Установка для обработки твердых минералов

 

е W . V W V ПСа Г. ! и;.т -v.-- с ."."." »»-. он „т

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<„, 772876

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.04.79 (21) 2747603/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

В 28 D 1/00

Е 21 С 21/00 тооударотееииый комитет

Опубликовано 23.10.80. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 28.10.80 (53) УДК 621.791..94 (088.8) по делам изооретеиий и открытий (72) Автор изобретеииа

А. И. Плугин

Ленинградский гидрометеорологический институт (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТВЕРДЫХ

МИНЕРАЛОВ

Изобретение относится к обработке неметаллических материалов и, в частности, к устройствам для обработки облицовочного камня путем воздействия на материал энергией струи под давлением.

Известен инструмент для обработки минерального материала, содержащий корпус в виде камеры сгорания, оснащенной сопловым насадкам, имеющим ультразвуковую проточку для истечения из него перегретой газовой струи (1).

Недостатком этого устройства является ограниченная кинетическая энергия газовой струи, незначительная производительность резки мягких минеральных камней и невозможность резки и обработки твердых пород, например гранита, базальта, песчаника ит.п.

Наиболее близким техническим решением из известных является установка для обработки твердых минералов, включающая замкнутую емкость с, по крайней мере, одним соплом, внутри которой установлен газогенератор (2) .

Недостатком известной установки является то, что вода, обладая значительной массой и кинетической энергией, не участвует непосредственно в разрушении и обработке минерального материала, а лишь создает дополнительное количество газа в виде пара, который перемешивается с основным газом и в виде парогазовой струи воздействует на материал. Кинетическая энергия этой струи незначительна ввиду несущественной массы пара и газа. Это значительно снижает производительность установки и повышает его энергозатраты на единицу обрабатываемого объема.

10 Цель изобретения — повышение эффективности установки.

Для достижения цели в установке для обработки твердых минералов, включающей замкнутую емкость с, по крайней мере, одним соплом, внутри которой установлен газогенератор, емкость снабжена поршнем, с одной стороны которого установлен газогенератор, а с другой содержится рабочий агент в виде водного раствора полиакриламида с нагревателем, причем сопло выполнено в виде конического отверстия с вершиной конуса, направленной в сторону обрабатываемого материала.

Кроме того, долевая концентрация полиакриламида в водном растворе может быть

772876 выбрана из отношения воды к полиакриламиду 1:0,0001:0,001.

Кроме того, сопло может быть снабжено заглушкой, выполненной из легкоплавкого металла с помещенной в нее электрической спиралью.

На чертеже изображена схема установки для обработки твердых минералов.

Установка состоит из прочного корпуса 1, выполненного в виде пустотелого удлиненного цилиндра, внутренняя полость которого поршнем 2 разделена на две камеры: верхнюю 3, заполненную газом под давлением, и нижнюю камеру 4, представляющую собой емкость, заполненную водой или смесью воды с 0,0001 — 0,001 частью (по отношению к воде) поверхностно-активной добавки (полиакриламида). Корпус 1 упрочнен кольцевыми поясами жесткости шпангоутами 5 и секторными ребрами жесткости

6. Для удержания высокого давления кромки поршня выполнены сходящими на ус С.

В емкости с водой 4 размешен нагреватель 7, например электрический, а в днище 8 емкости выполнено одно или несколько конусных отверстий 9, с выходным сечением равным 0,2 — 5,0 мм, заглушенное плавкой, например баббитовой пробкой, в которую помещена электрснагревательная спираль 10, соединенная с проводом 11 электропитания.

Верхняя камера 3 сообщается с камерой газообразования 12, по периметру которой смонтировано множество пиротехнических газообразующих зарядов, например, пиропатронов 13, имеюших подвод электропитания 14 для воспламенения в них пороховой медленногорящей смеси. Камера 3, представляющая собой камеру давления, оборудована предохранительным клапаном

15, имеющим возможность управляемого открытия при помоши энергии электропитания, подведенной по кабелю 16. Камера 12 может быть заполнена также и медленно горящим пороховым составом НМФ вЂ” 2.

Нижняя часть емкости 4 снабжена датчиком 17, взаимодействующим с контактами 18 в момент, когда поршень,2 коснется датчика, при этом по электрокабелю 19 подается команда на прекращение срабатывания пиропатронов 13 и на принудительное открытие предохранительного клапана 15, таким образом, давление в камере 3 снимается и движение поршня 2 прекращается.

Для контроля давления в емкости 4 имеется манометр 20, а для контроля давления в камере 3 имеется манометр 21, которые при запуске в работу камеры 12 должны показывать практически одинаковое давление.

Для обеспечения управления работой установка снабжена блоком программного управления, к которому подсоединены каналы управления 11, 14, 16 и 19. Установка предназначена для разрушения, например резки на блоки, торцования и т. и ми4S

so

Таким образом, установка для обработки твердых минералов, имея несложное оснащение в виде пиротехнических составов и жидкости в виде смеси воды с 0,0001 — 0,001 частью поверхностно-активной добавки (полиакриламида) позволяет получить струю жидкости с давлением 3 тыс. кгс/см и более при температуре в камере около 300 С и давлении над поршнем 500 — 3000 кгс/см .

При таком давлении в камере и температуре струя жидкости истекает из отверстия

d со скоростью 4 тыс. м/с и на расстоянии l, равном 180 — 260 мм, является плотной сфокусированной струей жидкости, обладаюгцей огромной кинетической энергией, позволяющей резать (обрабатывать) прочные минеральные строительные материалы. Тольнерального материала (облицовочного камня) 22, который на расстоянии помещают от среза отверстия 9 и в котором на чертеже изображен рез 23. Температуру жидкости контролируют при помощи термопары 24.

Закрепление установки производят с помощью крепежных узлов 25.

Установка для разрушения твердого минерального материала работает следующим образом.

Включают электронагреватель 7, затем о на один из пиропатронов 13 (или на несколько, в зависимости от требуемого давления в камере 3) подается ток по кабелю !4 от программного управляющего устройства.

При срабатывании пиропатрона выделяется газ высокого давления, который из камеры газообразования 12 истекает в камеру давления 3 и воздействует как распределенная нагрузка G на площадь поршня 2, при этом поршень в свою очередь передает давление на жидкость в камере 4. При достижении давления в камере 3, а, соответственно, и в камере 4 наперед заданной величины, например 500 — 3000 кгс/см и температуры (по термопаре 24), равной, например 250 — 350 С, подают от программного устройства напряжение по кабелю 11 на электронагревательную спираль 10, находящуюся в баббитовой пробке, пробка практически мгновенно выплавляется и вытесняется из отверстия 9.

Жидкость из камеры 4 со сверхзвуковой скоростью, равной 2 — 8 тыс. м/с, в виде о тонкой сфокусированной струи истекает из отверстия 9 и воздействует на минеральный материал, например мрамор 22, вырабатывая в нем борозду (рез) 23, т. е. разрезая облицовочные камни на требуемые части или вырезая облицовочные камни из бесss форменных заготовок, при этом камень подают в направлении реза. Расход жидкости в камере контролируется датчиком 17, который срабатывает при касании к нему поршня 2, подавая команду по кабелю 19 через программное устройство на прекращение нагрева воды, срабатывание пиропатронов и на включение клапана сброса давления 15.

772876

Составитель К. Хамидулов

Редактор Н. Кешеля Техред К. Шуфрич Корректор H. Григорук

Заказ 6805/20 Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужговод. ул. Проектная, 4 ко после прохождения расстояния k перегретая жидкость превращается в пар, который способствует процессу обработки минерального материала, подвергая его прогреву, т. е. температурным напряжениям, а также осуществляя вынос из реза минеральной крошки за счет восходящего потока пара, отходящего вместе с разрушенными частицами от камня. Изготовление такой установки не вызывает технических сложностей и не требует высокого класса точности обработки поршня и внутренней части камеры, за счет выполнения кромок поршня сходящими на ус, т. е. позволяющими поршню самоуплотняться с цилиндром под действием давления газов и жидкости. При помощи простейшего программного устройства можно обеспечить практически любые режим и параметры динамической породоразрушающей струи при высокой производительности и надежности, малой металлоемкости и низкой стоимости этого устройства.

Формула изобретения

1. Установка для обработки твердых минералов, включающая замкнутую емкость с, по крайней мере, одним соплом, внутри которой установлен газогенератор, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, емкость снабжена поршнем, с одной стороны которого установлен газогенеs ратор, а с другой содержится рабочий агент в виде водного раствора полиакриламида с нагревателем, причем сопло выполнено в виде конического отверстия с вершиной конуса, направленной в сторону обрабатывае. мого материала.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что долевая концентрация полиакриламида в водном растворе выбирается из отношения воды к полиакриламиду 1:0,0001:0,001.

3. Установка по п. I, отличающаяся тем, что сопло снабжено заглушкой, выполненной из легкоплавкого металла с помещенной в нее электрической спиралью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1. Авторское свидетельство СССР № 527085, кл. В 28 D 1/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 547120, кл. В 28 D 1/00, 1975.