Насадка гидромонитора

 

Использование: гидроотбойка горных пород. Сущность изобретения: насадка содержит корпус 1, цилиндрический обтекатель 5 с заостренным конусным оконечником 6, конфузор 4 и диффузор 9 с каналами 10 подсоса. В корпусе 1 установлен экран 8 в виде ориентированного в направлении конфузора 4 усеченного конуса с центральной полостью. Обтекатель 5 расположен в центральной полости с возможностью осевого перемещения. Продольные оси каналов 10 подсоса размещены в плоскости зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора 4 относительно условной вершины последнего . Через каналы 10 в диффузор 9 поступает рабочая среда. Происходит усиление выходной струи без увеличения угла ее расхождения . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Е 21 С 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕН

К ПАТЕНТУ 4

) и ! сл ! «юй

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4816554/03 (22) 20.04.90 (46) 23.10.92. Бюл. N 39 (76) X. Х. Хасанов и С. В, Петухов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 92843, кл. Е 21 С 45/00, 1950, Авторское свидетельство СССР

N 1698441, кл, Е 21 С 45/00, 1989, (54) НАСАДКА ГИДРОМОНИТОРА (57) Использование: гидроотбойка горных пород. Сущность изобретения, насадка содержит корпус 1, цилиндрический обтекатель 5 с заостренным конусным оконечником 6, конфузор 4 и диффузор 9 с каналами 10 подсоса. В корпусе 1 установлен экран 8 в виде ориентированного в направлении конфузора 4 усеченного конуса с центральной полостью. Обтекатель 5 расположен в центральной полости с возможностью осевого перемещения. Продольные оси каналов 10 подсоса размещены в плоскости зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора 4 относительно условной вершины последнего. Через каналы 10 в диффузор 9 поступает рабочая среда. П ро исходит усилен ие выходной струи без увеличения угла ее расхождения. 2 ил.

1771512

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для гидроотбойки полезных ископаемых, при скважинном гидроразмыве, очистке зумпфов, а также для создания подземных хранилищ, Известна насадка гидромонитора, включающая корпус сопла с напорным патрубком, проточной камерой и конфузором в виде усеченного конуса, соосно сообщенный с проточной камерой диффузор с отверстиями подсоса.

Недостатком известной насадки является невысокая ее эффективность и производительность дезинтеграции горных пород, обусловленные отсутствием возможности создания скоростного напора, и низкий коэффициент энергоотдачи подаваемой жидкой среды, что существенно ограничивает возможность дезинтеграции горных пород средней и высокой крепости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному объекту является насадка гидромонитора, включающая корпус с конфузором в виде усеченного конуса, соединенный с напорным патрубком, и цилиндрический обтекатель с заостренным конусным оконечником, расположенный соосно проточной полости корпуса в центральном отверстии его торцевой стенки с возможностью осевого перемещения и ориентированного конусным оконечником в направлении конфузора (авт, св-во СССР N

1698441, кл, Е 21 С 45/00, 1989), принято за прототип, Недостатком устройства известной конструкции является невысокая скорость и устойчивость струи рабочей среды, что в целом снижает производительность разрушения горных пород.

Цель изобретения — повышение производительности разрушения горных пород за счет увеличения скорости и устойчивости струи рабочей среды, Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции насадки гидромонитора, включающей корпус с конфузором в виде усеченного конуса, соединенный с напорным патрубком, и цилиндрический обтекатель с заостренным конусным сердечником, расположенный соосно проточной полости корпуса в центральном отверстии его торцевой стенки с возможностью осевого перемещения и ориентированного конусным оконечником в направлении конфузора, она снабжена экраном в виде ориентированного в направлении конфузора усеченного конуса с центральной полостью, в которой расположен обтекатель, и

55 диффузором из трубчатого элемента цилиндрической формы с каналами подсоса, соединенным с конфузором корпуса и расположенным соосно с последним, при этом продольная ось напорного патрубка расположена в плоскости меньшего основания усеченного конуса экрана, а продольные оси каналов подсоса размещены в плоскости зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора относительно условной вершины последнего, причем угол сужения острия конусного оконечника обтекателя и угол сужения конфузора находятся в следующих соотношениях:

13 а 76, град, 44 P 124, град, 16 < P — а < 82,град, где а — угол сужения острия конусного оконечника обтекателя, град;

P — угол сужения конфузора, град, На фиг. 1 приведена часть устройства с проточной камерой, разрез; на фиг. 2 — геометрическая схема устройства.

Позициями обозначены: 1 — корпус; 2— проточная полость; 3 — напорный патрубок проточной полости; 4 — конфузор; 5 — цилиндрическое тело обтекателя; 6 — острие конусного оконечника обтекателя; 7— выходное отверстие проточной полости; 8— экран в виде усеченного конуса; 9 — диффузор в виде трубчатого элемента цилиндрической формы; 10 — каналы подсоса диффузора; 11 — выходное отверстие диффузора; 12 — плоскость зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора относительно условной вершины последнего; 13 — плоскость меньшего основания усеченного конуса экрана; 14 — хвостовик обтекателя; 15 — продольная ось напорного патрубка; 16 — продольная ось канала подсоса диффузора.

Насадка гидромонитора состоит из следующих основных элементов.

На корпусе 1 проточной полости 2 имеется напорный патрубок 3, В проточной полости 2, оконечник которой выполнен в виде конфузора 4, размещен обтекатель, состоящий из цилиндрического тела 5 и конусного оконечника с острием 6. Угол сужения острия 6 конусного оконечника обтекателя должен быть меньше по величине угла сужения конфузора 4. При этом .угол сужения острия конусного оконечника обтекателя и угол сужения конфузора находятся в следующих соотношениях:

13 а 76, град, 1771512

44 P 124, град, 16 < p — а 82,град, где а — угол сужения острия конусного оконечника обтекателя, град„

p — угол сужения конфузора, град.

Корпус проточной полости после конфузора 4 переходит в диффузор 9, выполненный в виде трубчатого элемента цилиндрической формы, которая имеет каналы подсоса 10, Выходное отверстие 11 соединяет полость диффузора 9 с рабочим пространством. Проточная полость 2 сопряжена с полостью диффузора 9 посредством выходного отверстия 7 кольцевой формы, образованного на срезе конфузора 4 проточной полости 2 выступающим острием 6 обтекателя. В торцевой части корпуса проточной полости закреплен экран 8 в виде усеченного конуса с центральной полостью, соосной с проточной полостью 2 и диффузором 9, Вершина усеченного конуса экрана 8 ориентирована в направлении конфузора 4.

Угол сужения указанного конуса экрана 8 по величине может быть соизмерим углу сужения конфузора 4.

Обтекатель совместно с конфузором 4 и экраном 8 расположены соосно проточной полости 2 и сопряженным с ним диффузором 9.

B полости усеченного конуса экрана 8 герметично размещено цилиндрическое тело 5 обтекателя с возможностью его продольного (т,е. вдоль совмещенной оси) перемещения. Это может быть достигнуто, например, путем резьбового соединения хвостовика 14 обтекателя с торцевой частью корпуса 1 проточной полости 2 либо с помощью иных известных приспособлений, Напорный патрубок 3 проточной полости 2 расположен на корпусе 1 таким образом, чтобы его продольная ось 15 была установлена в плоскости 13 меньшего основания усеченного конуса экрана 8.

Каналы подсоса 10 расположены на диффузоре 9 таким образом, чтобы их продольные оси 16 были установлены в плоскости 12 зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора 4 относительно условной вершины указанного конуса. В частном случае, изображенном на фиг. 2,вершина полого конуса конфузора 4 и острие конусного оконечника 6 обтекателя могут совпадать в одной точке, что достигается изменением (возвратно-поступательным соосным перемещением) положения обтекателя в проточной полости 2, например, посредством вращения хвостовика 14 обтекателя.

Каналы подсоса 10 могут быть также симметрично расположены по окружности сечения диффузора 9, в котором (т.е. в сечении) лежит упомянутая плоскость 12. При этом суммарная площадь сечения каналов подсоса 10 (или одного канала) не должна более чем на 15 отличаться в большую или меньшую сторону по величине от площади сечения полости диффузора 9. Это связано с оптимальностью подачи рабочего компонента через каналы подсоса 10 в диффузор

9.

Устройство работает следующим образом. Посредством соединительных патрубков и шлангов подачи жидкого рабочего агента подключают насадку к гидромониторной установке (на фиг. не показаны).

Внутрь корпуса 1 в проточную полость 2 по напорному патрубку 3 под давлением, например, в 1 МПа подают воду или раствор жидкого химреагента, или промывочную жидкость, либо газожидкостную дезинтегрирующую смесь на экран 8 в виде усеченного конуса, которая затем попадает в проточную полость 2 и, приобретая дополнительную скорость за счет сужения конфузора 4, направляется к выходному отверстию 7 проточной полости, "стекая" с острия 6 конусного оконечника обтекателя, и попадает в полость диффузора 9 в виде узкой струи с малым углом расхождения, поперечное сечение которой соизмеримо с сечением выходного отверстия 7 проточной полости 2 насадки, При наличии в диффузоре 9 каналов подсоса 10 для свободного (без дополнительного давления) проникновения, например, части той же раЬочей среды, или дополнительного необходимого компонента в газообразном, жидком или порошковом виде, в зону пересечения потока с упомянутой плоскостью 12 наблюдается эффект значительного усиления выходной струи без увеличения ее угла расхождения, за счет чего происходит дополнительное увеличение дальнобойности струи, что способствует пороговой активизации подачи перемешиваемой в полости диффузора 9 рабочей жидкости и реагент9в и, соответственно, активизации воздействия гомогенизированной смеси на краевую часть массива горных пород.

При закрытых каналах подсоса 10 мощность струи падает. Этот эффект позволяет значительно увеличить энергетические возможности устройства и расширить его область использования в процессе дезинтеграции массива горных пород.

1771512

13 < а < 76

15 44 < P < 124О, 16 < P — а < 82, Составитель С.Петухов

Техред М.Моргентал Корректор Е,Папп

Редактор

Заказ 3755 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 (,l формула изобретения

Насадка гидромонитора, включающая корпус с конфузором в виде усеченного конуса, соединенный с напорным патрубком, и цилиндрический обтекатель с заостренным конусным оконечником, расположенный соосно проточной полости корпуса в центральном отверстии его торцевой стенки с возможностью осевого перемещения, ориентированного конусным оконечником в направлении конфузора, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения производительности разрушения горных пород за счет увеличения скорости и устойчивости струи рабочей среды, она снабжена экраном в виде ориентированного в направлении конфузора усеченного конуса с центральной полостью, в которой расположен обтекатель, и диффузором из трубчатого элемента цилиндрической формы с каналами подсоса, соединенным с конфузором корпуса и расположенным соосно с последним, при этом продольная ось напорного патрубка расположена в плоскости меньшего основания усеченного конуса эк5 рана, а продольные оси каналов подсоса диффузора размещены в плоскости зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора относительно условий вершины последней, причем угол

10 сужения острия конусного оконечника обтекателя и угол сужения конфузора находятся в следующих соотношениях: где а — угол сужения острия конусного оконечника обтекателя, град;

20 P — угол сужения конфузора, град,