Двухствольный гидроимпульсатор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

<Ä>727847

Союз Советских

Социалистических

Республик

* .л. (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.08.78 (21) 2654557/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

Е 21 С 25/60

Гасударственный комитет

Опубликовано 15.04.80. Бюллетень № 14 (53) УДК 622.232..5 (088.8) ао делан изобретений н открытий

Дата опубликования описания 25.04.80

Г. М. Тимошенко, В. С. Исадченко, В. Г. Кравец, Г. Г. Голдынский, П. Ф. Зима и В. В. Непойда (72) Авторы изобретения

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) ДВУХСТВОЛЬНЫЙ ГИДРОИМПУЛЬСАТОР

Изобретение относится к средствам разрушения горного массива пульсирующими струями жидкости повышенного давления и может найти применение в горнорудной промышленности, гидротехническом строительстве.

Известен двухструйный гидроимпульсатор, имеющий запорное устройство с мембранным пневмогидроприводом, составной частью которого является запорный клапан (1). Межседельное пространство клапана сообщено с атмосферой, а заседельное соединено со стволами гидромонитора. Клапан помещен в межседельном пространстве.

Его перемещение между седлами осуществляется при помощи мембраны, с которой он связан штоком. Надмембранная полость соединена с ударным трубопроводом через переводную трубку и связана с полостью эластичным элементом через разделительную диафрагму. Кроме того, данная полость через вентиль управления соединена с атмосферой. Связь надмембранной полости с эластичным элементом необходима для того, чтобы импульс давления жидкости в стволах имел определенную продолжительность во времени. Однако, эта связь приводит к тому, что изменение давления в надмембранной полости происходит плавно. Это в свою очередь обуславливает плавное нарастание усилия на мембрану, которое перебрасывает клапаны из одного крайнего положения в другое, что вызывает недостаточно.быстрое изменение давления в стволах, а следовательно, и снижение производительности гидроотбойки полезного ископаемого.

Размещение клапана в межседельном пространстве корпуса требует разъемного крепления одного из седел, что усложняет конструкцию, ухудшает условия эксплуатации, учитывая ударные нагрузки на седла, снижает надежность устройства.

Наиболее близким техническим решением является двухствольный гидроимпульсатор, имеющий запорное устройство с мембранным пневмогидроприводом, имеющий запорное устройство с мембранным пневмогидроприводом, составной частью которого яв20 ляется полный цилиндрический клапан (2).

Межседельное пространство клапана сообщено со стволами с насадками разного диаметра, а заседельное со стороны ствола с насадкой большего диаметра — с напорным

727847 зо тые по окружности друг относительно дру3 трубопроводом. Полый цилиндрический клапан помещен в межседельном пространстве.

Его перемещение между ними осуществляется с помощью мембраны, с которой он связан жестко. Надмембранное пространство сообщено через переводную трубку с напорным трубопроводом и связано с полостью эластичным элементом через разделительную диафрагму. Кроме этого, следует отметить, что данное пространство через. вентиль управления соединено с атмосферой. Подмембранное пространство ссюбщено через окна с напорным трубопроводом.

Размещение полого цилиндрического клапана в межседельном пространстве корпуса требует разъемного крепления одного из седел, а это усложняет конструкцию, ухудшает условия эксплуатации и, учитывая ударные нагрузки на седлах, снижает надежность устройства. Вместе с тем, наличие массы клапана и возросшей скорости перемещения ее, создают большие динамические нагрузки, приводящие к разрушению корпуса, седел, посадочных мест и т.д., а это нарушает герметичность конструкции и снижает надежность устройства.

Изготовление полого цилиндрического клапана, корпуса с седлами требует большой точности и специальных покрытий внутренних поверхностей корпуса, что усложняет конструкцию в целом. Налйчие массбГ клапа на, а также сил трения между клапаном и корпусом увеличивают инерционность запорного устройства.

Целью настоящего изобретения является уменьшение инерционности запорного органа, упрощение конструкции, а также повышение надежности и эффективности разрушения горных пород.

Указанная цель достигается тем, что в 35 известном двухствольном гидроимпульсаторе, содержащем напорный трубопровод, разрядник, корпус, стволы с насадками различного диаметра, запорное устройство, перевод-, ную трубку, вентиль управления, полость

46 с эластичным элементом и разделительной диафрагмой, запорное устройство выполнено в виде полого цилиндра с окнами, смещенными по Окружности друг относительно друга и снабжено приводным валом с резьбой, жестко закрепленной на корпусе запор- 4s ного устройства, причем в полости с эластичным элементом установлены ограничительные решетки.

Выполнение запорного устройства в виде полого цилиндра с окнами, смещенными по Окружности друг Относительно друга, позволило уменьшить его массу и тегл самым увеличить скорость переброса, т.е. уменьшить инерционность запорного органа. Этому также способствует установка в полости с эластичным элементом решеток для ограничения хода разделительной диафрагмы.

Это приводит к тому, что изменение давления в начале осуществляется плавно до тех

4 пор,пока разделительная диафрагма не достигает ограничительной решетки, а затем скачкообразно — до величины давления в запорном трубопроводе.

Выполнение привода в виде винтовой пары обеспечивает замену возвратно-поступательного движения запорного органа, создающего ударные нагрузки на седла, на поворотно-поступательное, уменьшающее ударные нагрузки, увеличивая тем самым надежность и долговечность. Вместе с тем это снизило требования к корпусу гидроимпульсатора, что значительно упростило конструкцию и повысило технологичность изготовления.

На фиг. 1 принципиальная схема двухствольного гидроимпульсатора в разрезе;на фиг. 2 — разрез А-А фиг. 1.

Гидроимпульсатор включает в себя напорный трубопровод 1, разрядник 2, цилиндрический корпус 3 с окнами, смещенными по окружности друг относительно друга, стволы с насадками 4 и 5 разного диаметра, запорное устройство 6, приводной вал 7, на котором выполнена винтовая нарезка с большим ходом, например, многозаходная с увеличенным шагом, обеспечивающая поворот цилиндрического запорного органа на

45, входящая в гайку 8. Переводная трубка 9, вентиль управления 10 и полость с эластичным элементом 11 и разделительной диафрагмой 12, ход которой ограничен с двух сторон решетками 13 и 14, образуют систему управления гидроимпульсатором. Запорное устройство 6 состоит из полого цилиндрического органа, имеющего окна 15 и 16 сдвинуга так, что при повороте приводного вала 7 происходит попеременное совмещение их с окнами корпуса 3 и стволами 4 и 5. Между запорным устройством 6 и полостью с эластичным элементом 11 расположена камера !

7. Она соединяется с напорным трубопроводом переводной трубкой 9, а с атмосферой при помощи вентиля управления 10.

Кроме того следует отметить, что камера

18 расположена внутри запорного устройства 6 и ограничена снизу корпусом 3.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Вентиль управления 1О закрыт и окно 16 запорного устройства 6 совмещено с окном ствола с насадкой 5 большего диаметра, а рабочая жидкость, проходя через напорный трубопровод 1, окно 15, камеру 18, окно 16, ствол с насадком 5 большего диаметра сбрасывается в атмосферу. Камера 17 сообщена через переводную трубку 9 с напорным трубопроводом 1, причем давление в камерах 17 и 18 равны, а рабочие площади запорного устройства со стороны этих камер различны. Их соотношение подобрано таким образом, чтобы обеспечить открытие ствола с насадком большего диаметра при закрытии вентиля управле727847

Формула изобретения ния и одинаковом давлении в напорном трубопроводе.

Включение гидроимпульсатора в работу осуществляется открытием вентиля управления 10. При этом давление в камере 17 становится меньше, чем в камере 18 и за счет перепада давлений запорное устройство

6 перемещается в крайнее верхнее положение с одновременным поворотом в винтовой паре 7 и 8. Оно перекрывает окно ствола с насадком 5 большего диаметра и открывает доступ жидкости к стволу с насадком 4 меньшего диаметра. При этом рабочая жидкость, проходя через напорный трубопровод 1, окно 15, камеру 18, окно 16, ствол с насадком 4 меньшего диаметра, истекает в атмосферу. А так как насадок 4 с меньшим диаметром имеет сопротивление больше, чем насадок 5, возникает гидравлический удар перед насадком 4. Волна повышенного давления распространяется по напорному трубопроводу к разряднику 2 и отражается от него в виде волны нормального давления. За время движения этой волны к разряднику и обратно давление в камере 17 плавно уменьшается, а при подходе отраженной волны к запорному устройству давление в камере 17 уменьшается скачком, так как диафрагма 12 опирается на решетку 14. Запорное устройство 6 резко переместится в крайнее верхнее положение, открывая доступ жидкости к насадку 4. При этом возникает гидравлический удар и волна повышенного давления распространяется к разряднику. Ппроцесс работы гидроимпульсатора повторяется. Система входит в режим автоколебаний. Следует отметить, что длиЬ тельность импульса, т.е. промежуток времени в течение которого жидкость истекает через ствол с насадком больп его диаметра, а следовательно, и частота пульсаций, регулируется гидравлическим сопротивлением переводной трубки 9 и первоначальным давлением воздуха в полости II. С уменьшением сопротивления приводной трубки частота пульсаций увеличивается.

Двухствольный гидроимпульсатор, включающий напорный трубопровод с разрядником, стволы с насадками различного диаметра, запорное устройство, переводную трубку, полость, содержащую эластичный элемент и разделительную диафрагму, а также вентиль управления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения инерционности запорного устройства, упрощения конструкции и повышения производительности гидроотбойки, запорное устройство выполнено в виде полого цилиндра с окнами, смещенными по окружности цилиндра друг относительно друга, и снабжено приводным валом с резьбой и гайкой, жестко закрепленной на корпусе запорного устройства, причем в полости с эластичным элементом установлены ограничительные решетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР кл. Е 21 С 25/60, 21.11 69.

2. Авторское свидетельство СССР, кл. E 21 С 25/60, 21.09.67.

727847

Составитель Г. Мареев

Техред К. Шуфрич Корректор М. Шароши

Тираж 626 Подписное

Редактор Т. Авдейчик

Заказ 1099/34

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4