Устройство для бурения мерзлого грунта Советский патент 1981 года по МПК E21B7/14 E21C37/18 

(54) yCTPOfliCTBO ДЛЯ БУРЕНИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА

- -I;

Изобретение ОТНОСИТСЯ К горной пооьшшленности к может быть исполь зовано в электоомехаяических машинах для разрушения мерзлого грунта с пользованием электроподогрева посред ством тепловых тр-уб, у

Известно устройство, в котором для разрушения горных пород ислользовамо тепловое действие злектоического тока, снабженное внутренним электронаг)ревателем f 1 .

Недостатком устройства является то, что интенсивность теплопередачи ограничена теплопроводностью иатеТжала, из КОТОРОГО изготовлен его корпус, нагреватель,электроды и т.п. / Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для бурения мерзлого грунта, содержащее шнековый став с наружным оребрением и заостренным наконечником, выполг ненным в виде тепловой тоубы с ка пиллярно-пористым слоем транспорти-,

ровки жидкого теплоносителя, охваченный электромагнитной обмоткой тепло гёнериоукший элемент и ПРИВОДЫ в ращения и подачи шнекового става. В связи с тем, что теплопроводность тепловой трубы превышает теплопроводность всех известных материалов в десятки и сотни, раз, это устройство обеспечивает высокую интенсивность теплопередачи 2.

10

.Недостатком известного устройства является невысокая скорость транспортировки жидкого теплоносителя. Это связано с тем, что в этом устройстве

15 скорость транспортировки жидкой фазы теплоносителя определяется градиентом давления, развиваемого в капиллярно-пористом слое за счет капиллярных сил, которые крайне малы. Это приаоводит к снижению эффективности раз рушения. .

Целью изобретения является повышение эффективности разрушения путем .увеличения скооости тОанспоотиоовки заедкого теплоносителя. Указанная цель достигается тем, 4to УСТРОЙСТВО снабжено источником импульсного напряжения и подсоединенной к нему полой штангой, которая установлена внутри тепловой трубы и закреплена в верхней ее части, при этом свобод1шй нижний конец штанги изолирован и погружен в жидкий теплоноситель. а капиллярно-пористый слой нанесен на ее наружную поверхность. На чертеже изображено устройство для бурения мерзлого грунта. Устройство для бурения мерзлого грунта содержит приводы вращения 1 и подачи 2 шнекового става 3 с наружным оребрением 4 и заостренным наконечником 5, выполненного в виде тепловой трубы с капиллярно-пористым сло ем 6 транспортировки жидкого теплоносителя изэоны конденсации 7 в зону испарения 8, снабженную охваченным электромагнитной обмоткой 9 теплогене рируюшим элементом 10, например ферритовым. По оси тепловой трубы 3 установлена закрепленная в верхней ее части полая штанга 11, свободный нижний ко нец 12 которой изолирован изолятором 13, подключен через вращающийся трансформатор 14 к импульсному источ нику высокого напряжения, на чертеж не показан), погружен в жидкий тепло носитель и образует с торцом . 15 заостренного наконечника 5 электроразрядный промежуток, а капиллярно-пористый слой 6 транспортировки жидкого теплоносителя нанесен на наружную поверхность 16 полой штанги 11. Устройство работает следующим образом. Скапливающийся в зоне конденсации 7 жидкий теплоноситель транспорт руется капиллярно-пористым слоем 6 -в ЗОНУ испарения 8, где нагревается теплогенерирующим элементом 10. испа ряется, переходит в газообразную фазу, транспортируется по кольцевому каналу, образованному внутренней поверхностью шнекового става 3 и наруж ной поверхностью капиллярно-пористого слоя 6, конденсируется, интенсивно отдавая тепло Торной породе, и стекает вновь в зону конденсации. 7. Периодически возникающие электрические разряди генерируют акустические колебания широкого спектра частот, интенсифицирукнцие процесс резания горной породы и повышающие капиллярные силы слоя 6. Это позволяет повысить эффективность разрушения за счет принудитель- . ной .вибрационной подачи теплоносителя, так как возникающие при электрогидравлических разрядах ультразвуковые колебания в десятки раз увеличивают капиллярные силы капиллярно-пористого слоя. Формула изобретения Устройство для бурения мерзлого грунта, содержащее шнековый став с наружным.оребрением и заостренным наконечником, выполненный в виде тепловой трубы с капиллярно-пористым слоем транспортировки жидкого теплоносителя, охваченнь1й электромагнитной обмоткой теплогенерирующий элемент и приводы вращения и подачи шнекового става, отличающеес я тем. что, с целью повьш1ения эффективности разрушения путем увеличения СКОРОСТИ транспортировки жидкого теплоносителя, устройство снабжено 1сточником импульсного напр яжения и подсоединенной к нему полой штангой, которая установлена внутри тепловой трубы и закреплена в верхней ее части, при этом свободный нижний конец штанги изолирован и погружен в жидкий теплоноситель, а капиллярнопористый слой нанесен на наружную поверхность штанги. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство .СССР №219500, кл. Е 21 С 37/18. 1967. 2.Авторское свидетельство СССР №524066. кл. F 28 D 15/00, 1975 ( прототип).