Гидропушка

Союз Советских Социалистических республикОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 11875052(22) Заявлено 14. 05. 79 (21) 2766294/22-03 с присоединением заявки йо Е 21 С 45/00(23) Приоритет Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийОпубликовано 23,1081, Бюллетеиь Йо 39 Дата опубликования описания 23. 10. 81(54) РИДРОПУШКА Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для разрушения горных пород путем воздействия на забой импульсными сверхзвуковыми струями воды..5Известна гидропушка включающая ствол с гидроударной камерой и соплом, силовой цилиндр с поршнем и.штоком и ресивер для сжатого газа.При выстреле поршень со штоком под действием сжатого воздуха разгоняется, и шток как бы "вырубает" заряд (порцию) воды из непрерывной струи, поступающей самотеком или под напором в сквозной канал, выполненный в 15 корпусе гидроударной камеры перед соплом перпендикулярно его оси. В результате гидравлического ударника заряд воды под большим давлением выбрасывается из сопла на раэрушае мый объект 1.Недостаток данной конструкции заключается в том, что вакуумировать сопло и ударную камеру в данной конструкции не представляется возможным,так как это.приводит к заполнению сопла водой, Кроме того, между штоком и непрерывной струей образовывается воздушная подушка, которая при выстреле приводит к образованию боль шого количества водо-воздушной эмульсии. Указанные недостатки значительно снижают скорость выброса воды иэ сопла и эффективность разрушения (на 30+50).Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидропушка, выполненная в виде ствола с соплом и ударным поршнем, который перемещается в стволе под воздействием сжатого газа, находящегося в газовом аккумуляторе, В исходном положении поршень с помощью штока замкового устройства своим уплотняющим в задней.части прижимается к горловине газового аккумулятора. Удержание воды перед поршнем до выстрела осуществляется с помощью водяного затвора с быстродействующим приводом, убирающегося непосредственной перед выстрелом. Работа самостоятельных гидравлических приводов водяного затвора и замкового устройства коммутируется синхронизатором, обеспечивающим необходимую последовательность их взаимодействия 2).Недостатки конструкции заключаются в том, что наличие раздельных приводов водяного затвора и замково.го устройства в случае рассогласова. ния их работы из-за неисправностей в синхронизаторе или цепях управления может привести к серьезным авариям гидропушки. Кроме того, с начального Гомента спуска поршня давление газа ,в ресивере распространяется на всю площадь поршня, развивая при этом большое воздействующее усилие,воспринимаемое замковым устройством.Цель изобретения - повышение надежности работы при одновременном увеличении быстродействия гидропушки путем введения жесткой кинематической связи между замковым и зарядным устройствамиПоставленная цель достигается тем, что гидропушка снабжена уравнительным механизмом, приводным гидроцилиндром со штоком и кулачковыми валами с возможностью взаимодействия кулачков с ударным поршнем и уравнительным механизмом, при этом замковое и зарядное устройства соединены со штоком гидроцилиндра, а в ударном поршне выполнена проточка.Кроме того, замковое устройство соединено уравнительным механизмом с кулачковыми валами, входящими в зацепление с проточкой в ударном поршне.При этом взаимодействующие поверхности проточки и кулачков выполнены по эвольвентному профилю,На фиг, 1 изображена гидропушка, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг.11 на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 - разведенные кулач 1 ки при выстреле, вид в плане.Гидропушка включает ствол 1 с ударной камерой 2 (передняя часть ствола),сопло 3 с трехпозиционным золотником 4, камеру сгорания 5 с отсечным клапаном б, подводящим патрубком 7 и запальной свечой 8, зарядное. устройство 9, состоящее из корпуса 10 с общим приводным гидро- цилиндром 11, на штоке 12 которого выполнены клапанный поясок 13 и головка 14, соединенная с поршнем 15 водяного цилиндра 16. В корпусе 10 выполнены подводящий канал 17, в котором установленобратный клапан 18, канал 19, в котором установлен обратный клапан 20 и седло 21 клапана. Шток 22 водяного цилиндра соецинен с быстродействующим приводомзамкового устройства 23, на штоке 24 которого установлен уравнительныймеханизм, состоящий иэ коромысла 25 и серег 26, соединенных с рычагами кулачковых валов 27, взаимодействующих с проточкой 28 ударного поршня 29 кулачками 30. При этом взаимодействующие поверхности 31 проточки и кулачков выполнены по эвольвентному профилю. На передней части поршня 29 выполнен уступ 32, соответствующий диаметру входной части сопла 3, на задней части - уплотняющий поясок 33, взаимодействующий с соплом камеры сгорания 5,На стволе 1 установлены дренажныеклапаны 34 и 35.Работа устройства происходит следующим образом,После завершения очередного цикла(выстрела) узлы гидропушки находятся в следующем положении. Поршень29 располагается в крайнем правом0.положении, золотник 4 соединяет сопло 3 напрямую с атмосферой, шток 12гидроцилиндра, поршень 13 и шток 22находятся в крайнем правом положении. Шток 24 гидроцилиндра 11 находится в крайнем правом положении,при этом кулачковые валы 27 развернуты, и кулачки 30, выйдя из зацепления с проточкой 28 ударного поршня .29, не препятствуют его перемещению20 в стволе. Дренажные клапаны 34 и 35закрыты.Для подготовки к очередному циклупроизводят следующие операции, Золотник 4 переключают для подачи сжатого25 воздуха в сопло. Одновременно открывается дренажный клапан 34. Под действием сжатого воздуха ударный поршень 29 перемещается влево в исходное положение, вытесняя при этомпродукты сгорания из задней частиствола через клапан 34 в атмосферу.После возвращения поршня в исходноеположение включается гидроцилиндр11, который перемещает поршень 15влево и возвращает замковое устройство в исходное положение, при этом кулачковые валы 27 поворачиваются, икулачки 30, войдя. в зацепление спроточкой 28 поршня, прижимают уплотнительный поясок 33 поршня к соплу40 взрывной камеры 5 и тем самым ее герметизируют. Затем одновременно производят следующие операции. Переключением золотника 4 прекращают подачусжатого воздуха в сопло 3 и ствол 1,4 закрывают дренажный клапан 34 и открывают на 1-1,5 с дренажный клапан35 для сброса в атмосферу избыточногодавления воздуха и остатков водяногозаряда в стволе. Включают отсечнойКлапан б и тем самым подают топливную смесь в камеру сгорания 5 Подают водяной заряд в водяной цилиндр16 через подводящий канал 17, приэтом поджатие клапанного пояска 13к седлу 21 защищает ствол от преждевременного попадания в него воды.После закрытия дренажного клапана 35переключают золотник 4 и через вакуумнасос производят отсос воздуха иствола 3,60 Заполнением водяного цилиндра 16водой и камеры сгорания 5 топливнойсмесью (после чего производят закрытие отсечного клапана 6) завершается подготовка гидропушки к очередно 65 му выстрелу,Выстрел производится в автоматическом режиме по сигналу оператора.При выстреле золотник 4 устанавливается в положение, в котором сопло 3 напрямую сообщается с атмосферой, Затем включается гидроцнлиндр 11. При ходе штока 12 и поршня 15 вправо вода из водяного цилиндра 16 через. обратный клапан и канал 19 вытесняется в ствол., В конце хода гидроцилиндра 11 срабатывает быстродействующий привод замкового -устройства 23, шток 24 перемещается вправо и через коромысло 25 и серьги 26 поворачивает кулачковые валы 27, освобождая ударный поршень 29 После выхода кулачков 30 из зацепления с проточкой 28 поршня от датчика положения кулачковых валов 27 производится подача электрического разряда на запальную свечу 8, Топливная смесь воспламеняется, и продукты сгорания начинают с большим ускорением перемещать ударный поршень, собирая перед собой заряд воды. При этом обратный клапан 20 защищает зарядное устройство 9 от проникновения в него продуктов сгорания, заполняющих ствол вслед за движущимся поршнем. В конце хода вода заполняет ударную. камеру 2, давление скачком возрастает, и следствие резкого ускорения при втекании в суживающееся сопло 3 водяного заряда происходит выброс сверхзвуковой импульсной водяной струи, Остаток водяного заряда, благодаря наличию уступа 32 на передней части ударного поршня, запирается между поршнем и торцом входной части сопла и как гидравлический тормоз затормаживает поршень. Этим завершается процесс выстрела. формула из обретения1. Гидропушка, включающая стволс соплом и ударным поршнем, источниксжатого газа для перемещения поршня,замковое устройство для удержанияи спуска поршня, зарядное устройстводля.подачи водяного заряда в ствол,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения надежности работыпри одновременном увеличении быстродействия гидропушки путем введенияжесткой кинематическсй связи междузамковым и зарядным устройствами,гидропушка снабжена уравнительньи механизмом, приводным гидроцилиндром соштоком и кулачковыми валами, кулачкикоторых имеют возможность взаимодействия с ударным поршнем и уравнительным механизмом, при этом замковоеи зарядное устройство соединены со 20 штоком гидроцилиндра, а на ударномпоршне выполнена проточка.2. Гидропушка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что замковое устройство соединено уравнительным механизмом с кулачковыми валами.3. Гидропушка по п.1", о т л ич а ю щ а я с я тем, что поверхности, проточки ударного поршня и .кулачков выполнены по эвольвентному проФилю,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЗ 5 1. Авторское свидетельство СССР875052 г 7 оставитель Гехред А.Ач дактор Н. Л к э 9287/58Тираж б 30 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113033, Москва, Ж, Рилиал ППП "Патентф, г. Ужг знецов Корректор У. Пономарен Подписноеого комитетд СССРий и открытийушская наб., д. 4/50 д, ул. Проектная,4