Гидроимпульсатор-накопитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 И 4 Е 21 С 25/60 4 ИТЕТРЫТИЯМ ГОСУД АРСТВЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР П кии инсти рик,во С О, 1 ИСАНИЕ ИЭОБРЕТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относится к гидроимпульсной технике и м.б. использованов угольной промьпппенности, гидротехническом строительстве для разрушения угля и горных пород импульснымиструями высокого давления. Оно м.б.использовано в энергетике для очисткитеплоэнергетических элементов котлоагрегатов электростанций. Цель - по1469126 вышение производительности гидроотбойки за счет увеличения величины дав ления в импульсе. Гидроимпульсаторнакопитель включает запорный клапан- клапан (П-К) 6, поршень-накопитель 8 и управляющий П-К 10. Заседельная полость ПК 6 сообщеНа со стволом 14. Запоршневая полость 16 поршня-накопителя 8 соединена с жидкостной по.лостью гидропневмоаккумулятора (ГПА) 18 и напорной магистралью 19 - с источником постоянного давления. Поршень - накопитель 8 выполнен с дополнительной поршневой камерой (О 17, Она расположена между поршнем и осИзобретение относится к гидроимпульсной технике, в частности к конструкциям гидроимпульсаторов-накопителей, и может быть использовано вугольной промышленности, гидротехническом строительстве для разрушенияугля и горных пород импульсными стру.ями высокого давления, а. также вэнергетике для очистки теплоэнергетических элементов котлоагрегатовэлектростанций,Цель изобретения - повышение про 1иэводительности гидроотбойки за счетувеличения величины давления в импульсе,На чертеже приведена принципиальная схема гидроимпульсатора-накопителя.Гидроимпульсатор-накопитель содержит установленный на подводящей магистрали 1, соединенной с насосом (не показан), струйный разделитель 2, включающий расположенные соосно подающий насадок 3, соединенный с подводящей магистралью 1, и приемный насадок 4, соединенный с корпусом 5 запорного клапана - поршня 6, корпусом 7 поршня - накопителя 8, корпусом 9 управляющего поршня-клапана 10. Клапан-поршень 6 имеет выполненные в корпусе 5 эапоршневую полость 11 и седло 12, которое сое - динено с одной стороны через заседельную полость 13 со стволом 14, а новной поршневой камерой поршня-накопителя 8. Посредством гидрораспределителя 2 дополнительная К 17 в погложении Т соединена с внутренней полостью 21 П-К .10, которая с другойстороны через заседельную полость 22соединена со сливной магистралью 23гидросистемы механизированной крепи,В положении 11 распределителя 20К 17 соединена с ГПА 18, Внутри П-К10 имеет канал 24 и образует в корпусе 9 эапоршневую полость 25, соединенную с ГПА 18, и управляющую полость 26, соединенную с приемным насадком 4. 1 ил. с другой - с приемным насадком 4 ипоршневой полостью 15 поршня-накопителя 8, площадь которой Б, .5Поршень-накопитель 8 имеет такжеэапоршневую полость 16 площадью Би дополнительную поршневую камеру17 площадью Б, величина которойсоставляет (0,6"2)Б . Запоршневая по лость 16 соединена с жидкостной полостью гидропневмоаккумулятора 18 инапорной магистралью 19 - с источником постоянного давления (не показан), в качестве которого исполь эуются одна или две насосные станциимеханизированных крепей.Причем давление в подводящей магистрали 1. установлено на 8-123выше давления в напорной магистрали 20 19. Дополнительная камера 17 посредством распределителя 20 в положении1 соединена с внутренней полостьюседла 21 управляющего поршня-клапана 10, которое с другой стороны че реэ заседельную полость 22 соединено со сливной магистралью 23 гидросистемы механизированной крени, и,таким образом, дополнительная камера 17 посредством распределителя 20 30 соединена с эаседельной полостью 22поршня-клапана 10 В положении 11 распределителя 20 дополнительная камера 17 соединена с гидропневмоаккумулятором 18, Поршень-клапан 10 имеет внутри канал 24и образует в корпусе 9 запоршневуюполость 25, соединенную с гидропнев-,моак к умуля тор ом18, и упр авляющуюполость 26, соединенную с приемнымнасадком 4. В корпусе 9 со сторонызапоршневой полости 25 выполнено дополнительное седло 27. Внутренняя полость седла 21 соединена с запоршневой полостью 11 поршня-клапана б.Подготовка к работе гидроиьщульсатора-накопителя производится следующим образом.До момента подвода рабочей жидкостипод давлением в подводящую магистраль 151 напорная магистраль 19 соединяетсяс источником постоянного давления Ро,и в запоршневой полости 25 создается высокое давление. Так как в полос"тях 26 и 22 атмосферное давление, 2 Опоршень-клапан 10 перемещается вниздо упора в седло 21 и отсоединяет напорную магистраль 19 от сливной магистрали 23, В результате высокоедавление появляется и в запоршневой 25полости 11, под действием которогопоршень-клапан б перемещается вверхи прижимается к седлу 12, изолируяствол 14 от поршневой полости 15 поршня-накопителя 8 и приемного насадка 4,Через некоторое время в гидропневмоаккумуляторе 18, а также в полосетях 11, 16, 17, 25 устанавливается .высокое постоянное давление Р источо35ника (25-30 ИПа) . Гидроимпульсаторнакопитель готов к запуску в автоколебательный режим.Ввод устройства в режим автоколебаний нри работе в положении 1 распределителя 20 осуществляется подачейрабочей жидкости под давлением Р, на8-12% превышающим давление в магистрали 19 (27-32 МПа), в подводящуюмагистраль 1, откуда она поступает к 45подающему насадку 3 струйного разделителя 2, истекает в виде струи и по"падает в приемный насадок 4, где преобразуется в поток высокого давления,Из приемного насадка 4 жидкость поступает в поршневую полость 15 поршня-накопиуеля 8 и во внутреннюю полость седла 12, а также в управляющую полость 26.Давление в этих полостях, а такжена выходе приемного насадка 4 сразу55поднимается до давления Ро в магистрали 19 и запорщневой полости 16 иначинает превьппать его. Под действием небольшой разности давлений, определяемой силами трения, поршень-накопитель 8 перемещается вверх. Приэтом в его поршневую полость 15 пло-щадью Я поступает весь расход жидкости из приемного насадка 4, в егодополнительную камеру 17 поступаетрасход, соответствующий ее площадиБ, от источника постоянного давления через магистраль 19, запоршневуюполость 25 и канал 24 поршня-клапана 10, а из запоршневой полости 16вытесняется и принимается гидропневмоаккумулятором 18 расход, соот-ветствующий ее площади 8 равнойсумме площадей Б и Я, т.е, безучета сил трения давления в полостях15-17 равны Р и гидропневмоаккумулятором 18 накапливается суммарнаяэнергия, подводимая к гидроимпульсатору-накопителю из подводящей магистрали 1 и вспомогательной магистрали 19,В это время дополнительный поршень-клапан 10 (площади ступеней которого приняты такой величины, что при давлении в управляющей полости 26, не превышающем на 8-123 давления в запоршневой полости 25, поршень- клапан 10 находится в крайнем нижнем положении, а при давлении в полости 26, превьппающем это значение, перемещается вверх) прижат к седлу 21 и по-прежнему изолирует напорную магистраль 19, запоршневуюполость 11 и дополнительную камеру 1 от сливной магистрали 23. ПоршенЬ-клапан б под действием разности давлений в запоршневой полости 1 1 и заседельной полости 13 прижат к седлу 12 и изолирует ствол 14 от поршневой полости 15.Фаза зарядки продолжается до мо-. мента, когда поршень-накопитель 8 перемещается вверх до упора в корпу- се 7. После этого прекращается расход из приемного насадка 4 в полость 15, и давление на выходе его и в управляющей полости 26 повышается до давления в подводящей магистрали т,е. на 8-127, выше давления в запоршневой полости 25, За счет возникающего усилия поршень-клапан 10 перемещается вверх от седла 21 до упора в дополнительное седло 27.При этом магистраль 19 изолируется от капала 24 поршня-клапана 10, 1469126вая полость 11 поршня-клапана 6 идополнительная камера 17 поршня-накопителя 8 изолируются от сливной магистрали 23 и сообщаются с напорной 25 магистралью 19 и в них появляется высокое давление, под дЕйствием которого поршень-клапан 6 перемещаетсявверх до посадки на седло 12. Ствол14 отсоединяется от. поршневой поЗ 0 лости 15. Процесс работы повторяете.ся, и. гидроимпульсатор-накопительвходит в автоколебательный режим.Рабочий процесс устройства в положении 11 распределителя 20 происходит аналогично положению 1, толькодополнительная камера 17 поршня-накопителя 8 соединена посредством распределителя 20 с запоршневой полостью16 постоянно (и во время фазы заряд ки и во время фазы разрядки) и давления в них равны. Поэтому рабочаяплощадь запоршневой полости 16 становится равной Б -Бэ, т.е. равнойплощади Б, поршневой полости 15, и 45 повышения давления в импульсе Р придвижении поршня-накопителя 8 внйэ непронсходич: Р =Ро,Такая работа гидроимпульсатора-накопителя применяется при нормальной 50 55 а запоршневая полость 11 поршня-кла" пана 6 и камера 17 поршня-накопителя 8 ,через распределитель, 20 соединяются со сливной магистралью 23, и давление в них снижается до атмосфер" ного.Поршень-клапан 6 под действием давления со стороны внутренней полости седла 12 перемещается вниз от седла 12, и жидкость иэ приемного насадка 4 через внутреннюю полость седла 12, заседельную полость 13 поступает в ствол 14 и истекает в атмосферу. Так как подводимый к устройству расход ограничен, давление в стволе 14, полостях 13 и 15 начинает падать.Под действгем высокого давления Р .,со стороны запаршневой полости 16 поршень-накопитель 8 перемещается вниз, вытесняет жидкость из поршневой полости 15 через внутреннюю по лость седла 12 и полость 13 в ствол 14 и создает в них давление в импульсе Р 1, определяемое соотношением площадей Б поршня-накопителя 8 в эапоршневой полости 16 и Б, - в поршневой полости 15 (без учета потерь на трение и подпор в сливной магистрали 23) Р =Р - х=Р -т - -=Р(1+ )=(1 6-3 0)Р Б Б +Бз Бз Р о Б о Б о Б фо Таким образом, снабжение поршня- накопителя 8 дополнительной полостью 17 и такое соединение ее посредством распределителя 20 с заседельной полостью 22 поршня-клапана 10, что осу. ществляется поочередное сообщение этой полости 17 с напорной магистралью 19 и со сливной магистралью 23, обеспечивает повышение давления в 1,5"2,5 раза, давление в импульсе Р примерно равно давлению Р в гидро" пневмоаккумуляторе. Такое повышение давления в импульсе (до 45-75 МПа) позволяет эффективно разрушать горные породы и монолиты шлака крепостью до 4-6 по шкале М,М,Протодьяконова, что поз.воляет применять гидроимпульсаторынакопители для разрушения вывалившихся негабаритов породы в очистных забоях и крепких монолитов шпака на теплоэнергетических элементах котлоагрегатов электростанций, а также в случае необходимости ускоренной подготовки ниш повысить производитель 5 10 15 20 ность гидроотбойки в 1,8-3,0 раза эа счет использования мощностей насосных станций механизированной крепи,Фаза разрядки и импульс давления в стволе 14 продолжаются до тех пор, когда поршень-накопитель 8 перемещается вниз до упора в корпус 7 и останавливается. При этом объем поршневой полости 15 становится неизменным, а давление в ней, стволе 14 и управляющей полости 26 значительно падает, в то время, как в эапоршневой полости 25, соединенной с напорной магистралью 19, остается высокое давление, под действием которого дополнительный поршень-клапан 10 перемещается вниз до упора в седло 21. В результате этого запоршневыемке ниш, когда в очистном забое не создается аварийная ситуация, и при этом гидроимпульсатором-накопителем используется лишь незначительная мощность насосных станций мехкрепи (3-107) для управления посредством поршня-клапана 10 поршнем-клапаном 6,Вывод системы из режима автоколебаний осуществляется прекращением по1469126 дачи рабочей жидкости под давлениемв подводящую магистраль 1,порного клапана-поршня, и подводяСоставитель А,ТолстовРедактор И.Касарда Техред М.Ходанич Корректор М,Шароши Заказ 1,333/35 Тираж 449 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,01 Формула изобретения5Гидроимпульсатор-накопитель, включающий запорный клапан-поршень с запоршневой полостью и с заседельной полостью, которая сообщена со стволом, управляющий поршень-клапан, за седельная полость которого соединена со сливной магистралью, а запоршневая полость которого соединена с напорной магистралью источника постоянного давления, поршень-накопи тельу запоршневая полость которого сообщена с жидкостной полостью гидропневмоаккумулятора и с напорной ма - гистралью источника постоянного давления, а поршневая полость которого 20 сообщена с заседельной полостью защую магистраль, которая через струйный разделитель соединена с управляющей полостью управляющего поршня-клапана, с заседельной полостью запорного клапана-поршня и поршневой полостью поршня-накопителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности гидроотбойки за счет увеличения величиныдавления в импульсе, он снабжен гидрораспределителем, а поршень-накопитель выполнен с дополнительной поршневой камерой, расположенной между поршнем и основной поршневой камеройпоршня-накопителя, при этом дополнительная поршневая камера поршня-накопителя имеет возможность периодического соединения через распределитель с заседельной полостью управляющего поршня-клапана и с запоршневойполостью поршня-накопителя,