Двухствольный импульсный гидромонитор Советский патент 1982 года по МПК E21C25/60 E21C45/04 

(54) ДВУХСТВОЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ГИДРОМОНИТОР

Изобретение относится к fopHoft промышленности и предназначено дпя разрушения горного массива пульсирующими струями жидкости. Известен двухствольный импульсный гидромонитор, вкшочаюший подводящую магистраль, стволы с насадками одинакового диаметра, поворотные шарниры и перекидной кпапан с мембранным гидроприводом flj. Недостаток устройства зактаочается в том, что изменение давпения в надмембранном пространстве происходит плавно, в результате чего плавно нарастает на мембране, которое перебрасывает кпапан из одного крайнего положения и другое, что вызывает недостаточно быстрое изменение давления в стволах, а следовательно, снижение производительности-гид роотбойки полезного ископаемого. Наиболее близким к предлагаемому яв ляется двухствольный импульсный гидро- монитор, включающий прерыватель потока межседельное пространство которого сооб щено с магистрапью, содержащий корпус с седлами и поршни со штоком, ствопы с насадками одинакового диаметра и попости с эластичным элементом и разделительной Диафрагмой 2. К недостаткам известного устройства относится то, что поршни жестко соединены со штоком, в результате чего возможно их заклинивание в корпусе. Цепь изобретения - повышение надежности устройства. Указанная цепь достигается тем, что в устройстве, включающем прерыватель потока, межседельное пространство которого сообщено С магистрапью, содержащем корпус с седлами и поршйи со штоком, ствопы с насадками одинакового диаметра и полости с эластичным элементом и разделительной диафрагмой, поршни соединены со штоком -с возмож, ностъю осевого перемещения, а седла за;креплены в корпусе посредством пружинных шайб. На чертеже показан предлагаемый гидромонитор. Двухствольный импуиьсный гидромонитор содержит mapTiBp 1 горизонтапьного перемещения, установленный на раме 2 и состоящий из обоймы 3 и стояка 4. В обойме 3 выполнена копъцевая камера 5, а в стояке имеются окна 6. Стояк 4 пе реходит в корпус 7, имеющий седпа 8 и 9, выполненные со сферическими наружны.™ поверхностями Ю и 11 соответственно, и прерыватель 12 потока, включающий пррщни 13 и 14, внутри которых вы полнены сферические внутренние поверхности 15 и 16, и шток 17, ссх;тоящий из двух частей 18 и 19, имеющих сферические наружные поверхности 2О и 21. Hjacти 18 и id своими сферическими поверхностями 2О и 21 упираются в сферические поверхности 15 и 16 поршней 13 и 14 и соединяются между собой при помощи резьбового соединения 22. Поршни 13 и 14 расположены в заседельных простра ствах 23 и 24. Межседельное пространство 25 через внутреннюю полость стоя«а 4с окнами 6 и кольцевую камеру 5 обоймы 3 соединено с подводящей магистралью 26,, На корпусе 7 установлены Шарниры 27 и 28 вертикального перемещения, имеющие камеры 29, 30 и 31, 32, Камеры 31 и ЗО сообщены как со смежными стволами 33 и 34 с насадками одинакового диаметра, так к через окна 35 и 36 с заседельными пространствами 23 и 24, а камеры 29 и 32 связаны через отверстия 37 и 38 не только с запоршневыми попостями 39 и 40, но и через переводные трубки 41 и 42 со смежными стволами 33 и 34 с насадками одинакового дие метра, причем гидрав- лическое сопротивление переводных трубок 41 и 42 больше чем сопротивление насадок, Запоршневые полости 39 и 4О отделены от полостей 43 и 44 с эластичным элементом (сжатым газом) разделительными диафрагмами 45 и 46, ход которых ограничен решетками 47, 48 и 49, 50, Одна из запоршневых полостей, например, полость 4О, сообщена через от верстие 38, камеру 32 шарнира 28 вер тикального перемещения с атмосферой че рез вентиль 51 управления. Подводящая магистраль 26 сообщается с камеррй 5 шарнира 1 горизонтального перемещения при помощи окна 52, выполненного в обо ме 3, а стволы 33 и 34 с насадками одинакового диаметра соединяются камерами 30 и 31 шарниров 27 и 28 вертикального перемещения при помощи окон 53 и 54. В корпусе 7 в местах установки седел 8 и 9 со сферическими наружными поверхностями 10 и 11 тоже выполнены сферические внутренние поверх- ности 55 и 56, а удерживаются седпа 8 и 9 в корпусе 7 при помощи пружинных щайб 57 и 58, Устройство работает следующим образом. Когда вентиль 51 управления открыт, а поршни 13 и 14 прерывателя 12 потока находятся в крайнем положении, поршень 13 сидит на седле 9, герметично перекрывая заседепьное пространство 23, окно 35, камеру 31, окно 53 и ствол 33 с насадкой. Это достигается тем. что седло 9 со сферической наружной поверхностью 11 при посадке на него поршня 13 прерывателя 12 потока поворачивеется в сферической внутренней поверхности 55 корпуса 7, деформируя пружинную шайбу 57 и обеспечивая параллельность поверхностей поршня 13 и седла 9, Кроме того, сферические поверхности 15, 16 и 20, 21 поршней 13 и 14 и штока 17 устанавливаются таким образом, что обеспечивают соосность заседельных пространств 23 и 24 и штока 17 с поршнями 13 и 14. Поршень 14 отходит от седла 8j при этом жидкость из подводящей магистрали 26 через окно 52, камеру 5 обоймы 3 шарнира 1 горизонтального перемещения, окна 6 вертикального стояка 4 заполняет межседельное пространство 25 корпуса 7, проходит седло 8, шепь меясду седлом 8 и поршнем 14 заседельное пространство 24, окно 36 в корпусе 7, заполняя камеру 30 шарнира 28 Вертикального перемещениями выходит через окно 54 в ствол 34 с насадкой, а из него в атмосферу. В это же время жидкость из ствола 34 по переводной трубке 42 через камеру 32 шарнира 28 вертикального перемещения, отверстие 38 корпуса 7 заполняет запоршневую полость 40 поршня 14 прерыватепя 12 потока, но так как вентиль 51 управления открыт, то давление в этой полости близко к атмосферному. Разделительная диафрагма 46 эластичной полости 44 прижата давлением газа к решетке 48. В это же время давление в запоршневой полости 39 тоже равно атмосферному, так как она через окна 37 корпуса 7, камеру 29 шарнира 27 вертикального перемещения, переводную трубу 41 соединена со ствопом 33 с насадкой, давление в котором равно атмосферному. Седло 8 закрыто поршнем 13 прерывателя 12 потока. Раэдепитепьная диафрагма 45 эпестичной полости 43 прижата дав- пением сжатого газа к решетке 47.

Ввод устройства в режим автоколебаний осуществляется закрытием вентиля 51 управления, при этом в аапоршневой полости 4О поршня 14 прерывателя 12 потока давление жидкости плавно возрастает До тех пор, пока разделительная диафрагма 46, отжимаясь силой давления жидкости от решетки 48, не достигнет решетки 50. После этого давление в запорпгневрй полости АО мгновенно возрастает До давления, равного давлению в стволе 34 с насадкой. В результате возникает усилие, перемещающее поршни 13 и 14 со штоком 17 rf3 правого крайнего положения в левое. Жидкость из межседельного пространства 25 устремляется теперь уже не к стволу 34, а к стволу 33, проходя при этом через седло 9, щель между седлом 9 и поршнем 13 прерывателя 12 потока, заседельное пространство 23, окна 35 корпуса 7, камеру 31 и окно 53 шарнира 27 вертикального перемещения и истекая из него через насадку в атмосферу. Ствол 34 с насадкой закрыт, герметичность перекрытия обеспечивается путем поворота седла 8 со сферической наружной поверхностью 10 при посадке на него поршня 14 прерывателя 12 потока относительно сферической внутренней поверхности 56 корпуса 7 с деформацией пружинной шайбы 58. Этот обеспечивает параллельность поверхностей поршня 14 и седла 8. В это же время жидкость из ствола 33 с насадкой по переводной трубке 41 заполняет запоршне- вую полость 39 поршня 13 прерывателя 12 потока, проходя через камеру 29 шар нира 27 вертикального перемещения и окна 37 корпуса 7. Давление в запоршневой полости 39 плавно возрастает до тех пор, пока разделительная диафрагма 45 эластичной полости 43, отжимаясь от решетки 47, не достигнет решетки 49. После этого давление скачкообразно возрастает До значения давления в стволе 34 с насадкой. В это же время жидкость из запоршневой полости 40 через отверстия 38 в корпусе 7, камеру 32 шарнира 28 вертикального перемещения, переводную трубку 42 вытекает в ствол 34 с насадкой, при этом д1авление в нем плавно снижается до тех пор, пока разделительная диафрагма 46 эластичной полости 44, отжим 1ясь от решетки 50, не достигнет решетки 48, После этого давление скачкообразно уменьшится до давления в стволе 34 с насадкой, т.е. до атмосферного. Происходит перераспределение давлений в запоршневых полостях 39 и 4О поршней 13 и 14 прерывателя 12 потока, приводящее к перемещению поршней 13 н 14 со штоком 17 в крайнее правое положение. Процессы, происходящие в стволах 33 и 34 с насадками одинакового диаметра и запоршневых полостях 39 и 4О взаимозаменяются и далее процесс протекает аналогично указанному.

Выход системы из режима автоколебаний осуществляется открытием вентиля 51 управления, что приводит к постоянному поддержанию давпения в запоршневой полости 40 поршня 14 близким к атмосферному и постоянному нахождению поршней 13 и 14 со штоком 17 в крайнем положении.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность путем исключения заклинивания поршней и утечки жидкости через ствол в закрытом состоянии.

Формула изобретения

Двухтствольный импульсный гидромонитор, включающий прерыватель потока, Межседельное пространство которого сообщено с магистралью, содержащий корпус с седлами и поршни со штоком, стволы с насадками одинакового диаметра и полости с эластичным элементом и разделительной диафрагмой, отличающийся, тем, что, с целью повышения надежности, поршни соединены со щтоком iC возможностью осевого перемещения, а седла закреплены в корпусе посредством пружинных шайб.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 5424ОО, кл. Е 21 С 25/6О, 1973.

„.