Насадка гидромонитора

(5 ц 5 Е 21 С 45/О ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТК ПАТЕНТУ 2(д 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 92843, кл, Е 21 С 45/00, 1950,Авторское свидетельство СССРМ 1698441, кл, Е 21 С 45/00, 1989,(57) Использование: гидроотбойка горныхпород. Сущность изобретения, насадка содержит корпус 1, цилиндрический обтекатель 5 с заостренным конуснымоконечником 6, конфузор 4 и диффузор 9 с каналами 10 подсоса. В корпусе 1 установлен экран 8 в виде ориентированного в направлении конфузора 4 усеченного конуса с центральной полостью. Обтекатель 5 расположен в центральной полости с возможностью осевого перемещения. Продольные оси каналов 10 подсоса размещены в плоскости зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора 4 относительно условной вершины последнего. Через каналы 10 в диффузор 9 поступает рабочая среда. Происходит усиление выходной струи без увеличения угла ее расхождения. 2 ил.5 10 15 Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для гидроотбойки полезных ископаемых, при скважинном гидроразмыве, очистке зумпфов, а также для создания подземных хранилищ,Известна насадка гидромонитора, включающая корпус сопла с напорным патрубком, проточной камерой и конфузором в виде усеченного конуса, соосно сообщенный с проточной камерой диффузор с отверстиями подсоса.Недостатком известной насадки является невысокая ее эффективность и производительность дезинтеграции горных пород, обусловленные отсутствием возможности создания скоростного напора, и низкий коэффициент энергоотдачи подаваемой жидкой среды, что существенно ограничивает возможность дезинтеграции горных пород средней и высокой крепости.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному объекту является насадка гидромонитора, включающая корпус с конфузором в виде усеченного конуса, соединенный с напорным патрубком, и цилиндрический обтекатель с заостренным конусным оконечником, расположенный соосно проточной полости корпуса в центральном отверстии его торцевой стенки с возможностью осевого перемещения и ориентированного конусным оконечником в направлении конфузора (авт, св-во СССР М 1698441, кл, Е 21 С 45/00, 1989), принято за прототип,Недостатком устройства известной конструкции является невысокая скорость и устойчивость струи рабочей среды, что в целом снижает производительность разрушения горных пород,Цель изобретения - повышение производительности разрушения горных пород за счет увеличения скорости и устойчивости струи рабочей среды,Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции насадки гидромонитора, включающей корпус с конфузором в виде усеченного конуса, соединенный с напорным патрубком, и цилиндрический обтекатель с заостренным конусным сердечником, расположенный соосно проточной полости корпуса в центральном отверстии его торцевой стенки с возможностью осевого перемещения и ориентированного конусным оконечником в направлении конфузора, она снабжена экраном в виде ориентированного в направлении конфузора усеченного конуса с центральной полостью, в которой расположен обтекатель, и 20 25 30 35 40 45 50 / 55 диффузором из трубчатого элемента цилиндрической формы с каналами подсоса, соединенным с конфузором корпуса и расположенным соосно с последним, при этом продольная ось напорного патрубка расположена в плоскости меньшего основания усеченного конуса экрана, а продольные оси каналов подсоса размещены в плоскости зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора относительно условной вершины последнего, причем угол сужения острия конусного оконечника обтекателя и угол сужения конфузора находятся в следующих соотношениях: 13а76,град,44ф 124, град,163 - а82, град,где а - угол сужения острия конусного оконечника обтекателя, град;ф - угол сужения конфузора, град,На фиг. 1 приведена часть устройства с проточной камерой, разрез; на фиг, 2 - геометрическая схема устройства.Позициями обозначены: 1 - корпус; 2 - проточная полость; 3 - напорный патрубок проточной полости; 4 - конфузор; 5 - цилиндрическое тело обтекателя; 6 - острие конусного оконечника обтекателя; 7 - выходное отверстие проточной полости; 8 - экран в виде усеченного конуса; 9 - диффузор в виде трубчатого элемента цилиндрической формы; 10 - каналы подсоса диффузора; 11 - выходное отверстие диффузора; 12 - плоскость зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора относительно условной вершины последнего; 13 - плоскость меньшего основания усеченного конуса экрана; 14 - хвостовик обтекателя; 15 - продольная ось напорного патрубка; 16 - продольная ось канала подсоса диффузора.Насадка гидромонитора состоит из следующих основных элементов.На корпусе 1 проточной полости 2 имеется напорный патрубок 3, В проточной полости 2, оконечник которой выполнен в виде конфузора 4, размещен обтекатель, состоящий из цилиндрического тела 5 и конусного оконечника с острием 6. Угол сужения острия 6 конусного оконечника обтекателя должен быть меньше по величине угла сужения конфузора 4. При этом .угол сужения острия конусного оконечника обтекателя и угол сужения конфузора находятся в следующих соотношениях;13а 76, град,44р124, град,16ф - а82, град,где а - угол сужения острия конусного оконечника обтекателя, градР - угол сужения конфузора, град.Корпус проточной полости после конфузора 4 переходит в диффузор 9, выполненный в виде трубчатого элемента цилиндрической формы, которая имеет каналы подсоса 10, Выходное отверстие 11 соединяет полость диффузора 9 с рабочим пространством. Проточная полость 2 сопряжена с полостью диффузора 9 посредством выходного отверстия 7 кольцевой формы, образованного на срезе конфузора 4 проточной полости 2 выступающим острием 6 обтекателя. В торцевой части корпуса проточной полости закреплен экран 8 в виде усеченного конуса с центральной полостью, соосной с проточной полостью 2 и диффузором 9, Вершина усеченного конуса экрана 8 ориентирована в направлении конфузора 4. Угол сужения указанного конуса экрана 8 по величине может быть соизмерим углу сужения конфузора 4,Обтекатель совместно с конфузором 4 и экраном 8 расположены соосно проточной полости 2 и сопряженным с ним диффузором 9,В полости усеченного конуса экрана 8 герметично размещено цилиндрическое тело 5 обтекателя с возможностью его продольного (т,е. вдоль совмещенной оси) перемещения. Это может быть достигнуто, например, путем резьбового соединения хвостовика 14 обтекателя с торцевой частью корпуса 1 проточной полости 2 либо с помощью иных известных приспособлений,Напорный патрубок 3 проточной полости 2 расположен на корпусе 1 таким образом, чтобы его продольная ось 15 была установлена в плоскости 13 меньшего основания усеченного конуса экрана 8.Каналы подсоса 10 расположены на диффузоре 9 таким образом, чтобы их продольные оси 16 были установлены в плоскости 12 зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора 4 относительно условной вершины указанного конуса, В частном случае, изображенном на фиг, 2,вершина полого конуса конфузора 4 и острие конусного оконечника 6 обтекателя могут совпадать в одной точке, что достигается изменением (возвратно-поступательным соосным перемещением) положения обтекателя в проточной полости 2, например, посредством вращения хвостовика 14 обтекателя.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Каналы подсоса 10 могут быть также симметрично расположены по окружности сечения диффузора 9, в котором (т,е. в сечении) лежит упомянутая плоскость 12. При этом суммарная площадь сечения каналов подсоса 10 (или одного канала) не должна более чем на 15 отличаться в большую или меньшую сторону по величине от площади сечения полости диффузора 9. Это связано с оптимальностью подачи рабочего компонента через каналы подсоса 10 в диффузор 9.Устройство работает следующим образом. Посредством соединительных патрубков и шлангов подачи жидкого рабочего агента подключают насадку к гидромониторной установке (на фиг, не показаны). Внутрь корпуса 1 в проточную полость 2 по напорному патрубку 3 под давлением, например, в 1 МПа подают воду или раствор жидкого химреагента, или промывочную жидкость, либо газожидкостную дезинтегрирующую смесь на экран 8 в виде усеченного конуса, которая затем попадает в проточную полость 2 и, приобретая дополнительную скорость за счет сужения конфузора 4, направляется к выходному отверстию 7 проточной полости, "стекая" с острия 6 конусного оконечника обтекателя, и попадает в полость диффузора 9 в виде узкой струи с малым углом расхождения, поперечное сечение которой соизмеримо с сечением выходного отверстия 7 проточной полости 2 насадки,При наличии в диффузоре 9 каналов подсоса 10 для свободного (без дополнительного давления) проникновения, например, части той же раЬочей среды, или дополнительного необходимого компонента в газообразном, жидком или порошковом виде, в зону пересечения потока с упомянутой плоскостью 12 наблюдается эффект значительного усиления выходной струи без увеличения ее угла расхождения, за счет чего происходит дополнительное увеличение дальнобойности струи, что способствует пороговой активизации подачи перемешиваемой в полости диффузора 9 рабочей жидкости и реагент 9 в и, соответственно, активизации воздействия гомогенизированной смеси на краевую часть массива горных пород.При закрытых каналах подсоса 10 мощность струи падает, Этот эффект позволяет значительно увеличить энергетические возможности устройства и расширить его область использования в процессе дезинтеграции массива горных пород.1771512 13а76 о15 44ф124 о, 1 боР а82 о оставитель С,Петуховехред М. Моргентал Корректор Е,Па Редак аказ 3755 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5,l Формула изобретения Насадка гидромонитора, включающая корпус с конфузором в виде усеченного конуса, соединенный с напорным патрубком, и цилиндрический обтекатель с заостренным конусным оконечником, расположенный соосно проточной полости корпуса в центральном отверстии его торцевой стенки с возможностью осевого перемещения, ориентированного конусным оконечником в направлении конфузора, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения производительности разрушения горных пород за счет увеличения скорости и устойчивости струи рабочей среды, она снабжена экраном в виде ориентированного в направлении конфузора усеченного конуса с центральной полостью, в которой расположен обтекатель, и диффузором из трубчатого элемента цилиндрической формы с каналами подсоса, соединенным с конфузором корпуса и расположенным соосно с последним, при этом продольная ось напорного патрубка расположена в плоскости меньшего основания усеченного конуса эк рана, а продольные оси каналов подсосадиффузора размещены в плоскости зеркального изображения большего основания усеченного конуса конфузора относительно условий вершины последней, причем угол 10 сужения острия конусного оконечника обтекателя и угол сужения конфузора находятся в следующих соотношениях: где а - угол сужения острия конусного оконечника обтекателя, град;20 Р - угол сужения конфузора, град,