Гидроимпульсатор Советский патент 1982 года по МПК E21C25/60 E21C45/04 

Изобретение относится к средствам разрушения горного массива пульсирующими струями воды повышенного : давления и может найти применение в горнорудной промышленности и гидротехническом строительстве,

Известен гидроимпульсатор, содержащий j opnyc, ударный трубопровод, гидропневмоаккумулятор, генератор колебаний 1 .

Недостатком известного гидроимпульсатора является низкая эффективность гидроотбойки из-за постоянной частоты пульсаций давления.

Целью изобретения является повышение эффективности гидроот бойки за счет повышения частоты пуль.саций давления,

Указанная цель достигается тем, что гидроимпульсатор снабжен домкратом, соединенным с корпусом и ударным трубопроводом, при этом ударный трубопровод выполнен телескопическим.

.На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого гидроимпульсатора, разрез.

Гидроимрульсатор-включает в себя ударный трубопровод 1, на котором установлены гидропневмоаккумулятор 2 и Домкрат-3, который соединен с

одной стороны через внутреннюю по- лость гидропневмоаккумулятора 2 с подводящей магистралью 4, а с другой стороны - с генератором колебаний 5. Ударный трубопровод 1 выполнен телескопическим и состоит из двух частей 6 и 7, одна из которых, налример, часть 6, жестко соединена с корпусом 8 домкрата 3 и входит во

10 внутрь части 7 ударного трубопровода 1, причем часть 7 соединена с корпусом 9 генератора колебаний 5 и штоком 10 дрмкрата 3. Корпус 9 выполнен в виде двух разъемных час15тей 11 и .12. В части 11 корпуса Э генератора колебаний 5 помещено запорное устройство 13, выполненное в виде полого штока 14 с поршнем 15. Камера 16 низкогЪ давления, образо20ванная между запорным устройством 13 и частью 11 корпуса 9, соединена с полостью зластичным элементом 17 и разделительной диафрагмой 18, ход которой ограничен с обеих

25 сторон решетками 19 и 20, и ударным трубопроводом 1 через переводную трубку 21, гидравлическое сопротивление которой значительно больше, чем сопротивление насадки меньшего

30 диаметра. Кроме того, камера 16 низкого давления через вентиль 22 управления соединена с атмосферой. Другая разъемная часть 12 корпуса 9 представлена седлом 23 и блоком стволов 24 и 25 разных диаметров, причем насадка 24 большего диаметра расположена концентрично относитель но насадки 25 меньшего диаметра, торец которой расположен над торцем насадки 24 большего диаметра на расстоянии в 4 дм (где d - диаметр насадки меньшего диаметра). Это не обходимо для того, чтобы более ком пактно сформировать струю жидкости высокого давления. Кроме того, в поршне 15 запорного устройства 13 образована рабочая камера 26, которая непосредственно соединена с вну ранней полостью ударного трубопровода 1, а подводящая магистраль 4 представлена гибким высоконапорным шлангом. Устройство работает следующим образом. Вентиль 22 управления закрыт и запорное устройство 13 находится в нижнем крайнем положении, а рабочая жидкость, проходя через внутренние полости- подводящей магистрали 4, гидропневмоаккумулятор 2, ударный трубопровод 1, рабочую камеру 26, запорное устройство 13, щель между запорным устройством 13 и седлом 2 стволы с насадками 24 и 25 разных диаметров, истекает в атмосферу. Камера 16 низкого давления через переводную трубку 21 сообщена с уда ным трубопроводом 1, причем давление в камерах 26 и 16 равны, а рабочие площади их подобраны так,что обеспечивают открытие стволов с насадками 24 и 25 разных диаметров . при. закрытии вентиля 22 управления и постоянном давлении в ударном трубопроводе 1. Шток 10 находится в крайнем верхнем положении .относительно корпуса 8 домкрата 3, при этом часть 7- ударного трубопровода 1 относительно части 6 вьвдвинута, т.е. ударный трубопровод имеет максимальную длину. Включение гидроимпульсатора в ра боту осуществляется открытием вентиля 22 управления. При этом давление в камере 16 низкого давления становится меньше, чем в рабочей камере 26 и за счет перепада давления запорное устройство 13 переме-. щается в крайнее верхнее положение, садясь на седло 23.. Оно перекрывает щель -между седлом 23 и запорным уст ройством 13, т.е. ствол с насадкой 24 большего диаметра закрыт .и направляет весь поток жидкости к ствол с насадкой 25 меньшего диаметра. Ра бочая жидкость, проходя через внутренние полости подводящей магистрали 4, гидропневмоаккумулятор 2, час ти 6 и 7 ударного трубопровода 1, рабочую камеру 26, полый шток 14 с поршнем 15 запорного устройства 13, седло 23, ствол с насадкой 25 меньшего диаметра, истекает в атмосферу. А так как насадка 25 меньшего диаметра имеет гидравлическое сопротивление больше, чем насадки 24 и 25, то в.озникает гидравлический удар перед насадкой 25 меньшего диаметра. Волна повышенного давления распространяется по ударному трубопроводу 1 к гидропневмоаккумулятору 2 и отражается от него в виде волны нормального давления. За время движения этой волны к гидропневмоаккумулятору 2 и обратно давление в камере 16 низкого давления, которая по переводной трубке 21 -заполняется жидкостью из ударного трубопровода 1, вначале плавно возрастает до тех пор, пока разделительная диафрагма 18, отжимаясь от решетки 19-, не достигнет решетки 20, а затем скачкообразно до значения давления большего, чем в рабочей камере 26. Это приводит к тому, что запорное устройство 13 перемещается из верхнего крайнего положения в нижнее, открывая доступ жидкости к стволам с насадками 24 и 25 разных диаметров. Так как расход жидкости через стволы с насадками 24 и 25 разных диаметров больше, то давление перед запорным устройством 13 резко снижается. Волна пониженного дав.ления движется к гидропневмоаккумулятору 2 по ударному трубопроводу 1 и отражается от него в виде волны пониженного давления . За время движения этой волны к гидропневмоаккумулятору 2 и обратно давление в камере 16 низкого давления вначале плавно уменьшается до тех пор, пока разделительная диафрагма 18, отжимаясь от решетки 20, не достигнет решетки 19, а затем скачкообразно до значения давления меньшего, чем в рабочей камере 26. Запорное устройство 13 перемещается из нижнего крайнего положения в верхнее, открывая доступ жидкости к стволу с насадкой 25 меньшего диаметра, при этом возникает гидравлический удар и волна повышенного давления распространяется к гидропневмоаккумулятору 2. Процесс работы гидроимпульсатора повторяется и система входит в режим автоколебаний. После этого шток 10 домкрата 3 вдвигается в корпус 8 и втягивает часть 6 ударного трубопровода 1 в часть 7, при этом длина ударного -трубопровода уменьшается, а частота пульсаций в рабочей насадке 25 увеличивается. Затем шток 10 домкрата 3 выдвигается из корпуса 8, увеличивая длину ударного трубопровода 1 и уменьшая частоту