水力脈衝器的製作方法

2023-07-24 18:21:36 1

專利名稱：水力脈衝器的製作方法
技術領域：
本發明涉及山區技術、水力脈衝技術，具體來說，即水力脈衝器。
本發明可以用於山區工業和水力技術建設，用高壓脈衝水流來粉碎山區巖石。還可以用於發電站，用來清洗鍋爐的零件。
已有水力脈衝器(SU，A，768968)，它包括液-氣蓄能器、激振器、空心活塞運動控制機構、工作噴咀。蓄能器和輸入管相通，激振器用管道和液-氣蓄能器聯接，控制機構和激振器聯接，工作噴咀用管道和激振器聯接。聯接激振器和工作噴咀的管道的直徑比聯接激振器和液-氣蓄能器的管道的直徑小三分之一，長度相等。
水力脈衝器的工作原理是利用聯接激振器和液-氣蓄能器的管內的水流流出噴水咀時的加速，水在聯接激振器和工作噴咀的管內的進一步加速，以及水流隨後在工作噴咀前的阻滯。
當管道長度和直徑的比一定時在工作噴咀前形成的壓力不夠高是這種裝置的特點。它降低了排量。此外，由於聯接激振器和工作噴咀的管內的水柱振動在工作噴咀前緊接著高壓脈衝出現低壓脈衝，它不能粉碎物體，降低了高壓頭水流的效率，使被粉碎物受到多餘的浸漬。這在很多情況下是非常不希望有的。
還有一種水力脈衝器(SU，A，1102956)，它包括有液-氣蓄能器、主激振器、空心活塞運動控制機構、第二激振器。液-氣蓄能器和輸入管道聯通，主激振器用管道和液-氣蓄能器聯通，空心活塞控制機構和主激振器聯接，第二激振器安裝在工作噴咀前，並用管道和主激振器聯通。
水力脈衝器的工作原理是利用主激振器和液-氣蓄能器之間的水流加速以及主激振器和第二激振器之間通過噴水咀的水流加速。由於當水噴出噴水咀時主激振器和第二激振器之間管內水流速度的進一步提高使壓力得到提高。
該水力脈衝器的缺點是粉碎效率低。這和單一脈衝的能量低有關。這是因為在工作噴咀前當聯通液-氣蓄能器和主激振器以及主激振器和第二激振器的管道的長和直徑之比一定時產生的高壓振幅不夠大的關係。此外，由於主激振器和第二激振器之間管內的水柱振動在工作噴咀之前緊接著高壓脈衝之後產生低壓脈衝，它不能粉碎物體。降低了壓頭水流的效率，使被粉碎物受到了多餘的浸漬。
本發明的任務是研製一種水力脈衝器，依靠改變它的結構使它能產生一種粉碎效率足夠高的用於粉碎山區巖石的高能量高壓頭脈衝。
解決的辦法是，水力脈衝器包括一個液-氣蓄能器、主激振器、空心活塞運動控制機構以及第二激振器。蓄能器和輸入管聯通，主激振器用管道和液-氣蓄能器聯通，控制機構和主激振器聯接。第二激振器包括體、活塞和杆，它們在體內形成一個活塞頂部空腔和杆端空腔。杆端空腔和工作噴咀及輸入管道聯通，並以管道和主激振器聯通。根據本發明在主激振器和第二激振器的聯通管內裝有反向閥，和第二激振器的輸入管聯接有另一個液-氣蓄能器。
根據本發明，水力脈衝器最好是聯接一個定壓源。它和第二激振器活塞頂部空腔聯接。
在主激振器和第二激振器的聯通管內安裝反向閥可以保證當主激振器處於自振狀態時只從該管內獲取高壓脈衝。該脈衝能量聚集在另一個聯接於第二激振器輸入管的液-氣蓄能器內。
將定壓源聯接到第二激振器的活塞頂部空腔可以保證高壓脈衝能的集中以及水流在高壓下通過工作噴咀流向被粉碎物。
本發明的優點將在下面用圖形舉例來加以說明。圖上根據發明繪出了水力脈衝器的縱剖面總圖。
水力脈衝器包括液-氣蓄能器1、主激振器3、空心活塞6的運動控制機構5、第二激振器7。蓄能 和輸入管2聯通，主激振器3用管4和液-氣蓄能器1聯通，控制機構5和主激振器3聯接。第二激振器7包括體8，帶杆10的活塞9安裝在體8內。活塞頂部有空腔11，杆端有空腔12，它和工作噴咀13與輸入管道14聯通。
第二激振器7以管15和主激振器3聯通。在管15內在第二激振器7的輸入管道14的前面裝有反向閥16。第二液-氣蓄能器17也和第二激振器7的輸入管道14相聯接。在第二激振器7的體8內設有孔19，它將杆端空腔12和工作噴咀13聯通。第二液氣蓄能器17裝有膜片20，它被氣體壓力壓向格孔板21。主激振器3上裝有噴水咀22。
水力脈衝器的工作如下在輸入管2的水進來以後，水力脈衝器藉助於空心活塞6的運動控制機構5進入自振狀態。自振的每一個周期由高、低壓兩個階段的振動構成。
當主激振器3的活塞6移向管15一側後，開始低壓振動。此時，管4和15的水力聯繫停止，管4和噴水咀22聯通。主激振器3內的水壓下降，比輸入管2內水壓低的低壓波沿管4向液-氣蓄能器1傳播，壓力接近輸入管的壓力波由蓄能器1返回。在主激振器3和液-氣蓄能器1之間的低壓階段內通常傳播3～5個低壓波。這樣的工況叫作衝擊波，它可以大大提高主激振器3內的壓力。隨著每一個反射波到達主激振器3沿管4水的運動速度和主激振器3內的壓力跳躍式地增加。當活塞6上的壓降達到能讓它移動時，活塞佔住管4的位置，蓋住噴水咀22，管4和15聯通。這時，低壓振動結束，高壓振動開始。
關閉具有低流阻的噴水咀22後，主激振器3內的壓力上升，高於輸入管道。該高壓波沿管4和15傳播，同時管15內水流的運動速度大於管4內的水流速度，因為它的直徑較小。因此，在主激振器3的兩側傳播壓力相同但水流運動速度不相等的衝擊波。當反射波由液-氣蓄能器1返回主激振器3時，活塞6移向管15的位置。管4和噴水咀22聯通，從而中斷它和管15的水力聯繫。高壓振動終止，管4內的水流低壓振動又重新開始。
從另一方面來說，在高壓振動的初始階段沿管4還傳播從主激振器3來的預先提高了壓力的壓力波。它傳到反向閥16，將它打開。水流經過反向閥16，進入第二激振器7的輸入管14，而後到達液-氣蓄能器17，這時，第二激振器7的活塞9的杆10蓋住水到噴咀13的進口。第二液-氣蓄能器17承受高壓流。高壓流運動的流阻增加，因為膜片20上面的壓縮空氣的壓力阻擋高壓流流入液-氣蓄能器17。因此水流的運動速度減少，它將促使水流壓力進一步提高。由此，水流克服膜片20上的壓縮空氣的阻力而流入格子板21和膜片20之間的液-氣蓄能器17的空腔內，給膜片20以壓力。這時，進一步提高了壓力的壓力波沿管15向主激振器3傳播。在管4和15長度相等的條件下。該壓力波到達主激振器3時，由液-氣蓄能器1反向回來的壓力波到達它的另一側。它使主激振器3的活塞6移向管15，也就是說，低壓振動開始，管4和15之間的水力聯繫終斷。因此，主激振器3的管15一側的壓力下降到略大於輸入壓力的值，而水流的運動速度等於零。該速度為零的壓力波沿管15向反向閥16傳播。當該壓力波到達反向閥16時它關閉，因為從液-氣蓄能器17一側作用到反向閥16的壓力大些。結果反向閥16前面的壓力下降，並且，該速度為零的壓力波重新向主激振器3傳播。管15內(關閉的反向閥16和主激振器3之間)水流振動的壓力逐漸下降，一直持續到管4內的水流低壓振動沒有結束和管4與15之間的水力聯繫沒有重新建立為止，管4內的水流低壓振動一結束和管4與15之間的水力聯繫一建立，就重新產生高壓振動，並且，預先提高了壓力的壓力波沿管15重新到達反向閥16。過程重複著，液-氣蓄能器17重新接受脈衝。即提高了壓力的一定的水容積。隨著所接受的水容積的增加和膜片20上的空氣壓縮程度的增加，液-氣蓄能器17的流體阻力將加大。它使波的壓力增加，該波在高壓振動階段在反向閥16的前面產生。液-氣蓄能器17的放能一直持續到，膜片20上的空氣壓力(它下面的液體壓力)沒有增加到使作用在杆10面積上的力大於作用在活塞9面積上的力為止。當杆10上的力大於活塞9上的力時，杆10離開輸入管14，使移動帶杆10的活塞9的力增加，因為來自液-氣蓄能器17的壓力開始作用於杆10的整個面積。帶杆10的活塞9從輸入管14向定壓源18移動。高壓液體流通過杆端空腔12、孔19，由工作噴咀13噴出。聚集的全部高壓水流以高能量高壓頭脈衝流的形式作用於被粉碎物體。
第二液-氣蓄能器17的放能過程開始。
水從工作噴咀13流出是在液-氣蓄能器17內的壓力緩慢下降的情況下進行的。當沽ο陸檔劍醋遠ㄑ乖 8的作用力(活塞頂部空腔11內作用在活塞9上的力)大於來自輸入管14的作用力(液-氣蓄能器17內作用到杆10的面積上的力)時，帶杆10的活塞9移向第二激振器7的輸入管14。水停止進入工作噴咀13。第二液-氣蓄能器17的放能過程結束，重新開始儲蓄能量。工作過程重新開始。
工作噴咀13前面的壓力值取決於水力脈衝器的工況，活塞9和杆10的工作面積比第二液-氣蓄能器17內膜片20上面壓縮空氣的初壓值以及活塞頂部空腔11內的定壓值有關。在水力脈衝器的工作過程中改變定壓值在一定範圍內可調整工作噴咀13前面的壓力。
工作噴咀13前面的脈衝寬度，通過它的液體流出時間取決於第二液-氣蓄能器17的幾何容積的空氣初始壓力以及和工作噴咀13的直徑有關。
所推薦的水力脈衝器依靠第二液-氣蓄能器17內高壓水流脈衝能量的儲蓄，可以在保持看壓級的條件下提高水流通過工作噴咀時的單一脈衝能量，這將大大提高液力粉碎工作的生產率。此外，可以防止從管15內排出附加的低壓頭水流，這將提高水力脈衝器的效率。
上述發明依靠提高單一脈衝的能量和工作效率，保證了提高液力粉碎工作的效率。
權利要求
1.水力脈衝器包括液-氣蓄能器(1)、主激振器(3)、空腔活塞(6)的運動控制機構(5)、第二激振器(7)；蓄能器(1)和輸入管(2)聯通，主激振器(3)以管(4)和蓄能器(1)聯通，控制機構(5)和主激振器(3)聯接、第二激振器(7)包括體(8)和帶杆(10)的活塞(9)，它們在體(8)內構成活塞頂部空腔(11)和杆端空腔(12)；杆端空腔(12)和工作噴咀(13)及輸入管道(14)聯通，第二激振器(7)以管(15)和主激振器(3)聯通；水力脈衝器的特點是，在將主激振器(3)和第二激振器(7)聯通的管(15)內裝有反向閥(16)，和第二激振器(7)的輸入管(14)聯接了另一個液-氣蓄能器(17)。
2.根據權利1水力脈衝器的特點是，它包括有定壓源(18)，它和第二激振器(7)的活塞頂部空腔(11)聯接。
全文摘要
水力脈衝器包括液——氣蓄能器(1)、主激振器(3)、空心活塞6的控制機構(5)、第二激振器(7)。蓄能器(1)和輸入管(2)聯通，主激振器(3)以管(4)和液——氣蓄能器(1)聯通，控制機構(5)和主激振器(3)聯接。第二激振器包括體(8)和帶杆10的活塞(9)，在體(8)內形成活塞頂部空腔(11)和杆端空腔(12)。後者和工作噴嘴(13)及輸入管(14)聯通。第二激振器(7)以管(15)和主激振器(3)聯通。主激振器(3)和第二激振器(7)的聯通管(15)內裝有反向閥(16)，和第二激振器(7)的輸入管(14)聯接著另一個液——氣蓄能器(17)。
文檔編號F15B21/12GK1031271SQ8710552
公開日1989年2月22日 申請日期1987年8月10日 優先權日1987年8月10日
發明者斯塔尼斯拉夫·安託諾維奇·萊南科, 奧萊格·阿納託利維奇·米亞科夫, 夫拉迪米·伊瓦諾維奇·坦斯基, 夫拉迪米·格裡格裡維奇·克拉維茨, 塔蒂亞納·阿萊希納·斯羅加諾瓦 申請人:國營機械和化學清洗鍋爐聯合工廠