Устройство для разрушения горных пород

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для разрушения горных пород, уплотнения рыхлых грунтов и в качестве источника сейсмических волн. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет повышения надежности блокировки. Корпус 1 разделен поршнем-бойком 2 на камеры (К) расширения 3 и взвода 4. На верхнем торце корпуса 1 установлена К 5 сгорания с выпускным тарельчатым 6 и блокировочным 12 клапанами. В нижнем торце К 5 сгорания выполнен перепускной канал 11 с седлом для сообщения с К 3. С седлом 9 К 5 контактирует клапан 6, а на седле канала 11 установлен клапан 12, выполненный в виде соосно связанных цилиндрических частей разного диаметра. Часть меньшего диаметра выполнена с осевым глухим цилиндрическим каналом со стороны тарельчатого клапана 6, часть большего диаметра выполнена с сообщенными между собой радиальным и осевым каналами. В последнем размещен редукционный клапан. С тарельчатым клапаном 6 жестко связан шток 7, установленный в глухом цилиндрическом канале клапана 12 с возможностью осевого перемещения. Сжатый воздух подают в К 4 через канал 22. Поршень-боек 2 занимает крайнее верхнее положение. Через клапан 6 в К 5 подают топливо-воздушную смесь. Благодаря связи клапана 6 и канала 11 штоком 7 последний надежно прижимается к седлу канала 11. После воспламенения смеси и достижения в К 5 заданного давления срабатывает редукционный клапан и продукты сгорания попадают в К 3. Поршень-боек 2 перемещается вниз и наносит удар по инструменту 23. При этом блокировочный клапан 12 перемещается вверх и надежно прижимает клапан 6 к седлу 9. Далее цикл работы повторяется. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) Е 21 С 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

{21) 4441904/23-03 (22) 16.06.88 (46) 07.08.90. Ьюл. N 29 (71) Московский геологоразведочный .институт им. Серго Орджоникидзе (72) E.Ã. Фонберштейн, С.П. Экомасов, А.А. Лебедев, А.M. Ровинский и Ю.В. Изотов (53) 622.243.94(088.8)

f56) Авторскде свидетельство СССР

11 1355707, кл. E 21 С 37/14, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1506106, кл. Е 21 С 37/14, 1987.

„.,80„„1583605 A 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД (57) Изобретение относится к горнодобывающей пром-сти и м.б. использовано для разрушения горных пород, уплотнения рыхлых грунтов и в качестве источника сейсмических волн. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет повышения надежности блокировки. Корпус 1 разделен поршнембойком 2 на камеры (К) расширения 3 и взвода 4, На верхнем торце корпуса

1 установлена К 5 сгорания выпускным

;583605 тарельчатым 6 и блокировочным 12 клапанами. В нижнем торце К 5 сгорания выполнен перепускной канал ll с седлом для сообщения с К 3. С седлом 9

К 5 контактирует клапан 6, а на седле канала 11 установлен клапан 12, выполненный в виде соосно связанных цилиндрических частей разного диаметра. Часть меньшего диаметра выполнена с осевым глухим цилиндрическим каналом со стороны тарельчатого клапана 6, часть большего диаметра выполнена с сообщенными между собой радиальным и осевым каналами. В последнем размещен редукционный клапан, С тарельчатым клапаном 6 жестко связан шток 7, установленный в глухом цилиндрическом канале клапана 12 с возИзобретение относится к горнодобывающей промышленности и может 2$ быть использовано для разрушения горных.пород, уплотнения рыхлых грунтов и в качестве источника сейсмических волн.

Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет повышения надежности блокировки.

На фиг. 1 изображено устройство для разрушения горных пород, общий вид; на фиг. 2 - впускной тарельчатый и блокировочный клапаны устройства.

Устройство для разрушения горных пород содержит корпус 1, разделенный поршнем-бойком 2 на камеру 3 расширения и камеру 4 взвода, на верхнем торце корпуса 1 установлена камера сгорания, где размещены впускной клапан 6 со штоком 7 и пружиной 8.

Впускной тарельчатый клапан 6 контактирует с седлом 9 камеры 5 сгорания. В нижней части камеры 5 сгорания на седле 10 перепускного кана.ла

11 установлен блокировочный клапан

12 в виде соосно связанных цилиндрических частей разного диаметра, верхняя часть 13 которого меньшего диаметра имеет осевой глухой цилиндрический канал 14, где размещена пружина

15, и размещена со стороны тарельчатого клапана. Нижняя часть 16 блокировочного клапана 12 имеет больший диаметр и в ней выполнены радиальный 17 и осевой 18 каналы, сообщенные между собой, причем в последнем можностью осевого перемещения. Сжатый воздух подают в К 4 через канал 22.

Поршень-боек 2 занимает крайнее верхнее положение. Через клапан 6 в К 5 подают топливо-воздушную смесь. Благодаря связи клапана 6 и канала 11 штоком 7 последний надежно прижимается к седлу канала 11, После вос- пламенения смеси и достижения в К 5 заданного давления срабатьвает редукционный клапан и продукты сгорания попадают в К 3. Поршень-боек 2 перемещается вниз и наносит удар по инструменту 23. При этом блокировочный клапан 12 перемещается вверх и надежно прижимает клапан 6 к седлу 9, Далее цикл работы повторяется. 2 ил. размещен редукционный клапан 19. В камере 5 сгорания установлена свеча

20 зажигания.

На боковой стороне корпуса l устройства выполнены выпускные окна 21 и канал 22 подвода сжатого воздуха в камеру 4 взвода, В нижней части корпуса 1 размещен ударник 23.

Устройство для разрушения горных пород работает следующим образом.

Устройство выставляется на горную породу. В камеру 4 взвода через канал 22 подается сжатый воздух, при этом поршень-боек 2 поднимается в свое крайнее верхнее положение. В камеру 5 сгорания подается топливовоздушная смесь через впускной клапан 6. При этом топливно-воздушная смесь, поступающая под давлением, открывает впускной клапан 6. Последний, сжимая пружину 8, перемещается вниз, отходя от седла 9. Шток 7 впускного клапана 6 перемещается вниз по глухому цилиндрическому каналу 14 блокировочного клапана 12, сжимая пружину 15. Таким образом, камера 5 сгорания заполняется топливно-воздушной смесью до заданного давления.

Кроме того, впускной клапан 6, открываясь, надежно прижимает блокировочный клапан 12 через шток 7 и пружину

15 к седлу 10 перепускного канала 11.

Тем самым камера 5 сгорания надежно изолируется от камеры 3 расширения.

В результате предотвращаются утечки рабочей смеси, давление в камере 5

1583605 сгорания быстро достигает заданной величины, надежность срабатывания устройства повышается.

После заполнения камеры 5 сгора.ния топливно-воздушной смесью она воспламеняется от свечи 20 зажигания.

При этом в камере 5 сгорания давление резко возрастает, По каналам 17 и 18, открывая редукционный клапан !9, настроенный на давление сгорания, продукты сгорания попадают в перепускной канал 11, где давление резко повышается. Под действием этого давления поршень-боек 2 начинает двигаться вниз, одновременно с ним поднимается вверх блокировочный клапан 12. Отрываясь от седла 10 перепускного канала 11, блокировочный клапан 12 надежно прижимает клапан 6 к седлу 9 через шток 7 и пружину 15, тем самым пропуская продукты сгорания в перепускной канал 11 и камеру 3 расширения, Скорость движения поршня-бой ка 2 резко увеличивается и он, продолжая движение вниз, наносит удар по ударнику 23, разрушая тем самым горную породу.

Открытие блокировочного клапана 12 осуществляется за счет разности диаметров нижней 16 и верхней 13 его частей. В камере 5 сгорания и в перепускном канале 11 в начальный момент. устанавливается одинаковое давление и за счет разности площадей нижней большей 16 и верхней 13 меньшей частей блокировочного клапана 12 происходит открытие последнего.

После нанесения удара по горной породе отработавшие газы покидают камеру 3 расширения через выпускные окна 21, При необходимости цикл повторяется.

Высота подъема блокировочного клапана 12 определяется из условия равенства площади перепускного канала ll и площади боковой поверхности воображаемого усеченного конуса, образующегося при подъеме блокировочного клапана 12.

Нижнее основание его имеет диаметр, равный диаметру перепускного канала 1! а верхнее - диаметр нижней большей части блокировочного клапана. Кроме того, учитывается и ли-. нейное удлинение клап-на под действием высоких температур в камере 5 сгорания. Все изложенное отражено в формуле

h = — — — «y2R — К + 1 с (Т -Т ) (1)

R1

+р, и < o о

2 где Ь вЂ” высота подъема блокировочного клапана, м:, — радиус нижней большей час10 ти блокировочного клапана, м1

k радиус перепускного канала м

1, — длина клапана при 20 С, м; - - линейный коэффициент температурного удлинения, м/К;

Т .- действительная температура

1 блокировочного клапана, находящегося в камере cropa20 ния, К;

T, = =273K.

Выполнение впускного тарельчатого клапана с цилиндрическим штоком на

25 нижней тарелке по его оси с возможностью вертикальных перемещений в глухом цилиндрическом канале верхней части блокировочного клапана позволяет добиться совмещения и общего уп30 равления блокировочного и впускного клапана. Это способствует надежному закрытию впускного и блокировочного клапанов в процессе горения в камере сгорания, предотвращает утечки, потери давления и самопроизвольное открытие блокировочного клапана, Тем самым повышается надежность работы устройства.

Система радиального 17 и осевого

4О 18 каналов в нижней части блокировочного клапана 6 позволяет при достижении высокого давления в камере

5 сгорания перетекать части продуктов сгорания из камеры 5 сгорания в

4 перепускной канал 11 и тем самым поднимать блокировочный клапан 6 на заданную высоту, определенную формулой (1). Выбор давления открытия блокировочного клапана 6 определяется на50 стройкой редукционного клапана 19.

Таким образом, система каналов в нижней части блокировочного клапана позволяет надежно и своевременно в выбранный момент открыть редукционный клапан 19 и выпустить продукты сгорания из камеры сгорания в камеру 3 . расширения для разгона поршня-бойка.

Это позволяет увеличить КПД и повысить общее давление в камере 3 расши-.

1583605

17

Ю

Составитель Е. Столбцов

Редактор С. Пекарь Техред Л,Сердюкова Корректор О, Кравцова

Заказ 2239 Тираж 394 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г,ужгород, ул.Гагарина, 101

r рения, а следовательно, увеличить энергию удара и повысить надежность работы устройства и всей конструкции.

Формула изобретения

Устройство для разрушения горных пород, включающее корпус, разделенный поршнем-бойком на камеры расширения 10 и ввода, камеру сгорания с впускным тарельчатым клапаном, в нижнем торце которой для сообщения с камерой расширения выполнен перепускной канал с седлом и блокировочным клапаном, 15 рабочий инструмент, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет повышения надежности блокировки, оно снабжено штоком и редукционным клапаном, а блокировочный клапай выполнен в виде соосно связанных между собой цилиндрических частей разного диаметра, причем часть меньшего диаметра выполнена с осевым глухим цилиндрическим каналом со стороны тарельчатого клапана, часть большего диаметра выполнена с сообщенными между собой радиальным и осевым кана" лами, а в последнем размещен редукционный клапан, при этом шток жестко связан с тарельчатым клапаном и установлен в глухом цилиндрическом канале блокировочного клапана с возможностью осевого перемещения.