Устройство для разрушения горных пород

 

(Оп И САЙМЕ

<п>883389 .

Союз Советских

Социапистнчесиих .Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ чйЕООЮЗНАя

: — . ИМЧЖ4йм с Ф. .Я

БИБЛИОТЕКА (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 090779 (21) 2795156/22 03 с присоединением заявки М (23) Приоритет л

М К .

Е 21 С 3/20

Е 21 С 37/18

3Ьеудлретвеай квинтет

CCCP ее Амем нзебриенм0 н открытия

Опубликовано 23.11.81.. Бюллетень Мв 43

Дата опубликования описания 23-1 181 (53j УД К 622. 234. . 52-85:622.243.

94(088.8) (72) Автор . изобретения

Н.Н. Малов (7l) Заявитель, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД

Изобретение относится к горному делу, к устройствам ударного действия, использующим энергию гидравлического удара °

Известен свайный гидромолот, предназначенный для погружения сваи пу-. тем разрушения породы колебаниями сваи, совершаемыми под действием гидравлических ударов жидкости создаваемых электроискровыми разрядами от электродов, который содержит цилиндрический корпус, заполненный жидкостью, ударник, породоразрушающий инструмент и электроды Pl) .

Однако свайный гидромолот отличается низкой производительностью, так как он недостаточно эффективно использует энергию гидравлического удара.

Наиболее близким flo технической сущности и достигаемому результату

20 к предлагаемому является устройство для разрушения горных пород, содержащее цилиндрический корпус, заполнен.ный жидкостью ударник, породоразру2 шающий инструмент и электроды, подключенные к электрической цепи импульсного генератора (2).

Недостатком устройства является

его невысокая производительность, связанная с недостаточно высокой энергией удара, а именно для колебания ударника и породоразрушающего инструмента используется только положительная амплитуда давления первофазной волны гидравлического удара, а отрицательная амплитуда давления первофазной волны, а так же все волны затухания, непроизводительно гасятся.

Цель изобретения - повышение эффективности действия устройства путем увеличения энергии удара за счет использования для вынужденных, совместных возвратно-поступательных колебаний ударника и породоразрушающего инструмента, синфазно-попериодно суммированных волн гидравлических ударов, создаваемых электроискровыми разрядами с заданной частотой.

3389

Поставленная цель достигается.тем, что часть корпуса со стороны породоразрушающего инструмента закрыта ударником, который жестко связан с породоразрушающим инструментом, а электроды расположены в противополо:<ной части корпуса на расстоянии от ударника не меньшем длины волны гидравлического удара.

Натройка модулирования электроискровых разрядов, подаваемых с постоянной частотой с импульсного генератора на электроды, производимая при подготовке устройства к работе, путем изменения величины расстояния между шарами формирующих разрывов, увеличивает, с увеличением расстояния между шарами, или уменьшает, с уменьшением этого расстояния, крутизну волны гидравлического удара, создаваемой электроискровыми разрядами в жидкости, причем длина волны гидравлического удара соответственно уменьшается (что определяется по колебаниям ударника, а при испытании по показаниям осциллоскопа или осциллографа) . ! при увеличении крутизны, или наобо" рот увеличивается, при уменьшении крутизны, до длины равной расстоянию, проходимому волной за один период колебания. Подача электрических разрядов на электроды с заданной частотой и регулируемой крутизной электрических импульсов обеспечивает создание гармонических синусоид колебаний давления жидкости, от каждого электрического импульса, слагаемых синфазно в результирующую волну, попериодно, амплитудно наращиваемую; движущуюся от электродов к ударнику в виде полуволны положительного, а затем отрицательного давления жидкости, причем положительная полуволна давления выталкивает из цилиндра ударник с породоразрушающим инструментом, совершая работу разрушения горной породы, а отрицательная полуволна давления возвращает ударник с породоразрушающим инструментом обратно.

На фиг.1 изображен общий вид устройства, разрез по вертикальной оси, на фиг.2 -принципиальная схема импульсного генератора.

Устройство для разрушения горных пород содержит цилиндрический корпус

1, заполненный жидкостью 2, ударник 3 породоразрушающий инструмент 4, электроды 5, электропроводку 6 и импульсный генератор 7.

В нижней части цилиндрического корпуса 1, герметично закрытой ударником 3, имеющим возможность совершать возвратно-поступательные колебания совместно с породоразрушающим инструментом 4, расположены фиксационные пружины 8, которые обеспечивают ударнику 3 его нейтрально - нерабочее положение.

ip Цилиндрический корпус 1 для возможности его подъема или опускания в породу через обсадную трубу 9 или без нее имеет в верхней сферической крышке 10 крепление для штанги или гибкой связи 11 и колпака 12.

Импульсный генератор 7 включает высоковольтный трансформатор 13 с выпрямителем и конденсатором, прерыватель 14 и формирующие разрывы 15.

При работе цилиндрический корпус 1 при помощи штанги 11 подвешивается и опирается на породу породораэрушающим инструментом 4, Подключая питание к контактам трансформатора. 13 и вклю2s чая в работу прерыватель 14, обеспечивают этим разрывы и включения электрической цепи,в которую включены форми. рующие разрывы 15,которые за счет предварительной регулировки и установки зазо30 ров между шарами, обеспечивают подачу на .электроды 5 смодулированных электрических импульсов, а именно такой крутизны и длины, которая обеспечивает в жидкости 2 волну гидравлического

35 удара с заданной дли ной

Электроискровой разряд между электродами 5 создает в жидкости 2 волну гидравлического удара, которая движется от электродов 5 к ударнику 3, в виао де сначала полуволны сжатия, а затем полуволны разряжения, представляемых графически в виде синусойды с поло- жительной и затем отрицательной амплитудами давления. При этом ударник э

3 под действием положительного давления волны гидравлического удара выдвигается из цилиндри ческого корпуса 1, толкая породоразрушающий инструмент 4, который разруso . шает породу, а под действием отрицательного давления волны гидравлического удара ударник 3 вдвигается внутрь цилиндрического корпуса 1 вместе с породоразрушающим инструментом 4.

Такой же цикл повторяется от каждой из последующих волн затухания, : волны гидравлического удара, вызван883389, ной от первого электроискрового разряда,но вследствие того, что второй и последующие электроискровые разряды подаются на электроды 5 через промежутки времени, равные времени одного периода колебания волны гидравлического удара, вторая вновь создаваемая и.последующие за ней,вновь создаваемые волны гидравлического удара попериодносинфазно суммируясь с волной затухания от предыдущего гидравлического удара, поступают от электродов 5 к ударнику

3 в виде результирующей волны гидравлического удара с высокими показателями амплитуд давления, максимум которых наступает, например через 2 с от начала работы устройства, в котором заполняющая цилиндрический корпус 1 жидкость 2 имеет коэффициент затухания (добротность) соответству- 2в ющий технической воде, а частота колебаний равна 200 Гц.

В таком режиме устройство работает до момента прекращения подачи электрических импульсов от импульсного генератора 7.

Использование в устройстве для колебания ударника не только положительных, но и отрицательных амплитуд давления волны гидравлического удара увеличивает КПД -устройства.

Формула изобретения

Устройство для разрушения горных пород, содержащее цилиндрический корпус, заполненный жидкостью, ударник, породоразрушающий инструмент и электроды, подключенные к электрической цепи импульсного генератора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности действия устройства путем увеличения энергии удара, часть корпуса со стороны породоразрушающего инструмента закрыта ударником, который жестко связан с породоразрушающим инструментом, а электроды расположены в противоположной части корпуса на расстоянии от ударника не меньшем длины волны гидравлического удара.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 274718, кл. E 02 0 7/06, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2883849/03, кл. E 21 В 7/1, 1980 (прототип

Составитель О. Серегина

Редактор Н. Кончицкая Техред И.Асталош; Корректор А. Дзятко

Заказ 10151/48 Тираж 630 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раувская наб., д.4/5

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