Инструмент для термического разрушения минеральных сред

Союз СоветскихСоцио еинстнческихРеспублик О П И С А Н И Е (, в 978 зИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) Дата опубликования описания,21.02.78 Гаау 3 арственный наинтет Семта Мнннстраа СССР не делам нзабретеннй н атнрытнй(72) Авторы изобретения В. В. Цымбалов н А. адскнй ордена Трудовот о Кринженерно-с тротггельный ннст ого Знамени) Заявител РУМЕНТ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИ 5 МИНЕРАЛЬНЫХ СРЕД пла Изобретение относится к инструментам дпя термического разрушения мннеральных сред, в частности горных пород, бетона н т.п. струями нагретого газа.Известен инструмент для термического раэрушення горных пород, содержащнй огнеструйную горелку с соплом для исгечення нагретого газа, прн этом в сопловую крышку вмонтнрован генератор ультразвуковых колебаний, которые накладывают на газовую струю в продольном направленнн 11. Однако наличие генератора ультразвуковых колебаний в сопловой крышке усложняет конструкцию ннструмента нз-за необходимостн подачи электроэнергнн н от источника высокого напряжения посредством кабеляк генератору.Наиболее близким техническим решением к изобретению является инструмент для термнческого раэрушення минеральных сред струями нагретого газа содержащий термогазогенератор с соплом Лаваля н нсточннк для создания высокочастотных звуковых колебаний в истекающей струе газа расположенный на торце корпуса сопла)21. Источннк высокочастотных колебаний выполнен ввиде металлической пластины, свободно подвешенной к торцу сопла н колеблющейся подвоздействием нстекающнх струй газа н охлаждающего атента. Масса этой пластинытакова, что ее собственная частота колебаннй совпадает с часготой вынужденных колебаннй нсгекаюшей струи нагретого газа, Врезультате процесс истечения, струн турбулнзуется, н эффективность разрушения породы повышается.Недостаток этого инструмента заключается в том, что на соэданне колебаний тратнтся часть энергии самой породоразрушающей сгрун, что увелнчнвает энергоемкостьпроцесса разрушения,С целью уменьшения энергоемкости процесса разрушения в предлагаемом инструменте источник колебаний образован несколькнмн концентрично расположенными канавкамн, выполненнымн на торце корпуса соКанавкн нмеют полуторондальную форму,Колебания возникают от взаимодействияс канавками отраженного от раэрупиемойсреды газового потока, причем на породоФилиал ПП г. Ужгород Патент",ул, Проектная 4 разрушающую газовую струю накладываютсяне только ультразвуковые, но и звуковые иинфразвуковые, т,е, акустические колебания в широком диапазоне частот. Ультразвуковые колебания, воздействуя непосредственно на внутреннюю структуру разрушаемого материале, приводят к интенсификациипроцесса, а звуковые и инфразвуковые колебвн и я, турбулизуя струю газа и п ограничный слой, приводят к улучшению теплообмена на границе газ - порода, что также увеличивает интенсивность процесса разрушения,Использование стреженного газового потокадля создания акустических колебаний позволяет уменьшить энергоемкость процесса 5разрушения,На чертеже схематично изображен предлагаемый инструмент.Инструмент содержит термогезогенеретор 1 с соплом 2 Лаваля, На торцовой чести корпуса термогазогенереторе выполненыконцентрично расположенные канавки 3 полутороидельной формы, предназначенные длягенерацийакустических колебаний под воздействием потока 4 отраженных газов,25Струя газов, истекая из сопле термогазогенеретора, приобретает сверхзвуковуюскорость и, не претерпевая никаких изменений, натекает не забой 5 скважины 6 и разрушает его, Отраженный газовый поток 4, 30подхватывая частички бурового шлема, вь. -ходит из скважины. Однако в призабойнойзоне скважины 6 образуются мошные циркуляционные зоны вокруг центров 7 циркуляции, Наружные пинии токов циркуляционных зон, образо.йванных отраженным газовым потоком 4, квк показано на чертеже, замыкаются не корпусе термо-,гезогенераторе 1, взаимодействуя с канавками3, расположенными вокруг сопла 2, В резулвтате в призабойной зоне возникают аку-.стические колебания в широком диапазонечастот, которые накладываются в продольном направлении на породоразрушающую газовую струю. Генерация акустических колебаний вызывается колебаниями газа, запираемого так называемым диском Маха, возникающими при взаимодействии отраженногогазового потока с канавками 3, в этих канавках. Каждая из канавок 3 излучает волныв широком диапазоне частот, но каждой канавке присущ свой ярко выраженный дискрет-.ный ток, зависящий от ее размеров, формыи места нахождения в зоне циркуляции. Формула изобретения 1, Инструмент для термического разрушения минеральных сред струями нагретогогаза, содержащий термогазогенератор с соплом Лаваля и источник для создания высокочастотных звуковых колебаний в истекающейструе газа, расположенный на торце корпусе сопла, отличающийся тем, что,с целью уменьшения энергоемкости процессаразрушения, источник колебаний образованнесколькими концентрично расположеннымиканавками, выполненными на торце корпусасопла,2. Инструмент по п. 1, о т л и ч в ющ и й с я тем, что канавки имеют полу -, тороидвльную форму,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1 Авторское свидетельство СССР Ма 212921, кл, Е 21 С 21/ООу 1968,2, Авторское свидетельство СССР