CN2064413U - 脉冲水射流发生器 - Google Patents

Abstract

一种脉冲水射流发生器，其特征是通过水、气两种介质实现能量转换，即蓄能器的缸体内充入氮气，作用在浮动活塞，高压水注入活塞阀体，推动浮动活塞蓄能，经手动或自动发射控制系统打开活塞阀，使蓄能的压力水在氮气压力作用下，经喷枪高速、大流量射出，以获得瞬间大功率脉冲射流。适用于破碎中硬度以下煤体或其它物体，结构简单、体小轻便，造价低。

Description

本实用新型属于液力机械，特别是一种适用于破碎  煤体或其它物体的脉冲水射流发生器（或称水炮）。

目前，国内外所研制的脉冲水射流发生器（或称水炮），有如第三届射流破碎技术国际科学讨论会H₁号和D号论文公开的，苏联全苏水力采煤研究设计院研制的Ⅳ－－5型水炮（英国专利No1.081.076，美国专利No3，412，554），MPI－－2型水炮（英国专利No1，245，352，美国专利NO3，614，271），VIS－－1型水炮（英国专利No1.276.629，美国专利No3.601.987，）VBS型水炮（英国专利No1.281.187，美国专利No3.593.524）；中国1985年9月在全国第三次高压水射流情报讨论会上，公开的江苏省煤矿研究所“水炮应用于巷道掘进的研究”，及铁道部第一工程局科研所的“XGMF－－Ⅰ型水炮综合试验报告”。前述已公开的水炮应用于破碎硬质砂岩、火成岩、石灰岩及其它坚硬物体。其基本结构如图4所示，都是通过油、气、水三种介质实现能量转换，即利用压力油推动大活塞8压缩缸体10中氮气蓄能，然后经控制，使氮气再推动大活塞，并带动小活塞7加速返程，小活塞一般都可将水加压到200兆帕以上，同时经喷嘴2高速射出破碎物体。该系统结构复杂；体积大、笨重、寿命短、价格昂贵，至今国内外仍处于试验阶段。

本实用新型的任务是提供一种小型、多功能、用以破碎中硬度以下的煤体或其它物体的脉冲水射流发生器。

其要点是通过水、气两种介质实现能量转换，即在蓄能器的缸体内充入氮气，作用在浮动活塞上；高压水注入活塞阀体，推动浮动活塞，使压力、水量达到预定值，即将高压力、小流量连续小功率水流在蓄能器中蓄能待发。经控制系统的控制阀打开活塞阀，使蓄存的压力水在氮气压力作用下，经喷枪的喷嘴高速、大流量射出，以获得瞬间大功率脉冲射流。

以下结合附图详细描述本实用新型结构和实施方式。

图1所示本实用新型正面剖视图。

图2所示图1沿A－－A剖视图。

图3所示图2沿B－－B剖视图。

如图1所示，本实用新型包括蓄能器、控制阀7及喷枪17三部分组成。其中蓄能器包括缸体3，在其顶端设上封头2，在上封头上装有可控单向充气阀1；缸体3通过下封头6连接活塞阀体13；在缸体3内装有“Y”型密封圈双向密封的浮动活塞4，浮动活塞下端设有弹簧支承的复位轴5，复位轴的下端连接在活塞阀体内的活塞阀芯11；在活塞阀体上设有控制液流孔8、自发液流孔9、执行液流孔10，这些液流孔与图2所示控制阀7上相应的控制液流孔8、自发液流孔9、执行液流孔10依次相通；活塞阀体上的A型接头孔14与超高压胶管16连接，该超高压胶管的另一端与喷枪17连接，在喷枪干管内设有稳流器18、喷嘴19。

图2所示控制阀7，包括长杆阀芯21、控制阀座24组成发射终了控制系统；控制手柄27、顶杆26、钢球25及球阀座28组成手动发射控制系统；十字形阀芯33与自发阀座31组成自动发射控制系统；图3所示针阀芯35与针阀手把36构成的针阀，用以选择手动发射方式或自动发射方式。

用专门的氮气加压充填装置，通过图1所示的可控单向充气阀1，将氮气加压充填到缸体3内，浮动活塞4在氮气压力作用下，移动到缸体底部，复位轴5在弹簧作用下将活塞阀芯11向下方推动，并与活塞阀座29相接触关闭。

当选用手动  发射形式时，顺时针拧动针阀手把36，通过图3所示针阀芯35关闭自发液流孔9；由泵站输来的高压水，经图1所示K型接头孔15进入活塞阀体13上部，该压力水又通过控制液流孔8、自发液流孔9进入控制阀7，其中自发液流孔由前述针阀芯关闭，由控制液流孔通过的压力水进入长杆阀芯上腔22内，并作用于长杆阀芯21上，使其产生向下的作用力，随着压力增加，该作用力不断增大，当超过弹簧预弹力时，长杆阀芯向下移动，直至与控制阀座24接触关闭；同时随着压力增大，对图1所示浮动活塞4产生的推力也不断增大，并使浮动活塞向上移动。当压力、蓄水量达到预定值时，泵站停止供水，等待发射。发射时人工急速向上扳动控制手柄27，推动顶杆26，顶开钢球25，此时控制液流沿顶杆急速下流并进入执行液流孔10，再到图1所示活塞阀芯下部的发射腔12内，对活塞阀芯11产生向上推力并打开活塞阀，此时蓄存的压力水被氮气推动的浮动活塞作用下，高速通过活塞阀座29、A型接头孔14、超高压胶管16及喷枪17经稳流器18由喷嘴19射出。随着喷射过程的进行压力急速下降，图2所示长杆阀芯上腔22内的压力也同步降低，作用在长杆阀芯上的力也随之不断减小，当小于弹簧预调定作用力后，长杆阀芯向上移动，通气腔23与大气接通，这样活塞阀下端发射腔12通过执行液流孔10也与大气相通，压力降为零，此时活塞阀芯11在上部压力作用下，急速下移关闭，发射即告终止。此时泵站由于系统压力降低，恢复向蓄能器充水蓄能，如此按前述循环不断获得脉冲射流。调节图2所示螺母20，改变弹簧预弹力，来控制发射终了压力，同时起到控制每发水量的作用。

当选用连续自动发射时，逆时针旋转针阀手把36，使图3所示针阀芯35退出，压力水经自发液流孔9进入自动发射系统的自发腔32（图2），当压力升到＋字形阀芯33产生向上的力大于弹簧的预压力时，十字形阀芯与自发阀座31脱开，压力水急速进入执行液流孔10，再进入发射腔12，执行发射。前文所述射流发射终了控制系统参预自动发射，并与手动单发发射时动作完全相同。发射后由于压力降低，十字形阀芯在弹簧力的作用下立即关闭，等待第二次发射。依此过程自动重复，即可获得频率相等的脉冲射流。调节图2所示螺钉34，改变弹簧预弹力，来控制发射压力，同时起到控制每发水量的作用。

实施例一，在煤矿井下，将脉冲水射流发生器的喷枪装在桥式托架上，并将其临时架设在矿车上，向上发射疏通堵塞。

实施例二，在煤矿井下，将脉冲水射流发生器的喷枪装在特制的座架上，并通过水平、垂直涡轮涡杆机构调整喷嘴的喷射方向，用于急倾斜落垛式采煤，回收采空区残留煤柱。

本实用新型结构简单、造价低，体积小、重量轻、便于搬运，使用方便，特别适于煤矿井下作业。

Claims (5)

1、一种脉冲水射流发生器，包括有蓄能器、控制阀7及喷枪17，其特征是在蓄能器缸体3的下端连接活塞阀体13；在缸体3内装有浮动活塞4，浮动活塞下端连接活塞阀芯11；在活塞阀体上设有与控制阀7相通的控制液流孔8、自发液流孔9、执行液流孔10，通过活塞阀体上的A型接头孔14连通喷枪17。

2、按照权利要求1所述的脉冲水射流发生器，其特征是浮动活塞采用双向密封。

3、按照权利要求1或2所述的脉冲水射流发生器，其特征是浮动活塞通过    弹簧支承的复位轴5与活塞阀芯11相连接。

4、按照权利要求1所述的脉冲水射流发生器，其特征是控制阀7    上设置发射终了控制系统的长杆阀芯21、控制阀座24，手动发射控制系统的控制手柄27、顶杆26、钢球25及球阀座28，自动发射控制系统的十字形阀芯33与自发阀座31，用以选择手动发射方式或自动发射方式的针阀手把36、针阀芯35。

5、按照权利要求1所述的脉冲水射流发生器，其特征是喷枪17包括与活塞阀体上的A型接头孔连通的超高压胶管16、喷枪干管内的稳流器18及喷嘴19所构成。

Images