Исследования эффективности импульсных струй при разрушении горных пород показали, что импульсные струи обеспечивают повышение эффективности подрезки уступов. Удельная энергоемкость разрушения импульсными струями меньше, чем непрерывными струями.
Наиболее простым способом получения импульсных струй является перекрытие большего сечения ствола монитора. В момент мгновенного перекрытия части большего сечения происходят торможение жидкости и повышение давления в зоне торможения, что приводит к увеличению скорости течения через малое сечение.
На этом принципе основаны гидромониторные насадки конструкции А.В. Бричкина, В.Б. Потоцкого, В.С. Бондаревского и В.Д. Мороза (рис. 5.1.5) [4]. Выходное сопло данных насадок выполнено в виде двух образующих кольцевой канал соосно расположенных патрубков. На внутреннем патрубке установлен клапан, периодически перекрывающий кольцевой канал, вследствие чего скорость потока замедляется, что приводит к возникновению гидравлического удара, сопровождающегося резким повышением давления и истечением жидкости через цен-
тральный патрубок с большой скоростью. Этот принцип положен также в основу гидроимпульсатора (рис. 5.1.6).
Импульсный водомет (рис. 5.1.7) работает следующим образом [2]. Через отверстие 12 ресиверы заполняют сжатым воздухом, давление которого определяется параметрами водомета. Поршень 7отходит в крайнее правое положение, показанное пунктиром. С поступлением через патрубок 9 в водомет воды поршень начинает отодвигаться в левое исходное положение, сжимая воздух в ресиверах. Дойдя до крайнего положения, поршень нажимает на выступающий шток золотника 4, который приводит в движение системы автоматического управления заглушкой 11. При этом последняя открывается, а полость цилиндра соединяется с атмосферой.
Под действием сжатого в ресиверах воздуха поршень разгоняется и его шток 8, двигаясь по стволу 2, выталкивает воду через насадку 3, произведя действие, называемое «выстрелом». Чтобы поршень при выстреле не ударил в насадку, предусмотрено тормозящее устройство, основанное на создании сопротивления выходу части воды из узких отверстий при входе штока поршня в полость ствола. По окончании цикла водомет начинает работать в автоматическом режиме. Частота выстрелов зависит от производительности насоса, подающего воду (100 и более выстрелов в минуту).
На принципе использования энергии гидравлического удара в Карагандинском политехническом институте разработана конструкция двухствольного импульсного гидромонитора. В основе получения импульсных водяных струй сверхвысокого давления лежит инерционный метод получения импульсных струй посредством импульсных водометов.
Принцип работы импульсного водомета состоит в следующем. Некоторый объем воды разгоняют в стволе цилиндрической формы до определенной скорости и направляют в насадку с внутренней конической поверхностью. Без учета энергетических потерь скорость выброшенной в виде импульса водяной струи определится условием неразрывности.
Скорость, м/с, импульсной водяной струи, выбрасываемой из насадки импульсного водомета, вычисляют по формуле
