RU2005141026A - Способ гидрокавитационного эрозионного разрушения наростов и отложений, а также горной породы в водной среде и устройство для его осуществления - Google Patents

Claims (9)

1. Способ гидрокавитационного эрозионного разрушения наростов и отложений, а также горной породы в водной среде, включающий подачу на вход гидрокавитационного устройства воды под давлением, активизацию внутри этого устройства гидрокавитационного процесса с помощью находящегося там тела кавитации и направление кавитирующей струи воды с выхода этого устройства на разрушаемую поверхность, отличающийся тем, что на входе устройства обеспечивают давление от 90 до 200 атмосфер, на первоначальном этапе искусственно заполняют водой пространство перед разрушаемой поверхностью на высоту от 300 мм водяного столба, затем расстояние от среза выхода устройства до разрушаемой поверхности обеспечивают в пределах от 20 до 1500 мм, причем формируют гидрокавитационный процесс максимальной мощности и представляющий собой вибрационную суперкавитацию с локальным нагреванием среды, ионизацией воды и кавитационной эрозией разрушаемой поверхности, что обеспечивают за счет искусственного формирования вынужденных колебаний водного потока, для чего его направляют внутри гидрокавитационного устройства двумя различными путями, первым - через двухступенчатые камеры с разным поперечным сечением этих ступеней, а вторым - через полое тело кавитации в форме конфузора, закрепленное в этой камере, затем обе указанных водных струи смешивают в сопле на выходе устройства, при этом существование вибрационной суперкавитации определяют согласно формуле:

(Pn/Po)·(

o/do)≤0,8,

где Pn/Ро - число кавитации, определяемое как отношение гидростатического давления вокруг истекающей водной струи на разрушаемую поверхность (Pn) к полному давлению, на выходе гидрокавитационного устройства (Ро);

- расстояние от среза выхода устройства до поверхности разрушения;

do - наименьший диаметр сечения гидрокавитационного устройства.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что максимальную интенсивность вибрационного кавитационного эрозионного разрушения поверхности определяют из формулы:

ΔG/Δτ=const·Pn/Po-[const-1/2(

o/do)²]^exp,

где ΔG - эрозионный износ,

Δτ - продолжительность эрозионного износа.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что поддерживают максимальное значение струйного потока на выходе гидрокавитационного устройства (Fmax) по формуле

Fmax=200·S·ρ·(Po-Pn)·k·sinγ,

где S - площадь поперечного сечения струйного потока на выходе гидрокавитационного устройства,

ρ - плотность воды,

γ - угол наклона, истекающего струйного потока к разрушаемой поверхности

k - опытный коэффициент, зависящий от характеристики разрушаемой поверхности и других параметров, связанных с рабочей зоной возле разрушаемой поверхности.

4. Устройство гидрокавитационного эрозионного разрушения наростов и отложений, а также горной породы в водной среде, содержащее пустотелый открытый с двух сторон корпус и тело кавитации, закрепленное в центре него продольно, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит пустотелое сопло, корпус внутри представляет собой двухступенчатую цилиндрическую камеру, у которой диаметр первой ступени, являющейся входом устройства, равен 0,5 диаметра второй ступени или меньше этого, а тело кавитации является пустотелым конфузором с сужением его канала и внешней формы с волнообразной поверхностью по направлению движения струи от входа устройства, причем сопло является съемным и своим меньшим диаметром ввинчивается внутрь второй ступени корпуса, проникая в нее на половину ее длины, а своим наружным срезом образует выход устройства, хвостовик тела кавитации начинается на входе устройства, а его наконечник незначительно заходит в сопло, при этом отношения наименьших диаметров сопла и конфузора равно 1,25-2,0.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что съемное сопло представляет собой диффузор с расширением наружу.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что съемное сопло представляет собой конфузор с сужением наружу.

7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что съемное сопло имеет гнездо для установки долота.

8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно представляет собой ручной прибор с рукояткой.

9. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно представляет собой оконечную часть автоматизированной штанги.