SU772876A1

SU772876A1 - Unit for working hard minerals

Info

Publication number: SU772876A1
Application number: SU792747603A
Authority: SU
Inventors: Александр Илларионович Плугин
Original assignee: Ленинградский Гидрометеорологический Институт
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1980-10-23

Description

II

Изобретение относитс к обработке неметаллических материалов и, в частности, к устройствам дл обработки облицовочного камн путем воздействи на материал энергией струи под давлением.The invention relates to the processing of non-metallic materials and, in particular, to devices for treating facing stone by exposing the material to the energy of a jet under pressure.

Известен инструмент дл обработки минерального материала, содержащий корпус в виде камеры сгорани , оснащенной сопловым насадком, имеющим ультразвуковую проточку дл истечени из него перегретой газовой струи 1.A tool for treating mineral material is known, comprising a housing in the form of a combustion chamber equipped with a nozzle nozzle having an ultrasonic groove for the outflow of a superheated gas jet 1 therefrom.

Недостатко.м этого устройства вл етс ограниченна кинетическа энерги газовой струи, незначительна производительность резки м гких минеральных камней и невозможность резки и обработки твердых пород , например гранита, базальта, песчаника и т. п.The disadvantage of this device is the limited kinetic energy of the gas jet, the slight cutting performance of soft mineral stones and the impossibility of cutting and processing hard rocks such as granite, basalt, sandstone, etc.

Наиболее близким техническим рещением из известных вл етс установка дл обработки твердых минералов, включающа замкнутую емкость с, по крайней мере, одним соплом, внутри которой установлен газогенератор 2.The closest technical solution known is a plant for treating solid minerals, comprising a closed vessel with at least one nozzle, inside which a gas generator 2 is installed.

Недостатком известной установки вл етс то, что вода, облада значительной массой и кинетической энергией, не участвует непосредственно в разрущении и обработке минерального материала, а лишь создает дополнительное количество газа в виде пара, который перемещиваетс с основным газом и в виде парогазовой стр.уи воздействует на материал. Кинетическа энерги этой струи незначительна ввиду несущественной массы пара и газа. Это значительно снижает производительность установки и повышает его энергозатраты на единицу обрабатываемого объема.A disadvantage of the known installation is that water, having a considerable mass and kinetic energy, does not directly participate in the destruction and processing of the mineral material, but only creates an additional amount of gas in the form of steam, which moves with the main gas and acts as a vapor-gas line. on the material. The kinetic energy of this jet is negligible due to the insignificant mass of vapor and gas. This significantly reduces the productivity of the installation and increases its energy consumption per unit of processed volume.

10 Цель изобретени - повышение эффективности установки.10 The purpose of the invention is to increase the efficiency of the installation.

Дл достижени цели в установке дл обработки твердых минералов, включающей замкнутую емкость с, по крайней мере, одним соплом, внутри которой установлен газогенератор , емкость снабжена поршнем, с одной стороны которого установлен газогенератор , а с другой содержитс рабочий агент в виде водного раствора полиакриламида с нагревателем, причем сопло выполнено в виде конического отверсти с вершиной конуса, направленной в сторону обрабатываемого материала.To achieve the goal, in a solid mineral processing plant, including a closed vessel with at least one nozzle, inside which a gas generator is installed, the vessel is equipped with a piston, on one side of which a gas generator is installed, and on the other, contains a working agent in the form of an aqueous solution of polyacrylamide heater, and the nozzle is made in the form of a conical hole with the apex of the cone, directed towards the processed material.

Кроме того, долева концентраци полиакриламида в водном растворе может бытьIn addition, the fractional concentration of polyacrylamide in an aqueous solution can be

выбрана из отношени воды к полиакриламиду 1:0,0001:0,001.selected from a water to polyacrylamide ratio of 1: 0.0001: 0.001.

Кроме того, сопло может быть снабжено заглушкой, выполненной из легкоплавкого металла с помещенной в нее электрической спиралью.In addition, the nozzle can be provided with a plug made of a low-melting metal with an electric spiral placed in it.

На чертеже изображена схема установки дл обработки твердых минералов.The drawing shows a setup for treating solid minerals.

Установка состоит из прочного корпуса 1, выполненного в виде пустотелого удлиненного цилиндра, внутренн полость которого поршнем 2 разделена на две камеры: верхнюю 3, заполненную газом под давлением , и нижнюю камеру 4, представл ющую собой емкость, заполненную водой или смесью воды с 0,0001-0,001 частью (по отношению к воде) поверхностно-активной добавки (полиакриламида). Корпус 1 упрочнен кольцевыми по сами жесткости щпангоутами 5 и секторными ребрами жесткости 6. Дл удержани высокого давлени кромки поршн выполнены сход щими на ус С. В емкости с водой 4 размещен нагреватель 7, например электрический, а в днище 8 емкости выполнено одно или несколько конусных отверстий 9, с выходным сечением d, равным 0,2-5,0 мм, заглушенное плавкой , например баббитовой пробкой, в которую помещена электронагревательна спираль 10, соединенна с проводом 11 электропитани .The installation consists of a robust housing 1, made in the form of a hollow elongated cylinder, the internal cavity of which is divided by piston 2 into two chambers: the top 3, filled with gas under pressure, and the bottom chamber 4, which is a tank filled with water or a mixture of water with 0, 0001-0,001 part (with respect to water) surfactant additives (polyacrylamide). The housing 1 is reinforced with ring-shaped nuts 5 and segmented stiffening ribs 6. The ribs are made converging at a height C to hold high pressure. In the water tank 4 a heater 7 is placed, for example electric, and in the bottom 8 of the tank one or more conical holes 9, with an output cross section d equal to 0.2-5.0 mm, muffled by melting, for example a babbitt plug, in which an electrical heating coil 10 is placed, connected to the power supply wire 11.

Верхн камера 3 сообщаетс с камерой газообразовани 12, по периметру которой смонтировано множество пиротехнических газообразующих зар дов, например, пиропатронов 13, имеющих подвод электропитани 14 дл воспламенени в них пороховой медленногор щей смеси. Камера 3, представл юща собой камеру давлени , оборудована предохранительным клапаном 15, имеющим возможность управл емого открыти при помощи энергии электропитани , подведенной по кабелю 16. Камера 12 может быть заполнена также и медленно гор щим пороховым составом НМФ-2.The upper chamber 3 communicates with the gas generation chamber 12, along the perimeter of which a plurality of pyrotechnic gas-generating charges are mounted, for example, squibs 13, having a power supply 14 for igniting slow-moving powder mixture in them. Chamber 3, which is a pressure chamber, is equipped with a safety valve 15, which can be controlled to open with the help of electrical power supplied through cable 16. Chamber 12 can also be filled with a slow-burning HMF-2 powder composition.

Нижн часть емкости 4 снабжена датчиком 17, взаимодействующим с контактами 18 в момент, когда поршень .2 коснетс датчика, при этом по электрокабелю 19 подаетс команда на прекращение срабатывани пиропатронов 13 и на принудительное открытие предохранительного клапана 15, таким образом, давление в камере 3 снимаетс и движение поршн 2 прекращаетс . Дл контрол давлени в емкости 4 имеетс манометр 20, а дл контрол давлени в камере 3 имеетс манометр 21, которые при запуске в работу камеры 12 должны показывать практически одинаковое давление.The lower part of the tank 4 is equipped with a sensor 17 interacting with the contacts 18 at the moment when the piston .2 contacts the sensor, while the electric cable 19 is instructed to stop the triggering of the squib 13 and to force the opening of the safety valve 15, thus the pressure in the chamber 3 is relieved and the movement of the piston 2 is stopped. To control the pressure in the tank 4, there is a pressure gauge 20, and to control the pressure in the chamber 3 there is a pressure gauge 21, which, when launched into operation of the chamber 12, should show almost the same pressure.

Дл обеспечени управлени работой установка снабжена блоком программного управлени , к которому подсоединены каналы управлени И, 14, 16 и 19. Установка предназначена дл разрушени , например резки на блоки, торцовани и т. п минерального материала (облицовочного камн ) 22, который на рассто нии 2 помещают от среза отверсти 9 и в котором на чертеже изображен рез 23. Температуру жидкости контролируют при помощи термопары 24.In order to control the operation, the installation is equipped with a software control unit to which control channels I, 14, 16 and 19 are connected. The installation is intended for destruction, for example, cutting into blocks, facing and the like mineral material (facing stone) 22, which is 2 is placed from the slice of the hole 9 and in which the cut 23 is shown in the drawing. The temperature of the liquid is controlled by a thermocouple 24

Закрепление установки производ т с помощью (крепежных узлов 25.The installation is fixed with the help of (fixing units 25.

Установка дл разрущени твердого минерального материала работает следующим образом.The plant for the destruction of solid mineral material works as follows.

Включают электронагреватель 7, затемInclude electric heater 7, then

на один из пиропатронов 13 (или на несколько , в зависимости от требуемого давлени в камере 3) подаетс ток по кабелю 14 от программного управл ющего устройства. При срабатывании пиропатрона выдел етс газ высокого давлени , который из камеры газообразовани 12 истекает в камеру давлени 3 и воздействует как распределенна нагрузка G на площадь поршн 2, при этом поршень в свою очередь передает давление на жидкость в камере 4. При достиженииOne of the squibs 13 (or several, depending on the required pressure in chamber 3) is supplied with current through cable 14 from a software control device. When the trigger is triggered, a high-pressure gas is released, which from the gasification chamber 12 flows into pressure chamber 3 and acts as a distributed load G on the area of piston 2, while the piston in turn transfers pressure to the fluid in chamber 4. When

0 давлени в камере 3, а, соответственно, и в камере 4 наперед заданной величины, например 500-3000 кгс/см и температуры (по термопаре 24), равной,например 250-350°С, подают от программного устройства напр жение по кабелю 11 на злектронагреватель ную спираль 10, наход щуюс в баббитовой пробке, пробка практически мгновенно выплавл етс и вытесн етс из отверсти 9. Жидкость из камеры 4 со сверхзвуковой скоростью, равной 2-8 тыс. м/с, в виде0 pressure in chamber 3, a, respectively, and in chamber 4, before a predetermined value, for example, 500-3000 kgf / cm and temperature (thermocouple 24) equal, for example, 250-350 ° C, is supplied from a software device via a cable 11 on the electric heating coil 10 located in the babbitt plug, the plug melts almost instantly and is expelled from the opening 9. The liquid from chamber 4 with a supersonic speed of 2-8 thousand m / s

J, тонкой сфокусированной струи истекает из отверсти 9 и воздействует на минеральный материал, например мрамор 22, вырабатыва в нем борозду (рез) 23, т.е. разреза облицовочные камни на требуемые части или выреза облицовочные камни из бесформенных заготовок, при этом камень подают в направлении реза. Расход жидкости в камере контролируетс датчиком 17, который срабатывает при касании к нему порщн 2, подава команду по кабелю 19 через программное устройство на прекращение нагрева воды, срабатывание пиропатронов и на включение клапана сброса давлени 15.J, a thin focused jet flows out of the hole 9 and acts on the mineral material, for example marble 22, producing a furrow (cut) 23 in it, i.e. Cut the facing stones to the required parts or cut the facing stones from shapeless blanks, while the stone is fed in the direction of the cut. The flow of fluid in the chamber is monitored by sensor 17, which is triggered when Porsch 2 is touched to it, sending a command via cable 19 through a software device to stop water heating, trigger squibs and activate pressure relief valve 15.

Таким образом, установка дл обработки 5 твердых минералов, име несложное оснащение в виде пиротехнических составов и жидкости в виде смеси воды с 0,0001-0,001 частью поверхностно-активной добавки (полиакриламида ) позвол ет получить струю жидкости с давлением 3 тыс. кгс/см и более при температуре в камере около 300°С и давлении над поршнем 500-3000 кгс/см. При таком давлении в камере и температуре стру жидкости истекает из отверсти d со скоростью 4 тыс. м/с и на рассто нии Z, 5 равном 180-260 мм, вл етс плотной сфокусированной струей жидкости, обладающей огромной кинетической энергией, позвол ющей резать (обрабатывать) прочные минеральные строительные материалы. ТольThus, the installation for processing 5 solid minerals, having simple equipment in the form of pyrotechnic compositions and a liquid in the form of a mixture of water with 0.0001-0.001 part of a surface-active additive (polyacrylamide), allows to obtain a stream of liquid with a pressure of 3 thousand kgf / cm and more when the temperature in the chamber is about 300 ° C and the pressure above the piston is 500-3000 kgf / cm. With this pressure in the chamber and the temperature, the liquid stream emanates from the orifice d at a speed of 4 thousand m / s and at a distance of Z, 5 equal to 180-260 mm, it is a dense focused liquid jet with tremendous kinetic energy that allows cutting ( process) durable mineral building materials. Tol

Claims

Claim

1. Installation for processing solid minerals, including a closed tank with at least one nozzle inside which a gas generator is installed, characterized in that, in order to increase efficiency, the tank is equipped with a piston, on one side of which a gas generator is installed, and on the other contains a working agent in the form of an aqueous solution of polyacrylamide with a heater, and the nozzle is made in the form of a conical hole with the apex of the cone directed towards the material being processed.

¹⁰¹⁰

2. Installation according to π. 1, characterized in that the fractional concentration of polyacrylamide in an aqueous solution is selected from the ratio of water to polyacrylamide 1: 0.0001: 0.001.

3. Installation according to π. 1, characterized in that ₁₅ the nozzle is equipped with a plug made of low-melting metal with an electric spiral placed in it.