SU875052A1 - Гидропушка - Google Patents

Description

(54) ГИДРОПУШКА

Изобретение относитс  к горнодобывающей промышленности и предназначено дл  разрушени  горных пород путем воздействи  на забой импульсными сверхзвуковыми стру ми воды. Известна гидропушка включающа  ствол с гидроударной камерой и соплом , силовой цилиндр с поршнем и. штоком и ресивер дл  сжатого газа. При выстреле поршень со штоком под действием сжатого воздуха разгон етс , и шток бы вырубает зар д (порцию) воды из непрерывной струи, поступающей самотеком или под напором в сквозной канал, выполненный в корпусе гидроударной камеры перед соплом перпендикул рно его оси. В результате гидравлического ударника зар д воды под больишм давлением выбрасываетс  из сопла на разрушаемый объект fl. Недостаток данной конструкции заключаетс  в том, что вакуумировать сопло и ударнун камеру в данной конструкции не представл етс  возможньм так как это.приводит к заполнению сопла водой. Кроме того, между штоком и непрерывной струей образовываетс  воздушна  подушка, котора  при выстреле приводит к образованию болъ шого количества водо-воздушной эмульсии . Указанные недостатки значительно снижают скорость выброса воды из сопла и эффективность разрушени  (на 30+50%). Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  гидропушка, выполненна  в виде ствола с соплом и ударным поршнем,который перемещаетс  в стволе под воздействием сжатого газа, наход щегос  в газовом аккумул торе. В исходном положении поршень с помощью штока Зс1мкового устройства своим уплотн ющим в задней части прижимаетс  к горловине газового аккумул тора. Удержание воды перед поршнем до выстрела осуществл етс  с пс лощью вод ного затвора с быстродействующим приводом, убирающегос  непосредственной перед выстрелом. Работа самосто тельных гидравлических приводов вод ного затвора и замкового устройства коммутируетс  синхронизатором, обеспечивающим необходимую последовательность их взаимодействи  2. Недостатки конструкции заключаютс  в том, что наличие раздельных Приводов вод ного затвора и замкового устройства в случае рассогласовани  их работы из-ра неисправностей в синхронизаторе или цеп х управлени  может привести к серьезным авари м гидропушки. Кроме того, с начального момента спуска поршн  давление газа в ресивере распростран етс  на-всю площадь поршн ,развива  при этом большое воздействующее усилие,воспринимаемое замковым устройством.

Цель изобретени  - повышение надежности работы при одновременном увеличении быстродействи  гидропушки путем введени  жесткой кинематическо Св зи между замковым и зар дным устройствами

Поставленна  цель достигаетс  тем, что гидропушка снабжена уравнительным механизмом, приводным гидроцилиндром со штоком и кулачковыми валами с возможностью взаимодействи  кулачков с ударным поршнем и уравнительным механизмом, при этом замково и зар дное устройства соединены со штоком гидроцилиндра, а в ударном поршне выполнена проточка.

Кроме того, замковое устройство соединено уравнительным-механизмом с кулачковыми валами, вход щими в зацепление с проточкой в ударном поршне.

При этом взаимодействующие поверхности проточки и кулачков выполнены по эвольвентному профилю.

На фиг. 1 изображена гидропушка, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг.1; на. фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 - разведенные кулаки при выстреле, вид в плане.

Гидропушка включает- ствол 1 с ударной камерой 2 (передн   часть ствола), сопло 3 с трехпозиционным золотником 4, камеру сгорани  5 с отсечнь1м клапаном б, подвод щим патрубком 7 и запальной свечой 8, зар дное , устройство 9, состо щее из корпуса 10 с общим приводным гидроцилиндром 11, на штоке 12 которого выполнены клапанный по сок, 13 и головка 14, соединенна  с поршнем 15 .вод ного цилиндра 16. В корпусе 10 выполнены подвод щий канал 17, ь котором установленобратный клапан 18 канал 19, в котором установлен обратный клапан 20 и седло 21 клапана . Шток 22 вод ного цилиндра соецинен с быстродействующим приводом замкового устройства 23, на штоке 24 которого установлен уравнительны механизм, состо щий из коромысла 25 и серег 26, соединенных с рычагами кулачковых валов 27, взаимодействующих с проточкой 28 ударного поршн  29 кулачками 30. При этом взаимодействующие поверхности 31 проточки и кулачков вьщолнены по эвольвентному профилю. На передней части поршн  29 выполнен уступ 32, соотв.етствующий диаметру входной

части сопла 3, на задней части - уплотн ющий по сок 33, взаимодействующий с соплом камеры сгорани  5. На стволе 1 установлены дренажные клапаны 34 и 35.

Работа устройства происходит следующим образом.

После завершени  очерёдного цикла (выстрела) узлы гидропушки наход тс  в следующем положении. Поршень г29 располагаетс  в крайнем правом положении, золотник 4 соедин ет сопло 3 напр мую с атмосферой, шток 12 гидроцилиндра, поршень 13 и шток 22 наход тс  в крайнем правом положении . Шток 24 гидроцилиндра 11 находитс  в крайнем правом положении, при этом кулачковые валы 27 развернуты , и кулачки 30, выйд  из зацеплени  с проточкой 28 ударного поршн  29, не преп тствуют его перемещению в стволе. Дренажные клапаны 34 и 35 закрыты.

Дл  подготовки к очередному циклу производ т следующие операции. Золотник 4 переключают дл  подачи сжатого воздуха в сопло. Одновременно открываетс  дренажныйклапан 34. Под действием сжатого воздуха ударный поршень 29 перемещаетс  влево в исходное положение, вытесн   при этом продукты сгорани  из задней части ствола через клапан 34 в атмосферу. После возвращени  поршн  в исходное положение включаетс  гидроцилиндр 11, который перемещает поршень 15 влево и возвращает замковое устройство в исходное положение, при этом кулачковые валы 27 поворачиваютс , и кулачки 30, войд  в зацепление с проточкой 28 поршн , прижимают уплотнитель ный по сок 33 поршн  к соплу взрывной камеры 5 и тем самым ее герметизируют . Затем одновременно производ т следующие операции. Переключением золотника 4 прекращают подачу сжатого воздуха в сопло 3 и ствол 1, закрывают дренажный клапан 34 и открывают на 1-1,5 с дренажный клапан 35 дл  сброса в атмосферу избыточног давлени  воздуха и остатков вод ного зар да в стволе. Включают отсечной Клапан 6 и тем сгмым подают топливную смесь в камеру сгорани  5. Подают вод ной зар д в вод ной цилиндр 16 через подвод щий канал 17, при этом поджатие клапанного по ска 13 к седлу 21 защищает ствол от преждевременного попадани  в него воды. После закрыти  дренажного клапана 35 переключают золотник 4 и через вакуунасос производ т отсос воздуха и ствола 3.

Заполнением вод ного цилиндра 16 водой и камеры сгорани  5 топливной смесью (после чего производ т закрытие отсечного клапана 6) завершаетс  подготовка гидропушки к очередному выстрелу.

Выстрел проиэводитсг  в автоматическом режиме по сигналу оператора.

При выстреле золотник 4 устанавливаетс  в положение, в котором сопло 3 напр мую сообщаетс  с атмосферой . Затем включаетс  гидроцилиндр 11. При,ходе штока 12 и поршн  15 вправо вода из вод ного цилиндра . 16 через обратный клапан и канал 19 вытесн етс  в ствол.. В конце хода гидроциликдра 11 срабатывает быстродействуквдий привод замкового-устройства 23, шток 24 перемещаетс  вправо и через коромысло 25 и серьги 26 поворачивает кулачковые валы 27, освобожда  ударный поршень 29. .После выхода кулачков 30 из зацеплени  с проточкой 28 поршн  от датчика положени  кулачковых валов 27.производитс  подачу электрического разр да на запальную свечу 8. Топливна  смес воспламен етс , и продукты сгорани  начинают с большим ускорением перемещать ударный поршень, собира  пере собой зар д воды. При этом обратный клапан 20 защищает зар дное устройство 9 от проникновени  в него продуктов сгорани ,заполн ющих ствол всле за движущимс  поршнем. В конце хода вода заполн ет ударную камеру 2, давление скачком возрастает, и следстви резкого ускорени  при втекании в суживающеес  сопло 3 вод ного зар да происходит выброс сверхзвуковой импульсной вод ной струи. Остаток вод ного зар да, благодар  наличию уступа 32 на передней части ударного поршн , запираетс  между поршнем и торцом входной части сопла и как гидравлический тормоз затормаживает поршень, йтим завершаетс  процесс выстрела.

Claims (3)

1.Гидропушка, включающа  ствол

с соплом и ударным поршнем, источник сжатого газа дл  перемещени  поршн , замковое устройство дл  удержани  и спуска поршн , зар дное устройство дл  подачи вод ного зар да в ствол, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности работы при одновременном увеличении быстро0 действи  гидропушки путем введени  жесткой кинематической св зи между замковым и зар дный устройствами,гидропушка снабжена уравнительньм механизмом , приводным гидроцилиндром со

5 штоком и кулачковыми валами, кулачки которых имеют возможность взаимодействи  с ударным поршнем и уравнительным механизмом, при этом замковое и зар дное устройство соединены со

0 штоком гидроцилиндра,, а на ударном поршне выполнена проточка.

2.Гидропушка по п.1, о т л ичающа с  тем, что замковое устройство соединено уравнительньм

5 механизмом с кулачковыми валами.

3.Гидропушка по п.Г , о т л ичающа с  тем, что поверхности, проточки ударно.го поршн  и кулачков

0 выполнены по эвольвентному профилю.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

5

1. Авторское свидетельство СССР № 308192, кл. Е 21 С 25/60, 1973. i 2. Авторское свидетельство СССР поза вке 2421143, кл. 1 21-С 25/60, 1977.

t

26

Z6

Л вид A

Фиг.2

2

IB