Устройство для разрушения горных пород

.Респубве ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ йеООюзнАя4 ИМЖ 4 йа -,Ф,.,Я БИБЛИОТЕК А(22) Заявлено 093779 (21) 2795156/22-03 М. Кл.Е 21 С 3/20Е 21 С 37/1 прнсоеаннение23) Приоритет аявки М стаевЯ камнтетСССР ве делам вафбрвтенкЯ н еткрытвЯ) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОДис уд етс как зуе Изобретение относится к горномуделу, к устройствам ударного действия,пользующим энергию гидравлическогоараИзвестен свайный гидромолот, предназначенный для погружения сваи пу- фтем разрушения породы колебаниямисваи, совершаемыми под действием гидравлических ударов жидкости создаваемых электроискровыми разрядами отэлектродов, который содержит цилинд- орический корпус, заполненный жидкостью,ударник, породоразрушающий инструменти электроды 1,Однако свайный гидромолот отличая низкой производительностью, такон недостаточно эффективно испольт энергию гидравлического удара.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату20к предлагаемому является устройстводля разрушения горных пород, содержащее цилиндрический корпус, заполнен.ный жидкостью ударник, породоразрушающий инструмент и электроды, подключенные к электрической цепи импульсного генератора 2 3Недостатком устройства является его невысокая производительность, связанная с недостаточно высокой энергией удара, а именно для колебания ударника и породоразрушающего инструмента используется только положительная амплитуда давления первофазной волны гидравлического удара, а отрицательная амплитуда давления первофазной волны, а так же все волны затухания, непроизводительно гасятся.Цель изобретения - повышение эффективности действия устройства путем увеличения энергии удара за счет использования для вынужденных, совместных возвратно-поступательных колебаний ударника и породоразрушающего инструмента, синфазно-попериодно суммированных волн гидравлических ударов, создаваемых электроискровымиразрядами с заданной частотой.3389 84В нижней части цилиндрическогокорпуса 1, герметично закрытой ударником 3, имеющим возможность совершать возвратно-поступательные колебания совместно с породоразрушающиминструментом 4, расположены фиксационные пружины 8, которые обеспечивают ударнику 3 его нейтрально - нерабочее положение.10 Цилиндрический корпус 1 для возможности его подъема или опусканияв породу через обсадную трубу 9 илибез нее имеет в верхней сферическойкрышке 10 крепление для штанги илигибкой связи 11 и колпака 12.Импульсный генератор 7 включаетвысоковольтный трансформатор 13 свыпрямителем и конденсатором, прерыватель 14 и формирующие разрывы 15.20 При работе цилиндрический корпус 1при помощи штанги 11 подвешивается иопирается на породу породораэрушающим инструментом 4, Подклюцая питаниек контактам трансформатора 13 и вклю 2 з цая в работу прерыватель 14, обеспечивают этим разрывы и включения электрической цепи,в которую включены форми. рующие разрывы 15,которые за счет предварительной регулировки и установки зазоЗ 0 ров между шарами, обеспецивают подачу на,электроды 5 смодулированных электрических импульсов, а именно такой крутизны и длины, которая обеспечиваетв жидкости 2 волну гидравлическогоудара с заданной длиной.Электроискровой разряд между электродами 5 создает в жидкости 2 волнугидравлического удара, которая движется от электродов 5 к ударнику 3, в ви де сначала полуволны сжатия, а затемполуволны разряжения, представляемыхграфически в виде синусойды с поло-жительной и затем отрицательной амплитудами давления. При этом ударник 4 Я э3 под действием положительного давления волны гидравлического удара выдвигается из цилиндри ческого корпуса 1, толкая породоразрушающий инструмент 4, который разру.шает породу, а под действием отрицательного давления волны гидравлического удара ударник 3 вдвигается. внутрь цилиндрического корпуса 1вместе с породоразрушающим инструментом 4. Поставленная цель достигается тем,что часть корпуса со стороны породоразрушающего инструмента закрытаударником, который жестко связан спородоразрушающим инструментом, аэлектроды расположены в противоположной части корпуса на расстоянии отударника не меньшем длины волны гидравлического удара.Натройка модулирования электроискровых разрядов, подаваемых с постоянной частотой с импульсного генераторана электроды, производимая при подготовке устройства к работе, путемизменения величины расстояния междушарами формирующих разрывов, увеличивает, с увеличением расстояниямежду шарами, или уменьшает, с уменьшением этого расстояния, крутизну волны гидравлического удара, создаваемой электроискровыми разрядами вжидкости, причем длина волны гидравлического удара соответственно уменьшается (цто определяется по колебаниям ударника, а при испытании по показаниям осциллоскопа или осциллографа) .при увелицении крутизны, или наобо"рот увеличивается, при уменьшении крутизны, до длины равной расстоянию,проходимому волной за один периодколебания. Подача электрических. разрядов на электроды с заданной частотой и регулируемой крутизной электрических импульсов обеспечивает создание гармонических синусоид колебанийдавления жидкости, от каждого электрического импульса, слагаемых синфазно в результирующую волну, попериодно, амплитудно наращиваемую; движущуюся от электродов к ударнику в виде полуволны положительного, а затем отрицательного давления жидкости,причем положительная полуволна давления выталкивает из цилиндра ударникс породоразрушающим инструментом,совершая работу разрушения горной породы, а отрицательная полуволна давления возвращает ударник с породоразрушающим инструментом обратно,На фиг. 1 изображен общий вид устройства, разрез по вертикальной оси;на фиг.2 -принципиальная схема импульсного генератора.Устройство для разрушения горныхпород содержит цилиндрический корпус1, заполненный жидкостью 2, ударник 3породоразрушающий инструментэлектроды 5, электропроводку 6 и импульсный генератор 7. Такой же цикл повторяется от каждой из последующих волн затухания, волны гидравлического удара, вызван, ной от первого электроискрового разряда,но вследствие того, что второй и последующие электроискровые разряды подаются на электроды 5 через промежутки времени, равные времени од- ю ного периода колебания волны гидравлического удара, вторая вновь создаваемая и,последующие за ней,вновь создаваемые волны гидравлического удара попериодносинфазно суммируясь с волной затухания в от предыдущего гидравлического удара, поступают от электродов 5 к ударнику 3 в виде результирующей волны гидравлического удара с высокими показателями амплитуд давления, максимум ф которых наступает, например через 2 с от начала работы устройства, в котором заполняющая цилиндрический корпус 1 жидкость 2 имеет коэффициент затухания (добротность) соответству в ющий технической воде, а частота колебаний равна 200 Гц.В таком режиме устройство работает до момента прекращения подачи электрических импульсов от импульсно з го генератора 7Использование в устройстве для колебания ударника не только положительных, но и отрицательных амплитуд давления волны гидравлического удара увеличивает КПД устройства. Формула изобретенияЮустройство для разрушения горныхпород, содержащее цилиндрический корпус, заполненный жидкостью, ударникпородоразрушающий инструмент и электроды, подключенные к электрическойцепи импульсного генератора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения эффективности действия устройства путем увеличения энергии удара, часть корпуса со стороныпородоразрушающего инструмента закрыта ударником, который жестко связан с породоразрушающим инструментом,а электроды расположены в противоположной части корпуса на расстоянии отударника не меньшем длины волныгидравлического удара.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 274718, кл. Е 02 0 7/06, 1969.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 1 г 2883849/03,кл. Е 21 В 7/15, 1980 (прототип0151/М 8 Тираж 630 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Иосква, Ж, Раув