Устройство для разрушения грунта продуктами сгорания Советский патент 1982 года по МПК E02F5/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГРУНТА ПРОДУКТАМИ СГОРАНИЯ

Изобретение относится к землеройным машинам, имеющим устройства для разрушения и перемеш,ения грунта продуктами сгорания. Известно устройство для перемещения грунта из породотранспортирующей емкоети, монтируемое на толкающей раме бульдозера и выполненное в виде цилиндрического ковша с совковым ножом и раструбом, расположенным в задней части ковша и соединенным с выхлопным отверстием импульсного газогенератора, внутри которого расположены расширяющееся сопло и клапан. Последние образуют в камере сгорания мёртвые зоны, затрудняющие смесеобразование и полное сгорание топлива, что снижает эффективность устройства и ограничивает применяемую активную среду сжатым воздухом от компрессора 1. Наиболее близким техническим решением является устройство для разрушения грунта, включающее камеру сгорания, плавающий поршень, смонтированный над камерой сгорания и образующий с направляющей надпоршневую полость, подпружиненный выпускной клапан со щтоком, топливную систему зажигания. Это устройство позволяет peгулировать мощность газового импульса путем изменения объема камеры сгорания 2. Однако при максимальном объеме камеры сгорания горючая смесь вблизи поршня и в полости выпускного клапана оказывается удаленной от свечи зажигания, а клапан не обеспечивает необходимую скорость истечения газов из камеры сгорания. Цель изобретения - повышение эффективности устройства за счет сокращения времени выхлопа. Указанная цель достигается тем, что, камера сгорания выполнена в виде тора, в центре которого расположен выпускной клапан с установленным на его штоке, с возможностью продольного перемещения, плавающим поршнем, снабженным фиксаторами крепления к щтоку, а устройство имеет регулируемый ограничитель перемещения порщня, управляющий фиксатор крепления выпускного клапана в крайнем открытом положении и компрессор с распределительным клапаном, сообщенным с надпоршневой полостью. Кроме того, каждый фиксатор крепления порщня к штоку выполнен в виде подпружиненного плунжера со штоком и управляющей полостью, сообщенной с надпорщневой полостью, а шток выпускного клапана имеет канавку для обеспечения возможности взаимодействия со щтоками плунжеров фиксаторов крепления плавающего поршня к щтоку выпускного клапана.

На чертеже изображено устройство для разрушения грунта продуктами сгорания.

Устройство для разрушения грунта продуктами сгорания включает торообразную камеру 1 сгорания, топливную систему (не показана) с патрубком 2 подачи горючей смеси, систему зажигания (не показана) со свечами 3. Над камерой сгорания установлен плавающий поршень 4. с направляющей 5, образующие надпоршневую полость 6. В центре горообразной камеры сгорания смонтирован выпускной клапан 7 со щтоком 8, на котором с возможностью продольного перемещения установлен плавающий поршень, имеющий фиксаторы в виде плунжеров 9 со штоками 10, взаимодействующих с канавкой 11 выполненной на штоке выпускного клапана. Плунжеры поджаты пружинами 12, установленными в управляющих полостях 13, сообщающихся с надпорщневой полостью.

Внутри штока 8 расположена направляющая штанга 14 с управляемым фиксатором 15, взаимодействующим с канавкой 16 выполненной на-щтоке 8. Управление фиксатора 15 осуществляется пружиной 17 и силовым цилиндром 18. Выпускной клапан поджат пружиной 19.

В надпоршневой полости 6 установлен регулируемый ограничитель 20 перемещения поршня, выполненный в виде подпружиненного резьбового стержня, связанного с топливной системой для отключения подачи горючей смеси (не показано).

Надпоршневая полость 6 сообщена через кран 21 с атмосферой, через патрубок 22 и распределительный клапан 23 с компрессором 24, через патрубок 25 и управляемый перепускной клапан 26 с камерой 1 сгорания. Седло 27 выпускного клапана связано с расщиряющимся выхлопным соплом 28.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом зарядки камеры поршень 4 спущен вниз, выпускной 7 и перепускной 26 клапаны закрыты, а надпоршневая полость 6 соообщается с атмосферой через открытый кран 21. Горючая смесь подается через патрубок 2. После того, как давление в камере возрастает и вертикальное усилие отожмет штоки 10 плунжеров 9 из кольцевого углубления 11, поршень 4, вытесняя избыток воздуха из надпоршневой полости в атмосферу, переместится вверх до упора в ограничитель 20. В этот момент по сигналу от блока автоматики (не показан) прекратится подача горючей смеси, кран 21 закрывается, а клапан 23 соединяет компрессор 24 с надпоршневой полостью 6 через патрубок 22. Поступающий в надпоршневую полость сжатый воздух перемещает порщень 4 вниз, сжимая топливо-воздушную смесь. В нижней точке своего хода поршень 4 упирается в клапан 7, а штоки 10 усилиями пружин 12 и сжатого воздуха, действующего на плунжеры 9, прижимаются к штоку клапана. Затем горючая смесь воспламеняется свечами зажигания 3. Давление в камере увеличивается, поршень 4 вместе с клапаном 7 поднимается вверх до попадания фиксатора 15 в канавку 16, сжимая пружину 19 и воздух в надпоршневой полости. Сформировавшийся в расщиряющемся сопле 28 газовый поток направляется в сторону грунта для его разрущения и перемещения. Несмотря на падение давления в камере сгорания выпускной клапан 7 и поршень 4 остаются в верхней мертвой точке, удерживаемые фиксатором 15, а перепускной клапан 26 на некоторое время открывается и соединяет надпоршневую полость с камерой сгорания, в результате чего воздух через трубопровод 25 поступает в камеру и очищает ее от продуктов сгорания. Затем силовой цилиндр 18 освобождает шток 8 от фиксатора 15 и выпускной клапан 7 закрывается. Устройство готово к приему новой порции горючей смеси.

При необходимости работы с меньшей степенью сжатия горючей смеси, например при обогреве породотранспортирующих емкостей в зимнее время, ограничитель 20 опускают вниз, ограничивая подъем поршня 4 вверх и уменьшая объем, заполняемый горючей смесью. Поэтому при опускании поршня в нижнюю мертвую точку изменяется степень сжатия.

Устройство позволяет за счет тороообразной камеры сгорания и центрального расположения выпускного клапана, открываемого п-лавающим поршнем, увеличить диаметр выпускного клапана и скорость истечения газов, а также максимально приблизить выхлопное сопло к камере сгорания, что повышает экономичность и эффективность устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для разрушения грунта продуктами сгорания, включающее камеру сгорания, плавающий поршень, смонтированный над камерой сгорания и образующий с направляющей надпоршневую полость, подпружиненный выпускной клапан со штоком, топливную систему и систему зажигания, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства за счет сокращения времени выхлопа, камера сгорания выполнена в виде тора, в центре которого расположен выпускной клапан с установленным на его штоке с возможностью продольного перемещения плавающим порщнем, снабженным фиксаторами крепления к щтоку.