30 и импульсным соплом 9. Так как суммарная площадь сечения выхлопных ка-. налов 2 в 12 раз больше площади сечения импульсного сопла 4, то при перекрытии доступа воды из напорного трубопровода через продольные каналы 26 к выхлопным каналам 2, в трубе 12 создается гидравлический удар, сопровождающийся значительным повышением давления и производится импульсный выброс порции воды через импульсное сопло 9 на объект разрушения, Гидравлический удар распространяется до заднего (нижнего) конца (не показан) трубы 12 и отражается от вйутренней полости (не показана) трубы 13 ударного трубопровода за счет того, что в ней происходит движение напорной воды по кольцевому зазору 14 и далее через выхлопные каналы 2 в атмосферу. После фазы повышенного давления при гидравлическом ударе в трубе 12 наступает фс.за пониженного давления, равная по длительности первой В этот период пружина 32 возвращает ступенчатый клапан 4 в исходное положение, создавая возможность движения (разгона) воды в полости трубы 12 и разъединяя каналы 27 и 28 внутреннего патрубка 10 между собой, перекрывая золотником 22 радиальные каналы 19 втулки 15 и сообщая полость 18 через радиальные каналы 20,проточку 21 золотника 22,дополнительные радиальные каналы 25, дополнительную проточку 23, полость 30 с импульсным соплом 9. Так как суммарная площадь сечения каналов 19 в 12 раз больше площади сечения импульсного сопла 9, то при их перекрытии золотником 22 ступенчатого клапана 4 в кольцевом зазоре 14 ударного трубопровода и полости 18 создается гидравлический удар и производится импульсный выброс порции воды под повышенным давлением через импульсное сопло 9 на объект разрушения. Гидравлический удар распространяется до заднего (нижнего) конца трубы 10 и отражается от внутренней полости трубы 13 ударного трубопровода за счет того, что в ней вода не останавливается, а постоянно движется по внутренней полости (не показана) трубы 10 и далее через продольные каналы 26 ступенчатого клапана 4 и выхлопные каналы 2 в атмосферу. Рабочий цикл повторяется, Таким образом, за один цикл движения ступенчатого клапана 4 гидроимпульсатора создает два гидравлических удара - один гидравлический удар в трубе 10, а второй гидравлический удар в кольцевом зазоре 14ударного трубопровода, что позволяет повысить частоту гидроударов, а следовательно мощность гидроимпульсатора, в два раза по сравнению с известным гидроимпульсатором. При этом исключается специальный резонатор для гашения ги равлического удара. Это обусловлено тем, что гидравлический удар, распро страняющийся от импульсного сопла 9 к ударному трубопроводу гасится потоком воды, постоянное движение которой осуществляется попеременно то через кольцевой зазор 14, полость 18 радиальные каналы 20,19, полость 17 и выхлопные каналы 2, то через внутреннюю полость (не показана) трубы 12, продольные каналы 26, выхлоп ные каналы 2 и далее в атмосферу. Формула изобретения 1, Гидроимпульсатор, содержащий корпус с выхлопными и входными каналами, в котором установлены ступенчатый клапан с радиальными каналами и проточкой на его внутренней поверх ности, промежуточный патрубок, концентрично охватывающий импульсное сопло с внутренним патрубком, переходник и ударный трубопровод, выполненный в виде двух труб, концентрично расположенных между собой с образованием -кольцевого зазора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, в корпусе установлена втулка, снабженная цилинд45ической перегородкой с образованием двух полостей, сообщенных между собой через радиальные каналы во втулке и проточку золотника, связанного со ступенчатым клапаном, при этом одна из полостей сообщена с выходными каналами, а другая - с кольцевьм зазором ударного трубопровода, на внутренней поверхности ступенчатого клапана выполнена дополнительная проточка, сообщенная с проточкой золотника. 2.Гидроимпульсатор по п.1, отличающийся тем, что золотник выполнен на наружной поверхности ступенчатого клапана, в теле которого выполнены дополнительные радиальные и продольные каналы. 3.Гидроимпульсатор по п,1, отличающийся тем, что площадь сечения кольцевого зазора равна площади сечения внутренней трубы ударного трубопровода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 479494, кл. Е 21 С 45/00, 1975.