專利名稱:雙噴嘴液壓脈沖水槍的制作方法
本發明是有關應用液體噴射器采礦的技術，具體地說，是一種雙噴咀液壓脈沖水槍。
本發明適用于在采礦業和水利工程中用脈沖水槍破碎巖石，在一個脈沖內不升高壓力;還適用于電力工業中電站鍋爐熱力發生部件的清洗工作。
現有的上述技術是一種雙噴咀液壓脈沖水槍(蘇聯發明者證書第962611號，國際專利分類E12C25/60，1982)。這種水槍有一個殼體，殼體相對兩端有封蓋。殼體內有活塞座，將殼體分隔為第一、第二和第三空腔。第一空腔在活塞座與殼體壁之間，第二和第三空腔在殼體壁、活塞座與端蓋之間。活塞在第二與第三腔內與殼體同軸，形成第一、第二、第三與第四室，活塞之間用一根可以軸向移動的連桿相連。殼體上有第一和第二噴口，噴口上裝有噴咀，以及第一、第二和第三接頭。第一和第二接頭裝在殼體上，與第二和第三室以及第一和第二噴口(帶噴咀)分別連通。第一與第二導管連接第一、第四室與第一、第二噴口(帶噴咀)。有一根導管上裝有一個通氣閥，將第一室與大氣連通。進水管與殼體連通，並通過第三活動接頭與第一空腔連通。第三活動接頭裝在機架上，形狀為箱形，有一根豎管。箱形活動接頭有一個環形室，豎管有開口。豎管插入殼體。第一和第二活動接頭內有小室。一些小室通過開口與帶噴咀的噴口和第二、第三室連通，其余的小室通過孔與第一和第四室連通，而且分別通過第一、第二導管與第一、第二噴口(帶噴咀)相連。導管內的液流阻力比噴咀要高得多。第一、第四室用隔膜與空氣室分隔。隔膜行程用限制帶加以限制。
水槍的工作原理為將穩定水流轉化為脈動水流，由兩個噴口輪流射出。脈沖內壓力不升高。
現有的雙噴咀液壓脈沖水槍的端蓋做成空氣室形狀，兩個截流活塞的橫截面面積相等。這種結構使活塞從一個極限位置到另一個極限位置的運動緩慢，因為在活塞、空氣室和殼體壁之間的室內壓力是逐漸變化的，而這降低了噴口內液體壓力脈沖的頻率，從而降低了水力開采的效率。此外，采用空氣室要求精確協調其參數，否則當活塞緩慢運動時，在活塞、空氣室和殼體壁之間的各室內壓強會相等，而由于兩個活塞面積相等，作用在其上的壓力也相等。結果使截流活塞停在中間位置，液體從兩個噴口(帶噴咀)流出，水槍推動自激振蕩作用。
本發明的主要目的是提供一種這樣的雙噴咀液壓脈沖水槍，通過其活塞的幾何尺寸，以及在一個活塞、一個端蓋和殼體壁間的室內的恒定液體壓力和在另一個活塞、另一個端蓋和殼體壁間的另一室內的階梯變化的壓力來重新分配用連桿連接的兩個活塞上的力，這種力的重新分配可提高活塞(帶連接桿)的運動速度，從而提高帶噴咀的噴口內的液壓脈沖頻率，即提高水力開采的效率。
本
發明內容如下雙噴咀液壓脈沖水槍有一個殼體。殼體相對的兩端用蓋封死。殼體內有活塞座。活塞座在殼體內隔成三個空腔。第一個空腔在兩個活塞座與殼體壁之間，另外兩個空腔則在活塞座、殼體壁與端蓋之間。有一根活塞連接桿。第一和第二個活塞分別裝在第二和第三空腔內，形成第一、第二、第三和第四室。兩個活塞用一根連桿連接，可以軸向移動。第一和第二個帶噴咀的噴口與殼體連通，並分別與第二和第三室相通。有一根導管，其一端與第一室連通，通過一個閥門與大氣連通;另一端與第二噴口(帶噴咀)連通。一根進水管連接在殼體上，並與第一空腔連通。按照本發明，第四室與第一空腔連通。第二空腔內活塞的橫截面面積大于第三空腔內活塞的橫截面面積，是后者的K倍，系數K的值在1.2至1.5的范圍內。端蓋為剛性結構。
也可以用一根附加的導管連通第四室與第一空腔。
上述的這種雙噴咀液壓脈沖水槍結構可提高噴口內的液壓脈沖頻率，從而提高水力開采效率。
下面參照附圖以實例對本發明加以說明。圖中是本發明雙噴咀液壓脈沖水槍的總圖(縱剖面)。
雙噴咀液壓脈沖水槍包括一個殼體1，殼體內有活塞座2、3，使殼體分隔為空腔4、5、6。空腔4在活塞座2、3之間，空腔5、6分別在活塞座3、2和殼體1的端蓋7、8之間。活塞9、10分別裝在空腔5、6內，形成四個室11、12、13、14和帶噴咀的噴口16、17。活塞之間用一根連桿15連接，可以軸向移動。還有活動接頭18、19、20。活動接頭18、19裝在殼體1上，分別與室12、13和噴口16、17(帶噴咀)連通。端蓋7、8為剛性結構。
雙噴咀液壓脈沖水槍還有導管21、22。導管21與室14和帶噴咀的噴口17連通，室11則通過導管22與本實施例的空腔4連通。在室11與空腔4之間也可采取其它連接方法，如在殼體1內做一個通道。帶閥23′的導管23將室與大氣連通。進水管24通過活動接頭20與空腔4連通。空腔5內活塞9的橫截面面積大于空腔6內活塞10的橫截面面積，是后者的K倍。K值在1.2至1.5之間。
活動接頭20裝在機架25上，狀如箱形。它有一根豎管27。箱形件26內有一環形室28。豎管27有開口29。豎管27與殼體1連接。活動接頭18、19內各有一個室30、31，通過開口32、33與帶噴咀的噴口16、17分別連通。在殼體1內的室14與導管23(帶閥23′)之間有孔34。
這種雙噴咀液壓脈沖水槍的工作原理如下閥23′開放時，活塞9和10(帶連接桿15)在極端位置，此時帶噴咀的噴口16停止進水，同時帶噴咀的噴口17的進水口打開。這是因為來自室11方面的力作用在活塞10上。室11通過導管22與雙噴咀液壓脈沖水槍殼體1的空腔4連通。從進水管24來的水通過環形室28、活動接頭20的箱形件26，通過豎管27的開口29和豎管注入殼體1的空腔4，再通過活塞座3和活塞9間的縫隙，進入室13，然后通過開口33，進入活動接頭19的室31，由此進入噴口17，經噴咀射到大氣中的破碎目標。水還可從噴口17通過導管21注入室14，然后通過孔34和閥23′排入大氣。室14內的壓力接近大氣壓力。與此同時，水從空腔4通過導管22進入室11，將壓力傳遞到雙噴咀液壓脈沖水槍內，因而這個室就處于與液體壓力相等的恒定壓力之下。關閉閥23′，即使液壓脈沖水槍進入自激振蕩狀態(此閥由控制臺控制，控制臺在圖中未示)。經過一定的時間，室14內的壓力等于噴口17(帶噴咀)內的壓力。由于活塞9的橫截面面積大于活塞10的橫截面面積，是后者的K倍，在活塞9一側產生的力亦為活塞10一側的力的K倍。二者的合力推動活塞9、10及其連接桿15到極端位置，此時活塞即頂住活塞座3。通往噴口17的水流即關閉，而通往噴口16的水流開放。這樣，從空腔4流出的水就不會進入噴口17，而進入噴口16。水通過活塞10和活塞座2的間隙，經室12、開口32、活動接頭18的室30，進入噴口16，由噴咀射向大氣中的破碎對象。與此同時，噴口17(帶噴咀)內的水壓降到大氣壓力，而這一壓力波通過導管21進入室14。當壓力波進入室14時，由于活塞9、10截面面積之差和合力將活塞9、10及其連接桿自活塞座3推往活塞座2的壓力之差而使活塞9和10上的力重新分配。水停止進入噴口16，並開始進入噴口17。這就保證了室14內水壓的階梯變化。當通向噴口17的水流關斷時，室14內的壓力等于大氣壓力。當水流進入噴口17時，室14內的壓力達到水源壓力。在帶噴咀的噴口16、17內交替並連續地發生上述的過程。這樣，水流就交替地從兩個噴咀射向破碎目標。穩定水流轉化為脈動水流，脈沖內壓力不升高，脈沖頻率約為20～25赫。
用導管22連通室11與空腔4，以及活塞9截面面積等于K倍活塞10截面面積和端蓋7、8的剛性結構這三項措施保證了活塞9和10(帶連接桿15)上力的重新分配，這就將活塞9、10及其連接桿15的移動速度從5.0米/秒提高到6.0米/秒。
最后，噴口16、17內的水壓脈動頻率從10～12.5赫提高到20～25赫。還應注意，雙噴咀液壓脈沖水槍是一種復雜的動力系統，其關系可用偏導數二階微分方程(噴口、導管、進水管)和二階微分方程(活塞與連接桿運動的平衡)，因此系數K用實驗法求出，其變化范圍為1.2至1.5。如果K小于1.2，則雙噴咀液壓脈沖水槍不會進入自激振蕩狀態。水從噴口17的噴咀排出。關閉閥23′對水槍沒有影響，水流平穩地從噴口17的噴咀排出。這是由于活塞9一面的力小于活塞10一面的力。因此，活塞10將停在活塞座2處。當K在1.2～1.5之間時，雙噴咀液壓脈沖水槍很容易進入自激振蕩狀態。用閥23′控制，可保證噴口16和17內的水壓脈動頻率在20～25赫，此值為原初樣模型的二倍。如果K大于1.5，水槍也不能進入自激振蕩狀態，當閥23′關閉時，活塞9和10及其連接桿15停在中間位置。由于活塞9和10兩面的力平衡，水從噴口16和17同時流出。
本發明通過將水壓脈沖脈動頻率提高一倍而提高了破碎巖石的效率。
本發明的實施例如附圖。圖中是本發明的一種雙噴咀液壓脈沖水槍的縱剖面總圖。
權利要求
1.一種雙噴咀液壓脈沖水槍。它包括有一個殼體(1)，殼體相對的兩端用端蓋(7、8)封死，殼體內有活塞座(2、3)，在殼體(1)內形成三個空腔(4、5、6)，空腔(4)在活塞座(2、3)和殼體(1)壁之間，空腔(5、6)在活塞座(2、3)、端蓋(8、7)和殼體(1)的壁之間，有連接桿(15)，活塞(9)和(10)在空腔(5、6)內與殼體(1)同軸安裝，形成四個(11、12、13、14)，活塞間用連接桿(15)連接，可以軸向移動，帶噴咀的噴口(16)和(17)與殼體(1)連通，並分別與室(12、13)相通，導管(21)一端接通室(14)，另一端接通帶噴咀的噴口(17)，室(14)通過閥(23′)與大氣相通，一根進水管(24)與殼體(1)連接，並連通空腔(4)，該裝置的特征在于室(11)與空腔(4)連通；空腔(5)內的活塞(9)的橫截面面積大于空腔(6)內的活塞(10)的橫截面面積，為其K倍，K值在1.2～1.5之間；且端蓋為剛性結構。
2.按照權利要求
1中所述的雙噴咀液壓脈沖水槍，其特征在于該水槍還包括一附加導管(22)，通過該導管連通室(11)與空腔(4)。
專利摘要
一種雙噴嘴液壓脈沖水槍。它有一個殼體1。殼體內有活塞座2、3，形成空腔4、5、6。空腔6和5內有活塞10和9，形成四個室11、12、13、14。活塞間用桿連接。活塞9的橫截面面積大于活塞10的橫截面面積，為后者的K倍。K值為1.2～1.5。室11與空腔4連通。空腔4與進水管24連通。室12、13與帶噴嘴的噴口16、17連通。室14通過導管21與帶噴嘴的噴口17連通，并通過閥23’與大氣連通。
文檔編號E21C25/60GK87100827SQ87100827
公開日1988年8月24日 申請日期1987年2月14日
發明者斯塔尼斯拉夫·安托諾維奇·利南科, 夫拉迪米爾·格里格里維奇·克拉維斯, 彼特爾·弗多托維奇·茨馬, 瓦蘭蒂納·瓦希利夫納·普羅科班科 申請人:國營機械和化學清洗鍋爐聯合工廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan