Гідроімпульсний пристрій

Гідроімпульсний пристрій, що містить підвідну магістраль, з'єднану за допомогою узгоджуючого 38513 З відомих гідроімпульсних пристроїв найбільш близьким за технічною сутністю і результатом, що досягається, є гідроімпульсний пристрій, що містить виконавчий орган (розподільник), складений з струменеформуючого стволу і встановленого в корпусі поршня-клапану, що ділить порожнину останнього на засідельну і керуючу камери, гідропневмоакумулятор, рідинна камера якого зв'язана з підпірною камерою поршневого накопичувана, керуючий клапан, у корпусі якого розміщений ступінчастий поршень-клапан, утворюючий з корпусом напірну, закриваючу, керуючу і скидну порожнини, підвідну магістраль, зв'язану з робочою порожниною поршневого накопичувача, засідельною камерою поршня-клапана, керуючою і напірною порожнинами керуючого клапана, канал зв'язку для періодичного сполучення керуючої камери поршня-клапана виконавчого органу зі скидною порожниною керуючого клапана, дросель і додатковий гідропневмоакумулятор, які встановлені в підвідній магістралі і виконують роль узгоджуючого елементу, причому напірна порожнина керуючого клапана з'єднана з підвідною магістраллю у точці підключення додаткового гідропневмоакумулятора, а дросель встановлений між точкою підключення додаткового гідропневмоакумулятора і накопичувачем, при цьому, сполучені між собою рідинні камери гідропневмоакумулятора і підпірна камера накопичувача зв'язані з закриваючою порожниною керуючого клапана, причому означені камери і порожнина заповнені рідиною підвищеної в'язкості, а поршень-клапан керуючого клапана виконаний з можливістю перекриття його напірної камери і утворює з корпусом керуючого клапана додаткову порожнину, за допомогою якої та наскрізного осьового каналу, виконаного у поршніклапані, керуюча камера поршня-клапана виконавчого органу має можливість періодичного сполучення з підвідною магістраллю (патент України № 6173, кл. Е 21 С 3/20, опубл. 29.12.94.). Суттєві ознаки відомого пристрою, які співпадають з ознаками запропонованого винаходу. 1. Підвідна магістраль з'єднана за допомогою узгоджуючого елементу з поршневим накопичувачем, розподільником і керуючим клапаном. 2. Керуючий клапан взаємозв'язаний з накопичувачем і камерою управління розподільника. 3. Вхід розподільника з'єднаний з поршневим накопичувачем, а вихід - зі струменеформуючим стволом. Однак відома сукупність ознак не дозволяє досягнути необхідного технічного результату. Використання відомого гідроімпульсного пристрою забезпечує отримання імпульсів прямокутної форми з тиском близьким до підведеного тиску, однак підтримання тиску на рівні тиску попереднього закачування під час всієї тривалості імпульсу призводить до високих енергетичних витрат і втрат енергії у лініях зв'язку. При зміні умов взаємодії струменю з об'єктом руйнування (збільшення відстані від зрізу робочого насадка до об'єкту руйнування) підвищуються втрати енергії, як на подолання опору навколишнього середовища, так і всередині самого струменю, що знижує ефективність утворення щілин і подальшого руйнування. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення гідроімпульсного пристрою, в якому за рахунок введення нових елементів і взаємозв'язку між ними забезпечується отримання ступінчатого імпульсу з тиском нижче підводжуваного в низькій фазі імпульсу і формуванням упродовж імпульсу сплеску високого тиску з можливістю регулювання моменту його з'явлення, що призводить до підвищення ефективності процесу руйнування при зниженні енергетичних витрат. Поставлена задача вирішується тим, що гідроімпульсний пристрій, котрий містить підвідну магістраль, з'єднану за допомогою узгоджуючого елементу з поршневим накопичувачем, розподільником і керуючим клапаном, взаємозв'язаним з накопичувачем і камерою управління розподільника, вхід якого з'єднаний з поршневим накопичувачем, а вихід - зі струменеформуючим стволом, згідно винаходу, він додатково містить клапан скидання, з'єднаний з накопичувачем і керуючим клапаном, керований елемент затримки спрацювання клапана скидання, розміщений у лінії зв'язку клапана скидання і керуючого клапана, при цьому, поршневий елемент накопичувача виконаний складеним із співвісних плунжера і поршня з можливістю їх осьового переміщення відносно один одного і корпуса накопичувача, а на плунжері і в корпусі накопичувача виконані обмежувачі переміщення поршня. Запропонований гідроімпульсний пристрій пояснюється кресленням. Гідроімпульсний пристрій містить підвідну магістраль 1, з'єднану за допомогою узгоджуючого елементу, котрий складений баластним гідропневмоакумулятором 2 та зарядним дроселем 3, з поршневим накопичувачем 4, розподільником 5 і керуючим клапаном 6. Керуючий клапан 6 взаємозв'язаний з поршневим накопичувачем 4 і камерою управління 7 розподільника 5, вхід якого з'єднаний з поршневим накопичувачем 4, а вихід - зі струменеформуючим стволом 8 з робочим насадком 9. З поршневим накопичувачем 4 і керуючим клапаном 6 з'єднаний клапан скидання 10. У лінії її зв'язку клапана скидання 10 і керуючого клапана 6 розміщений керований елемент затримки спрацювання клапана скидання, складений з гідропневмоакумулятора 12 і регульованого дроселя 13. В корпусі поршневого накопичувана 4 виконана робоча камера 14 і встановлені співвісні плунжер 15 і поршень 16 з можливістю їх осьового переміщення відносно один одного і корпуса накопичувача 4, які утворюють з корпусом накопичувача напірну камеру 17 і камеру зводу 18, з'єднану зі входом клапана скидання 10, вихід якого з'єднаний зі скиданням рідини з системи. На плунжері 15 і в корпусі накопичувача 4 виконані відповідно обмежувачі 19 і 20 переміщення поршня. В лінії 21 зв'язку узгоджуючого елемента і поршневого накопичувача 4 встановлений зворотний клапан 22, що захищає підвідну магістраль 1 від підвищення тиску, викликаного роботою поршневого накопичувача 4. Керуючий клапан 6 здійснює контроль положення і переміщення плунжера 15 з поршнем 16, а також переведення гідроімпульсного пристрою у режим накопичення або пострілу шляхом з'єднання керуючих елементів розподільника 5 і клапана 2 38513 скидання 10 з підведенням або скиданням робочої рідини, відповідно. Пристрій працює таким чином. До запуску пристрою у напірну камеру 17 поршневого накопичувача 4 від зовнішнього джерела нагнітається газ, що задає режим роботи гідроімпульсного пристрою по тиску в низькій фазі імпульсу. Робоча рідина з підвідної магістралі 1 через зарядний дросель З направляється в робочу камеру 14 і камеру зводу 18 поршневого накопичувача 4. Виходи з камер 14 і 18 перекриті, відповідно, розподільником 5 і клапаном скидання 10. Робоча рідина переміщує плунжер 15 і поршень 16 вгору. В момент досягнення плунжером 15 і поршнем 16 крайнього верхнього положення і зупинки зникає падіння тиску на зарядному дроселі 3 і при цьому керуючий клапан 6 з'єднує камеру управління 7 розподільника 5 зі скидом, чим переводить розподільник 5 у відкрите положення, тобто у режим пострілу. В результаті цього плунжер 15 рухається донизу. Робоча рідина з підвідної магістралі 1 частково потрапляє до баластного гідропневмоакумулятора 2. Плунжер 15, який має рівні площі поверхні, витискує рідину з робочої камери 14 до струменеформуючого ствола 8 з робочим насадком 9 і формує перший (початковий) ступінь імпульсу з тиском, близьким до тиску, що заданий зовнішнім джерелом. Через необхідний час затримки відкриття клапану скидання 10, визначений керованим елементом затримки спрацювання клапана скидання (змінюючи об'єм рідини попередньо заповненого гідропневмоакумулятора 12 і опір регульованого дроселю 13), відбувається відкриття клапана скидання 10 і рідина з камери зводу 18 потрапляє на скид. Поршень 16, рухаючись з високою швидкістю, обганяє плунжер 15 і через заданий (величина затримки формування сплеску) час досягає обмежувача 19 переміщення поршня, і з цього моменту плунжер і поршень рухаються спільно. Оскільки сумарна площа поршневої поверхні плунжера 15 і поршня 16 в напірній камері 17 значно перевищує площу в робочій камері 14, то тиск у робочій камері, а отже, і в струменеформуючому стволі 8 і перед насадком 9 підвищується. Формується другий ступінь імпульсу (сплеск тиску). На час існування сплеску зворотний клапан 22 ізолює підвідну магістраль 1 та іншу систему гідроімпульсного пристрою від впливу тиску в робочій камері 14 поршневого накопичувача 4. Робоча рідина з підвідної магістралі 1 повністю потрапляє до баластного гідропневмоакумулятора 2. При подальшому ході донизу поршень 16 спиняється на обмежувачах 20, а плунжер 15, рухаючись донизу, до упирання, забезпечує формування третього (зниженого) ступеню імпульсу. В момент зупинки плунжера 15 керуючий клапан 6, який перемикається і подає робочу рідину з баластного гідропневмоакумулятора 2 до камери управління 7 розподільника 5, і ,таким чином, переводить розподільник 5 і клапан скидання 10 у закрите положення (режим накопичування). Далі цикл роботи пристрою повторюється. Для регулювання моменту формування сплеску високого тиску від початку імпульсу використовується керований елемент затримки спрацювання клапана скидання, складений з гідропневмоакумулятора 12 і регульованого дроселя 13. Спрацювання клапану скидання 10 починається не раніше, як об'єм рідини з гідропневмоакумулятора 12 потрапить на скид через регульований дросель 13. При зміні опору регульованого дроселя 13, змінюється розхід рідини в лінії 11, а отже, і час витікання рідини з гідропневмоакумулятора 12. Керування величиною затримки може здійснюватися або по заздалегідь заданій програмі безупинно (у випадку стаціонарно встановленого гідроімпульсного пристрою по мірі зміни відстані до об'єкту руйнування), або дискретно (при використанні гідроімпульсного пристрою, що переміщується і переході на черговий прохід для нарізки щілини). При зміні умов взаємодії струменю з об'єктом руйнування (наприклад, збільшення відстані від зрізу насадка до об'єкту) використання запропонованого пристрою дозволяє зберегти високе зусилля впливу струменю на об'єкт і забезпечити регулювання інтервалу часу від початку чергового імпульсу до моменту утворювання сплеску тиску, який перевищує тиск попереднього закачування від зовнішнього джерела. При цьому, енергія сплеску буде передаватися по вже існуючому каналу (у вигляді струменю) зі значно меншими втратами, що підвищує інтенсивність утворення щілин і подальшого руйнування об'єкту. Оптимальні умови взаємодії струменю і об'єкту руйнування забезпечують підвищення ефективності процесу руйнування при зниженні енергетичних витрат. 3 38513 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4