Содержание
1.Аксиальные роторно-поршневые насосы и гидромоторы
2.Электрические схемы и комплектующее оборудованиеэлектрогидравлических установок
3.Электрогидравлические устройства для обогащения руд ибесшахтной добычи полезных ископаемых
4. Распределительные и защитные органы гидросистем
Литература
1. Аксиально роторно-поршневыенасосы и гидромоторы
Аксиально-поршневыегидромашины нашли широкое применение в гидроприводах, что объясняется рядом ихпреимуществ: меньшие радиальные размеры, масса, габарит и момент инерциивращающихся масс; возможность работы при большом числе оборотов; удобствомонтажа и ремонта.
Аксиально-поршневой насоссостоит из блока цилиндров 8 (рис.1) с поршнями (плунжерами) 4, шатунов 7,упорного диска 5, распределительного устройства 2 и ведущего вала 6.
аксиальныйпоршневой насос гидросистема
/>
Рис.1 Принципиальныесхемы аксиально-поршневых насосов:
1 и 3 — окна; 2 — распределительное устройство; 4 — поршни;
5 — упорный диск; 6 — ведущий вал; 7 — шатуны; 8 — блок цилиндров
а — с иловым карданом; б- с несиловым карданом;
в — с точечным касаниемпоршней; г — бескарданного типа
Во время работы насосапри вращении вала приходит во вращение и блок цилиндров. При наклонном расположенииупорного диска (рис.1, а, в) или блока цилиндров ( рис.1 б, г) поршни, кроме вращательного,совершают и возвратно-поступательные аксиальные движения (вдоль оси вращенияблока цилиндров). Когда поршни выдвигаются из цилиндров, происходит всасывание,а когда вдвигаются — нагнетание. Через окна 1 и 3 в распределительномустройстве 2 цилиндры попеременно соединяются то с всасывающей, то с напорнойгидролиниями. Для исключения соединения всасывающей линии с напорной блокцилиндров плотно прижат к распределительному устройству, а между окнами этогоустройства есть уплотнительные перемычки, ширина которых b больше диаметра dкотверстия соединительных каналов в блоке цилиндров. Для уменьшениягидравлического удара при переходе цилиндрами уплотнительных перемычек впоследних сделаны дроссельные канавки в виде небольших усиков, за счет которыхдавление жидкости в цилиндрах повышается равномерно.
Рабочими камерамиаксиально-поршневых насосов являются цилиндры, аксиально расположенныеотносительно оси ротора, а вытеснителями — поршни. По виду передачи движениявытеснителям аксиально-поршневые насосы подразделяются на насосы с наклоннымблоком ( рис.1, б, г) и с наклонным диском ( рис.1, а, в). Известныеконструкции аксиально-поршневых насосов выполнены по четырем различнымпринципиальным схемам.
Насосы с силовым карданом(рис.1, а) приводной вал соединен с наклонным диском силовым карданом,выполненным в виде универсального шарнира с двумя степенями свободы. Поршнисоединяются с диском шатунами. При такой схеме крутящий момент от приводящегодвигателя передается блоку цилиндров через кардан и наклонный диск. Начальноеприжатие блока цилиндров распределительному устройству обеспечивается пружиной,а во время работы насоса давлением жидкости. Передача крутящего момента блокуцилиндров необходима для преодоления сил трения между торцом блока цилиндров ираспределительным устройством.
В насосах с двойнымнесиловым карданом ( рис.1, б) углы между осью промежуточного вала и осямиведущего и ведомого валов принимают одинаковыми и равными 1 = 2 = /2. При такойсхеме вращение ведущего и ведомого валов будет практически синхронным, а карданполностью разгруженным, так как крутящий момент от приводящего двигателяпередается блоку цилиндров через диск 5, изготавливаемый заодно с валом 6.
Насосы с точечнымкасанием поршней наклонного диска (рис.1, в) имеют наиболее простуюконструкцию, поскольку здесь нет шатунов и карданных валов. Однако для того,чтобы машина работала в режиме насоса, необходимо принудительно выдвижениепоршней из цилиндров для прижатия их к опорной поверхности наклонного диска(например, пружинами, помещенными в цилиндрах). По такой схеме чаще всегоизготовляют гидромоторы типа Г15-2 (рис.2). Эти машины выпускаются небольшоймощности, т.к. в местах контакта поршней с диском создается высокое напряжение,которое ограничивает давление жидкости.
/>
Рис.2.Аксиально-поршневой гидромотор типа Г15-2:
1 — вал; 2 — манжета; 3 — крышка; 4, 9 — корпус; 5, 16 — подшипник; 6 — радиально упорный подшипник; 7 — барабан; 8 — поводок; 10 — ротор; 11 — пружины; 12 — дренажное отверстие; 13 — распределительное устройство; 14 — полукольцевые пазы; 15 — отверстие напорное;17 — поршни; 18 — шпонка; 19 — толкатель
Аксиально-поршневыемашины бескарданного типа ( рис.1, г) блок цилиндров соединяется с ведущимвалом через шайбу и шатуны поршней. По сравнению с гидромашинами с карданнойсвязью машины бескарданного типа проще в изготовлении, надежнее в эксплуатации,имеют меньший габарит блока цилиндров. По данной схеме отечественной промышленностьювыпускается большинство аксиально-поршневых машин серии 200 и 300 (рис.3).
/>
Рис.3.Аксиально-поршневой гидромотор типа Г15-2:
1 — вал; 2 — манжета; 3 — крышка; 4, 9 — корпус; 5, 16 — подшипник; 6 — радиально упорный подшипник; 7 — барабан; 8 — поводок; 10 — ротор; 11 — пружины; 12 — дренажное отверстие; 13 — распределительное устройство; 14 — полукольцевые пазы; 15 — отверстие напорное;17 — поршни; 18 — шпонка; 19 — толкатель
Структура условногообозначения аксиально-поршневых машин серий 200 и 300 приведена на рис.4.
Подача (расход)аксиально-поршневой гидромашины зависит от хода поршня, который определяетсяуглом γ наклона диска или блока цилиндров ( γ
/>
Рис.4. Структураусловного обозначения аксиально-поршневых гидромашин серий 200 и 300
Подачу для машин сбесшатунным приводом определяют по формуле:
/>
а для машин с шатуннымприводом
/>
где d — диаметр цилиндра;D и D — диаметр окружности, на которой расположены центры окружностей цилиндровили закреплены шатуны на диске; D tg γ и D' sin γ — ход поршня приповороте блока цилиндров на 180; z — число поршней (z = 7, 9, 11).
Крутящий моментаксиально-поршневого гидромотора определяют по формуле:
/>
2.Электрические схемы икомплектующее оборудование электрогидравлических установок
Электрические схемыгенераторов импульсов тока электрогидравлических устройств
Генератор импульсов тока(ГИТ) предназначен для формирования многократно повторяющихся импульсов тока,воспроизводящих электрогидравлический эффект. Принципиальные схемы ГИТ былипредложены еще в 1950-х годах [4, 7, 9] и за истекшие годы не претерпелисущественных изменений, однако значительно усовершенствовались их комплектующееоборудование и уровень автоматизации. Современные ГИТ предназначены для работыв широком диапазоне напряжения (5—100 кВ), емкости конденсатора (0,1 — 10000мкФ), запасенной энергии накопителя (10—106 Дж), частоты следования импульсов(0,1 —100 Гц).
Приведенные параметрыохватывают большую часть режимов, в которых работают электрогидравлическиеустановки различного назначения.
Выбор схемы ГИТопределяется в соответствии с назначением конкретных электрогидравлическихустройств. Каждая схема генератора включает в себя следующие основные блоки:блок питания — трансформатор с выпрямителем; накопитель энергии — конденсатор;коммутирующее устройство — формирующий (воздушный) промежуток; нагрузка —рабочий искровой промежуток. Кроме того, схемы ГИТ включают в себя токоограни-чивающийэлемент (это может быть сопротивление, емкость, индуктивность или ихкомбинированные сочетания). В схемах ГИТ может быть несколько формирующих ирабочих искровых промежутков и накопителей энергии. Питание ГИТ осуществляется,как «правило, от сети переменного тока промышленной частоты и напряжения.
ГИТ работает следующимобразом. Электрическая энергия через токоограничивающий элемент и блок питанияпоступает в накопитель энергии — конденсатор. Запасенная в конденсаторе энергияс помощью коммутирующего устройства — воздушного формирующего промежутка —импульсно передается на рабочий промежуток в жидкости (или другой среде), накотором происходит выделение электрической энергии накопителя, в результатечего возникает электрогидравлический удар. При этом форма и длительностьимпульса тока, проходящего по разрядной цепи ГИТ, зависят как от параметровзарядного контура, так и от параметров разрядного контура, включая и рабочийискровой промежуток. Если для одиночных импульсов специальных ГИТ параметры цепизарядного контура (блока питания) не оказывают существенного влияния на общиеэнергет-ические показатели электрогидравлических установок различногоназначения, то в промышленных ГИТ КПД зарядного контура существенно влияет наКПД электрогидравлической установки.
Использование в схемахГИТ реактивных токоограничивающих элементов обусловлено их свойствомнакапливать и затем отдавать энергию в электрическую цепь, что в конечном счетеповышает КПД.
Электрический КПДзарядного контура простой и надежной в эксплуатации схемы ГИТ с ограничивающимактивным зарядным сопротивлением (рис. 1, а) весьма низок (30—35 %), так какзаряд конденсаторов осуществляется в ней пульсирующими напряжением и током.Введением в схему специальных регуляторов напряжения (магнитного усилителя,дросселя насыщения) можно добиться линейного изменения вольт-ампернойхарактеристики заряда емкостного накопителя и тем самым создать условия, прикоторых потери энергии в зарядной цепи будут минимальны, а общий КПД ГИТ можетбыть доведен до 90 % [4].
Для увеличения общеймощности при использовании простейшей схемы ГИТ кроме возможного примененияболее мощного трансформатора целесообразно иногда использовать ГИТ, имеющий триоднофазных трансформатора, первичные цепи которых соединены «звездой» или «треугольником»и питаются от трехфазной сети. Напряжение с их вторичных обмоток подается наотдельные конденсаторы, которые работают через вращающий-ся формирующий.промежуток на один общий рабочий искровой промежуток в жидкости (рис. 1, б)[4J. ,
При проектировании иразработке ГИТ электрогидравлических установок значительный интереспредставляет использование резонансного режима заряда емкостного накопителя отисточ-ника переменного тока без выпрямителя.
/>
Общий электрический КПДрезонансных схем очень высок (до 95 %), а при их использовании происходитавтоматическое значительное повышение рабочего напряжения. Резонансные схемыцелесообразно использовать при работе на больших частотах (до 100 Гц,), но дляэтого требуются специальные конденсаторы, предназначенные для работы напеременном токе. При использовании этих схем необходимо соблюдать известноеусловие резонанс
/>
Рис.1Принципиальныеелектрические схемы ГИТ електрогидравлических установок(Тр1-Тр3-трансформаторы;R1-R3_ сопротивления в цепи сетевогопитания; V1-V4-выпрямители; Ср-рабочий конденсатор; Сф-фильтровойконденсатор; L1-L3-индуктивность (дроссели); ФП, ФП1, ФП2-формирующиепромежутки; РП-рабочий искровой промежуток
Однофазный резонансныйГИТ (рис. 1, в) может иметь общий электрический КПД, превышающий 90%. ГИТпозволяет получать стабильную частоту чередования разрядов, оптимально равнуюлибо однократной, либо двукратной частоте питающего тока (т. е. 50 и 100 Гцсоответственно) при питании током промышленной частоты. Применение схемынаиболее рационально при мощности питающего трансформатора 15—30 кВт. Вразрядный контур схемы вводится синхронизатор — воздушный формирующийпромежуток, между шарами которого расположен вращающийся диск с контактом,вызывающим срабатывание формирующего промежутка при проходе контакта междушарами. При этом вращение диска синхронизируется с моментами пиков напряжения[4].
Схема трехфазногорезонансного ГИТ (рис. 1, г) включает в себя трехфазный повышающийтрансформатор, каждая обмотка на высокой стороне которого работает какоднофазная резонансная схема н^ один общий для всех или на три самостоятельныхрабочих искровых промежутка при общем синхронизаторе на три формирующихпромежутка. Эта схема позволяет получать частоту чередования разрядов, равнуютрехкратной или шестикратной частоте питающего тока (т. е. 150 или 300 Гцсоответственно) при работе на промышленной частоте. Схема рекомендуется дляработы на мощностях ГИТ 50 кВт и более. Трехфазная схема ГИТ экономичнее, таккак время зарядки емкостного накопителя (той же мощности) меньше, чем прииспользовании однофазной схемы ГИТ. Однако дальнейшее увеличение мощностивыпрямителя будет целесообразно' только до определенного предела [4].
Повысить экономичностьпроцесса заряда емкостного накопителя ГИТ можно путем использования различныхсхем с фильтровой емкостью. Схема ГИТ с фильтровой емкостью и индуктивной заряднойцепью рабочей емкости (рис. 1, д) позволяет получать, практически любую частотучередования импульсов при работе на небольших (до 0,1 ^мкФ) емкостях и имеетобщий электрический КПД — около 85 %. Это достигается тем, что фильтроваяемкость работает в режиме неполной разрядки (до 20 %), а рабочая емкостьзаряжается через индуктивную цепь — дроссель с малым активным сопротивлением —в течение одного полупериода в колебательном режиме, задаваемым вращением дискана первом формирующем. промежутке. При этом фильтровая емкость превышаетрабочую в 15—20 раз [4].
Вращающиеся дискиформирующих искровых промежутков сидят на одном валу и поэтому частотучередования разрядов можно варьировать в очень широких пределах, максимальноограниченных лишь мощностью питающего трансформатора. В этой схеме могут бытьиспользованы трансформаторы на 35—50 кВ, так как она удваивает напряжение.Схема может подсоединяться и непосредственно к высоковольтной сети.
В схеме ГИТ с фильтровойемкостью (рис. 1, е) поочередное подсоединение рабочей и фильтровой емкостей крабочему искровому промежутку в жидкости осуществляется при помощи одноговращающегося разрядника — формирующего промежутка [6]. Однако при работе такогоГИТ срабатывание вращающегося разрядника начинается при меньшем напряжении (присближении шаров) и заканчивается при большем (при удалении.шаров), чем этозадано минимальным расстоянием между шарами разрядников. Это приводит кнестабильности основного параметра разрядов—.напряжения, а следовательно, кснижению надежности работы генератора.
Для повышения надежностиработы ГИТ путем обеспечения заданной стабильности параметров разрядов в схемуГИТ с фильтровой емкостью включают вращающееся коммутирующее устройство — дисксо скользящими контактами для поочередного предварительного безтоковоговключения и выключения зарядного и разрядного контуров.
При подаче напряжения назарядный контур генератора первоначально заряжается фильтровая емкость. Затемвращающимся контактом без тока (а значит, и без искрения) замыкается цепь, на шарахформирующего разрядника возникает разность потенциалов, происходит пробой ирабочий конденсатор заряжается до напряжения фильтровой емкости. После этоготок в цепи исчезает, и контакты вращением диска размыкаются вновь без искрения.Далее вращающимся диском (также без тока и искрения) замыкаются контактыразрядного контура и напряжение рабочего конденсатора подается на формирующийразрядник, происходит его пробой, а также пробой рабочего искрового промежуткав жидкости. При этом рабочий конденсатор разряжается, ток в разрядном контурепрекращается и, следовательно, контакты вращением диска могут быть разомкнутывновь без разрушающего их искрения. Далее цикл повторяется с частотойследования разрядов, задаваемой частотой вращения диска коммутирующего устройства.
Использование ГИТ этоготипа позволяет получать стабильные параметры неподвижных шаровых разрядников иосуществлять замыкание и размыкание цепей зарядного и разрядного контуров вбестоковом режиме, тем самым улучшая все показатели и надежность работыгенератора силовой установки.
Была разработана такжесхема питания электрогидравлических установок, позволяющая наиболее рациональноиспользовать электрическую энергию (с минимумом возможных потерь). В известныхэлектрогидравлических устройствах рабочая камера заземлена и поэтому частьэнергии после пробоя рабочего искрового промежутка в жидкости практическитеряется, рассеиваясь на заземлении. Кроме того, при каждом разряде рабочегоконденсатора на его обкладках сохраняется небольшой (до 10 % от первоначального)заряд.
Опыт показал, что любоеэлектрогидравлическое устройство может эффективно работать по схеме, в которойэнергия, запасенная на одном конденсаторе С1, пройдя через формирующийпромежуток ФП, поступает на рабочий искровой промежуток РП, где в большей своейчасти расходуется на совершение полезной работы электрогидравлического удара.Оставшаяся неизрасходованной энергия поступает на второй незаряженныйконденсатор С2, где и сохраняется для последующего использования (рис. 2).После этого энергия дозаряженного до требуемого значения потенциала второгоконденсатора С2, пройдя через формирующий промежуток ФП, разряжается на_рабочий искровой промежуток РП и вновь неиспользованная часть ее попадаеттеперь уже на первый конденсатор С1 и т. д.
Поочередное подсоединениекаждого из конденсаторов то в зарядную, то в разрядную цепь производитсяпереключателем /7, в котором токопроводящие пластины А и В, разделенныедиэлектриком, поочередно подсоединяются к контактам 1—4 зарядного и разрядногоконтуров.
Колебательный характерпроцесса способствует тому, что переход энергии при разряде одного конденсаторана другой совершается с некоторым избытком (для заряжаемого конденсатора), чтотакже положительно сказывается на работе этой схемы.
/>
Рис.2 Электрическая схемапитания электрогидравлических установок
Для некоторых частныхслучаев указанную схему можно построить таким образом, чтобы после каждойподзарядки конденсатора (например, С1) энергией, «оставшейся» от предыдущегоразряда на него конденсатора С2, последующий разряд конденсатора С1 шел черезрабочий промежуток на землю, не поступая i на подзарядку конденсатора С2. Такаяработа будет эквивалент- j на работе сразу на двух режимах, что может бытьэффективно { использовано на практике (в технологических процессах дробле- Iния, разрушения, измельчения и др.).
3. Электрогидравлическиеустройства для коллоидного обогащения руд и бесшахтной добычи полезныхископаемых
Для дробления иизмельчения пластических проводящих материалов (например, металлов или ихпроводящих соединений) были разработаны способ и устройство, позволяющиеполучать как крупнозернистые порошки этих металлов, так и весьма дисперсные ихизмельчения ( рис. 1). Изложенный выше способ получения коллоидов положен такжев основу способа коллоидного обогащения некоторых материалов (например, руд),содержащих проводящие включения (например, сернистые или углеродистыесоединения металлов) .
При осуществлении этогоспособа во взвешенное в жидкости коллоидное состояние переходит вся проводящаячасть материала, которая может быть удалена, а непроводящая часть остается вванне. Поскольку ценным материалом может быть как проводящая, так инепроводящая часть данного материала, то способ позволяет обогащать любую изних. Этим способом можно выделить, например, железистые включения, имеющиеся всоставе технического электрокорунда, и, таким образом, обогатить непроводящуючасть — корунд или выделить (отделить от, пустой породы) проводящую часть рудытипа медного колчедана и, следовательно, обогатить ее.
/>
Рис. 1.Электрогидравлическое устройство для непрерывного коллоидного обогащенияматериалов: / — корпус ваины — отрицательный электрод; 2 — выводные отверстиятрубопровода коллектора; 3 — положительный электрод; 4 — загрузочный бункер; 5— лента транспортера; 6 — пластина положительного электрода; 7 — бункер дляобогащенного материала; 8 — отвод коллоида.; 9 элеватор для выгрузки материала
Сущность способа та же,что и способа получения коллоидов металлов, но при разработке устройств для егоиспользования в целях получения непрерывного процесса обогащения дно ванныразделения должно быть выполнено' подвижным, с тем чтобы медленно двигающийсяпо нему материал успел полностью потерять свой проводящий компонент и был выгруженнымв бункер, а на его место поступал бы свежий, необогащенный материал.
На рис. 1 предлагаетсяодин из вариантов такого устройства. Подлежащий обогащению материал подается взагрузочный бункер, откуда равномерным слоем поступает на конвейерную лентутранспортера, выполненную из непроводящего материала. Сверху, вдоль ленты (поее середине), размещена тонкая и узкая пластина центрального электрода,благодаря этому обогащаемый материал в процессе движения по ленте постоянноконтактирует с этой пластиной. Стенки ванны являются вторым отрицательнымэлектродом. Таким образом, искровые разряды распространяются по обеим сторонамот оси конвейерной ленты к бортам удлиненной ванны. При соответствующейскорости движения конвейера в зависимости от мощности питающей силовойустановки происходит полное разделение компонентов материала. Освобожденный отпримесей материал или пустая порода попадает в приемный бункер, откудаэлеватором выдается наружу, а образовавшийся коллоид непрерывно удаляется изванны по трубопроводу. Расход жидкости в ванне пополняется по трубопроводам,размещенным по бортам ванны, откуда жидкость через отверстия выбрасываетсятонкими струями, взбалтывая образующийся коллоид. При этом материал, подлежащийобогащению, должен загружаться в ванну разделения достаточно измельченным.
Способ пригоден также идля обогащения золота и других благородных металлов .
Способ безшахтной добычитокопроводящих полезных ископаемых вытекает из способа коллоидного обогащенияматериалов. Электрогидравлическая технология бесшахтной добычи полезныхископаемых может осуществляться следующим образом. С поверхности, через сеткупредварительно пробуренных скважин в рудном теле или пласте, производят взрывыВВ, вызывающие раздробление и растрескивание пласта, с тем чтобы образующиеся впласте трещины соединили скважины между собой. Скважины бурятся на расстоянии10—20 м друг от друга (в зависимости от рабочего напряжения ГИТ). В однискважины опускают металлические трубы, одновременно служащие отрицательнымиэлектродами, а другие такие же -трубы, но с пропущенными сквозь нихвысоковольтными кабелями-являются положительными электродами. Каждая«положительная» скважина окружена четырьмя—шестью «отрицательными» скважинами.
Для того чтобы наиболее,полно охватить электрогидравлическим воздействием всю площадь пласта рудногозалегания, через определенные промежутки времени «положительные» скважиныменяются на «отрицательные» и наоборот, при сохранении того же принципавзаимного окружения одной «положительной» скважины несколькими«отрицательными». Через «положительные» скважины нагнетается вода, через«отрицательные» — откачивается образующийся коллоид. Ввиду потребления при производствеэтих работ значительных мощностей, а также в целях получения максимальнойэкономии электроэнергии при работе на высоких напряжениях рационально подаватьв пласт ток разрядного контура ГИТ, питаемого непосредственно от ЛЭП, безтрансформаторной подстанции.
Для того чтобы процессмог начаться, достаточно, чтобы только одна из трещин соединила скважиныпротивоположных знаков и заполнилась непрерывной лентой воды. Удаление коллоидарасширит пути контакта, а последующая работа горного давления вызовет мощноерастрескивание пласта. Поскольку вода в пласт подается под давлением, тонезависимо от пластового давления пропитка его водой и вымывание коллоиданадежно обеспечиваются. По мере удаления образующегося коллоида, свозникновением пустот, горное давление будет разрушать пласт и далее, измельчаяего на мелкие куски и значительно облегчая развитие процесса.
В силу способностиразрядов мигрировать далеко в стороны от линии кратчайшего расстояния междуэлектродами гарантируется удаление полезных ископаемых из разного рода«карманов», впадин, линз и других структурных неравномерностей пласта. Водаможет быть использована любая, в том числе и пластовая, если она не слишкомминерализирована. В ходе использования воды в качестве рабочей жидкости онанасыщается растворимыми соединениями таких элементов, как германий, уран,торий, и превращается в ценный рудный продукт или сельскохозяйственноеудобрение и подлежит использованию.'
Поднятый на поверхностьколлоид полезного ископаемого подается в отстойники, откуда после отстаиванияколлоид в виде густой пульпы (если это, например, уголь) поступает либо набрикетирование, либо на непосредственное сжигание в топках вместе с водой.Осветленная вода закачивается обратно в пласт.
Опытным путемустановлено, что вода, слитая.с коагулировавшего коллоида, вызывает быструюкоагуляцию новой порции коллоида, если будет добавлена к ней. Это позволяетпредполагать, что коагуляция начинается еще в процессе транспортированияколлоида из-под земли.
Представляетсячрезвычайно перспективным извлечение этим способом угля из старых выработок иотвалов. В выработку предварительно опускают через старые шахтные иливентиляционные стволы электроды, соединенные с сетью надежно сваренных друг сдругом неизолированных проволочных разветвлений, проложенных поштрекам,штольням и прочим горизонтальным выработкам. Затем разрушаются все целики и всевыработки заполняются водой. Разработка отвалов осуществляется путемобразования на терриконах обвалованных площадок, заполняемых затем слоем воды.По центру этих площадок размещаются положительные, а по краям — отрицательныеэлектроды. По мере выработки угля на дно площадок засыпаются слои свежейпороды, а бортовые валы поднимаются.
При подземной выработкерациональнее работать на высоких (до 500 кВ и выше) напряжениях. При наземнойвыработке (например, при разработке отвалов) представляет интерес работа наотносительно низких напряжениях.
Одновременно с получениемколлоида удаляются из угля и соединения серы. Сера при этом переходит либо врастворимые в воде соединения, либо в виде сероводорода уходит в воздух.Естественно, в обоих случаях сера должна быть утилизирована. Особенноэффективно применение этого способа для разработки самых бедных,«нерентабельных» угольных месторождений, состоящих из тонких прожилок угля междутолстыми пластами пустой породы. При этом следует иметь в виду, чтопродуктивность электрогидравлической бесшахтной добычи угля (кроме прямойзависимости от параметров импульса тока и подаваемой мощности) зависит также иот проводимости угля.
4. Распределительные изащитные органы гидросистем
Для питаниягидравлических систем с эпизодическим действием потребителей часто (вособенности в авиационных системах) используют насос постоянной подачи свключением в систему гидропневматического аккумулятора и автомата разгрузкинасоса. Пример такой системы мы рассмотрели раньше.
В этом случае основнуючасть времени насос работает на холостом ходу и включается на нагрузку толькопо мере опорожнения аккумулятора. Такой режим эксплуатации позволяет резкоувеличить долговечность насоса и уменьшить тепловыделение в гидросистеме.
Автомат разгрузки — самодействующий агрегат, который по достижении определенного давления в системепереключает насос на бак или на линию нагнетания.
Простейший автоматразгрузки прямого действия давление в аккумуляторе достигает заданной величиныPq, поршень /, перемещаясь влево, сжимает пружину и толкает стержень клапана,благодаря чему нагнетательная линия насоса соединяется со сливом, а линия,ведущая к гидродвигателю, оказывается подключенной к аккумулятору, где имеетместо давление ро-
При включениигидродвигателей давление в аккумуляторе начинает падать. Когда оно становитсяравным некоторому значению р, поршень / перемещается вправо настолько, чтоосвобождает толкатель клапана 2, после чего клапан под действиемгидродинамического давления закрывается; насос отключается от линии слива иначинает работать для зарядки аккумулятора.
Рассматривая равновесиепоршня для моментов открытия и закрытия клапана, после несложных преобразованийполучим
Недостаток автоматапрямого действия состоит в том, что переключение клапана происходит резко иприводит к гидравлическим ударам, а также поломке пружины.
/>
Рис. 1. Автомат разгрузкис серводействием;
а — автомат работает насистему; б — автомат работает на слив; / — штуцер; 2 — штуцер к аккумулятору; 3- линия слива; 4 — штуцер от аккумулятора; 5 и 6 — поршни; 7 — пружина; 8 — клапан; 9 — упорный стержень; 10 — пружина золотника; — золотник
ный клапан н штуцер 2поступает в гидросистему и к аккумулятору. При достижении в аккумулятореопределенного давления, которое передается через штуцер 4 оно сожмет пружину 7и сместит поршень 6 вместе с клапаном 8. В момент, когда клапан 8 дойдет достержня 9 и станет на него как на упор, откроется проход под клапаном 8, черезкоторый аккумулятор сообщается с полостью поршня 6, смещая его влево. При этомоткрывается золотник и насос через штуцер 3 сообщается с баком, т. е.переключается на холостой ход.
При падении давления вполости аккумулятора до заданного нижнего уровня пружины 7 сместит поршень 6вправо, и как только клапан 8 будет снят со стержня 9, в полости поршня 6упадет давление, и золотник под действием пружины 10 перекроет канал,соединяющий насос с баком, и насос снова переключится на питание гидросистемы.
Техническими требованиямик агрегату обычно задается перепад Др между давлением переключения автомата наразгрузку насоса и давлением, при котором насос вновь переключается на рабочийрежим. По величине этот перепад составляет 15- 25 кГ/см. В рассматриваемойконструкции перепад Ар обеспечивается за счет разности верхней площади F поршня6 и площади f кольца, образуемой частью поршня 6 и седлом под клапаном 8, когдаон открывается. Считая, что срабатывание автомата на нагрузку и разгрузкупроисходит при одном и том же положении поршня 6, можно показать, что
Х = (174)от аккумуляторак поршню 6, оно сожмет пружину 7 и сместит поршень6 вместе с клапаном 8. В момент, когда клапан 8 дойдет до стержня 9 и станет нанего как на упор, откроется проход под клапаном 8, через который аккумуляторсообщается с полостью поршня 6, смещая его влево. При этом открывается золотники насос через штуцер 3 сообщается с баком, т. е. переключается на холостой ход.
При падении давления вполости аккумулятора до заданного нижнего уровня пружины 7 сместит поршень 6вправо, и как только клапан 8 будет снят со стержня 9, в полости поршня 6упадет давление, и золотник под действием пружины 10 перекроет канал,соединяющий насос с баком, и насос снова переключится на питание гидросистемы.
Техническими требованиямик агрегату обычно задается перепад Др между давлением переключения автомата наразгрузку насоса и давлением, при котором насос вновь переключается на рабочийрежим. По величине этот перепад составляет 15- 25 кГ/см. В рассматриваемойконструкции перепад Ар обеспечивается за счет разности верхней площади F поршня6 и площади f кольца, образуемой частью поршня 6 и седлом под клапаном 8, когдаон открывается. Считая, что срабатывание автомата на нагрузку и разгрузкупроисходит при одном и том же положении поршня 6, можно показать, что
Х = (174)
Литература:
1.Гидравлика, гидромашины игидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов. Автор: Т.М. Башта, С.С.Руднев, Б.Б. Некрасов 1982г
2.Гидравлика. Автор: Френкель Н.З.1956г
3.Гидравлический привод Автор:Гавриленко Б. А., Минин В. А., Рождественский С. Н.1968г
4./>Гидропривод.Основы и компоненты. Учебный курс по гидравлике Автор: Коллектив авторов 2003г