SU964075A1 - Apparatus for breaking soil by combustion products - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГРУНТА ПРОДУКТАМИ СГОРАНИЯ(54) DEVICE FOR DESTRUCTION OF SOIL BY COMBUSTION PRODUCTS

Изобретение относитс  к землеройным машинам, имеющим устройства дл  разрушени  и перемеш,ени  грунта продуктами сгорани . Известно устройство дл  перемещени  грунта из породотранспортирующей емкоети , монтируемое на толкающей раме бульдозера и выполненное в виде цилиндрического ковша с совковым ножом и раструбом, расположенным в задней части ковша и соединенным с выхлопным отверстием импульсного газогенератора, внутри которого расположены расшир ющеес  сопло и клапан. Последние образуют в камере сгорани  мёртвые зоны, затрудн ющие смесеобразование и полное сгорание топлива, что снижает эффективность устройства и ограничивает примен емую активную среду сжатым воздухом от компрессора 1. Наиболее близким техническим решением  вл етс  устройство дл  разрушени  грунта , включающее камеру сгорани , плавающий поршень, смонтированный над камерой сгорани  и образующий с направл ющей надпоршневую полость, подпружиненный выпускной клапан со щтоком, топливную систему зажигани . Это устройство позвол ет peгулировать мощность газового импульса путем изменени  объема камеры сгорани  2. Однако при максимальном объеме камеры сгорани  горюча  смесь вблизи поршн  и в полости выпускного клапана оказываетс  удаленной от свечи зажигани , а клапан не обеспечивает необходимую скорость истечени  газов из камеры сгорани . Цель изобретени  - повышение эффективности устройства за счет сокращени  времени выхлопа. Указанна  цель достигаетс  тем, что, камера сгорани  выполнена в виде тора, в центре которого расположен выпускной клапан с установленным на его штоке, с возможностью продольного перемещени , плавающим поршнем, снабженным фиксаторами креплени  к щтоку, а устройство имеет регулируемый ограничитель перемещени  порщн , управл ющий фиксатор креплени  выпускного клапана в крайнем открытом положении и компрессор с распределительным клапаном, сообщенным с надпоршневой полостью . Кроме того, каждый фиксатор креплени  порщн  к штоку выполнен в виде подпружиненного плунжера со штоком и управл ющей полостью, сообщенной с надпорщневой полостью, а шток выпускного клапана имеет канавку дл  обеспечени  возможности взаимодействи  со щтоками плунжеров фиксаторов креплени  плавающего поршн  к щтоку выпускного клапана.The invention relates to earth-moving machines having devices for breaking and mixing soil with combustion products. A device for moving soil from a rock transporting container mounted on a pushing frame of a bulldozer and made in the form of a cylindrical bucket with a shovel knife and a bell located in the rear part of the bucket and connected to the exhaust hole of a pulsed gas generator, inside which there is an expanding nozzle and valve. The latter form dead zones in the combustion chamber that impede the mixture formation and complete combustion of fuel, which reduces the efficiency of the device and limits the used active medium with compressed air from compressor 1. The closest technical solution is a device for destruction of soil, including a combustion chamber, a floating piston, mounted above the combustion chamber and forming a super-piston cavity with the guide, a spring-loaded exhaust valve with a brush, and a fuel ignition system. This device allows you to control the power of the gas pulse by changing the volume of the combustion chamber 2. However, at the maximum volume of the combustion chamber, the combustible mixture near the piston and in the outlet valve cavity is remote from the spark plug, and the valve does not provide the necessary rate of gas outflow from the combustion chamber. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device by reducing the exhaust time. This goal is achieved by the fact that the combustion chamber is designed as a torus, in the center of which is an exhaust valve with a piston mounted on its stem, with the possibility of longitudinal movement, a floating piston equipped with retainers for fixing to the rod, and the device has an adjustable movement limiter that controls the release valve retainer in the extreme open position; and a compressor with a control valve in communication with the over piston cavity. In addition, each latch for securing the shaft to the stem is made in the form of a spring-loaded plunger with a stem and a control cavity communicated with the piston cavity, and the drain valve stem has a groove to allow interaction with the floating piston fasteners of the floating piston to the exhaust valve stem.

На чертеже изображено устройство дл  разрушени  грунта продуктами сгорани .The drawing shows a device for the destruction of soil by products of combustion.

Устройство дл  разрушени  грунта продуктами сгорани  включает торообразную камеру 1 сгорани , топливную систему (не показана) с патрубком 2 подачи горючей смеси, систему зажигани  (не показана) со свечами 3. Над камерой сгорани  установлен плавающий поршень 4. с направл ющей 5, образующие надпоршневую полость 6. В центре горообразной камеры сгорани  смонтирован выпускной клапан 7 со щтоком 8, на котором с возможностью продольного перемещени  установлен плавающий поршень, имеющий фиксаторы в виде плунжеров 9 со штоками 10, взаимодействующих с канавкой 11 выполненной на штоке выпускного клапана . Плунжеры поджаты пружинами 12, установленными в управл ющих полост х 13, сообщающихс  с надпорщневой полостью.A device for destroying soil with combustion products includes a toroid-shaped combustion chamber 1, a fuel system (not shown) with a supply pipe 2 for combustible mixture, an ignition system (not shown) with candles 3. A floating piston 4 is installed above the combustion chamber with a guide 5, forming a supra piston cavity 6. In the center of the gore-type combustion chamber, an exhaust valve 7 is mounted with a brush 8, on which a floating piston is mounted for longitudinal movement, having clamps in the form of plungers 9 with rods 10 interacting with groove 11 made on the exhaust valve stem. The plungers are preloaded by springs 12 installed in the control cavity 13, which communicates with the peristyle cavity.

Внутри штока 8 расположена направл юща  штанга 14 с управл емым фиксатором 15, взаимодействующим с канавкой 16 выполненной на-щтоке 8. Управление фиксатора 15 осуществл етс  пружиной 17 и силовым цилиндром 18. Выпускной клапан поджат пружиной 19.Inside the rod 8 there is located a guide rod 14 with a controlable latch 15, cooperating with a groove 16 made on the stem 8. The latch 15 is controlled by a spring 17 and a power cylinder 18. The exhaust valve is preloaded by a spring 19.

В надпоршневой полости 6 установлен регулируемый ограничитель 20 перемещени  поршн , выполненный в виде подпружиненного резьбового стержн , св занного с топливной системой дл  отключени  подачи горючей смеси (не показано).In the piston cavity 6, an adjustable piston movement limiter 20 is installed, made in the form of a spring-loaded threaded rod connected to the fuel system to shut off the flow of the combustible mixture (not shown).

Надпоршнева  полость 6 сообщена через кран 21 с атмосферой, через патрубок 22 и распределительный клапан 23 с компрессором 24, через патрубок 25 и управл емый перепускной клапан 26 с камерой 1 сгорани . Седло 27 выпускного клапана св зано с расщир ющимс  выхлопным соплом 28.The over-piston cavity 6 communicates through a valve 21 with the atmosphere, through a pipe 22 and a control valve 23 with a compressor 24, through a pipe 25 and a controlled by-pass valve 26 with a combustion chamber 1. The exhaust valve seat 27 is associated with an expandable exhaust nozzle 28.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Перед началом зар дки камеры поршень 4 спущен вниз, выпускной 7 и перепускной 26 клапаны закрыты, а надпоршнева  полость 6 соообщаетс  с атмосферой через открытый кран 21. Горюча  смесь подаетс  через патрубок 2. После того, как давление в камере возрастает и вертикальное усилие отожмет штоки 10 плунжеров 9 из кольцевого углублени  11, поршень 4, вытесн   избыток воздуха из надпоршневой полости в атмосферу, переместитс  вверх до упора в ограничитель 20. В этот момент по сигналу от блока автоматики (не показан) прекратитс  подача горючей смеси, кран 21 закрываетс , а клапан 23 соедин ет компрессор 24 с надпоршневой полостью 6 через патрубок 22. Поступающий в надпоршневую полость сжатый воздух перемещает порщень 4 вниз, сжима  топливо-воздушную смесь. В нижней точке своего хода поршень 4 упираетс  в клапан 7, а штоки 10 усили ми пружин 12 и сжатого воздуха, действующего на плунжеры 9, прижимаютс  к штоку клапана. Затем горюча  смесь воспламен етс  свечами зажигани  3. Давление в камере увеличиваетс , поршень 4 вместе с клапаном 7 поднимаетс  вверх до попадани  фиксатора 15 в канавку 16, сжима  пружину 19 и воздух в надпоршневой полости. Сформировавшийс  в расщир ющемс  сопле 28 газовый поток направл етс  в сторону грунта дл  его разрущени  и перемещени . Несмотр  на падение давлени  в камере сгорани  выпускной клапан 7 и поршень 4 остаютс  в верхней мертвой точке, удерживаемые фиксатором 15, а перепускной клапан 26 на некоторое врем  открываетс  и соедин ет надпоршневую полость с камерой сгорани , в результате чего воздух через трубопровод 25 поступает в камеру и очищает ее от продуктов сгорани . Затем силовой цилиндр 18 освобождает шток 8 от фиксатора 15 и выпускной клапан 7 закрываетс . Устройство готово к приему новой порции горючей смеси.Before starting the charging of the chamber, the piston 4 is lowered down, the exhaust 7 and the bypass 26 valves are closed, and the over piston cavity 6 communicates with the atmosphere through the open valve 21. The fuel mixture is fed through the nozzle 2. After the pressure in the chamber increases and the vertical force depresses the rods 10 plungers 9 out of the annular recess 11, the piston 4, displacing excess air from the over-piston cavity into the atmosphere, move up to the stop to the limiter 20. At this moment, the signal from the automation unit (not shown) stops the flow of the combustible mixture, cr n 21 is closed and the valve 23 connects the compressor 24 to the cavity above the piston 6 via a conduit 22. The incoming air is compressed above the piston cavity porschen 4 moves down compressing the fuel-air mixture. At the lower point of its stroke, the piston 4 rests on the valve 7, and the rods 10 by the forces of the springs 12 and the compressed air acting on the plungers 9 are pressed against the valve stem. The combustible mixture is then ignited by the spark plugs 3. The pressure in the chamber increases, the piston 4, together with the valve 7, rises upward until the latch 15 enters the groove 16, compressing the spring 19 and the air in the piston cavity. The gas flow generated in the expandable nozzle 28 is directed towards the ground to destroy and displace it. Despite the pressure drop in the combustion chamber, the exhaust valve 7 and the piston 4 remain in the top dead center, held by retainer 15, and the relief valve 26 opens for some time and connects the piston chamber to the combustion chamber, with the result that the air flows through the pipe 25 into the chamber and cleans it from the products of combustion. Then, the power cylinder 18 releases the rod 8 from the retainer 15 and the exhaust valve 7 closes. The device is ready to receive a new portion of the combustible mixture.

При необходимости работы с меньшей степенью сжати  горючей смеси, например при обогреве породотранспортирующих емкостей в зимнее врем , ограничитель 20 опускают вниз, ограничива  подъем поршн  4 вверх и уменьша  объем, заполн емый горючей смесью. Поэтому при опускании поршн  в нижнюю мертвую точку измен етс  степень сжати .If it is necessary to work with a lower degree of compression of the combustible mixture, for example, when heating rock transporting containers in winter, limiter 20 is lowered, limiting the lift of the piston 4 upwards and reducing the volume filled with the combustible mixture. Therefore, when the piston is lowered to the bottom dead center, the degree of compression changes.

Устройство позвол ет за счет тороообразной камеры сгорани  и центрального расположени  выпускного клапана, открываемого п-лавающим поршнем, увеличить диаметр выпускного клапана и скорость истечени  газов, а также максимально приблизить выхлопное сопло к камере сгорани , что повышает экономичность и эффективность устройства.The device allows, due to the toroidal combustion chamber and the central location of the exhaust valve opened by the p-bar piston, to increase the diameter of the exhaust valve and the rate of gas outflow, as well as to maximize the exhaust nozzle to the combustion chamber, which increases the efficiency and effectiveness of the device.

Claims (1)

1. Устройство дл  разрушени  грунта продуктами сгорани , включающее камеру сгорани , плавающий поршень, смонтированный над камерой сгорани  и образующий с направл ющей надпоршневую полость, подпружиненный выпускной клапан со штоком, топливную систему и систему зажигани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности устройства за счет сокращени  времени выхлопа, камера сгорани  выполнена в виде тора, в центре которого расположен выпускной клапан с установленным на его штоке с возможностью продольного перемещени  плавающим порщнем, снабженным фиксаторами креплени  к щтоку.1. Device for destroying soil by combustion products, including a combustion chamber, a floating piston mounted above the combustion chamber and forming a super piston cavity with the guide, a spring-loaded exhaust valve with a stem, a fuel system and an ignition system, characterized in that, in order to increase the efficiency of the device by reducing the exhaust time, the combustion chamber is made in the form of a torus, in the center of which there is an exhaust valve with floating on its stem with the possibility of longitudinal movement with fasteners attached to the brush.