FR2608692A1 - IMPULSE ACTION HYDROEJECTOR - Google Patents
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Abstract
MATERIEL DE MINE. HYDROEJECTEUR A ACTION IMPULSIONNELLE COMPORTANT UN ACCUMULATEUR HYDROPNEUMATIQUE 1, MIS EN COMMUNICATION AVEC LA TUBULURE D'ENTREE 2 DU GENERATEUR D'OSCILLATIONS 3, AYANT UN CORPS 4 DANS LEQUEL EST DISPOSE UN PISTON PRINCIPAL 5, FORMANT, DANS CELUI-CI, UNE CAVITE 6, EN AVAL DU SIEGE 35 ET UNE PREMIERE CAVITE 7, COTE PISTON, RELIEE A UNE SOURCE 8 DE PRESSION CONSTANTE ET UN DEUXIEME ACCUMULATEUR HYDROPNEUMATIQUE 9 AU-DESSOUS DU DIAPHRAGME DUQUEL DANS LA CAVITE 11 EST DISPOSE LE PREMIER PISTON 12 AVEC UNE TIGE 13 QUI COOPERE AVEC LE PREMIER PISTON 5 ET FORME UNE PREMIERE CAVITE 14, COTE TIGE, SEPAREE DE LA PREMIERE CAVITE 7, COTE PISTON, PAR UNE CLOISON 15 ET RELIEE A L'ATMOSPHERE, TANDIS QUE LA CAVITE 11 AU-DESSOUS DU DIAPHRAGME 10 EST MISE EN COMMUNICATION PAR UN TUBE DE BY-PASS 17 AVEC LA TUBULURE DE SORTIE 19. CANON D'ABATTAGE HYDRAULIQUE PERFECTIONNE.MINE EQUIPMENT. PULSE ACTION HYDROEJECTOR CONTAINING A HYDROPNEUMATIC ACCUMULATOR 1, PUT INTO COMMUNICATION WITH THE INPUT TUBING 2 OF THE OSCILLATION GENERATOR 3, HAVING A BODY 4 IN WHICH IS AVAILABLE A MAIN PISTON 5, FORMING, IN THE SAME-6, A , DOWNSTREAM OF SEAT 35 AND A FIRST CAVITY 7, PISTON SIDE, CONNECTED TO A SOURCE 8 OF CONSTANT PRESSURE AND A SECOND HYDROPNEUMATIC ACCUMULATOR 9 BELOW THE DIAPHRAGM IN THE CAVITY 11 IS LOCATED THE FIRST PISTON 13 12 WITH A TIE COOPERATES WITH THE FIRST PISTON 5 AND SHAPES A FIRST CAVITY 14, ROD SIDE, SEPARATED FROM THE FIRST CAVITY 7, PISTON SIDE, BY A PARTITION 15 AND CONNECTED TO THE ATMOSPHERE, WHILE CAVITY 11 BELOW DIAPHRAGM 10 IS LOCATED IN COMMUNICATION THROUGH A BY-PASS 17 TUBE WITH THE 19 OUTLET TUBING. PERFECTED HYDRAULIC BLOWER BARREL.
Description
La présente invention concerne la technique hydrau-The present invention relates to the hydraulic technique
lique à action impulsionnelle et a notamment pour objet les hydroéjecteurs à action impulsionnelle utilisés dans les with impulse action and, in particular, the impulse action hydrojets used in
canons d'abattage hydraulique.hydraulic felling cannons.
L'invention peut être utilisée dans l'industrie The invention can be used in industry
minière, dans la démolition des roches par des jets pulsa- mining, in the demolition of rocks by pulsating jets
toires sous pression élevée ainsi que dans l'industrie high pressure and industry
énergétique pour le nettoyage des éléments thermoénergé- for the cleaning of thermoenergetic elements
tiques des groupes de chaudières des centrales électriques. group of boilers in power plants.
On connaît un hydroéjecteur à action impulsionnelle (cf. certificat d'auteur de l'U.R.S.S. n 735765, Cl. Int. An impulse hydroejector is known (see U.S.S. 735765, Int.
E 21 C 25/60 publié dans le Bulletin "Découvertes, inven- E 21 C 25/60 published in the Bulletin "Discoveries, invented
tions, modèles d'utilité, marques de fabrique" n 19 - 1980 tions, utility models, trademarks "n 19 - 1980
Oonetsky polytekhnichesky institut) comportant un accumula- Oonetsky polytekhnichesky institute) with accumula-
teur hydropneumatique, monté sur une conduite d'amenée et raccordé par une conduite à un générateur d'oscillations ayant un corps abritant un piston creux, qui forme, dans celui-ci, une chambre de fermeture d'évacuation et une chambre d'ouverture d'évacuation ainsi que des chambres de basse et de haute pressions, et un mécanisme de commande du déplacement du piston creux réalisé sous forme d'une hydropneumatic nozzle, mounted on a supply line and connected by a line to an oscillation generator having a body housing a hollow piston, which forms therein an evacuation closing chamber and an opening chamber as well as low and high pressure chambers, and a mechanism for controlling the displacement of the hollow piston in the form of a
chambre à air partagée par un diaphragme en deux cavités. air chamber shared by a diaphragm in two cavities.
L'une de ces cavités est remplie de gaz comprimé tandis que l'autre fait communiquer la chambre de haute pression, à travers une vanne d'étranglement à résistance variable, avec la chambre d'ouverture d'évacuation et, à travers une vanne,à l'atmosphère. La chambre de basse pression est mise -en communication avec un ajutage d'évacuation et la chambre de haute pression est liée à un ajutage de travail et à la One of these cavities is filled with compressed gas while the other communicates the high pressure chamber, through a variable resistance choke valve, with the vent opening chamber and, through a valve , to the atmosphere. The low pressure chamber is placed in communication with an evacuation nozzle and the high pressure chamber is connected to a working nozzle and to the
conduite mettant en communication l'accumulateur hydropneu- driving connecting the hydropneumatic accumulator
matique et le générateur d'oscillations. and oscillator generator.
Le fonctionnement de l'hydroéjecteur à action impulsionnelle est fondé sur l'accélération d'un liquide dans la conduite entre l'accumulateur hydropneumatique et The operation of the pulsed hydroéjecteur is based on the acceleration of a liquid in the pipe between the hydropneumatic accumulator and
le générateur d'oscillations à travers l'ajutage d'évacua- the generator of oscillations through the evacuation nozzle
tion et sur le freinage ultérieur du courant de liquide à and the subsequent braking of the liquid flow at
l'ajutage de travail.the working nozzle.
Ce dispositif est caractérisé par une capacité de destruction du jet d'eau insuffisamment élevée, car This device is characterized by a capacity of destruction of the insufficiently high water jet, because
la puissance du jet est limitée.the power of the jet is limited.
On connaît aussi un hydroéjecteur à action impul- A hydroéjecteur with impulse action is also known
sionnelle (cf. certificat d'auteur de l'U.R.S.S. n 116 161, publié dans le Bulletin "Découvertes, inventions, modèles d'utilité, marques de fabrique" n0 36, 1964, GOSUDARSTVENNY (see U.S.S.S.S.Convention No. 116,161, published in the Bulletin "Discoveries, Inventions, Utility Models, Trademarks" No. 36, 1964, GOSUDARSTVENNY
SOJUZNY ZAVOD PO MEKHANICHESKOY I KHIMICHESKOY OCHISTKE SOJUZNY ZAVOD PO MEKHANICHESKOY KHIMICHESKOY OCHISTKE
KOTOLOAGREGATOV "KOTLOOCHISTKA") comportant un accumulateur KOTOLOAGREGATOV "KOTLOOCHISTKA") with accumulator
hydropneumatique raccordé à la tubulure d'entrée du généra- hydropneumatic connected to the inlet manifold of the genera-
teur d'oscillations, ayant un corps dans lequel est disposé un piston principal, formant avec celui-ci, une cavité en aval du siège et une cavité, côté piston, liée à une source oscillator, having a body in which is disposed a main piston, forming therewith a cavity downstream of the seat and a cavity, piston side, connected to a source
de pression constante et un deuxième accumulateur hydropneu- constant pressure and a second hydropneumatic accumulator
matique avec un diaphragme, dans la cavité au-dessous du diaphragme duquel est disposé un piston avec une tige coopérant avec le piston principal qui forme une cavité, côté tige, séparée de la cavité, côté piston, par une cloison et reliée à l'atmosphère tandis que la cavité with a diaphragm, in the cavity below the diaphragm which is disposed a piston with a rod cooperating with the main piston which forms a cavity, rod side, separated from the cavity, piston side, by a partition and connected to the atmosphere while the cavity
au-dessous du diaphragme est raccordée par un tube de by- below the diaphragm is connected by a tube of by-
pass comprenant une vanne d'étranglement à la tubulure de pass comprising a throttling valve to the tubing of
sortie et à l'ajutage.exit and at the nozzle.
Le fonctionnement du dispositif est fondé sur l'accumulation de l'énergie dans le deuxième accumulateur hydropneumatique jusqu'à une valeur déterminée suivie de l'éjection ultérieure d'un jet pulsatoire de liquide sous The operation of the device is based on the accumulation of energy in the second hydropneumatic accumulator to a determined value followed by the subsequent ejection of a pulsating jet of liquid under
haute pression et à un débit maximal à travers l'ajutage. high pressure and at maximum flow through the nozzle.
Ce dispositif est caractérisé par une capacité de destruction du jet de liquide insuffisamment élevée par suite du retard de la formation du flanc avant d'impulsion de haute pression qui n'aboutit pas à une brusque application d'un effort au front d'attaque mais à une charge croissant progressivement. Cet inconvénient est dû à ce qu'avec les rapports déterminés des paramètres de construction du siège et de l'ajutage, du siège et du piston principal il peut y avoir un état dans lequel une force supplémentaire agissant sur le piston principal à la suite de l'action de la pression dans la cavité en aval du siège sur une partie de la section du piston principal ne peut pas compenser, dans une mesure suffisante, les forces de frottement qui y sont engendrées. Le piston principal peut s'éloigner du siège lentement ce qui conduit à un retard de la formation du flanc avant d'impulsion de haute pression devant l'ajutage, c'est-à-dire à une augmentation lente de la pression et, par conséquent, à une baisse de l'efficacité de l'abattage hydraulique. En outre, il n'est pas exclu que le piston principal prenne une This device is characterized by an insufficiently high liquid jet destruction capacity due to the delay in the formation of the high pressure pulse leading edge which does not result in a sudden application of a force to the leading edge but at a progressively increasing load. This disadvantage is due to the fact that with the determined ratios of the construction parameters of the seat and the nozzle, the seat and the main piston there may be a state in which an additional force acting on the main piston as a result of the action of the pressure in the cavity downstream of the seat on a portion of the section of the main piston can not compensate, to a sufficient extent, the frictional forces generated therein. The main piston can move away from the seat slowly which leads to a delay in the formation of the high pressure pulse leading edge in front of the nozzle, i.e. to a slow increase in pressure, and consequently, a reduction in the efficiency of the hydraulic felling. In addition, it is not excluded that the main piston takes a
certaine position intermédiaire en y restant constamment. some intermediate position by staying constantly.
dans laquelle l'écoulement à travers le siège et l'ajutage in which the flow through the seat and the nozzle
sera constant et la charge de l'accumulateur hydropneuma- will be constant and the charge of the accumulator hydropneuma-
tique sera nulle. Ceci diminue l'aptitude du dispositif Tick will be zero. This decreases the ability of the device
au fonctionnement et sa fiabilité.operation and reliability.
On s'est d-onc proposé de créer un hydroéjecteur à action impulsionnelle capable de former un flanc avant abrupt d'impulsions hydrauliquespour la destruction des roches avec un taux suffisant de l'efficacité de l'abattage hydraulique grâce au perfectionnement du générateur d'oscillations. It has been proposed to create an impulse hydroejector capable of forming an abrupt front flank of hydraulic impulses for the destruction of rocks with a sufficient rate of the efficiency of the hydraulic felling through the improvement of the generator. oscillations.
L'hydroéjecteur à action imnipulsionnelle de l'inven- The hydroéjecteur with immnipulsionnel action of the invention
tion, comporte un accumulateur hydropneumatique, mis en communication avec la tubulure d'entrée d'un générateur d'oscillations ayant un corps dans lequel est disposé un piston principal formant, dans celui-ci, une cavité en aval du siège et une première cavité, côté piston, liée à tion, comprises a hydropneumatic accumulator, placed in communication with the inlet manifold of an oscillation generator having a body in which is disposed a main piston forming, in the latter, a cavity downstream of the seat and a first cavity piston side, linked to
une source de pression constante et un deuxième accumula- a source of constant pressure and a second accumula-
teur hydropneumatique avec un diaphragme au-dessous duquel, dans la cavité,est disposé le premier piston avec une tige pouvant coopérer avec le piston principal et formant la première cavité, côté tige, séparée de la première chambre, côté piston, par une cloison et reliée à l'atmosphère, la cavité au-dessous du diaphragme étant mise en communication par un tube de by-pass, ayant une vanne d'étranglement, avec la tubulure de sortie, une chambre pour la formation d'une impulsion étant prévue dans le corps du générateur d'oscillations dans laquelle est disposé un deuxième piston avec une tige de manière qu'il puisse coopérer avec le piston principal et formant, dans la chambre de formation d'une impulsion, la deuxième cavité, côté piston, mise en communication avec la tubulure de sortie au moyen d'un tube de by-pass et la deuxième cavité, hydropneumatic nozzle with a diaphragm below which, in the cavity, is disposed the first piston with a rod cooperable with the main piston and forming the first cavity, rod side, separated from the first chamber, piston side, by a partition and connected to the atmosphere, the cavity below the diaphragm being communicated by a bypass tube, having a throttling valve, to the outlet pipe, a chamber for the formation of a pulse being provided in the body of the oscillation generator in which is disposed a second piston with a rod so that it can cooperate with the main piston and forming, in the impulse forming chamber, the second cavity, piston side, placed in communication with the outlet pipe by means of a bypass tube and the second cavity,
côté tige, reliée à l'atmosphère. rod side, connected to the atmosphere.
Selon une variante de l'hydroéjecteur à section impulsionnelle, la deuxième cavité, côté tige, de la chambre pour la formation d'une impulsion est reliée par un tube de by-pass, pourvu d'une vanne, à la cavité au-dessous du diaphragme du deuxième accumulateur hydropneumatique. Selon une autre variante de l'hydroéjecteur à action impulsionnelle, la deuxième cavité, côté tige, de la chambre de formation de l'impulsion est reliée à l'atmosphère par un autre tube de by-pass équipé According to a variant of the impulse section hydroéjecteur, the second cavity, rod side, of the chamber for the formation of a pulse is connected by a bypass tube, provided with a valve, to the cavity below. of the diaphragm of the second hydropneumatic accumulator. According to another variant of the impulse action hydroéjecteur, the second cavity, rod side, of the impulse formation chamber is connected to the atmosphere by another bypass tube equipped with
d'une vanne.of a valve.
Ainsi, on crée, dans l'hydroéjecteur à action impulsionnelle grâce à la réalisation de la chambre pour la formation d'une impulsion et à la disposition, dans celle-ci, du deuxième piston avec tige pouvant coopérer avec le piston principal du côté de la tubulure d'entrée et à la communication de la deuxième cavité, côté piston, avec la tubulure de sortie du générateur d'oscillations, une force supplémentaire qui agit sur le piston principal du côté de la tubulure d'entrée. On assure, de la sorte, l'éloignement sOr et rapide du piston principal depuis son siège en diminuant alors les pertes hydrauliques et en assurant une augmentation brusque de la pression devant l'ajutage, autrement dit, la raideur du flanc avant d'impulsion, en élevant, par cela même, l'efficacité de la démolition des roches. En outre, en reliant la deuxième cavité, côté tige, à la cavité au-dessous du diaphragme, pendant la fermeture du siège réalisée par le piston principal, on transmet la pression croissant dans la cavité au-dessous du diaphragme dans la deuxième cavité, côté tige, en séparant du piston principal le deuxième piston avec tige monté du côté de la tubulure d'entrée et en Thus, in the hydroéjecteur impulse action is created by the realization of the chamber for the formation of a pulse and the provision in it, the second piston with rod that can cooperate with the main piston on the side of the inlet manifold and the communication of the second cavity, piston side, with the outlet manifold of the oscillation generator, an additional force acting on the main piston on the side of the inlet manifold. In this way, it ensures the distance sOr and fast the main piston from its seat while reducing hydraulic losses and ensuring a sudden increase in pressure in front of the nozzle, in other words, the stiffness of the leading edge of the impulse by raising, by this very fact, the effectiveness of the demolition of the rocks. In addition, by connecting the second cavity, rod side, to the cavity below the diaphragm, during closure of the seat made by the main piston, the increasing pressure is transmitted into the cavity below the diaphragm in the second cavity, rod side, separating from the main piston the second piston with rod mounted on the side of the inlet manifold and
interrompant son interaction avec ledit piston principal. interrupting its interaction with said main piston.
On réduit ainsi la force qui empêche le piston principal de se déplacer vers le siège et on lui confère une vitesse de déplacement lors de la fermeture en supprimant son arrêt dans les positions intermédiaires, en élevant ainsi la fiabilité et l'aptitude de l'hydroéjecteur à action This reduces the force that prevents the main piston from moving to the seat and gives it a speed of movement during closing by eliminating its stop in the intermediate positions, thereby increasing the reliability and the ability of the hydroéjecteur to action
impulsionnelle au fonctionnement.impulse to operation.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront à la lumière The invention will be better understood and other purposes, details and advantages thereof will appear in the light
de la description qui va suivre d'un mode de réalisation of the following description of an embodiment
donné à titre d'exemple non limitatif avec référence au dessin annexé représentant une vue d'ensemble,en coupe, given by way of non-limiting example with reference to the appended drawing showing an overall view, in section,
d'un hydroéjecteur à action impulsionnelle selon l'inven- of a hydroéjecteur impulse action according to the invention
tion. L'hydroéjecteur à action impulsionnelle comporte un accumulateur hydropneumatique 1 monté en dérivation sur une conduite 40 d'alimentation en eau assurée, par exemple, à l'aide d'une pompe de surpression non figurée, et débitant tion. The hydroéjecteur impulse action comprises a hydropneumatique accumulator 1 mounted in parallel on a line 40 of water supply provided, for example, with the aid of a booster pump not shown, and debiting
sur la tubulure 2 d'entrée d'eau du générateur d'oscilla- on the water inlet tubing 2 of the oscillation generator
tions de pression hydraulique 3. Le générateur comporte un corps 4 formé d'une série de chambres, de symétrie générale 3. The generator comprises a body 4 formed of a series of chambers, of general symmetry
cylindrique autour d'un seul axe vertical A - A. L'accumu- cylindrical around a single vertical axis A - A. The accumu-
lateur 1 comporte un diaphragme 31 subissant la pression d'air intérieure et la pression de l'eau dans la conduite 1 includes a diaphragm 31 undergoing the pressure of the interior air and the pressure of the water in the pipe
transmise à travers la grille 32.transmitted through the grid 32.
A la partie inférieure, si on admet que l'hydro- At the bottom, if we admit that the hydro-
éjecteur est installé verticalement, un cylindre 21 ou chambre de formation d'impulsions contient un piston 22 ejector is installed vertically, a cylinder 21 or pulse forming chamber contains a piston 22
dit deuxième piston qui sépare deux chambres; 24, dite deuxiè- said second piston which separates two rooms; 24, so-called second
me cavité côté tige et 26, dite deuxième cavité côté tige. me cavity side rod and 26, said second cavity side rod.
Ce piston 22 est prolongé par une tige 23 qui traverse, de façon étanche, la paroi 41 limitant la chambre 21 This piston 22 is extended by a rod 23 which passes, in a sealed manner, the wall 41 limiting the chamber 21
vers le haut.to the top.
Immédiatement au-dessus de la cloison 41 limitant la chambre ou le cyclindre 21, est disposée une chambre 42, Immediately above the partition 41 limiting the chamber or the cylinder 21, is disposed a chamber 42,
de même diamètre que la chambre 21, constamment en communi- the same diameter as the chamber 21, constantly communicating
cation avec la tubulure 2 d'entrée d'eau. Cette chambre 42 se termine au niveau d'un siège sur lequel peut venir buter cation with the inlet pipe 2 water. This chamber 42 ends at a seat on which can abut
la partie tronconique 43 d'un piston 5, dit piston principal. the frustoconical portion 43 of a piston 5, said main piston.
Cette partie tronconique a une petite base 47. This frustoconical part has a small base 47.
Le piston 5 peut se déplacer, de façon étanche, dans une chambre 44, de diamètre supérieur au diamètre des The piston 5 can move, in a sealed manner, in a chamber 44, of diameter greater than the diameter of the
chambres 21 et 42, limitée par une cloison 15 supérieure. chambers 21 and 42, bounded by an upper partition.
Quand la partie tronconique 43 du piston 5 repose sur le siège 35, cette partie tronconique 43 isole, avec la paroi latérale intérieure de la chambre 44 et le siège 35 une cavité 6 dite cavité en aval du siège, constamment en communication par une tubulure 19 de sortie d'eau avec l'ajutage 20 d'envoi du jet d'eau à oscillations de pression sur l'objet à traiter. Entre la partie supérieure du piston 5 et la cloison 15 se trouve une cavité 7, en communication, interruptible grâce à une vanne 34, avec When the frustoconical portion 43 of the piston 5 rests on the seat 35, this frustoconical portion 43 isolates, with the inner side wall of the chamber 44 and the seat 35 a cavity 6 called cavity downstream of the seat, constantly in communication by a pipe 19 outlet of water with the nozzle 20 for sending the water jet to pressure oscillations on the object to be treated. Between the upper part of the piston 5 and the partition 15 is a cavity 7, in communication, interruptible thanks to a valve 34, with
une source 8 de pression constante.a source 8 of constant pressure.
Au-dessus de la cloison 15 de la chambre 44 se trouve une chambre 45, de diamètre supérieur au diamètre de la chambre 44, séparée par le piston 12, dit premier piston, en une chambre 14, dite première cavité côté tige, et une chambre 11, dite cavité sous le diaphragme 10. Cette cavité 11 présente une butée circulaire 46 qui peut limiter vers le haut la course du piston 12. Le piston 12 est prolongé vers le bas par une tige 13 qui traverse de façon étanche, la cloison 15 et peut venir coopérer avec le piston 5. La chambre 14 est constamment en communication Above the partition 15 of the chamber 44 is a chamber 45, of diameter greater than the diameter of the chamber 44, separated by the piston 12, said first piston, into a chamber 14, said first stem-side cavity, and a chamber 11, said cavity under the diaphragm 10. This cavity 11 has a circular abutment 46 which can limit upward the stroke of the piston 12. The piston 12 is extended downwards by a rod 13 which passes through tightly, the partition 15 and can cooperate with the piston 5. The chamber 14 is constantly in communication
avec l'atmosphère par au moins un orifice latéral 16. with the atmosphere by at least one lateral orifice 16.
Au-dessus de la chambre 45 se trouve un deuxième accumula- Above Room 45 is a second accumula-
teur hydropneumatique 9 ayant un diaphragme 10 subissant la pression de l'air intérieure et la pression régnant dans hydropneumatic nozzle 9 having a diaphragm 10 undergoing the pressure of the indoor air and the pressure prevailing in
la chambre 11 transmise à travers la grille 33. the chamber 11 transmitted through the grid 33.
La cavité est reliée à la tubulure 19 et à l'ajutage 20 par l'intermédiaire d'un tube de by-pass 17 The cavity is connected to the pipe 19 and the nozzle 20 via a bypass tube 17
équipé d'une vanne d'étranglement 18. equipped with a throttle valve 18.
Un by-pass 25 met constamment en communication la A bypass 25 constantly communicates the
tubulure 19 et l'ajutage 20 avec la chambre 24. tubing 19 and the nozzle 20 with the chamber 24.
La cavité 11 peut être mise en communication, interruptible par une vanne 28, avec la chambre 26 par un by-pass 27, branché dans la cavité 11 audessus de la butée 46. Le by-pass 27 est prolongé par une conduite 29 terminéepar une vanne 30 qui permet de mettre à l'atmosphère The cavity 11 can be put in communication, interruptible by a valve 28, with the chamber 26 by a bypass 27, connected in the cavity 11 above the stop 46. The bypass 27 is extended by a pipe 29 completed by a valve 30 which allows to put in the atmosphere
la chambre 26 et la chambre 11.room 26 and room 11.
L'hydroéjecteur à action impulsionnelle fonctionne The impulse hydroéjecteur works
de la manière suivante.as follows.
On ouvre la vanne 34 en reliant la première cavité 7, coté piston, à la source 8 de pression constante, par exemple, un poste de pompage d'huile. A ce moment, la vanne 28 est ouverte et la vanne 30 sur le tube de bypass 29 est fermée. Ainsi la cavité 11 au-dessous du diaphragme est mise en communication à travers le tube de by-pass 27 avec la deuxième cavité 26, côté tige. Sous l'action de la pression constante agissant du côté de la première cavité 7 en aval du siège depuis la course 8 de pression constante, le piston principal 5 se trouve appliqué contre le siège 35 en coupant l'écoulement de l'eau depuis la tubulure d'entrée 2 vers la cavité 6 en aval du siège 35 et, ensuite, vers la tubulure de sortie 19 et vers l'ajutage 20. C'est pourquoi toute l'eau arrivant The valve 34 is opened by connecting the first cavity 7, on the piston side, to the source 8 of constant pressure, for example, an oil pumping station. At this time, the valve 28 is open and the valve 30 on the bypass tube 29 is closed. Thus the cavity 11 below the diaphragm is communicated through the bypass tube 27 with the second cavity 26, rod side. Under the action of the constant pressure acting on the side of the first cavity 7 downstream of the seat from the constant pressure stroke 8, the main piston 5 is applied against the seat 35 by cutting off the flow of water from the inlet pipe 2 to the cavity 6 downstream of the seat 35 and then to the outlet pipe 19 and to the nozzle 20. This is why all the water arriving
de la conduite principale 40 remplit l'accumulateur hydro- of the main pipe 40 fills the hydraulic accumulator
pneumatique 1 et la tubulure d'entrée 2 en agissant sur le diaphragme 31, en l'éloignant de la grille 32, et comprime 1 and the inlet manifold 2 by acting on the diaphragm 31, away from the gate 32, and compresses
le gaz au-dessus du diaphragme 31. L'accumulateur hydro- the gas above the diaphragm 31. The hydraulic accumulator
pneumatique 1 est en cours de charge. A ce moment, sous l'action des pressions agissant sur les faces en bout des tiges 13 et 23 des pistons correspondants 12 et 22 dans la première cavité 7 côté piston, et dans la tubulure d'entrée 2, les pistons 12 et 22 se déplacent vers la deuxième cavité 24 et vers la cavité 11 sous le diaphragme respectivement, en libérant le piston principal 5. A ce moment, la première cavité 7; côté piston, se trouve sous une pression constante, la cavité intérieure de la tubulure d'entrée 2 se trouve sous l'action croissante de la charge tandis que la deuxième cavité 24, côté piston, la deuxième cavité 26, côté tige, et la cavité 11 au-dessous du diaphragme se trouvent sous pression atmosphérique. Le diaphragme 10 du deuxième accumulateur hydropneumatique 9 Pneumatic 1 is being loaded. At this moment, under the action of the pressures acting on the end faces of the rods 13 and 23 of the corresponding pistons 12 and 22 in the first cavity 7 on the piston side, and in the inlet pipe 2, the pistons 12 and 22 are move to the second cavity 24 and to the cavity 11 under the diaphragm respectively, releasing the main piston 5. At this time, the first cavity 7; piston side, is under constant pressure, the inner cavity of the inlet pipe 2 is under the increasing action of the load while the second cavity 24, piston side, the second cavity 26, rod side, and the cavity 11 below the diaphragm are under atmospheric pressure. The diaphragm 10 of the second hydropneumatic accumulator 9
est appliqué contre la grille 33.is applied against the grid 33.
La charge de l'accumulateur hydropneumatique 1 continue jusqu'à ce que la pression dans la tubulure d'entrée 2 atteigne la valeur pour laquelle la force qu'elle exerce sur la surface de la petite base 47 de la partie tronconique 43 du piston principal 5 du côté du siège 35 soit supérieure à l'action de la pression constante dans la première cavité 7, côté piston, agissant sur toute la surface supérieure du piston principal 5. Dès que cette valeur a été atteinte, une force résultante apparaît qui agit dans la direction de la première cavité 7, côté piston, le piston principal 5 commence à s'éloigner de son siège 35. En conséquence, la tubulure d'entrée 2 et la cavité 6 en aval du siège 35 sont en communication à travers un espace entre le siège 35 et le piston principal 5. Sous l'action de la pression d'eau engendrée dans la cavité 6 en aval du siège 35 et agissant sur la partie libérée de la surface du piston principal 5, soit sensiblement la même que la surface supérieure du piston 5, la force résultante croît. De plus, l'eau arrive depuis la cavité 6 en aval du siège 35 dans la tubulure de sortie 19 et à l'ajutage 20 et s'écoule par lui à l'atmosphère en se dirigeant vers un objet à démolir. En même temps, l'eau arrive depuis la tubulure de sortie 19 à travers les tubes de by-pass 17 et 25 dans la cavité 11 au-dessous du diaphragme 10 et dans la deuxième cavité 24, côté piston. La pression dans la deuxième cavité 24, côté piston, croît pratiquement instantanément jusqu'à la pression de charge (pression de la conduite 40). La pression dans la cavité 11 au-dessous du diaphragme 10 croît avec un retard déterminé dO à la présence de'la vanne 18 dans le tube de by-pass 17 et du gaz dans le deuxième accumulateur hydropneumatique 9. Par suite, une force apparaît du côté de la deuxième cavite 24, côté piston, sur le deuxième piston 22 et déplace le deuxième piston 22 dans la direction vers la deuxième cavité 26, côté tige. Le deuxième piston 22 avec la tige 23 vient porter sur le piston principal 5 en augmentant la force résultante qui agit sur lui et qui élève sa vitesse The charge of the hydropneumatic accumulator 1 continues until the pressure in the inlet pipe 2 reaches the value for which the force it exerts on the surface of the small base 47 of the frustoconical portion 43 of the main piston 5 on the seat side 35 is greater than the action of the constant pressure in the first cavity 7, piston side, acting on the entire upper surface of the main piston 5. Once this value has been reached, a resultant force appears which acts in the direction of the first cavity 7, on the piston side, the main piston 5 begins to move away from its seat 35. As a result, the inlet pipe 2 and the cavity 6 downstream of the seat 35 are in communication with one another. space between the seat 35 and the main piston 5. Under the action of the water pressure generated in the cavity 6 downstream of the seat 35 and acting on the released portion of the surface of the main piston 5, is substantially the same as e the upper surface of the piston 5, the resulting force increases. In addition, the water arrives from the cavity 6 downstream of the seat 35 in the outlet pipe 19 and the nozzle 20 and flows through it to the atmosphere towards an object to be demolished. At the same time, the water arrives from the outlet pipe 19 through the by-pass tubes 17 and 25 into the cavity 11 below the diaphragm 10 and into the second cavity 24, on the piston side. The pressure in the second cavity 24, on the piston side, increases practically instantaneously until the pressure of charge (pressure of the pipe 40). The pressure in the cavity 11 below the diaphragm 10 increases with a determined delay d0 to the presence of the valve 18 in the bypass tube 17 and the gas in the second hydropneumatic accumulator 9. As a result, a force appears on the side of the second cavity 24, piston side, on the second piston 22 and moves the second piston 22 in the direction towards the second cavity 26, rod side. The second piston 22 with the rod 23 comes to bear on the main piston 5 by increasing the resulting force which acts on it and which raises its speed
de déplacement. Il s'ensuit que plus la vitesse de dépla- of displacement. It follows that the higher the speed of
cement du piston principal 5 est grande, plus rapidement croît la pression dans la tubulure de sortie 19 en amont de l'ajutage 20 et, par conséquent, le flanc avant de the main piston 5 is large, the pressure in the outlet pipe 19 upstream of the nozzle 20 increases faster and, consequently, the front flank of the
l'impulsion de haute pression devient plus raide. the high pressure pulse becomes steeper.
La phase de décharge de l'accumulateur hydropneu- The discharge phase of the hydropneumatic accumulator
matique 1 commence par la séparation du piston principal 5 du siège 35. L'eau s'écoule à travers l'ajutage 20 vers l'objet à démolir et remplit la cavité au-dessous du diaphragme 10 sous la même pression à travers le tube de by-pass 17 et la deuxième cavité 26, côté tige, à travers le tube de by-pass 27. Toutefois, grâce à la présence de la vanne d'étranglement 18 et du deuxième accumulateur hydropneumatique 9, la pression d'eau dans la cavité 11 au-dessous du diaphragme 10 et dans la deuxième cavité 26, côté tige, croît lentement et atteint, grâce à la surface supérieure, notable, du premier piston 12, une valeur qui sera pratiquement toujours sensiblement inférieure à la pression dans la cavité 6 en aval du siège 35 avant la fin du processus de déchargement. Ainsi, pendant la décharge de l'accumulateur hydropneumatique 1, la pression d'eau dans la tubulure d'entrée 2, dans la cavité 6 en aval du siège 35 et dans la deuxième cavité 24, côté piston, décroît alors que la pression dans la cavité 11 au-dessous du diaphragme 10 et la deuxième cavité 26, côté piston, au début du déchargement de l'accumulateur hydropneumatique 1 croît par suite de l'éloignement du diaphragme 10 de la grille 33 et parce que l'eau remplit l'espace entre le diaphragme et la grille 33 et atteint la pression de décharge au moment o les pressions de gaz et d'eau agissant sur le diaphragme 10 de deux côtés sont identiques. Sous l'action de la pression de décharge dans la deuxième cavité 26, côté tige, le deuxième piston 22 avec la tige 23 commence à se déplacer dansla direction vers la deuxième cavité 24, côté piston, en chassant de celle-ci l'eau dans le tube de by-pass 25 vers la tubulure de sortie 19. La tige 23 du deuxième piston 22 se sépare du piston principal 5. La pression dans la cavité 11 au-dessous du diaphragme 10 et dans la deuxième cavité 26, côté tige, diminue lentement et sera maintenue à un niveau suffisant grâce au déplacement du diaphragme 10 vers la grille 33 et à l'écoulement de l'eau depuis l'espace entre le diaphragme 10 et la grille 33 sous la pression de l'air comprimé dans la cavité de l'accumulateur. Au moment o la force agissant sur le piston principal 5 du côté de la cavité 6 en aval du siège 35, devient inférieure à la force agissant sur le piston principal 5 du côté de la première cavité 7, côté piston, et de la cavité 11 au- dessous du diaphragme, le piston principal 5 se déplace vers le siège 35. Au fur et à mesure de son déplacement, la pression dans la chambre 6 en aval du siège 35, devant l'ajutage 20 et dans la deuxième cavité 24, côté piston, diminue et la pression dans la cavité 11 au-dessous du diaphragme et dans la deuxième cavité 26, côté tige, devient inférieure à la pression initiale de la décharge. Le piston principal 5 atteint le siège 35' et l'obture. La pression dans la cavité 6 en aval du siège, dans la tubulure de sortie 19 en amont 1 begins with the separation of the main piston 5 from the seat 35. The water flows through the nozzle 20 towards the object to be demolished and fills the cavity below the diaphragm 10 under the same pressure through the tube by-pass 17 and the second cavity 26, rod side, through the bypass tube 27. However, thanks to the presence of the throttling valve 18 and the second hydropneumatic accumulator 9, the water pressure in the cavity 11 below the diaphragm 10 and in the second cavity 26, rod side, increases slowly and reaches, thanks to the upper surface, noticeable, the first piston 12, a value which will be substantially always substantially lower than the pressure in the cavity 6 downstream of the seat 35 before the end of the unloading process. Thus, during the discharge of the hydropneumatic accumulator 1, the water pressure in the inlet pipe 2, in the cavity 6 downstream of the seat 35 and in the second cavity 24, on the piston side, decreases while the pressure in the the cavity 11 below the diaphragm 10 and the second cavity 26, on the piston side, at the beginning of the unloading of the hydropneumatic accumulator 1 increases as a result of the separation of the diaphragm 10 from the gate 33 and because the water fills the the space between the diaphragm and the grid 33 and reaches the discharge pressure at the moment when the gas and water pressures acting on the diaphragm 10 of two sides are identical. Under the action of the discharge pressure in the second cavity 26, rod side, the second piston 22 with the rod 23 begins to move in the direction towards the second cavity 24, piston side, chasing from it the water in the bypass tube 25 to the outlet pipe 19. The rod 23 of the second piston 22 separates from the main piston 5. The pressure in the cavity 11 below the diaphragm 10 and in the second cavity 26, rod side , decreases slowly and will be maintained at a sufficient level by moving the diaphragm 10 towards the gate 33 and the flow of water from the space between the diaphragm 10 and the gate 33 under the pressure of the compressed air in the cavity of the accumulator. At the moment when the force acting on the main piston 5 on the side of the cavity 6 downstream of the seat 35, becomes less than the force acting on the main piston 5 on the side of the first cavity 7, piston side, and the cavity 11 below the diaphragm, the main piston 5 moves towards the seat 35. As it moves, the pressure in the chamber 6 downstream of the seat 35, in front of the nozzle 20 and in the second cavity 24, piston side, decreases and the pressure in the cavity 11 below the diaphragm and in the second cavity 26, rod side, becomes lower than the initial pressure of the discharge. The main piston 5 reaches the seat 35 'and closes it. The pressure in the cavity 6 downstream of the seat, in the outlet pipe 19 upstream
del'ajutage 20 décroît jusqu'à la pression atmosphérique. the pitch decreases to atmospheric pressure.
Cette répartition des pressions conduit à ce que, pendant le déplacement du piston principal 5, l'action du piston 12 avec la tige 13 sur ce piston augmente et la réaction opposée du côté du deuxième piston 22 avec la tige 23 diminue. Ceci assure une diminution brusque de la pression avant l'ajutage 20 et une raideur suffisante du front arrière de la pression d'une impulsion, autrement dit, un fonctionnement net et sûr de l'hydroéjecteur à action This distribution of the pressures leads to the fact that, during the displacement of the main piston 5, the action of the piston 12 with the rod 13 on this piston increases and the opposite reaction on the side of the second piston 22 with the rod 23 decreases. This ensures a sudden decrease in pressure before the nozzle 20 and a sufficient stiffness of the trailing edge of the pressure of a pulse, that is, a clean and safe operation of the hydroéjecteur action
impulsionnelle. La décharge de l'accumulateur hydropneuma- impulse. The discharge of the hydropneutral accumulator
tique 1 se termine au début du déplacement du piston principal 5 vers le siège 35 et, après que le piston principal 5 s'est assis sur le siège 35, la charge de l'accumulateur recommence. Le cycle de fonctionnement se répète. Après que le piston principal 5 s'est assis sur le siège 35, la pression dans la cavité-6 en aval du siège 35 et dans la deuxième cavité 24, côté piston, devient pratiquement voisine de la pression atmosphérique et le deuxième piston 22 avec la tige 23 ne porte pas sur le piston principal 5. Au moment o le diaphragme 10 vient porter sur la grille 33, la pression dans la cavité 11 au-dessous du diaphragme 10 et dans la deuxième cavité 26, côté tige, devient égale à la pression atmosphérique. Après cela, la tige 13 du premier piston 12, sollicité par la pression constante agissant du côté de la première cavité 7, côté piston, se déplace dans la direction vers le deuxième accumulateur hydropneumatique 9 et dégage le piston principal 5. En conséquence, l'hydroéjecteur à action impulsionnelle se trouve préparé à une nouvelle phase de chargement. Si la vanne 28,montée sur le tube de by-pass 27, est fermée et si la vanne 30, montée sur le tube de by-pass 29, est ouverte, la deuxième cavité 26, côté tige, est séparée de la cavité 11 au-dessous du diaphragme 10 mais reliée à l'atmosphère. Dans ce cas, l'hydroéjecteur à action 1 terminates at the beginning of the movement of the main piston 5 towards the seat 35 and, after the main piston 5 has sat on the seat 35, the charge of the accumulator starts again. The operating cycle is repeated. After the main piston 5 has been seated on the seat 35, the pressure in the cavity-6 downstream of the seat 35 and in the second cavity 24, on the piston side, becomes practically close to atmospheric pressure and the second piston 22 with the rod 23 does not bear on the main piston 5. At the moment when the diaphragm 10 comes to bear on the grid 33, the pressure in the cavity 11 below the diaphragm 10 and in the second cavity 26, rod side, becomes equal to the atmospheric pressure. After that, the rod 13 of the first piston 12, biased by the constant pressure acting on the side of the first cavity 7, piston side, moves in the direction towards the second hydropneumatic accumulator 9 and releases the main piston 5. As a result, Impulse hydroejector is prepared for a new loading phase. If the valve 28, mounted on the bypass tube 27, is closed and if the valve 30, mounted on the bypass tube 29, is open, the second cavity 26, rod side, is separated from the cavity 11 below the diaphragm 10 but connected to the atmosphere. In this case, the hydroéjecteur action
impulsionnelle fonctionne en phase de charge de l'accumula- impulse works in the charge phase of accumula-
teur hydropneumatique 1 de manière analogue au cas décrit ci-dessus, alors que la phase de décharge diffère en ce que le deuxième piston 22 avec la tige 23 appuie constamment sur le piston principal 5. Ceci aboutit à la formation d'une force supplémentaire, qui empêche le déplacement du piston principal 5 vers le siège 35 et, par conséquent, à la formation de forces agissant sur le piston principal 5 du côté de la première cavité 7, côté piston, et de la cavité 11 au-dessous du diaphragme 10 par l'intermédiaire du premier piston 12 avec la tige 13. La vitesse de déplacement du piston principal 5 diminue et la durée de la décharge augmente, c'est-à-dire, que l'impulsion de haute pression augmente grâce à la variation de la raideur du flanc arrière d'impulsion qui devient moins brutale. Cette variation du flanc arrière d'impulsion est imposée par les conditions de l'abattage hydraulique. Une grande dureté des roches nécessite, pour l'efficacité de l'abattage hydraulique, hydropneumatic driver 1 similarly to the case described above, while the discharge phase differs in that the second piston 22 with the rod 23 constantly presses on the main piston 5. This results in the formation of an additional force, which prevents the displacement of the main piston 5 towards the seat 35 and, consequently, the formation of forces acting on the main piston 5 on the side of the first cavity 7, on the piston side, and on the cavity 11 below the diaphragm 10 through the first piston 12 with the rod 13. The speed of movement of the main piston 5 decreases and the duration of the discharge increases, that is to say, that the pulse of high pressure increases due to the variation the stiffness of the rear flank of impulse that becomes less brutal. This variation of the trailing edge of the impulse is imposed by the conditions of the hydraulic felling. A great hardness of the rocks requires, for the efficiency of the hydraulic felling,
un flanc avant et un flanc arrière de l'impulsion raides. a leading edge and a trailing edge of the pulse.
A cet effet, on relie, dans le dispositif de l'invention, la cavité 11 audessous du diaphragme 1iO à la deuxième cavité 26, côté tige, par l'intermédiaire du tube de For this purpose, in the device of the invention, the cavity 11 below the diaphragm 1i0 is connected to the second cavity 26, on the rod side, via the tube of FIG.
by-pass 27. On ouvre la vanne 28 et on ferme la vanne 30. by-pass 27. The valve 28 is opened and the valve 30 is closed.
Si la dureté des roches est moindre, il est possible d'utiliser, pour un abattage hydraulique efficace, un flanc avant d'impulsion raide avec un flanc arrière doux mais If the hardness of the rocks is less, it is possible to use, for an effective hydraulic felling, a steep impulse front flank with a soft rear flank but
la durée de l'impulsion de haute pression est augmentée. the duration of the high pressure pulse is increased.
A cet effet, on sépare, dans le dispositif revendiqué, la cavité 11 audessous du diaphragme 10 de la deuxième cavité 26, côté tige, en fermant la vanne 28 et on relie la deuxième cavité 26, côté tige, à l'atmosphère en ouvrant For this purpose, in the device claimed, the cavity 11 below the diaphragm 10 of the second cavity 26, on the rod side, is separated by closing the valve 28 and the second cavity 26, on the rod side, is connected to the atmosphere by opening
la vanne 30.the valve 30.
Le mode de réalisation ci-dessus décrit de l'invention assure une élévation de l'efficacité de la destruction des roches grâce à un flanc avant raide et au flanc arrière de profil variable de l'impulsion, à l'élévation de la force de choc du jet, à l'augmentation de la durée de l'impulsion de haute pression, et la The above-described embodiment of the invention ensures an increase in the efficiency of the destruction of the rocks thanks to a steep front flank and the variable profile rear flank of the pulse, to the elevation of the force of force. shock of the jet, the increase of the duration of the pulse of high pressure, and the
fiabilité du fonctionnement du dispositif. reliability of the operation of the device.
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Also Published As
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