устройство для формирования струй жидкости
Классы МПК: | E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы E21C25/60 производство вруба с помощью водяной струи или струи другой жидкости |
Автор(ы): | Стефанюк Б.М. |
Патентообладатель(и): | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт добычи угля гидравлическим способом |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-07-16 публикация патента:
09.07.1995 |
Использование для гидравлического разрушения горных пород. Сущность изобретения: устройство для формирования струй жидкости содержит подводящий патрубок и последующие пары конического и цилиндрического патрубков с уменьшающимися по ходу движения жидкости радиусами. Радиусы цилиндрических патрубков, длины тех же патрубков и тангенсы углов конусности конических патрубков в последовательном ряду пар выполнены как средне геометрические величины. 1 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУЙ ЖИДКОСТИ, включающее подводящий патрубок и последующие пары конического и цилиндрического патрубков с уменьшающимися по ходу движения жидкости радиусами, отличающееся тем, что радиусы цилиндрических патрубков, длины тех же патрубков и тангенсы углов конусности конических патрубков в последовательном ряду пар выполнены как средние геометрические величины:радиусы
длины
тангенсы углов
где Ri-1 при i 1 равно R0 радиус подводящего патрубка, рассчитанного по расходу жидкости Q и начальной скорости V0;
Li-1 при i 1 равно L0 длина подводящего патрубка, принимаемая равной 0,4 0,6 м;
tg1= 0,530-0,545,
при этом отношение двух одноименных последовательных величин выполнено постоянным и равным
для радиусов
для длин
для тангенсов
где A число ограничивающее оптимальную область функционирования устройства, 9 < A < 10,5.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для формирования струй, обеспечивающих гидравлическое разрушение горных пород, в частности угля. Известны струеформирующие устройства типа конфузоров. Эти устройства имеют низкий коэффициент передачи энергии, способствуют нагреву воды. Формируемая струя имеет недостаточную компактность и, следовательно, дальнобойность [1]Известно устройство для формирования струй жидкости, включающее подводящий патрубок и последовательные пары конических и цилиндрических патрубков с уменьшающимися по ходу движения жидкости радиусами. Устройство определяет количество ступеней, но не определяет соотношение их конструкторских параметров, что создает не оптимальные условия формирования струи [2]
Целью изобретения является оптимизация передачи энергии струе и улучшение при этом компактности струи, и повышение коэффициента осевого динамического давления. Поставленная цель достигается тем, что радиусы цилиндрических патрубков, длины тех же патрубков и тангенсы углов конусности конических патрубков в последовательном ряду пар конический патрубок цилиндрический патрубок выполнены как среднегеометрические величины:
радиусы R ; i=1, 2, 3, 4;
длины Li= ; i=1, 2, 3, 4;
тангенсы углов tgi ; i=2, 3, 4, где Ri-1 при i 1 равно Ro радиус подводящего патрубка, рассчитанный по расходу жидкости Q и начальной скорости vo
Ro
Li-1 при i 1 равно Lo длина подводящего патрубка, принятая равной 0,4-0,6 м,
tg 1 0,530 0,545, при этом отношение двух одноименных последовательных величин выполнено постоянным и равным:
для радиусов Ri/Ri-1=1/
для длин Li/Li-1=2/
для тангенсов углов tgi/tgi-1=/2 где А число, ограничивающее оптимальную область функционирования устройства, 9 < A < 10,5. Струеформирующее устройство представлено на чертеже. Оно содержит подводящий патрубок 1 и последовательные пары конического и цилиндрического патрубков: 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, 10 и 11. Их радиусы, длины и углы конусности обозначены соответственно Ro, R1,R5; Lo, L1, L5; 1, 2 5
Устройство выполнено с постоянным соотношением величин
радиусов
длин
тангенсы углов
Выбирая значение величины А из неравенства 9<А<10,5, рассчитываем размеры конкретного устройства по величинам выше приведенных соотношений. Примеры расчета приведены в табл.1, 2 и 3. Область допустимых значений величины А определена опытом. Устройство работает следующим образом. К подводящему патрубку подводят жидкость под давлением Ро с расходом Q! и со скоростью vо. Эти параметры определяют величину радиуса подводящего патрубка Ro На каждой паре происходит удвоение скорости. В цилиндрической части пары во время работы находится масса жидкости
mi Ri2 Li, Отношение масс жидкости в последовательных парах равно
Непрерывные удары подводящего давления Ро передаются по цепочке масс от подводящего патрубка до последнего, то есть выходной струе. Это соотношение масс соответствует закону Харта и Германна о наибольшей доле передачи энергии при соударении цепочки тел, а величина говорит о максимальном значении этой доли, Дж. Опыты подтверждают повышение передачи энергии и улучшение компактности струи.
Класс E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Класс E21C25/60 производство вруба с помощью водяной струи или струи другой жидкости