Гидропушка

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н11875052 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)м. клз (22) Заявлено 14. 05.79 (2t) 2766294/22-03 с присоеринением заявки ¹

Е 21 С 45/00 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23,1081. Бюллетеиь ЙЯ 39

Дата опубликования описания 23. 10. 81 (53) УДК 622. 232. .53.04 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. A. Резник, И. С..Савич, Ю. Н. Ефремов и Ю. И. Лубянский (71) Заявитель (54 ) РИДРОПУШКА

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для разрушения горных пород путем воздействия на забой импульсными сверхзвуковыми струями воды. .5

Известна гидропушка включающая ствол с гидроударной камерой и соплом, силовой цилиндр с поршнем и. штоком и ресивер для сжатого газа.

При выстреле поршень со штоком под действием сжатого воздуха разгоняется, и шток как бы "вырубает" заряд (порцию) воды из непрерывной струи, поступающей самотеком или под напором в сквозной канал, выполненный в корпусе гидроударной камеры перед соплом перпендикулярно его оси. В результате гидравлического ударника заряд воды под большим давлением выбрасывается из сопла на раэрушае- 2О мый объект f1).

Недостаток данной конструкции заключается в том, что вакуумировать сопло и ударную камеру в данной конструкции не представляется возможным, так как это.приводит к заполнению сопла водой. Кроме того, между штоком и непрерывной струей образовывается воздушная подушка, которая при выстреле приводит g образованию боль- ЗО шого количества водо-воздушной эмульсии. Указанные недостатки значительно снижают скорость выброса воды иэ сопла и эффективность разрушения (на 30+50%).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидропушка, выполненная в виде ствола с соплом и ударным поршнем, который перемещается в стволе под воздействием сжатого газа, находящегося в газовом аккумуляторе. В исходном положении поршень с помощью штока замкового устройства своим уплотняющим в задней.части прижимается к горловине газового аккумулятора. Удержание воды перед поршнем до выстрела осуществляется с помощью водяного затвора с быстродействующим приводом, убирающегося непосредственной перед выстрелом. Работа самостоятельных гидравлических приводов водяного затвора и замкового устройства коммутируется синхронизатором, обеспечивающим необходимую последовательность их взаимодействия 2).

Недостатки конструкции заключаются в том, что наличие раздельных приводов водяного затвора и замково875052 го устройства в случае рассогласования их работы из-за неисправностей в синхронизаторе или цепях управления может привести к серьезным авариям гидропушки. Кроме того, с начального

Г омента спуска поршня давление газа ,в ресивере распространяется на.всю площадь поршня, развивая при этом большое воздействующее усилие,воспринимаемое замковым устройством.

Цель изобретения — повышение надежности работы при одновременном увеличении быстродействия гидропушки путем введения жесткой кинематической связи между замковым и зарядным устройствами

Поставленная цель достигается тем, что гидропушка снабжена уравнительным механизмом, приводным гидроцилиндром со штоком и кулачковыми валами с возможностью взаимодействия кулачков с ударным поршнем и уравнительным механизмом, при этом замковое и зарядное устройства соединены со штоком гидроцилиндра, а в ударном поршне выполнена проточка.

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

При этом взаимодействующие по-. верхности 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 кулач- ки при выстреле, вид в плане.

Гидропушка включает ствол 1 с ударной камерой 2 (передняя часть ствола), сопло 3 с трехпозиционным золотником 4, камеру сгорания 5 с отсечным клапаном 6, подводящим патрубком 7 и запальной свечой 8, зарядное устройство 9, состоящее из корпуса 10 с общим приводным гидроцилиндром 11, на штоке 12 которого выполнены клапанный поясок 13 и головка 14, соединенная с поршнем 15 водяного цилиндра 16. В корпусе 10 выполнены подводящий канал 17, в котором установлен обратный клапан 18, канал 19, в котором установлен обратный клапан 20 и седло 21 клапана. Шток 22 водяного цилиндра соецинен с быстродействующим приводом замкового устройства 23, на штоке

24 которого установлен уравнительный механизм, состоящий иэ коромысла 25 и серег 26, соединенных с рычагами кулачковых валов 27, взаимодействующих с проточкой 28 ударного поршня 29 кулачками 30. При этом взаимодействующие поверхности 31 проточки и кулачков выполнены по эвольвентному профилю. На передней части поршня 29 выполнен уступ 32, соответствующий диаметру входной части сопла 3, на задней части — уплотняющий поясок 33, взаимодействующий с соплом камеры сгорания 5.

На стволе 1 установлены дренажные клапаны 34 и 35.

Работа устройства происходит следующим образом.

После завершения очередного цикла (выстрела) узлы гидропушки находятся в следующем положении. Поршень

29 располагается в крайнем правом

0 .положении, золотник 4 соединяет сопло 3 напрямую с атмосферой, шток 12 гидроцилиндра, поршень 13 и шток 22 находятся в крайнем правом положении. Шток 24 гидроцилиндра 11 находится в крайнем правом положении, при этом кулачковые валы 27 развернуты, и кулачки 30, выйдя из зацеп ления с проточкой 28 ударного поршня29, не препятствуют его перемещению

20 в стволе. Дренажные клапаны 34 и 35 закрыты.

Для подготовки к очередному циклу производят следующие операции. Золотник 4 переключают для подачи сжатого д5 воздуха в сопло. Одновременно открывается дренажный клапан 34. Под действием сжатого воздуха ударный поршень 29 перемещается влево в исходное положение, вытесняя при этом

3() продукты сгорания из задней части ствола через клапан 34 в атмосферу.

После возвращения поршня в исходное положение включается гидроцилиндр

11, который перемещает поршень 15 влево и возвращает замковое устройство в исходное положение, при этом кулачковые валы 27 поворачиваются, и кулачки 30, войдя. в зацепление с проточкой 28 поршня, прижимают уплотнительный поясок 33 поршня к соплу

40 взрывной камеры 5 и тем самым ее герметизируют. Затем одновременно производят следующие операции. Переключением золотника 4 прекращают подачу сжатого воздуха в сопло 3 и ствол 1, 4 закРывают дренажный клапан 34 и открывают на 1-1,5 с дренажный клапан

35 для сброса в атмосферу избыточного давления воздуха и остатков водяного заряда в стволе. Включают отсечной

Клапан 6 и тем самым подают топливную смесь в камеру сгорания 5.. Подают водяной заряд в водяной цилиндр

L6 через подводящий канал 17, при этом поджатие клапанного пояска 13 к седлу 21 защищает ствол от преждевременного попадания в него воды.

После закрытия дренажного клапана 35 переключают золотник 4 и через вакуумнасос производят отсос воздуха и ствола 3.

60 Заполнением водяного цилиндра 16 водой и камеры сгорания 5 топливной смесью (после чего производят закрытие отсечного клапана 6) завершается подготовка гидропушки к очередно65 му выстрелу.

875052

Выстрел производится в автоматическом режиме по сигналу оператора.

При выстреле золотник 4 устанавливается в положение, в котором сопло 3 напрямую сообщается с атмосферой. Затем включается гидроцнлиндр

11. При ходе штока 12 и поршня 15 ! вправо вода из водяного цилиндра

16 через. обратный клапан и канал 19 вытесняется в ствол.. В конце хода гидроцилинлра 11 срабатывает быстродействующий привод замкового -устройства 23, шток 24 перемещается вправо и через коромысло 25 и серьги

26 поворачивает кулачковые валы 27, освобождая ударный поршень 29..После выхода кулачков 30 из зацепления с проточкой 28 поршня от датчика положения кулачковых валов 27 производится подача электрического разряда на запальную свечу 8. Топливная смесь воспламеняется, и продукты сгорания начинают с большим ускорением перемещать ударный поршень, собирая перед собой заряд воды. При этом обратный клапан 20 защищает зарядное устройство 9 от проникновения в него продуктов сгорания, заполняющих ствол вслед за движущимся поршнем. В конце хода вода заполняет ударную. камеру 2, давление скачком возрастает, и следствие резкого ускорения при втекании в суживающееся сопло 3 водяного заряда происходит выброс сверхзвуковой импульсной водяной струи. Остаток водяного заряда, благодаря наличию уступа 32 на передней части ударного поршня, запирается между поршнем и торцом входной части сопла и как гидравлический тормоз затормаживает. поршень. Этим завершается процесс выстрела.

Формула изобретения

Г

1. Гидропушка, включающая ствол с соплом и ударным поршнем, источник сжатого газа для перемещения поршня, замковое устройство для удержания и спуска поршня, зарядное устройство для.подачи водяного заряда в ствол, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы при одновременном увеличении быстродействия гидропушки путем введения жесткой кинематическсй связи между замковым и зарядным устройствами,гидропушка снабжена уравнительньм механизмом, приводным гидроцилиндром со штоком и кулачковыми валами, кулачки которых имеют возможность взаимодействия с ударным поршнем и уравнительным механизмом, при этом замковое и зарядное устройство соединены со

20 штоком гидроцилиндра, а на ударном поршне выполнена проточка.

2. Гидропушка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что замковое

25 .устройство соединено уравнительным механизмом с кулачковыми валами.

3. Гидропушка по п.1", о т л ич а ю щ а я с я тем, что поверхности, проточки ударного поршня и .кулачков выполнены по эвольвентному профилю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

З5 1. Авторское свидетельство СССР . 9 308192, кл. Е 21 С 25/60, 1973.

2. Авторское. свидетельство СССР по-заявке 9 2421143, . E 21 C 25/60, 1977.

875052 юа4

Заказ 9287/58

Тираж б30 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитетл СССР по делам изобретений и открытий

113033, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Q филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектиая,4

Составитель Г. Кузнецов

Редактор Н. Лазаренко Техред А.А Корректор У. Пономаренко