Газодинамическое устройство для разработки грунтов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02 Г 3 76 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСКОМУ СВИ ЬСТВУ 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГРУНТОВ, включающее отвал с выхлопным окном, предка- меру, камеру сгорания с быстродействующей заслонкой и запальную систему, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его работы за счет уменьшения подсоса грунта в предкамеру, камера сгорания снабжена расположенным в ее верхней части нормально закрытым обратным клапаном, сообщающим ее с атмосферой.Изобретение относится к горцодобывающсй промышленности и строительству и пред назначено для применения на машинах, например бульдозерах, производящих разрушение и перемещение грунтов и горной массы путем воздействия ца них детонационной волны и продуктов детонации, образующихся в камере сгорания устройства.Известен отвал газоимпульсной установки с устройством, защищающим предкамеру от проникновения внутрь грунта, в камерах О которого рабочиий, процесс осуществляется в режиме нормального сгорания и состоящим из закрепленных шарнирно поворотных заслонок, расположенных в исходном положении в плоскости отвала и закрывающих выходные окна предкамеры. При открывании запорного клапана рабочей камеры давление в предкамере начинает возрастать, и поворотные заслонки под его воздействием открывшотся, Истекающие из окон в отвале продукты сгорания разрушают и выб расывают грунт.Дан ное устройство удовлетворительно работает при режиме нормального сгорания, однако оцо не может быть использовано при сгорании топлива в режиме детонации, поскольку детонационная волна, движущаяся со скоростью 1800 м/с и давлением около 500 кг/см, разрушит поворотные заслонки.Известно устройство для разработки мерзлого грунта, выполненное в виде отвала с окнами, к которым примыкает предка- мера, соединенная с рабочей камерой .горловиной, в которой установлен запорный клапан в виде поворотной пробки 12.Недостаток указанного устройства заключается в том, что поворотная пробка наряду З с малым проходным сечением канала имеет невысокую скорость быстродействия. Уве личецие проходного сечения канала пробки возможно лишь при увеличении диаметра пробки, что связано с ухудшением уплотнения, увеличением массы пробки и с дальнейшим понижением ее быстродействия, Кроме того, указанное устройство не снимает воп. рос о ликвидации эффекта подсоса грунта в предкамеру после выстрела.Наиболее близким к предлагаемому явля. 4 ется устройство для разрушения грунта про. дуктами детонации, выполненное в виде отвала с окном и примыкающей к нему пред- камерой, ца которой установлена рабочая камера с быстродействующей заслонкой 3.В предкамере перед окном установлено 50 защитное устройство в виде сотовой решетки. После выстрела большая часть подсасываемого грунта оседает в ячейках решетки, однако это це гарантирует от загрязнения уплотцяющих поверхностей заслонки и также це решает вопрос о ликвидации эффекта подсоса грунта в предкамеру после выстрела, Кроме того, защитная решетка 105712вызывает увеличение паразитного объемапредкамеры и снижает эффективность работы известного устройства,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет уменьшения подсоса грунта в предкамеру,Г 1 оставленная цель достигается тем, чтокамера сгорания снабжена расположеннымв ее верхней части нормально закрытымобратным клапаном, сообщающим ее с атмосферой.На фиг.изображено предлагаемое устройство в исходном положении с закрытойбыстродействующей заслонкой рабочей камеры и нормально закрытым обратным клапаном; на фиг. 2 - открытый обратный клапан в момент подсоса через него свежеговоздуха после выстрела.Устройство для разработки грунта включает отвал 1 с выхлопным окном 2, к которому примыкает предкамера 3, шибер 4 сприводным гидроцилиндром 5. На яредкамере смонтирована камера 6 сгорания сбыстродействующей заслонкой 7, котораявзаимодействует с седлом 8 сопла 9 навыходе камеры сгорания, и привод 10 заслонки. В задней части рабочей камеры установлены сферический отражатель 11, запальная система 12 со свечей 13 зажигания и блокировочным клапаном 14, нормально закрытый обратный клапан 15 с плавающей тарелкой 16, в которой выполнены окна 17, крышкой 18 клапана, в которой выполнены окна 9, и пружиной 20. Клапан 15соединен с рабочей камерой окном 2. Заслонка 7 в открытом положении 22 показанапунктирными линиями.Устройство работает следующим образом.В исходном положении после завершения очередного выстрела и выброса грунтаотвал 1, установленный на базовой машине(тракторе), нагребает грунт. При этом шибер 4 закрыт и разобщает окно 2 в отвалец предкамеру 3. Закрыты также быстродействующая заслонка 7 и клапан 15, в которомплавающая тарелка . 6 пружиной 20 прикимается к крышке 18 клапана. При этомокнав тарелке 6 и окна 19 в крышке 18взаимно перекрываются. По мере возраста.ния, давления в рабочей камере 6 степеньуплотнения воздушного клапана 5 возрастает. Одновременно с нагребанием грунтаотвалом происходит заполнение камеры 6сгорания через открытый блокировочный клапан 14 и запальную систему 12, После за.полнения рабочей камеры топливной смесьюдо необходимого давления блокировочныйклапан 14 закрывается. Этим завершаетсяподготовка устройства к очередному выстрелу.Г 1 ри выстреле по сигналу автоматики илиоператора происходит последовательное открывание шибера 4 и быстродействующейзаслонки 7, в конце которого подается элек10 б 11 иг,СоставителиТехред И, ВересТираж 673ВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открытаЭОЭЬ, Москва, Ж - 36, Рауаская набФилиал ППП Патент,. г,ужгород, ул. ПроФ%Ппп,патеитф авс. 3 О. 4 Ъ Редактор Н. Ковалева Заказ 8623/30 Корректор А. ЗимокосовПодписное а СССР тиая 3трическийразряд на свечу 13 зажигания, Топливная смесь воспламеняется, и волна горения после ускорения в запальной системе 12 и фокусирования отражателем 11 переходит в детонацию в рабочей камере 6. Через окно 2 в отвале детонационная волна, движущаяся со скоростью около 2 км/с, и следующие за ней продукты детонации воздействуют. на грунт, разрушая и выбрасывая его. В процессе истечения газа давление в камере падает и в какой-то момент времени 1 О становится ниже атмосферного, При этом плавающая тарелка 16, преодолевая усилие пружины 20, отжимается, и воздух через 71окна 17, 19 и 21 начинает поступать в рабочую камеру, создавая устойчивый поток, движущийся спутно с продуктами детонации.Процесс, постепенно затухая, продолжается до тех пор, пока давление в рабочей камере не приблизится к атмосферному. В результате одновременно, достигаются два эффекта, Ликвидируется явление обратного подсоса воздуха через окно 2 в отвале, ув. лекающего частицы грунта в предкамеру н загрязняющего заслонку. Кроме того, обес.печивается удаление остатков продуктов сгорания из рабочей камеры и заполнение ее свежим воздухом.