专利名称：水力脉冲器的制作方法
技术领域：
本发明涉及山区技术、水力脉冲技术，具体来说，即水力脉冲器。
本发明可以用于山区工业和水力技术建设，用高压脉冲水流来粉碎山区岩石。还可以用于发电站，用来清洗锅炉的零件。
已有水力脉冲器(SU，A，768968)，它包括液-气蓄能器、激振器、空心活塞运动控制机构、工作喷咀。蓄能器和输入管相通，激振器用管道和液-气蓄能器联接，控制机构和激振器联接，工作喷咀用管道和激振器联接。联接激振器和工作喷咀的管道的直径比联接激振器和液-气蓄能器的管道的直径小三分之一，长度相等。
水力脉冲器的工作原理是利用联接激振器和液-气蓄能器的管内的水流流出喷水咀时的加速，水在联接激振器和工作喷咀的管内的进一步加速，以及水流随后在工作喷咀前的阻滞。
当管道长度和直径的比一定时在工作喷咀前形成的压力不够高是这种装置的特点。它降低了排量。此外，由于联接激振器和工作喷咀的管内的水柱振动在工作喷咀前紧接着高压脉冲出现低压脉冲，它不能粉碎物体，降低了高压头水流的效率，使被粉碎物受到多余的浸渍。这在很多情况下是非常不希望有的。
还有一种水力脉冲器(SU，A，1102956)，它包括有液-气蓄能器、主激振器、空心活塞运动控制机构、第二激振器。液-气蓄能器和输入管道联通，主激振器用管道和液-气蓄能器联通，空心活塞控制机构和主激振器联接，第二激振器安装在工作喷咀前，并用管道和主激振器联通。
水力脉冲器的工作原理是利用主激振器和液-气蓄能器之间的水流加速以及主激振器和第二激振器之间通过喷水咀的水流加速。由于当水喷出喷水咀时主激振器和第二激振器之间管内水流速度的进一步提高使压力得到提高。
该水力脉冲器的缺点是粉碎效率低。这和单一脉冲的能量低有关。这是因为在工作喷咀前当联通液-气蓄能器和主激振器以及主激振器和第二激振器的管道的长和直径之比一定时产生的高压振幅不够大的关系。此外，由于主激振器和第二激振器之间管内的水柱振动在工作喷咀之前紧接着高压脉冲之后产生低压脉冲，它不能粉碎物体。降低了压头水流的效率，使被粉碎物受到了多余的浸渍。
本发明的任务是研制一种水力脉冲器，依靠改变它的结构使它能产生一种粉碎效率足够高的用于粉碎山区岩石的高能量高压头脉冲。
解决的办法是，水力脉冲器包括一个液-气蓄能器、主激振器、空心活塞运动控制机构以及第二激振器。蓄能器和输入管联通，主激振器用管道和液-气蓄能器联通，控制机构和主激振器联接。第二激振器包括体、活塞和杆，它们在体内形成一个活塞顶部空腔和杆端空腔。杆端空腔和工作喷咀及输入管道联通，并以管道和主激振器联通。根据本发明在主激振器和第二激振器的联通管内装有反向阀，和第二激振器的输入管联接有另一个液-气蓄能器。
根据本发明，水力脉冲器最好是联接一个定压源。它和第二激振器活塞顶部空腔联接。
在主激振器和第二激振器的联通管内安装反向阀可以保证当主激振器处于自振状态时只从该管内获取高压脉冲。该脉冲能量聚集在另一个联接于第二激振器输入管的液-气蓄能器内。
将定压源联接到第二激振器的活塞顶部空腔可以保证高压脉冲能的集中以及水流在高压下通过工作喷咀流向被粉碎物。
本发明的优点将在下面用图形举例来加以说明。图上根据发明绘出了水力脉冲器的纵剖面总图。
水力脉冲器包括液-气蓄能器1、主激振器3、空心活塞6的运动控制机构5、第二激振器7。蓄能 和输入管2联通，主激振器3用管4和液-气蓄能器1联通，控制机构5和主激振器3联接。第二激振器7包括体8，带杆10的活塞9安装在体8内。活塞顶部有空腔11，杆端有空腔12，它和工作喷咀13与输入管道14联通。
第二激振器7以管15和主激振器3联通。在管15内在第二激振器7的输入管道14的前面装有反向阀16。第二液-气蓄能器17也和第二激振器7的输入管道14相联接。在第二激振器7的体8内设有孔19，它将杆端空腔12和工作喷咀13联通。第二液气蓄能器17装有膜片20，它被气体压力压向格孔板21。主激振器3上装有喷水咀22。
水力脉冲器的工作如下在输入管2的水进来以后，水力脉冲器借助于空心活塞6的运动控制机构5进入自振状态。自振的每一个周期由高、低压两个阶段的振动构成。
当主激振器3的活塞6移向管15一侧后，开始低压振动。此时，管4和15的水力联系停止，管4和喷水咀22联通。主激振器3内的水压下降，比输入管2内水压低的低压波沿管4向液-气蓄能器1传播，压力接近输入管的压力波由蓄能器1返回。在主激振器3和液-气蓄能器1之间的低压阶段内通常传播3～5个低压波。这样的工况叫作冲击波，它可以大大提高主激振器3内的压力。随着每一个反射波到达主激振器3沿管4水的运动速度和主激振器3内的压力跳跃式地增加。当活塞6上的压降达到能让它移动时，活塞占住管4的位置，盖住喷水咀22，管4和15联通。这时，低压振动结束，高压振动开始。
关闭具有低流阻的喷水咀22后，主激振器3内的压力上升，高于输入管道。该高压波沿管4和15传播，同时管15内水流的运动速度大于管4内的水流速度，因为它的直径较小。因此，在主激振器3的两侧传播压力相同但水流运动速度不相等的冲击波。当反射波由液-气蓄能器1返回主激振器3时，活塞6移向管15的位置。管4和喷水咀22联通，从而中断它和管15的水力联系。高压振动终止，管4内的水流低压振动又重新开始。
从另一方面来说，在高压振动的初始阶段沿管4还传播从主激振器3来的预先提高了压力的压力波。它传到反向阀16，将它打开。水流经过反向阀16，进入第二激振器7的输入管14，而后到达液-气蓄能器17，这时，第二激振器7的活塞9的杆10盖住水到喷咀13的进口。第二液-气蓄能器17承受高压流。高压流运动的流阻增加，因为膜片20上面的压缩空气的压力阻挡高压流流入液-气蓄能器17。因此水流的运动速度减少，它将促使水流压力进一步提高。由此，水流克服膜片20上的压缩空气的阻力而流入格子板21和膜片20之间的液-气蓄能器17的空腔内，给膜片20以压力。这时，进一步提高了压力的压力波沿管15向主激振器3传播。在管4和15长度相等的条件下。该压力波到达主激振器3时，由液-气蓄能器1反向回来的压力波到达它的另一侧。它使主激振器3的活塞6移向管15，也就是说，低压振动开始，管4和15之间的水力联系终断。因此，主激振器3的管15一侧的压力下降到略大于输入压力的值，而水流的运动速度等于零。该速度为零的压力波沿管15向反向阀16传播。当该压力波到达反向阀16时它关闭，因为从液-气蓄能器17一侧作用到反向阀16的压力大些。结果反向阀16前面的压力下降，并且，该速度为零的压力波重新向主激振器3传播。管15内(关闭的反向阀16和主激振器3之间)水流振动的压力逐渐下降，一直持续到管4内的水流低压振动没有结束和管4与15之间的水力联系没有重新建立为止，管4内的水流低压振动一结束和管4与15之间的水力联系一建立，就重新产生高压振动，并且，预先提高了压力的压力波沿管15重新到达反向阀16。过程重复着，液-气蓄能器17重新接受脉冲。即提高了压力的一定的水容积。随着所接受的水容积的增加和膜片20上的空气压缩程度的增加，液-气蓄能器17的流体阻力将加大。它使波的压力增加，该波在高压振动阶段在反向阀16的前面产生。液-气蓄能器17的放能一直持续到，膜片20上的空气压力(它下面的液体压力)没有增加到使作用在杆10面积上的力大于作用在活塞9面积上的力为止。当杆10上的力大于活塞9上的力时，杆10离开输入管14，使移动带杆10的活塞9的力增加，因为来自液-气蓄能器17的压力开始作用于杆10的整个面积。带杆10的活塞9从输入管14向定压源18移动。高压液体流通过杆端空腔12、孔19，由工作喷咀13喷出。聚集的全部高压水流以高能量高压头脉冲流的形式作用于被粉碎物体。
第二液-气蓄能器17的放能过程开始。
水从工作喷咀13流出是在液-气蓄能器17内的压力缓慢下降的情况下进行的。当沽ο陆档剑醋远ㄑ乖 8的作用力(活塞顶部空腔11内作用在活塞9上的力)大于来自输入管14的作用力(液-气蓄能器17内作用到杆10的面积上的力)时，带杆10的活塞9移向第二激振器7的输入管14。水停止进入工作喷咀13。第二液-气蓄能器17的放能过程结束，重新开始储蓄能量。工作过程重新开始。
工作喷咀13前面的压力值取决于水力脉冲器的工况，活塞9和杆10的工作面积比第二液-气蓄能器17内膜片20上面压缩空气的初压值以及活塞顶部空腔11内的定压值有关。在水力脉冲器的工作过程中改变定压值在一定范围内可调整工作喷咀13前面的压力。
工作喷咀13前面的脉冲宽度，通过它的液体流出时间取决于第二液-气蓄能器17的几何容积的空气初始压力以及和工作喷咀13的直径有关。
所推荐的水力脉冲器依靠第二液-气蓄能器17内高压水流脉冲能量的储蓄，可以在保持看压级的条件下提高水流通过工作喷咀时的单一脉冲能量，这将大大提高液力粉碎工作的生产率。此外，可以防止从管15内排出附加的低压头水流，这将提高水力脉冲器的效率。
上述发明依靠提高单一脉冲的能量和工作效率，保证了提高液力粉碎工作的效率。
权利要求
1.水力脉冲器包括液-气蓄能器(1)、主激振器(3)、空腔活塞(6)的运动控制机构(5)、第二激振器(7)；蓄能器(1)和输入管(2)联通，主激振器(3)以管(4)和蓄能器(1)联通，控制机构(5)和主激振器(3)联接、第二激振器(7)包括体(8)和带杆(10)的活塞(9)，它们在体(8)内构成活塞顶部空腔(11)和杆端空腔(12)；杆端空腔(12)和工作喷咀(13)及输入管道(14)联通，第二激振器(7)以管(15)和主激振器(3)联通；水力脉冲器的特点是，在将主激振器(3)和第二激振器(7)联通的管(15)内装有反向阀(16)，和第二激振器(7)的输入管(14)联接了另一个液-气蓄能器(17)。
2.根据权利1水力脉冲器的特点是，它包括有定压源(18)，它和第二激振器(7)的活塞顶部空腔(11)联接。
全文摘要
水力脉冲器包括液——气蓄能器(1)、主激振器(3)、空心活塞6的控制机构(5)、第二激振器(7)。蓄能器(1)和输入管(2)联通，主激振器(3)以管(4)和液——气蓄能器(1)联通，控制机构(5)和主激振器(3)联接。第二激振器包括体(8)和带杆10的活塞(9)，在体(8)内形成活塞顶部空腔(11)和杆端空腔(12)。后者和工作喷嘴(13)及输入管(14)联通。第二激振器(7)以管(15)和主激振器(3)联通。主激振器(3)和第二激振器(7)的联通管(15)内装有反向阀(16)，和第二激振器(7)的输入管(14)联接着另一个液——气蓄能器(17)。
文档编号F15B21/12GK1031271SQ8710552
公开日1989年2月22日 申请日期1987年8月10日 优先权日1987年8月10日
发明者斯塔尼斯拉夫·安托诺维奇·莱南科, 奥莱格·阿纳托利维奇·米亚科夫, 夫拉迪米·伊瓦诺维奇·坦斯基, 夫拉迪米·格里格里维奇·克拉维茨, 塔蒂亚纳·阿莱希纳·斯罗加诺瓦 申请人:国营机械和化学清洗锅炉联合工厂