SU1257207A1 - Гидроимпульсатор - Google Patents

Description

f

Изобретение относитс  к горной промышленности и предназначено дл  гидравлического разрушени  горных пород пульсирующими стру ми повышенного давлени .

Известен гидроимпульсатор, содержащий гидропневмоаккумул тор, ударный трубопровод и генератор колебаний с рабочей и сбросной насадками , поршень-клапан, воздушной полостью и переводной трубкой, котора  соедин ет воздушную полость с заседельным пространством высокой

СТОрО1-1Ы.

Недостатком этого устройства  в .л етс  н изка  частота пульсаций, что н позвол ет обеспечить высокую производительность гидроотбойки,

Наиболее близким к предлагаемо1угу  вл етс  гидроимпульсатор5 включающий генератор колебаний, в корпусе которого размещен поршень-клапан с образованием заседельной и запоршне- вой полостей, рабочую и сбросн то насадки и пе-реводную трубку, сообщающую заседельную полость с подвод щим трубопроводом.

Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  разрушающа  способность струи жидкости, обусловленна  з начительной длительностью формировани  импульса давлени  перед рабочей насадкой вследствие замедленного перемещени  порщень-клапана,

Цель изобретени  - повышение производительности гидроотбойки путем увеличени  частоты пульсаций. . Указанна  цель достигаетс  тем, что гидроимпульсатор, включаюший генератор колебаний, в корпусг которого размещен поршень-клапан с образованием заседельной и запоршне- вой полостей, рабочую и сбросн то насадки и переводную трубку сообщающую заседельную полость с подвод щим трубопроводом, снабжен дополнительным генератором колебанийj подключек нь1м к подвод щему трубопроводу параллельно основному генератору колебаний , при этом запоршнева  полость основного генератора колебаний сообщена посредством дополнительной переводной трубки с заседельной полостью дополнительного генератора колебаний .

На чертеже схематически изображен предлагаемый гидроимпульсатор,, разрез .

20

25

572072

Гидроимпульсатор содержит ударные трубопроводы 1 и 2, соединенные с подвод щими трубопроводом 3, и генераторы колебаний - основной 4

5 и дополнительный 5. Они включают в себ  корпуса 6 и 7 поршень-клапан 8 и 9,,установленные к направл юших 0, 11 и 12, 13, рабочие 14 и 15 и сбросные 16 и 17 насадки различного

10 диаметра, седла высокой 18, 19 и низкой 20, 21 сторон. Элементы поршень- клапанов 8 и 9 и корпусов 6 и 7 образуют камеры высокого 22, 23 к низкого 24, 25 давлени , а также

15 заседельные 26, 27 и запоршневые 28, 29 полости. Полости 28 и 29 сообщены с ударными трубопроводами 1 и 2 непосредственно через отверсти  30 и 31 в поршень-клапанах 8 и 9, поэто- Nfy при работе устройства в любой момент времени давление воды в них равно давлению в конечном сечении ударных трубопроводов и 2, примыкающих к генераторам 4 и 5 колебгший. В камерах 22 и 23 высокого давлени  давление в процессе работы колеблетс  от повышенного до атмосферного, а в камерах 24 и 25 низкого давлени  - от пониженного до атмосферного,

30 Полость 26 основного генаратора 4 колебаний посредством переводной трубки 32, длина которой равна удвоенной длине ударного трубопровода 2 до места его соединени  с трубо35 проводом 1 и подвод щим трубопроводом 3, сообщена с ударным трубопроводом 2 непосредственно у основного генератора 4 колебаний. Однако в некоторых случа х целесообразно соединение полости 26 с полостью 28с Дл  обеспечени  запуска устройства в режим автоколебаний полость 26 основного генератора 4 колебаний посредством вентил  33 управлени  имеет возможность сообщатьс  с ат- мосфедой, полость 28 при помощк переводной трубки 34 соединена с полостью 27 дополнительного генаратора 5 колебаний, а поршень-клапаны 8 и 9 за счет наконечников 35 и 36 имеют большие перекрывающие площади - со стороны седла низкой стороны 20 и 21 по сравнению с площадью тсрцов со стороны седел высокой стороны 18 и 19. Кроме того, седла высокой стороны 18 и 19 соединенЕ) с корпусами 6 и 7 генераторов 4 и 5 колебаний перегородками 37 и 38 с окнами 39

40

45

50

55

3

и 40, которые дел т камеры 22 и 23 высокого давлени  на две камеры, одни из которых доседельные 41 и 42 а другие - заседельные 43 и А4, Они соедин ютс  между собой окнами 39 и 40 в перегородках 37 и 38.

Работа гидроимпульсатора осуществл етс  следующим образом.

При открытом вентиле 33 управлени  вода, поступающа  из подвод щего трубопровода 3, проход  ударные трубопроводы и 2, поступает к генераторам 4 и 5 колебаний. Ввиду того , что полость 26 основного генератора 4 колебаний при открытом вентиле 33 управлени  сообщена с атмосферой , вода через отверсти  30 поступает в полость 28 основного генератора 4 колебаний и через отверстие 31 в поршень-клапане 9 в полость 29 дополнительного генератора 5 колебаний , а также по переводной трубке 34 - в полость 27 дополнительного генератора 5 колебаний, что приводит к тому, что в зависимости от предшествующего положени  поршень- клапанов 8 и 9, поршень-клапан 8 основного генератора 4 колебаний перемещаетс  до упора в седло низкой стороны 20, перекрыва  доступ воды к сбросной насадке 16 и открыва  доступ к рабочей насадке 14, а поршень-клапан 9 дополнительного генератора 5 колебаний перемещаетс  под действием усилий, действующих на него со стороны полости 27 и наконечника 35, к седлу высокой стороны 19, закрыва  доступ воды к рабочей насадке 15 и открыва  доступ воды к сбросной насадке 17. Вода из трубопровода 3, проход  ударные трубопроводы 1 и 2, седла низкой стороны 20 и 21 дальше в основном генераторе 4 колебаний - наконечник 36, поршень- клапан 8, щель межлу седлом высоко- стороны I 8 и поршень-клапаном 8 , досе- дельную камеру 42, окна 40 в перегородке 38, заседельную камеру 44 камеры 22 высокого давлени  поступает к рабочей насадке 14 и из нее истекает в атмосферу на объект разрушени . В дополнительном генераторе 5 колебаний вода, пройд  щель между седлом низкой стороны 21 и наконечником 35 поршень-клапана 9, камеру 25 низкого давлени , поступает к сбросной насадке 7, а из нее исте572074

кает в атмосферу и используетс  дл  смыва отбитой горной массы.

, В режим автоколебаний гилрс импуль- сатор включаетс  закрытием венти- 5 л  33 управлени . Это приводит к тому , что давление в полости 26 становитс  таким же, как и в полости 28. Но так как площадь наконечника,36, перекрыта  седлом низкой стороны 20, )0 больше площади свободного торца поршень-клапана 8 со стороны седла высокой стороны 18, при этом равном давлении на все рабочие площади поршень-клапана 8 последний перемещаетс  t5 в крайнее верхнее положение, сад сь на седло высокой стороны 18. Открываетс  доступ воды к сбросной насадке I 6 и одновременно прекращаетс  доступ воды в камеру 22 высокого 0 давлени  с доседельной 42 и засе- дельной 44 камерами и рабочей насадке 14. Вследствие того, что диаметр сбросной насадки 16 больше, а гидравлическое сопротивление мень5 ше, чем диаметр рабочей насадки 14, гидравлическое сопротивление системы уменьшаетс . Это вызывает гидравлический удар с понижением давлени  в зоне основного генератора 4 коле0 баний. Давление в полости 28 уменьшаетс . Такое же давление находитс  и в полости 27 дополнительного генератора 5 колебаний. При зтом давлении в полости 29, котора  через отверсти  31 сообщена с ударным трубопроводом I и в которой давление равно подводимому, поршень-клапан 9 перемещаетс  из верхнего крайнего положени  в нижнее, сад сь на седло низкой стороны 2 в направл ющих И, 13 корпуса 7 дополнительного генератора 5 колебаний. Открываетс  доступ воды к рабочей насадке 15 и одновременно прекращаетс  доступ воды

5 в камеру 25 низкого давлени  к

сбросной насадке 17. Вследствие того, что диаметр рабочей насадки 15 меньше , а гидравлическое сопротивление больше, чем диаметр сбросной насад-

0 ки I7, гидравлическое сопротивление системы увеличиваетс . Цл  основного генератора-4 колебаний начинаетс  низка  фаза колебаний давлени  и по ударному трубопроводу 2 п сторону со5 соединени  ударных трубопроводов I и подвод щего трубопровода 3 идет ударна  волна пониженног-о (по сравнению с подводимым) 1   а }епи ,

5

0

а по переводной трубке 32 в сторону полости 26 идет ударна  волна таких же параметров, Таким образом, на момент начала и на всем прот жении низкой фазы колебаний давление в камере 22 высокого давлени  близко к атмосферному, в полости 28 и в камере низкого давлени  24 равно пониженному , а в полости 26 равно тому давлению, которое предшествует низкой фазе.

Когда волна пониженного давлени  достигает места соединени  двух ударных трубопроводов 1, 2 и подвод щего трубопровода 3, в это же врем  по трубопроводу 1 от генератора 5 колебаний распростран етс  волна по- вьшенного давлени , котора  подходи к месту соединени  одновременно, . Происходит сложение этих двух волн, давление снижаетс  до подводимого, а скорость движени  воды в ударном трубопроводе 1 уменьшаетс  до минимальной величины, при этом скорость движени  жидкости в ударном трубопроводе 2 увеличиваетс  до максимално , возможной величины,,Отраженные волны подводимого давлени  и разной скорости распростран ютс  от места их соединени  к генераторам 4 и 5 колебаний. Когда, волна подводимого давлени  повышенной скорости отражаетс  от места соединени  ударных трубопроводов I, 2 и подвод щего трубопровода 3, идуща  по переводно труёке 32 волна пониженного давлени достигает только половины ее д.тданы. К моменту, когда отраженна  .or соединени  трубопроводов волна подводимого давлени  и повышенной скорости идуща  по переводной трубке 34, достигает генератора 4 колебаний и, следовательно, полости 28 основного генератора 4 колебаний и полости 27 дополнительного генератора колебаний 5, давление в них повьпиаетс  от пониженного до подводимого, волна пониженного давлени  проходит всю длину переводной трубки 32, так как ее длина равна удвоенной .длине ударного трубопровода 2 до места сое- динени  его с подвод пдам трубопроводов 3, достигает камеры 26 открыти  сброса 2 и давление в ней снижаетс  от подводимого до пониженного. В ре зультате этого возникает разность давлений, действующих на поршен:ь- клапан 8, котора  перемещает его EI

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

5S

207 6

Kpaflfiee положение до упора в седло низкой стороны 20. Прекращаетс  доступ воды к сбросной насадке 6, и одновременно открываетс  доступ к рабочей насадке 14. Сопротивление системы увеличиваетс , что вызызает гидравлический удар, сопровождающийс  ростом давлени . Оканчиваетс  низка  сфера колебаний давлени , и начинаетс  высока  фаза. По уда1эному

Трубо-ПрОВОДУ 2 в сторону СОеДИН12НИЯ

трубопроводов и по переводной Т15уб- ке 32 в сторону камеры 26 открыти  сброса распростран етс  волна повышенного давлени . Под этим же давлением вода истекает через рабочую насадку 4. Таким образом, на прот жении высокой фазы в камере 22 зысо- кого давлени , а также в полости 28 и перед рабочей насадкой 14 сохран етс  повышенное давление, при этом в полости 26 и камере 24 низкого давлени  - давление пониженное и близкое к атмосферному.

До момента перемещени  поршень- клапана 8 из верхнего крайнего положени  от седла высокой стороны 8 в крайнее нижнее положение к седлу низкой стороны 20 отраженна  во.пна подводимого давлени  и пониженной скорости от места соединени  трубопроводов подходит к дополнительному генератору 5 колебаний. Давление в полости 29 понижаетс  от повьшенного до подводимого, а в полости 27 - от пониженного до подводимого, .Давлени  с обеих сторон поршень- клапана 9 выравниваютс , но так как площадь наконеч1шка 35, перекрыта  седлом низкой стороны 21, больше площади свободного торца поршень- клапана 9 со стороны седла высокой стороны 19, то при этом поршень-клапан 9 перемещаетс  из нижнего пэло- жени  от седла низкой стороны 21 в верхнее крайнее положение к сед.пу высокой стороны 19. Открываетс  доступ воды к сбрасываемой насадке 17 из ударного трубопровода 1 через камеру 23 высокого давлени , досе- дельную камеру 41, заседельную камеру 43, соединенные через окна 39 в перегородке 37, и к рабочей насадке 5, Гидравлическое сопротивленш системы уменьшаетс . Это вызывает гидравлический удар с понижением давлени  в зоне дополнитель1 ого генерато .ра 5 колебаний. Начинаетс  ника  фаза колебаний давлени .

Когда волна пониженного давлени  идуща  по ударному трубопроводу 1, и повьппенного давлени , идуща  по ударному трубопроводу 2, достигают ме.ста соединени  трубопроводов и отражаютс F- от него в виде волн подводимого давлени  и повышенной скорости дл  ударного трубопровода 1 и пониженной скорости дл  ударного трубопровода 2, волна повьппенного давлени , идуща  по переводной трубке 32, достигает только половины ее длины. Давление в полости 28 и по- лости 27 повышенное. Это обеспечива удержание поршень-клапана 8 у седла низкой стороны 20, а поршень-клапана 9 - у седла высокой стороны 19.

К моменту прихода отраженных от места соединени  трубопроводов волн подводимого давлени , но пониженной и повьшзенной скорости .к генераторам 4 и 5 колебаний, давление в камерах закрыти  сброса 28 и открыти  сбро- са 27 снижаетс  от повьшгенного до подводимого. Волна повышенного давлени , -идуща  по переводной трубке 32, достигает полости 26, и давление в ней повьшхаетс  от подводимо- го давлени  до повышенного. В результате перераспределени  давлени  ,на поршень-клапане 8 основного не- нератора 4 колебаний происходит перемещение поршень-клапана 8 от седла низкой стороны 20 к седлу высокой стороны 18, т.е. из нижнего крайнего положени  в верхнее. Открываетс  доступ воды к сбросной насадке 16. Давление в зоне основного генератора 4 колебаний снижаетс  и становитс  ниже подводимого. Такое же давление становитс  и в камерах 28 и 27, которые соединены между собой переводной трубкой 34. Это приводит к тому , что поршень-клапан 9 в результа- те перераспределени  давлени  на нем в полост х 27 и 29 перемещаетс  из верхнего крайнего положени  в нижнее сад сь на седло низкой сторонь: 21. Прекращаетс  доступ жидкости к сбросной насадке 17, и открываетс  доступ к рабочей насадке 15. Сопротивление системы дл  основного генератора 4 колебаний уменьшаетс , а дл  дополнительного 5 - увеличиваетс . Процес работы повтор етс . Система входит в устойчивый режим автоколебаний, характеризующийс  равенством во времени низкой и высокой фаз. Дл  вывода системы из режима автоколебаний достаточно открыть вентиль 33 управлени .

Предлагаемое устройство позвол - ет повысить производительность гидроотбойки путем увеличени  частоты пульсаций.

Редактор С. Лисина

Составитель Н, Клочков

Техред Л.Олейник Корректор Е, Рошко

Заказ 4890/26 Тирана 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по дeлa изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35,, Раушска  наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4

.

Claims (1)

1. ГИДРОИМПУЛЬСАТОР, включающий генератор колебаний, в корпусе которого размещен поршень-клапан с образованием заседельной и запоршневой полостей, рабочую и сбросную насадки и переводную трубку, сообщающую заседельную полость с подводящим трубопроводом, отличающийс я · тем, что, с целью повышения производительности гидроотбойки за счет увеличения частоты пульсаций, он снабжен дополнительным генератором колебаний, подключенным к подводящему трубопроводу параллельно основному генератору колебаний, при этом запоршневая полость основного генератора колебаний сообщена посредством дополнительной переводной трубки с заседельной полостью дополнительного генератора колебаний.

   ZDZZ5ZT