Prionsabal Oibriú Bunúsach na mBhriseadh Cloch Hidreaclach

1.3 Prionsaibh Bhunúsach Oibriú Bhriseadóirí Carraige Hidrilic

Is é briseadh carraige hidrilic ná an t-ainm don uirlis thagann i gceart agus a thiontúann fuinneamh hidrilic ina fhuinneamh meicniúil. Tá dhá chomhpháirt bhog bunúsach ann — píostún agus spool valfála roinnte — a rialaíonn a chéile go dtí an gcéad uair: rialaíonn an gluaiseacht ar ais is ar aghaidh den spool an comhthiontú píostúin, agus an píostún, i dtosach agus i ndeireadh gach strok, oscailtear nó dúntar an pasáiste ola rialaithe an valfála, ag cur i bhfeidhm an comhthiontú valfála — ag ciorcú ar an mbealach seo … Is é prionsabal an obair bunúsach don bhriseadh carraige hidrilic: tríd an rialú cúlchuinge píostún-spool seo, déanann an píostún gluaiseacht ar ais is ar aghaidh go tapa faoi bhfuinneamh hidrilic (nó gás) agus tagann sé i gceart ar an scian chun oibre a dhéanamh amuigh.

Tá go leor cineálacha agus foirmeanna ar bhriseadh carraige hidrilic, a mhíniúfar i mbrídeanna níos mó sna ceannairí ina dhiaidh seo. Anseo, úsáidtear an briseadh carraige hidrilic le lár-chamara buaite le brú leanúnach agus le camara chúl le brú athraitheach mar shampla chun a phrionsabal oibre a mhíniú:

Mar a léirítear sa diagram, nuair a thosaíonn an strok tuirse, iontrálann ola ardfhreastail isteach sa seomra roimhe an písteóin trí bholta 1 agus gníomhaíonn sé go comhaimseartha ar an mbun íos, coimeádann sé an spool válva treoshuíochta i mbeart stádach mar atá le feiceáil sa diagram (a). Sa tréimhse seo tá ola ardfhreastail sa seomra roimhe an písteóin; is ceangailte le T tuirse an seomra taobh thiar trí bholta 4. Tar éis a bheith tar éis an t-ola sa seomra roimhe a tharraingt, luasann an písteóin ar an strok tuirse agus cuirtear an nitrigine a stóráiltear sa seomra nitrigine faoi bhrú (seachas an cineál gán fhuascailt uisce) i mbun; stóráiltear an t-ola sa chumascán. Nuair a bhaintear an strok tuirse an písteóin an port rialaithe 2, tagann ola ardfhreastail ag an mbun os, agus i dtuaisceart an spool. Sa tréimhse seo tá an t-ola ardfhreastail ceangailte leis an mbun os agus leis an mbun íos an spool; tosaíonn an spool ag athrú go dtí an staid a léirítear sa diagram (b) faoi ghníomh an oila ardfhreastail, mar gur mó an cheadchuid éifeachtach an mbun os an spool ná an cheadchuid éifeachtach an mbun íos de réir an dearadh. Sa tréimhse seo tá an seomra roimhe agus an seomra taobh thiar an písteóin ceangailte le hola ardfhreastail; díolann an cumascán ola chun an córas a lánú. Faoin ghníomh an fórsa comhtháite F_q, luasann an písteóin ar an strok cumhachta, tagann sé i dteagmháil leis an gciseal, agus eisiomhann sé fuinneamh tiontaithe. Nuair a théann an písteóin thar an bpointe tiontaithe, ceanglaítear na portanna rialaithe 2 agus 3 le T ola tuirse; laghdaíonn an brú ola ar an mbun os an spool válva; faoi bhrú an ola ar an mbun íos, athraíonn an spool válva go tapa ar ais go dtí an staid a léirítear sa diagram (a). Nuair a thagann sé ar ais go dtí an staid bunaidh, tosaíonn an písteóin an strok tuirse agus iontrálann sé sa chuairc thiontaithe eile, agus mar sin de go ciocach. I dtús an phróisis seo, léirítear an gaol idir an písteóin agus an spool válva i Fig. 1-2.

Ón Fig. 1-1 is féidir a fheiceáil go dtugann an bhfuorce F_q a thiománaíonn an pistún obair iarmhartha le linn an ghlúine cumhachta, ag neamhníodh tromlacht an phistúin agus an t-áisreacht trí róthuaslagadh, brú hinmheánach agus brú an gháis nitrigine, i.e. F_q = π/4 · p_N · d₁² + π/4 · p · [(d₃² − d₁²) − (d₃² − d₂²)]. Tá an bhfuorce thiománaíochta F_q gaolmhar le difríocht idir na hachairí éifeachtacha os cionn agus taobh thiar, le brú na hoile p, agus le brú an chomharta nitrigine p_N. Bunaithe ar na coibhéis éagsúla idir obair na hoile agus obair an gháis, is féidir triúr foirm oibre a chruthú: huallaigh inmheánach amháin, comhthiománaíocht inmheánach-gásach, agus easplosaíocht nitrigine.

Uallaigh inmheánach amháin: p_N = 0. I n-an fhoirm seo, níl aon chomhart nitrigine ag an mbreaker cloch inmheánach, agus tiománaítear an pistún go hiomlán ag an difríocht idir bhrú na hoile sa chomhart os cionn agus sa chomhart taobh thiar. F_q = π/4 · p · [(d₃² − d₁²) − (d₃² − d₂²)]. Is é an fhoirm seo an chéad fhoirm a d’fheicimis nuair a tháinig na breakers cloch inmheánacha ar an bhfáil don chéad uair.

Hidrea-ghásach comhcheangailte: I rith an fhoirm seo, d₁ < d₂, agus cuirtear seomra nitrigine leis an mbacán i dtimpeall an tseomra nitrigine chun obair a dhéanamh, p_N > 0. Tá F_q bunaithe go príomha ar dhá chuid: an difríocht idir bhrú na hinneallóige sa seomra tosaigh agus sa seomra rear, agus an bhfuorce a thagann ó chumhdú agus ó leathnú an nitrigine. F_q = π/4 · p_N · d₁² + π/4 · p · [(d₃² − d₁²) − (d₃² − d₂²)]. Is é an fhoirm seo an fhoirm is coitianta faoi láthair de bhreithireoir carraige hidrea. De réir na gcodanna éagsúla a ghlacann an t-inneallóig agus an gás leis an bhfuorce iomlán a úsáideann an t-inneall, i.e. na codanna éagsúla a ghlacann an gás agus an leacht leis an obair, is féidir táirgí le feartanna éagsúla a chruthú.

Nitrigine-éilíteach: I rith an fhoirm seo, d₁ = d₂, p_N > 0. Tá an bhfuorce hidrea sa seomra thuas agus sa seomra thíos nialas; déanann brú an gáis sa seomra nitrigine an obair iomlán a dhéanamh ag an mbacán le linn an staidiúin cumhachta. F_q = π/4 · p_N · d₁². Is é an fhoirm seo an fhoirm is déanaí de bhreithireoir carraige hidrea.

Tá leasanna agus míleasanna ag an trí bhform i gceart, ach feabhsaíonn a gcumasc iomlán ó ghinealach go ginealach. Is é an cineál glan uathúil, mar an chéad fhoirm táirge nuair a tháinig bristeoirí carraige uathúil ar an bhfód, an struchtúr simplí agus oibríonn sé go slándála gan bheith ag teastáil aon bhfórsa thosaigh, ach tá an ráta úsáide fuinnimh íseal agus níl sé oiriúnach do tháirgí móra a tháirgeadh. Is é an cineál comhcheangailte uathúil-gásúil an príomhphléisiún thar an cineál glan uathúil: trí chur chomharta nitrigine ag an taobh rear na bpistón, úsáideann sé go héifeachtach fuinnimh an tslighe tuilleadh agus feabhsaíonn sé go mór an fhorza tiontaithe; ach is cumaċa an struchtúr agus tá fórsa thosaigh ag teastáil chun oibriú. Tá an bristeoir carraige uathúil le húsáid nitrigine-éilite, ó thaobh fuinnimh de, gan obair ola a bheith ag teastáil le linn an tslighe cumhachta agus mar sin is éifeachtaí le fuinnimh é; ag an am céanna, is ionann trastomhas na gcomharta os cionn agus taobh rear na bpistón, rud a d’fhéadfadh an dúshláin a réiteach go héifeachtach maidir le soláthar neamhshuntasach ola neamhshuntasach le linn an tslighe cumhachta na bpistón. Áfach, mar gheall ar an bpréis nitrigine tosaigh ard, tá fórsa thosaigh níos mó ag teastáil.

1.4 An Chéadstruchtúr Bhunúsach agus an Rangú na mBrisleoirí Carraige Hidreacláise

1.4.1 An Chéadstruchtúr Bhunúsach na mBrisleoirí Carraige Hidreacláise

Cé go bhfuil go leor cineálacha ann, tá carachtair struchtúrtha coitianta ag na brisleoirí carraige hidreacláise. Tá an t-ábhar bunúsach a bhuailtear le brisleoir carraige hidreacláise mar seo: corp an chilindir, pistún, balbhán dháileadh, cruachán, seomra nitrigine, suíomh an ghearrthóir, gearrthóir, boltanna láidre, agus córas sealaithe. Tá beagán difríochtaí iad i struchtúr na mbreasleoirí carraige hidreacláise éagsúla, ach tá dhá chomhpháirt ghluaiseach bhunúsach — an pistún agus an spool balbháin — i ngach brisleoir carraige. Taispeántar a chéadstruchtúr i n-a Fig. 1-3.

(1) Mecanach an ionsaí

Tá briseoir carraige hidrálach le píosán fada agus caol, a bhíonn an chuid is tábhachtaí den uirlis. Bunaithe ar theorainn thionscint tonn stresse, chun an t-énergi agus an tionchar a thabhairt go hiomlán ón bpíosán, is minic a bheidh trastomhas an phíosáin tionchair cothrom nó beagán níos mó ná trastomhas deireadh an ghiobáin, ag cinntiú teagmhála iomláin ar an aghaidh a thagann an tionchar agus mar sin é a úsáid go héifeachtúil chun an t-énergi a thabhairt. Is paraiméadar teicniúil an-tábhachtach é an spás comhtháite idir an bpíosán tionchair agus an corp an róndáin nó an churadh ina laige. Má tá an spás ró-mhór, cruthófar imscrúdú istigh an-mhór, rud a fhágann nach mbeidh an fórsa tionchair go leor agus féadfaidh sé fiú an briseoir carraige a chur as oibriú; má tá an spás ró-bheag, d’fhéadfadh gluaiseacht an phíosáin a bheith mall nó d’fhéadfadh gálláil a tharla, agus d’fhéadfadh sé costais mhonaraithe a ardú go mór.

(2) Mecanach na roinnithe

Bíonn breaclóir carraige uisceach go coitianta le bailiúvalv a athraíonn treo sreabháin na hinnealluiscéide, agus trí sin a rialaíonn sé agus a thiománaíonn an gluaiseacht ar ais is ar aghaidh an pionta tionscnaimh. Tá go leor formai bhailiúvalv ann; is féidir iad a roinnt go coitianta i dhá chuid mór: valvanna spool agus valvanna cás. Bíonn valvanna spool go coitianta éadrom, ag úsáid lú luisce, níos lú i ndiamaidir, agus tá an fholú idir an spool agus an corp valva nó an cás níos lú, mar sin is lú an scagadh freisin; ach tá struchtúr le céimeanna acu go minic, is measa an machanamh struchtúrtha, agus tá caillteanais scagtha níos mó acu. Bíonn valvanna cás níos troma, níos mó i ndiamaidir, agus is mó an fholú idir an spool agus an corp valva nó an cás, agus is mó an scagadh freisin; ach is fearr a machanamh struchtúrtha, is mó an grádient achar oscailte, agus is lú caillteanais scagtha acu. Is paraiméadar teicniúil tábhachtach eile é an fholú idir an spool valva agus an corp valva nó an cás i bhforgáil breaclóirí carraige uisceach; déanann folú atá ró-mhór nó ró-bheag an valva gan oibriú go gnách.

(3) Mecanachas le haghaidh stádáilteachta brú an acumhlaidh

Tá aon acumhlaidh nó níos mó ag an bhreithneoir carraige hidrilic is coitianta, a imríonn an pháirt a dhéanann stóráil fuinnimh agus stádáilteachta an bhrú. Ní dhéanann breithneoir carraige hidrilic aon obair amuigh ach le linn an strok cumhachta; is é an strok tuirseach ullmú don strok cumhachta. Nuair a thagann an pistún ar ais, tagann ola hidrilic isteach sa acumhlaidh ag brú níos airde ná brú an tseomra luchtaithe, agus stóráiltear mar fhuinneamh potainsiúil an oili sa acumhlaidh. Osclaítear é le linn strok cumhachta an phistúin, ag tiontú an chuid is mó de fhuinneamh an strok tuirseach go fuinneamh ionchais. Ar an mbealach seo, imríonn an acumhlaidh an pháirt a dhéanann éifeachtúlacht an chórais a fheabhsú, agus freisin ag laghdú na dtuaslagán brú agus na bpulsaíochtaí sruth a chruthaítear ag an spool válvadh dáileann.

(4) Mecanachas gníomhaíochta

Is é an scian an chomhábhar a ghníomhaíonn an briseoir carraige uisceach, ag déanamh oibre amuigh, ag gníomhú go díreach ar an réad a oibrítear air; is é seo comhábhar a chaithfear athrú go minic agus atá de dhíth air tuirseacht a sheachaint go maith, daor ar an taobh amuigh agus láidir ar an taobh istigh, le hardraíocht a athraíonn go gradamail ón taobh amuigh go dtí an taobh istigh. Chun dul i ngleic le coinníollacha oibre éagsúla agus le réada oibre éagsúla, tá sciananna ar fáil i bhfoirmí pointe, cearnóg, spád agus ceann cothrom.

(5) Mecánach chun tine gan fholcadh a chosc

Mar gur féidir le briseadóir carraige uisceach a bheith ina bhfuil fuarú mór ionchais, má ligtear don pistún é a thagairt go díreach ar an gcórpus cilindir, scriosfaidh sé an chuid is mó den chorpas an bhriseadóra carraige — ag déanamh 'blank-firing'. Tá an struchtúr cosc ar 'blank-firing' comhdhéanta as cábán uisceach cothromaithe a chur leis an gcuid romha de chorpas an chilindir. Nuair nach bhfuil an t-iosaí i dteagmháil leis an gcarrig agus nuair a bhíonn sé ag gluaiseacht ar aghaidh, isteach sa chábán cothromaithe atá an pistún tiontaithe, ag cumascadh na hoile ann agus an fuarú ionchais a ghlacadh, ag réalú cosaint ghluaiseach ar chorpas an mhaisín. Ag an am céanna, tá an ionchur ola sa chábán romha dúnta, ionas nach n-éireoidh leis an bpistún a thuilleadh ar ais faoi bhrú an domhain agus faoi ghníomh an t-uisce áirithe i dtimpeall an chúlchábaín; níos mó ná nuair a thagann an t-iosaí arís i dteagmháil leis an gcarrig agus nuair a bhrúnn sé ar ais le brú níos mó ón mbád, is ansin a bhreathnaíonn an pistún ionchais amach as an gcábán cothromaithe agus is ansin a thagann ola ard-bhrú isteach sa chábán romha, ag cur le haghaidh oibriú gnáth. Mar a léirítear i n-a Fig. 1-4, tar éis do bhriseadóir uisceach an réad a bhriseadh, is féidir leis an bpistún 'blank-fire' a dhéanamh ar a mhéad 1–2 uair sula n-stopann sé. Ní mór don oibrí an pointe ionchais a roghnú arís, an t-iosaí a bhrú go daingean, an brú a chur orthu, agus an t-iosaí a bhrú an pistún faraor ón ionchur ola sa chábán íseal, agus is ansin a thosaíonn an obair arís.

(6) Míochan eile

Míochan eile an bhriseadair chloiche uisceáin iad: an fhrámha ceangail, an míochan le haghaidh laghdaithe crochta, an córas sealú, an córas olaú a oibríonn go huathoimhiúil, srl.

1.4.2 Rangú na mbriseadair chloiche uisceáin

Tá go leor cineálacha de bhriseadair chloiche uisceáin ann agus go leor modhanna rangú. Is iad na príomh-mhodhanna rangú seo a leanas:

(1) Rangú de réir mhodh oibriúcháin

Rangútar na bhriseadair chloiche uisceáin de réir mhodh oibriúcháin mar bhriseadair atá suite ar thionscadal nó mar bhriseadair a úsáidtear láimh. Is iad na bhriseadair a úsáidtear láimh na bhriseadair bheaga, a dtugtar ciseáin uisceáin orthu freisin; is iad seo i gcoitinne níos lú ná 30 kg, agus úsáidtear iad láimh, agus tá siad cumhachtaithe ag stáisiún pumála uisceáin sainiomportha, agus is féidir leo an oibríocht chiseáin gháis a chur in áit go forleathan. Is iad na bhriseadair atá suite ar thionscadal na bhriseadair meánmhéide agus móra, agus suitear iad go díreach ar an mbuam an t-ullmhúcháin uisceáin, ar an mbuam an luchtaí, agus ar bhuaicmheaisíní uisceáin eile, ag úsáid an chóras cumhachta, an chóras uisceáin, agus an chóras gluaiseachta buam an mhaisín tionscadail chun oibríochtaí a dhéanamh.

(2) Rangú de réir meán oibre

Rangútar briseáin carraige uisceach de réir an mheáin oibre i bhfocail: uisceach ghlan, uisceach-gásach comhcheangailte, agus trí chineál príomhúil a úsáideann nitrigine le haghaidh pléascadh. Tugann na cineálacha uisceacha glana tacúlacht iomlán ar bhrú oleáin uisceach chun an pistún a sheoladh chun oibriú; tugann na cineálacha uisceach-gásach comhcheangailte tacúlacht ar oleán uisceach agus ar nitrigine cumpraite sa chúl chun an pistún a sheoladh chun oibriú; agus tugann na cineálacha nitrigine le haghaidh pléascadh tacúlacht iomlán ar leathnú tairseach nitrigine sa seomra nitrigine ar chúl chun an pistún a bhrú chun oibriú.

(3) Rangú de réir modh an fheidhme thaisce

Máinítear briseadh cloch hidrálach de réir modh an fheidhme a thugann sé ar ais: feidhm a thugann sé ar ais ón gcothromán nó feidhm a thugann sé ar ais ón bpréis. Tá an difríocht i mbealach an shoinmhe a bhailítear chun athrú an vailb a dháileadh. Tagann briseadh cloch hidrálach le feidhm a thugann sé ar ais ón gcothromán ón gcothromán agus ó na hullta oiligh is airde a oscailtear agus a dúnann an piston sa gcothromán chun rialú a dhéanamh ar athrú an vailb a dháileadh; is féidir na hullta a thabhairt ar ais a shocrú go crua amháin, agus mar gheall ar choinníollacha struchtúrtha, is féidir na hullta a thabhairt ar ais a shocrú ar a mhéad 3; mar sin ní féidir le briseadh cloch hidrálach le feidhm a thugann sé ar ais ón gcothromán freastal gan léim ar minicíocht an phoill. Tagann briseadh cloch hidrálach le feidhm a thugann sé ar ais ón bpréis ó bhailiú an bhréise ar an gcóras nó ar bhréise an tseomra nitrigine ag an taobh rear an piston chun rialú a dhéanamh ar athrú an vailb a dháileadh; nuair a isteachann an piston sa seomra nitrigine, athraíonn an bhréise sa seomra nitrigine go leanúnach, agus nuair a aimsíonn an tsensóir bhréise atá suite sa seomra an bhréise réamhsocraithe, déanann an vailb athrú trí rialú micreoríomhaire; mar is féidir an bhréise a athrú go huathoibríoch, is féidir le briseadh cloch hidrálach le feidhm a thugann sé ar ais ón bhréise freastal gan léim a bhaint amach.

(4) Aicmíocht de réir modh an dáileadh

Bunaithe ar fhorma an bhailbhe dáileadh, is féidir iad a aicmiú i gceithre chineál príomhchóras: bailbh trí shraith le hathsholáthar ola ar aon taobh agus bailbh ceithre shraith le hathsholáthar ola ar dhá thaobh. Tá na foirmí struchtúrtha le hathsholáthar ola ar aon taobh go dtí seo ina gcuid eile de na cásanna níos coitianta mar gheall ar a n-éilimh simplí do na pasáin ola agus ar a gcumraíocht éasca. Is féidir hathsholáthar ola ar aon taobh a roinnt i gceithre chineál: hathsholáthar ola ón gcathair thoir agus hathsholáthar ola ón gcathair thiar; ós rud é go bhfuil an t-athsholáthar ola ón gcathair thoir go mór agus an t-athsholáthar ola go trom, is é an fhoirm is coitianta anois ná hathsholáthar ola ón gcathair thoir faoi bhrú seasmhach agus hathsholáthar ola ón gcathair thiar. Athsholáthar ola ón mbailbh ceithre shraith ar dhá thaobh a dtugtar freisin an cineál dúbailte air; is é a ghné thábhachtach nach bhfuil aon chathair bhrú seasmhach ann agus go mbíonn an brú sa chathair thoir agus sa chathair thiar ag athrú go dtí an ard agus an íseal; ach mar gheall ar na pasáin ola casta a bhaineann leis an bhfoirm struchtúrtha le hathsholáthar ola ar dhá thaobh, ní bhíonn sé coitianta.

(5) Aicmiú de réir leagan amach an bhala cláiríochta

De réir leagan amach an bhala cláiríochta, is féidir iad a aicmiú i gceann de dhá chineál: cineál inmheánach agus cineál amuigh. Is féidir an cineál inmheánach a aicmiú go dtí cineál spool agus cineál cásca. Tá balaí cláiríochta inmheánacha comhtháite le corp an róndáin i gcéad cheann, agus tá struchtúr dhiofáil acu; tá balaí cláiríochta amuigh neamhspleach amuigh den corp róndáin, agus tá struchtúr shimplí acu agus tá úsáid, cothabháil agus malartú éasca leo.

Ina theannta sin, is féidir iad a aicmiú de réir leibhéal an ghutha i gcineál íseal-ghutha agus cineál caighdeánach; de réir chruth an chásair amuigh is féidir iad a aicmiú i gcineál trionglach, cineál túr-shainithe, agus briseadh cloch claontaithe, srl. Cuirtear na modhanna éagsúla aicmiú le chéile i n-a Fig. 1-5.