Инструмент для термического разрушения минеральных сред

 

Союз Советских

Соцнеимстнческнх

Рестгубиик

О П И С А Н И Е („) г97,з

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (й) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заивлено 17.11,76(21) 2420566/22-03, (51) М Кл

Е 21 С 21/00

Е 21 В 7/14

Е 21 С 37/20 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.03.78 Бюллетень №10 (46) Дата опубликования описания,21.02.78

Гасу)барственный камнтет

Семта Мнннстраа СССР не делам нзабретеннй н OTKpblTNN (53) УДК 622,24!ъ. . 94 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. B. Бымбалов и А. И. цветков

Ленинградский ордена Трудовот о Красного Знамениинженерно-с тротггельный институт (71) Заявитель (54) ИНСТРУМЕНТ,ИЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИ5.

МИНЕРАЛЬНЫХ СРЕД

Изобретение относится к инструментам для термического разрушения минеральных сред, в частности горных пород, бетона и т.п. струями нагретого газа.

Известен инструмент для термического разрушения горных пород, содержащий огнеструйную горелку с соплом для исгечения нагретого газа, при этом в сопловую крышку вмонтирован генератор ультразвуковых колебаний, которые накладывают на га- 1а зовую струю в продольном направлении11).

Однако наличие генератора ультразвуковых колебаний в сопловой крышке усложняет. конструкцию инструмента из-за необходимости подачи электроэнергии и от источника 15 высокого напряжения посредством кабеля к генератору.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является инструмент для термического разрушения минеральных сред Р0 струями нагретого газа содержащий термогазогенератор с соплом Лаваля и источник для создания высокочастотных звуковых колебаний в истекающей струе газа, расположенный на торце корпуса сопла j2$. Источ-Я иик высокочастотных колебаний выполнен в виде металлической пластины, свободно подвешенной к торцу сопла и колеблющейся под воздействием истекающих струй газа и охлаждающего атента. Nacca этой пластины такова, что ее собственная час гота колебаний совпадает с часготой вынужденных колебаний ис.гекаюшей струи нагретого газа. В результате процесс истечения. струи турбулизуется, и эффективность разрушения„породы повышается.

Недостаток этого инструмента заключается в том, что на создание колебаний тратится часть энергии самой породоразрушающей сгруи, что увеличивает энергоемкость процесса разрушения, С целью уменьшения энергоемкости процесса разрушения в предлагаемом инструменте источник колебаний образован несколькими концентрично расположенными канавками, выполненными на торце корпуса сопла, Канавки имеют полутороидальную форму.

Колебания возникают от взаимодействия с канавками отраженного от разрушаемой среды газового потока, причем на породоразрушаюшую газовую струю накладываются не только ультразвуковые, но и звуковые и инфразвуковые, т,е, акустические колебания в широком диапазоне частот. Ультразвуковые колебания, воздействуя непосредственно на внутреннюю структуру разрушаемого материале, приводят к интенсификаиии процесса, а звуковые и инфразвуковые колебен и я, турбулизуя струю газа и п ограничный слой, приводят к улучшению теплообмена на границе гез — порода, что также увеличивает интенсивность процесса разрушения, Использование отраженного газового потока для создания акустических колебаний позволяет уменьшить энергоемкость процесса разрушения, На чертеже схематично изображен предлагаемый инструмент.

Инструмент содержит термогезогенеретор 1 с соплом 2 Лаваля. На ториовой чести корпуса термогазогенераторе выполнены концентрично расположенные канавки 3 полутороидельной формы, предназначенные для генераций акустических колебаний под воздействием потрка 4 отраженных газов, 25

Струя газов, истекая из сопле термогазогенеретора, приобретает сверхзвуковую скорость и, не претерпевая никаких изменений, натекает не зебой 5 скважины 6 и раз рушает его. Отраженный газовый поток 4, подхватывая частички бурового шлема, выходит из скважины. Одн-.;î в призабойной зоне скважины 6 образуются мошные циркуляционные зоны вокруг центров 7 циркуляции. Наружные пинии токов циркуляционных:.îí, образо- 5 ванных отраженным газовым потокогл 4, как по казано на чертеже, замыкаются не корпусе термо-, гезогенераторе 1, взаимодействуя с канавками

3, расположенными вокруг сопла 2, В результате в призабойной зоне возникают акустические колебания в широком диапазоне частот, которые накладываются в продольном направлении на породоразрушаюшую газовую струю. Генерация акустических колебаний вызывается колебаниями газа, запираемого так называемым диском Маха, возникаюшими при взаимодействии отраженного газового потока с канавками 3, в этих канавках. Каждая из канавок 3 излучает волны в широком диапазоне частот, но каждой канавке присуш свой ярко выраженный дискрет-. ный ток, зависяший от ее размеров, формы и места нахождения в зоне ииркуляции.

Формула изобретения

1. Инструмент для термического разрушения минеральных сред струями нагретого газа, содержащий термогазогенератор с соплом Лаваля и источник для создания высокочастотных звуковых колебаний в истекаюшей струе газа, расположенный на торце корпусе сопле, отличаюшийся тем, что, с целью уменьшения энергоемкости BpoI19c09 разрушения, источник колебаний образован несколькими кониентрично расположенными канавками, выполненными на торце корпуса сопла.

2. Инструмент по п. 1, о т л и ч е юш и и с я тем, что канавки имеют полу—, тороидельную форму, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 212921, кл, Е 21 С 21/ООу 1968, 2, Авторское свидетельство СССР

% 355343, кл. Е 21 C 21/GG, 1971.

И1ИЙПЙ . Заказ 1187/27

Тираж 734 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4