Резонансный гидроимпульсатор

 

РЕЗОНАНСН1Й ГИДРОШПУЛЬСАТОР , включаюпшй установленный на ударном трубопроводе генератор колебаний с рабочей и сбросной насадками и поршень-клапаном, установленным в корпусе С образованием камер открытия и .закрытия сброса и камер высокого и низкого давления, и переводной механизм, отличаю щийс я тем, что, с повьшения эффективности гидроразйыва за счет увеличения частоты пульсаций, переводной механизм выполнен в виде трубки, сообщающей между собой камеру высокого давления и камеру открытия сброса и имекш ей длину, равную удвоенной длине ударного трубопровода. СО С сторонЫо Поршень-клапан 5 и корпуса 4 образуют камеры высокого 12 и низкого 13 давления, а также камеры крытия 14 и закрытия 15 сброса (т.е. со камеры, давление в которых создает 00 силы, направленные, на перемещение поршень-клапайа 5 соответственно на 00 OTXpfen-He и закрытие доступа воды из ударного трубопровода 2 к сбросной насадке 9). Камера закрытия сброса 15 сообщена с ударным трубопроводом непосредственно, через отверстия 16 в поршень-клапане 5, поэтому при работе устройства в любой момент времени давление воды в ней равно давлению в конечном сечении ударного трубопровода 2, примыкающем к генератору колебаний 3. Пределы колебаний этого давления - от повышенного до

„„Я0 ь 1173818

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪБЛИН

А3 (1)Ц Е 21 С 25/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕГЕНИ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 3699093/22-03 (22) 05.12.83 (46) 30.11.90. Бюп, h> 44 (71) Донецкий политехнический институт и Государственный союзный завод по механической и химической очист- ке котлоагрегатов "Котлоочистка" (72) С.А:.Лененко, B.Г.Кравец, В.И.Танский и Т.С.Лененко (53) 622.232.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.

У 594322, кл. Е 21 С 45/09, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 735765, кл. Е 21 С.25/60, 1977.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для гидроотбойки горных пород пульсирующими струями повышенного давления, а также для очистки теплоэнергетических элементов котлоагрегатов.

Целью изобретения является. повышение эффективности гидроразмыва эа счет увеличения частоты пульсаций.

На чертеже схематично изображен резонансный гидроимпульсатор, разрез.

Резонансный гидроимпульсатор содержит гидропневмоаккумулятор 1, ударный трубопровод 2 и генератор колебаний 3, который содержит корпус

4, поршень-клапан 5, установленный ,в направляющих б.и 7, рабочую 8 и сбросную 9 насадки различного диамет ра, седла высокой 10 и низкой 11

2 (54) (57) РЕЗОНАНСНЫИ ГИДРОКЧПУЛЬСАТОР, включающий установленный на ударном трубопроводе генератор колебаний с рабочей и сбросной насадками и поршень-клапаном, установленным в корпусе с образованием камер открытия и,закрытия сброса и.камер высокого и низкого давления, и переводной механизм, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью IIoBblllIBHHH эффективности гидроразь|ыва за счет увеличения частоты пульсаций, переводной . механизм выполнен в виде трубки, сообщающей между собой камеру высокого давления и камеру открытия сброса и имеющей длину, равную удвоенной длине ударного трубопровода. стороны. Поршень-клапан 5 и корпуса

4 образуют камеры высокого 1 2 и низкого 13 давления, а также камеры открытия 14 и закрытия 15 сброса (т.е. камеры, давление н которых создает силы, направленные на перемещение поршень-клапана 5 соответственно на открытие и закрытие доступа воды из 00 ударного трубопровода 2 к сбросной насадке 9) ° Камера закрытия сброса

15 сообщена.с ударным трубопроводом непосредственно через отверстия 16 в поршень-клапане 5, поэтому при ра- Ь боте устройства в любой момент времени давление воды в ней равно давлению в конечном сечении ударного трубопровода 2, примыкающем к генератору колебаний 3. Пределы колебаний этого давления — от повышенного до

1173818.пониженного по отношению к подводи" мому. В камере высокого давления 12. давление в процессе работы колеблется от повышенного до атмосферного, а в камере низкого давления 13 — от пониженного до атмосферного. Камера открытия сброса 14 посредством переводной трубки 1 7, длина которой равна удвоенной длине ударного трубопро-. 10 вода 2, сообщена с,камерой высокого давления 12.

Для обеспечения запуска устройства в режиме автоколебаний камера открытия сброса 14 посредством вентиля управлення 18 имЕет возможность сообщаться с атмосферой, а поршень-клапан 5 посредством, например, наконечни-. ка 19 имеет большую перекрываемую площадь со стороны седла низко@ стороны 11 20 по сравнению с площадью торца со стороны седла высокой стороны 10.

Кроме того, седло высокой стороны

10 соединено с корпусом 4 генератора колебаний 3 перегородкой 20 с окнами 25

21, которая делит камеру высокого давления 12 на две камеры, одна из которых, доседельная, 22, а другая, заседельная, — 23. Они соединяются между собой окнами 21 в перегородке 30

20.

Работа резонансного гидроимпульса.тора осуществляется следующим образом. 35

При открытом вентиле управления

18 вода, поступающая из магистрального трубопровода, к которому подсоединен гидроимпульсатор, проходя гидропневмоаккумулятор 1 и ударный. трубо- 40 провод 2, поступает в генератор колебаний 3. Так как камера открытия сброса 14 при открытом вентиле управ ления 18 сообщена с атмосферой, то, заполняя через отверстия 1á камеру 45 закрытия сброса 15, вода и зависимости от предшествующего положення поршень-клапана 5 или перемещает его до упора в седло низкой стороны 11, „илн еще больше прижимает его к этому седлу, проходя далее щель между поршень-клапаном 5 н седлом высокой стороны 10, доседельную камеру 22, окна 21 перегородки 20, заседельную камеру 23, вода истекает через рабочую насадку 8 в атмосферу на объект разрушения. Кроме того, вода из доседельной камеры 22 камеры высокого давления 1.2 по переводной трубке 17 поступает в камеру открытия сброса

14, а из нее через вентиль управления 18 истекает в атмосферу.

В режим автоколебаний резонансный гидроимпульсатор включается посредством закрытия вентиля управления 18. При этом давление в камере открытия сброса 14 становится равным подводимому, так же как и в камере закрытия сброса 15, и в камере высо= кого давления 12. Но так как площадь наконечника 19 перекрытая седлом низкой стороны 11, больше площади свободного торца поршень-клапана 5 со стороны седла высокой стороны 1 О., то при этом (равном давлении на все рабочие площади поршень-клапана 5) поршень-клапан 5 переместится в крайнее правое положение, откроет доступ воде из ударного трубопровода

2 в камеру низкого давления 13 и далее к сбросной насадке 9 и одновременно перекроет доступ воды в камеру высокого давления 12; доседельную камеру 22, заседельную камеру 23 через окна 21 перегородки 20 с седлом

10 и соединяет их через рабочую насадку 8 с атмосферой. Вследствие того, что диаметр сбросной насадки 9 больше, а гидравлическое сопротивление меньше, чем диаметр рабочей насадки .8, гидравлическое сопротивление системы уменьшается. Это вызывает гидравлический удар с пониженнем давления в зоне генератора колебаний 3. Начинается низкая фаза колебаний, н по ударному трубопроводу 2 в сторону гидропневмоаккумулятора

1 пойдет ударная волна пониженного (па сравнению с подводимым) давлении, а по переводной трубке 17 в сторону камеры открытия сброса 14 пойдет ударная волна давления, близкого к атмосферному. Таким образом, на момент начала и на всем протяжении низкой фазы давление в камере высокого давления 12 близко к атмосферному, в камере закрытия сброса 15 и камере низкого давления !3 — равно пониженному, а в камере открытия сброса 14 равно тому давлению, которое предшествовало низкой фазе (в данном случае подводимому).

Когда волна пониженного давления достигнет гидропневмоаккумулятора 1 и. отразится от него волной подводимого давления, волна атмосферного давления, ццущая по переводной трубке

5, 1I 7 1.7, достигнет только половины ее длины. Когда же отраженная от гидропиевмоаккумулятора 1 волна подводимого давления достигнет генератора колебаний 3 и, следовательно, камеры закры.тия сброса 15 и давлени в ней повысится от пониженного до подводимого, волна атмосферного давления пройдет всю длину переводной трубки 17 и достигнет камеры откры- тия сброса 14, и давление в ней снизится от подводимого до атмосферного.

В результате этого вознйкает разность давления, что приводит к пере= мещению поршень-клапана 5 в крайнее левое положение до упора в седло низкой стороны 11, Прекращается доступ воды к сбросной насадке 9 и одновременно открывается доступ к ра-. бочей насадке 8.. Сопротивление системы увеличивается, что вызывает гидравлический удар, который сопровожцается ростом давления. Оканчивается низкая фаза колебаний давления, и начинается высокая фаза. По ударному трубопроводу 2 в сторону гидропневмо,аккумулятора l и по переводной трубке

17 в сторону камеры открытия сброса 14 распространяется волна повышенного (по сравнению с подводимым) давления. Под этим же давлением вода истекает через рабочую насадку 8. Такик образом, на протяжении высокой фазы в камере высокого давления 12, доседельной камере 22, заседельной камере 23, а также в камере закрытия сброса 15 и перед рабочей насадкой

8 будет сохраняться повышенное давление, при этом в камере открытия сброса 14 и камере низкого давления

13 — давление, близкое к атмосферноМу, Когда волна повышенного давления, идущая по ударному трубопроводу 2, 3818 достигнет гидропневмоаккумулятора 1 и отразится от него волной подводимого. цавления, волна, идущая по перевоцной трубке 17, достигнет только половины ее.длины, К моменту же прихода; отраженной от гндропневмоаккумулятора 1 волны подводимого давления к генератору колебаний 3 н камере закрытия сброса

15 (давление в последней снизится от повышенного о поцводимого) волна повышенного давления, идущая по переводной трубке 17, достигнет камеры открытия сброса 14, и давление в ней лоьысктся от атмосферного до повышенного. В результатс разности давлений в камерах 14 и 15 поршень-клапан 5 пе2О реместнтся в правое крайнее положение о упора в седло высокой стороны 10.

Б результате этого прекратиться доступ воды из ударного трубопровода

25 2 в доседельную камеру- 22, заседельную камеру 23 через окна 21 перегородки

2О камеры высокого давления 12 и к рабо - ей насадке 8, и открое-ся доступ водь в камеру низкого давления 13 и

30 к сбросной насадке 9. Вследствие этого сопротивление системы уменьшится, что вызовет возникновение в зоне генератора колебаний 3 гидравлического удара, который сопровождает3.5 ся снижением давления. Оканчивается высокая фаза колебаний, и.снова начинается низкая фаза. Процесс ри оты повторяется. Система входит в устойчивый резонансный режим автоколебащ ний, характеризующийся равенством во времени низкой н высокой фаз.

Для вывода системы из режима автоколебаний .дос-, аточно открыть вентиль управления 18.

-1173818

Техред М.Моргентал Корректор М Максимишинец

Редактор О.Филиппова

Заказ 4340 Тираж 389 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и ткрытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101