Газодинамическое импульсное устройство

 

Использование: для разрушения горных пород струями газа, бурения скважин, а также может быть использовано для проветрив;ния выработок. Сущность изобретения: устройство состоит из корпуса-цилиндра. В корпусе помещен поршень, соединенный I штоком и клапаном, имеющим форму обтекателя с параболической образующей , клапан перекрывает сужающееся сопло. На штоке установлен с возможностью перемещения второй поршень. Поршни в цилиндре образуют три камеры: накопительную камеру, подпорную камеру и камеру переменного объема между поршнями. В камере расположена пружина с заданным усилием, которое выбирается в зависимости от необходимой степени сжатия. В камеры сжатый газ подается через обратные клапаны. Эти клапаны соединены с источником сжатого газа с помощью механизма, который последовательно подает сжатый газ к клапанам. Подпорная камера снабжена краном сброса. 1 ил. сл

СОЮ -> СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<с1>с, Е 21 С 37/14, Е 02 1 э/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 48746,4/03 (22) 17.10.90 (46) 30.11.92. Бюл . " 44 (75) В.Н.Карев (56) Авторское свидетельство СССР

tf 870704, кл. Е 21 С 7/14, 1979.

Авторское свидетельство СССР

h 621838, кл. E 21 С 7/14, 1977. ! (54) ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ 11МПУЛЬСНОЕ УСТРОАСТВО (.7) Использование: для разрушения горных пород струями газа, бурения скважин, а также может быть использовано для проветрив ни я выработок.

Сущность изобретения; устройство состоит из корпуса-цилиндра. В корпусе помещен первый поршень, соединенный 4

1 ь ! м Ж

)ф >

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Изобретение относится к горной промышленности, может быть исполь30 вано для разрушения горных пород струями газа, бурения скважин а также может бить использовано для проветривания горных выработок.

Известно устройство для обрушения материала в бункерах и течках, имеющее основную емкость для сжатого воздуха, внутри i:îrîðîé расположен цилиндр с поршнем. Цилиндр одним торцом прикреплен к стенке емкости, а другим торцом сообщается с емкостью, На конце штока поршня имеется клапан, который перекрывает выходное сопло. К основной полости емкости и запорной емкости (подпорной емкости цил ндра) „,50 „, 1778294 А1 штоком и клапаном, имеющим Форму обтекателя с параболической образующей, клапан перекрывает сужающееся сопло. На штоке установлен с возможностью перемещения второй поршень.

Поршни в цилиндре образуют три камеры: накопительную камеру, подпорную камеру и камеру переменного объема между поршнями. В камере расположена пружина с заданным усилием, которое выбирается в зависимости or необходимой степени сжатия. В камеры сжатый газ подается через обратные клапаны.

Эти клапаны соединены с источником сжатого газа с помощью механизма, который последовательно подает сжатый газ к клапанам. Подпорная камера снабжена краном сброса. 1 ил, подведены трубопроводы, соединенные между собой и снабженные соответствен-, но двухходовым и трехлодовым кранами.

Устройство снабжено дополнительным источником энергии, выполненным в виде двух емкостей для жидкости, cRH занных между собой насосом. При этом одна емкость свя:-ана с патрубком дпя подачи сжатого воздуха, емкостью для сжатого воздуха и приводом клапана, а другая сообщена с атмосФерой.

Недостаток такогс устройства в том, что оно работает на двух видах энергии (сжатый г;з и вода), что неудоб" но в эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для р; зрушения

1778294 грунта высским импульсным давлением газа, содержащее рабочий винтовой на" конечник и жестко соединенный с ним труб .атый корпус, где образована заполняемая сжатым газом емкость. H непосредственной близости от рабочего наконечника в трубчатом корпусе выполнены выхлопные отверстия для выЬроса газа под давлением из емкости, в которой расположен подпружиненный поршень,соединенный тягой с перекрывающим выхлопные отверстия клапаном и разделяющий простр; нство емкости на две камеры. Одна камера пс средством управляющего клапана сообщена с подводящей газовой магистралью, а другая - с выхлопными отверстиями, Перемег;ение поршня в направлении выхлопных отверстий ограничено упорным gQ кольцом. Камеры могут париоди;ес>:и сс общаться между собой с помощью сквозных каналов в поршне,,в которых установлены подг>ружиненные клапаны.

Поперечное сечение горшня больше, чем25

rоперечное сечение выпускного клапана. Благодаря наличию поршня, давление газа в выпускной камере можно ре" гулировать в зависимости от прочнос" ти разрушаемого грунта.

Недостаток такого устройства в невысокой эффективности при разрушении крепких пород. Хотя в этом устройстве и предусмотрено регулирование давления в накопительной камере, но наибольшее давление не может быть выше, чем давление в сети сжатого газа, В устройстве не предусмотрена возмож" ность дополнительного повышения давления в вь хлспной (накопительной) ка- 4О мере.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения крепких пород за счет дополнительного повышения давления в накопительной камере. 45

Поставленная цель достиг ется тем, что в газодинамическом импульсном устройстве, содержащем цилиндрический корпус, р;змещенные в нем подпружиненный относительно корпуса клапан, перекрывающий выходное сопло в цилинд- ре, накопительную камеру, расположенную со стороны клапана, и подпорную. камеру, расположенную сс стороны пор" шня, которые сообщены - источником сжатого газа, при этом клапан .соединен с поршнем штоком, подпорная и накопительная камеры имеют обр-тные .: > клапаны, соединенные с источником сжатого газа, подпорная камера г>псредством крана сброса связана с атмосферой, согласно изобретению на штоке г:оршня установлен второй поршень, подпружиненный относительно основного поршня и образующий с ним камеру переменного объема, которая имеет обратный клапан,. а также посредством

v.ðàíà сброса сообщена с атмосферой, обратные клапаны подпорной, нагнетательной камер и камеры переменного оЬъема через механизм последовательного включения соединены с источником сжатого газа.

На чертеже представлена принципи-альная схема устройства.

Газодинамическое импульсное уст" ройство состоит из корпуса-цилиндра

В корпусе помещен первый поршень

2, соединенный штоком 3 с клапаном 4, имеющем форму обтекателя с параболи" ческой образующей, клапан перекрывает сужающееся сопло 5. На штоке 3 установлен с возможностью перемещения второй поршень 6, Поршни в цилиндре сЬразуют три камеры: накопительную камеру 7, подпорную камеру 8 и камеру переменного объема 9. В камере 9 рас" положена пружина 10 с заданным усилием, которое выбирается в зависимости от необходимой степени сжатия. В камеры 7 и 8, а также 9 сжатый газ подается через обратные клапаны 11-13 соответственно. Эти обратные клапаны соединены с источником сжатого газа с гомощью механизма 14. Механизм 14 может быть выполнен в в> де вентиля, последовательно открывающего подачу сжатого газа сначала к клапанам l t, 12, а затем к клапану 13. Камера 8 снабжена краном сброса сжатого газа

15, а камера 9 - краном сброса 16.

Шток 3 выполнен пс>лым. В его полости установлена возвратная гружина 17, упирающаяся одной стороной в дно ци линдра 1.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии за счет пружин 17 и 10 клапан 4 перекрывает сопло 5, сжатый газ в камерах отсутствует, обратные клапаны 11-13 открыты, краны 15, 16 и механизм 14 закрыты.

Для работы устройства включают меха" низм 14. При этом сжатый газ через оЬратные клапаны 11 и 12 поступает в накопительную камеру 7 и подгорную камеру 8. Поршень 6 за счет сжатого

78294

5 17 газа воздействует на пружину 10 и приводит ее в напряженное состояние.

После того как давление в камерах 7 и 8 достигнет величины давления в сети сжатого газа, обратные клапаны

11 и 12 закрываются. При этом за счет пружины 1 0 и поршня 6 давление в камере 7 повышается. После закрытия клапанов 11, 12 механизм 14 через клапан

13 подает сжатый газ в камеру 9. цри повышении давления в камере 9 происходит дополнительное сж тие газа в камере 7. Когда давление в камере 9 достигнет заданной величины, за крывается обр;тный клапан 13. При э ом механизм 14 отключается. Устройство готово к формированию импульсной газодинамической струи. При открытии

- крана 15 происходит сброс сжатого газа в атмосферу из подпорной камеры

8. Поршень 2 резко смещается вправо, кл .пан 4 открывает соплг 5. При этом сжатый га".. из накопительной камеры

7 по параболи:ескому обтекателю клагана 4 устремляется в сужающееся сопло 5, формируя ударную вслну с крутым фронтом. В сужающемся сопле сжатый . газ еще больше сн<имается и ускоряет-. ся. На выходе из сопла Формируется ударный импульс. Затем краном 16 сбрасывают гаэ из камеры 9. Устройство готово к следующему циклу работы.

Таким образом, по сравнению с прототипом предложенное устройство имеет большую эффективность работы при разрушении крепких псрод за счет дополнительного сжатия газа в нагнетательной камере и„как следствие, большего сжатия газа в струе и бсльшей скорости истечения газа из сопла.

Формула и зобрет ения

Газодинамическое импульсное устройство, содержащее цилиндрический корпус, размещенный в нем подпружиненный относительно корпуса поршень, который соединен штоком с клапаном, перекрывающим выходное сопло в цилиндрическом корпусе, расположенную со стсроны клапана накопительную камеру и подпорную камеру, расголоженную со стороны поршня, которые сообщены с источником сжатого газа посредством обратных клапанов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения крепких пород за

I счет дополнительного повышения давления в накопительной камере, устройство снабжено установлеHHblM на штоке вторым поршнем, который подпружинен относительно первого поршня и образует с последним камеру переменного объема, сообщенную с источником сжатого газа посредством обратного клагана, а с атмосферой — посредством крана сбро" са, при этом камера переменного объема, накопи егьная и подпорная камеры сообщеньг с источником сжатого газа посредством механизма для последовательной подачи сжатого газа сначала в накопительную и подпорную камеры, а затем - в камеру переменного объема, 1 7732Ч4

Соста вител ь В, Карев

Техред М.Моргентал

Редактор З,Ходакова

Корректор И.йулла

Заказ 4171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

1роизводственно — иэдатепьски13 комбинат 11атент" г. Ужгор д, Г ., 101 г. жгород, уп. агарина, )1