Гидроимпульсатор

 

О П И С А Н И Е (»)85310 9

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.07.79 (21) 2799383, 29-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М, К .

E 21С 45/00

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень № 29 (53) УДК 622.232.5 (088.8) по делам изобретений и открытнй (45) Дата опубликования описания 07.08.81 ®ж.а.-, В. М. Керничанский и С. М. Голубев Лл учот @, l

Ф":!1 (кл., Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский " институт добычи угля гидравлическим способом (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГИДРО ИМПУЛЬСАТОР

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для отбойки полезных ископаемых и проходки горных выработок при помощи импульсных гидравлических струй.

Известен гидроимпульсатор, обеспечивающий импульсную подачу, воды повышенного давления на разрушаемый объект и включающий напорный трубопровод, стволы с насадками разных диаметров, клапаны (1).

Однако это устройство обладает недостаточной эффективностью действия струи.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является гидроимпульсатор, имеющий напорный водовод, разрядник, стволы с насадками разных диаметров, седла и поршень, пневмогидроаккумулятор (2).

Однако в фазе гидравлического удара запорное устройство поршня колеблется вблизи седла сбросного канала, частично открывая доступ воды в сбросной ствол.

Это, в свою очередь, является причиной неустойчивого и заниженного давления жидкости в фазе гидроудара. Колебания клапана объясняются тем, что усилие прижатия его к седлу сбросного канала направлено против движения потока, гидравлическое трение которого создает усилие отжатия клапана.

Цель изобретения — повышение эффективности действия струи гидроимпульсатора посредством стабилизации давления в фазе гидроудара.

Это достигается тем, что гидроимпульсатор имеет запорное устройство поршня, выполненное в виде кольцевого двустороннего клапана и размещенное на входной части поршня с возможностью прижатия к седлу рабочего ствола.

Гидроимпульсатор включает в себя напорный (ударный) трубопровод 1, разрядник 2, рабочий 3 и сбросной 4 стволы с насадками разных диаметров, поршень 5 с кольцевым двусторонним клапаном 6 на входной части, трубопровод 7, соединяющий напорный трубопровод 1 с полостями управления А и Б поршня 5 и пневмогидроаккумулятором 8, который, в свою очередь, имеет воздушную В и водяную Г полости, разделенные диафрагмой 9, трехходовой кран 10, обратный клапан 11, дроссель 12 управления режимом работы и клапанные седла 13 и 14.

При расположении трехходового крана

10 так, как показано на чертеже, вода от напорного трубопровода 1 поступает в по30 лости управления А и Б и через полый пор853109

3 шень 5 в рабочий ствол 3. Поршень 5 находится в равновесном состоянии, а клапан 6 под действием скоростного напора прижат к седлу 13. Вся вода поступает к насадку рабочего ствола 3.

Запуск гидроимпульсатора производится поворотом трехходового крана 10 так, чтобы полость А соединилась со сливом в атмосферу, при этом давление там резко падает до нуля, обратный клапан 11 захлопывается и в полости В давление остается равным давлению в ударном трубопроводе. В результате поршень 5 перемещается влево (по чертежу) навстречу потоку, клапан 6 прижимается к седлу 14, поступление воды к рабочему стволу 3 прекращается, одновременно открывается доступ воды из ударного трубопровода 1 в канал сбросного ствола 4.

Скорость потока воды в ударном трубопроводе 1 возрастает, а давление падает, так как истечение жидкости происходит через сбросной ствол 4 с насадком большего проходного сечения. При возврате трехходового крана 1(1 в исходное положение (см. чертеж) давление в полости А резко возрастает и уравнивается с давлением в полости Б, а поршень 5 под действием усилия скоростного напора резко перемещается в направлении движения потока жидкости.

При прижатии клапана 6 с седлу 13 канал сбросного ствола 4 перекрывается, и поток устремляется по проточной части поршня 5 в рабочий ствол 3.

Так как рабочий ствол 3 имеет насадок меньшего проходного сечения, то происходит резкое торможение потока. Это вызывает гидравлический удар," т. е. скачкообразное возрастание — заброс давления перед насадком рабочего ствола 3. Волна повышенного давления распространяется от насадка рабочего ствола 3 в сторону разрядника 2 по ударному трубопроводу 1 и по трубопроводу 7 в полости А и Б, а также в полость Г пневмогидроаккумулятора

8. Газ в полости В сжимается через разделительную диафрагму 9 до давления, равного давлению воды в полости Б. Попадая в разрядник 2, волна повышенного давления затухает и в сторону рабочего ствола 3 распространяется волна нормального (подводимого) давления.

В течение времени пробега волны повышенного давления до разрядника 2 и отраженной волны нормального давления от разрядника 2 до насадка рабочего ствола

З0

3 происходит истечение жидкости под повышенным давлением. При этом клапан 6 остается плотно прижатым к седлу 13 усилием скоростного напора и гидравлического трения потока в канале поршня 5. Давление воды в течение действия гидравлического удара стабильно сохраняет свое максимально расчетное значение.

При попадании волны нормального давления, отраженной разрядником 2, по трубопроводу 7 в полость управления А давление там падает, а в полости Б остается высоким, так как обратный клапан 11 закрывается и из полости Г пневмогидроаккумулятора 8 восполняются утечки воды.

Под действием возникшей разницы давления в полостях управления А и В поршень 5 перемещается влево навстречу потоку, и клапан 6, дойдя до седла 14, перекрывает доступ воды в рабочий ствол 3. В таком положении клапан 6 будет находиться до тех пор, пока в полости Б давление воды будет выше, чем в полости А.

Продолжительность удержания поршня

5 и клапана 6 в этом положении зависит от длительности разрядки пневмогидроаккумулятора 8 через дроссель 12 в атмосферу и регулируется соответствующей настройкой дросселя 12. Когда давление в полости Б упадет до такого значения, что поршень 5 с клапаном 6 вновь переместится по направлению движения потока, то закроется доступ воды к сбросному стволу 4 и откроется к рабочему стволу 3. Вновь произойдет гидравлический удар, и цикл повторится.

Формула изобретения

Гидроимпульсатор, включающий напорный трубопровод, разрядник, рабочий и сброспой стволы с насадками седла и поршень, пневмогидроаккумулятор, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности действия струи гидроимпульсатора посредством стабилизации давления жидкости в фазе гидроудара, гидроимпульсатор имеет запорное устройство, выполненное в виде кольцевого двустороннего клапана и размещенное на входной части поршня с возможностью прижатия к седлу рабочего ствола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 237776, кл. Е 21С 25/60, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 244991, кл. Е 21С 25/60, 1967.

853109

Составитель Г. Мареев

Техред А. Камышникова

Редактор С. Суркова

Корректор 3. Тарасова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1564/17 Изд. Ке 488 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5