Двухствольный импульсный гидромонитор Советский патент 1981 года по МПК E21C45/00 

(54) ДВУХСТВОЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ГИДРОМОНИТОР

Изобретение относится к устройствам, создающим пульсирующий поток жидкости, и может быть использовано при гидравлическом разрушении полезного ископаемого и в гидротехническом строительстве. Известно гидромониторное устройство, содержащее волновую трубу и ступенчатый клапан 1. Недостатком известного устройства является его малая эксплуатационная надежность. Известен также двухствольный импульсный гидромонитор, содержащий корпус, стволы с насадками и дисковый прерыватель потока с центрирующим штоком 2. Недостаток указанного гидромонитора заключается в значительных потерях давления по линии тока жидкости, что снижает эффект пульсации потока. Цель изобретения - улучшение эффективности гидроотбойки за счет уменьшения потерь давления в системе. Указанная цель достигается тем, что гидромонитор снабжен камерами перетока с поршнями, установленными на концах центрирующего штока, и вентилем упрайления, соединенным к одной из камер перетока, в которых выполнены дроссельные отверстия, сообщающиеся со смежными стволами, при этом гидравлическое сопротивление дроссельных отверстий больше гидравлического сопротивления открытого вентиля. На чертеже изображена принципиальная схема двухствольного импульсного гидромоннтора в разрезе. Двухствольный импульсный гидромонитор.содержит корпус 1, образованный двумя разъемными полуфлаицами 2 и 3, между которыми установлен прерыватель потока 4 в виде дисков 5 и 6 с защемленной между ними эластичной мембраной 7, центрирующего щтока 8, а также поршней 9- и 10, жестко закрепленных на центрирующем штоке 8, подводящие трубопроводы 11 и 12, отводящие стволы 13 и 14 с насадками одинакового диаметра, шарнирно установленные на патрубках 15 и 16 корпуса 1. Полуфланцы 2 и 3 снабжены камерами 17 и 18, в которых вмонтированы решетки 19 и 20, и имеют ограничители 21 и 22 хода. Решетки выполнены таким образом, что мембрана 7, находясь в крайнем положении.

ложится на одну из ренюток, при этом давление жидкости как слена, так и справа воспринимается одинаковой площадью. В патрубках i5 и 16 выполнены камеры 23 и 24 нереотока, в которых перемещаются пор1пни 9 и 10 прерывателя 4. Штоковые полости 25 и 26, образованные перемычкой 27 и 28, установленн ями в патрубках 15 и 16, и поршнями 9 и 10, сообщены дроссельными отверстиями 29 и 30 со смежными отводящими стволами 13 и 14. Поперечное сечение камер перетока 23 и 24 больще сечепия патрубков 15 и 16, нерекрываемых дисками 5 и 6 прерывателя 4. Одна из штоковых полостей, например 25, сообщена через вентиль 31 управления с атмосферой. fipanieiiHe гидромонитора в горизонтальной плоскости осуществляется вокруг шарнира 32.Устройство работает следующим образом.

Когда вентиль 31 управления открыт, а прерыватель потока 4 находится в правом крайнем положении, то вода через горизонтальный шарнир 32, подводящие трубопроводы 11 и 12 заполняют камеры 17 и 18 нолуфланцев 2 и 3, и далее через реП1етку 19, щель между диском 5 и ограничителем 21 хода, патрубок 15 и ствол 13 подается на разрушаемый объект. Часть жидкости с патрубка 15 через дроссельное отверстие 29, расположенное в перемычке 27, заполняет П1токовую полость 25 камеры 23 перетока. В таком положении, когда мембраны 7 прижата к решетке 20, а диск 6 к ограничителю 22 хода, слева на площадь мембраны 7 и диск 5 действует давление, которое меньн1е подводимого на величину потерь в подводящем патрубке 11 и щели между диском 5 и ограничителем 22 хода. Справа на плопладь мембраны 7 действует подводимое давление. При закрытии вентиля 31 управления в штоковой полости 25 возникает дополнительное усилие, действуюихее через поршень 9 и шток 8 на прерыватель 4. Общее усилие, действующее на мембрану 7 справа налево больше усилия, действующего слева направо, так как плопдадь камеры 23 перетока больше площади патрубка 15, перекрываемого диском 5, и мембрана ляжет на решетку 19, а диск 5 - на ограничитель 21 хода. При этом жидкость через решетку 20, щель между диском 6 и ограничителем 22 хода, патрубок 16,. ствол 14 подается на разрушаемый объект. Давление жидкости при этом на выходе из отводящего трубопровода 14 будет меньше подводимого давления всего на 5-9%, что и обеспечивает улучшение эффективности гидроотбойки. Часть жидкости при этом через дроссельное отверстие 30, выполненное в перемычке 28 патрубка 16, заполняет 1птоковую полость 26 камеры 24 перетока, а из штоконой полости 25 жидкость через дроссел1 пое отверстие 29-вытекает в патрубок 15 и далее через отводящий ствол 13 в атмосферу.

В таком положении произойдет перераспределение усилий, действующих на прерыватель потока 4. Сгграва на плсчцадь мембраны 7 и диска 5 действует давление меньше подводимого на величину потерь в подводя П1ем трубопроводе 12 и щели между диском 6 и ограничителем 22 хода. Слева на площадь мембраны 7 действует подводимое давление. Кроме того, слева направо действует давление, воспринимаемое поршнем 10, соединенным с мембраной 7 штоком 8. Суммарное усилие слева больше усилия справа, поэтому прерыватель 4 переместится слева направо, перекроет ствол 14 и откроет патрубок 5. Жидкость через ствол 13 подается на разрушаемый объект. Потери давления на выходе из ствола 3 будут такими же как и на выходе из ствола 14, т. е. всего па 5--9% меньпзе подводимого, что также обеспечивает улучшение эффективности гидроотбойки.

Процессы, протекающие в гидромониторе, повторяются. Вывод системы из автоколебательного режима осуществляется открытием вентиля 3 управления. При этом гидравлическое сопротивление вентиля 31 управления в открытом состоянии должно быть меньше, чем сопротивление дроссельного отверстия 29. В противном случае давление в штоковой полости 25 не будет понижаться и установка не выйдет кз автоколебательного режима, т. е. пульсации потока будут неуправляемы.

Изменение подводимого давления, а также диаметров насадков приведет к изменению потерь давления в проточной части установки, однако это не повлияет на автоколебательный режим гидромонитора, так как при нахождении прерывателя в одном из крайних положений, например правом, всегда будет иметь место преобладание усилий на его переброс в сторону открытого ствола 3 за счет усилия, воспринимаемого поршнем 9, помео1енным в камере 23 перетока и соединенным с мембраной 7 щтоком 8.

Такое исполнение гидромонитора позволяет снизить потери давления по линии тока жидкбстн, расширить зону его устойчивой работы в автоколебательном режиме и Б конечном итоге улучшить эффективность гидроотбойки в сравнении с известным гидромонитором в 1,6 раза.

Экономический эффект от внедрения такого гидромонитора в производство составит 28 тыс. руб. в год на одну установку за счет повышения производительЕ)ости гидроотбойки.

Формула изобретения

Двухствольный импульсный гидромонитор, содержащий корпус, стволы с насадка.ми и дисковый прерыватель потока с центрирующим штоком, отличающийся тем, что, с целью улучшения эффективности гидроотбойки за счет уменьшения потерь давления в системе, он снабжен камерами перетока с поршнями, установленными на концах центрирующего штока;- и вентилем управления, ,соединенным с одной из камер перетока, в которых выполнены дроссельные отверстия, сообщающиеся-со стволами, при этом гидравлическое сопро11

тивление дроссельных отверстий больше гидравлического сопротивления открытого вентиля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . Авторское свидетельство СССР

№ 479494,. кл. Е 21 С 45/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР

по заявке № 2726597/22-03, кл. Е 2 В 9/08.

1979 (прототип).

2В

/ / /