Analysis de modo quo Frangens Petrae Hydraulicus Operatur

2.2 Analysis de modo quo Frangens Petrae Hydraulicus Operatur

Frangens petrae hydraulicus multas habet formas structurales. A principio operativo incipientes, auctores ideas fundamentales ac maxime criticae frangentis petrae hydraulici abstrahunt et resumunt, easque ad tres modos operationis basicos reducunt: purum hydraulicum, combinatum hydraulicum-pneumaticum, et nitrogenis-explosivum.

2.2.1 Principium Operativum Purum Hydraulicum

Purum principium operativum hydraulicum tres habet formas executionis: pressionem constantem in camera anteriore / pressionem variabilem in camera posteriore (abbreviatur 'principium pressionis constantis in camera anteriore'), pressionem constantem in camera posteriore / pressionem variabilem in camera anteriore (abbreviatur 'principium pressionis constantis in camera posteriore'), et pressionem variabilem in camera anteriore et posteriore (abbreviatur 'principium pressionis variabilis').

(1) Principium pressionis constantis in camera anteriore

Hoc fuit principium operativum primum quod adhibebatur ab initio evolutionis frangentium lapidum hydraulicorum; omnes subsequentes progressus technici super hoc aedificati sunt. Frangens lapidum hydraulicus secundum principium pressionis constantis in camera anteriore in Figura 2-1 ostenditur.

Ex Fig. 2-1, systema constat corpore cylindri, pistone, valvula regolatoria et canalibus olei. Corpus cylindri et pisto constituunt mechanismum impactionis. Piston movetur hin et illuc intra corpus cylindri a oleo hydraulico impulsus, energiam impactionis extrinsecus emittens et magnam vim impactionis in objectum applicans, effectum mallei producens. Functio valvulae regolatoriae est ut oleum impellens pistorem in contrarium vertat, motum reciprocum periodicum pistonis efficiens.

Frangens petrae hydraulicus in Fig. 2-1 ostensus habet pistorem in puncto impactionis; cursor valvulae in positione est ubi nuper commutatio a cursu impulsivo ad cursum reversionis perfecit. Hoc momento oleum ad altam pressionem intrat cameram constantem ad altam pressionem cylindri (cameram a ) per portum constantem ad altam pressionem valvulae, pistorem in cursum reversionis (ad dexteram) impellens. Oleum in camera variabilis pressionis pistonis (cameram b ) in vasculum per foramen 4 et per foramen variabilis pressionis / reditus olei valvulae reicitur. Cum pisto retrorsum movetur, donec eius anterior humerus foramen 2 in corpore cylindri transgrediatur, oleum ad altam pressionem in foramen valvulae impellentis (foramen 5) dirigitur, quod valvulam commutare (ad sinistram) facit. Quoniam nunc camera constantis altæ pressionis valvulæ cum camera intermedia variabilis pressionis connectitur, oleum ad altam pressionem in posteriorem cameram pistonis ingreditur b per foramen 4. Ambae partes pistonis nunc sub oleo ad altam pressionem sunt, sed quia area pressionem sustinens posterioris camere b maior est quam anterioris camere a , pisto incipit decelerare in cursu retractionis, celeritas eius ad nihilum cadit, et cursus impetus (ad sinistram) incipit. Cum recessus centralis pistonis portus 2 et 3 coniungit, pisto exacte ad punctum impactus pervenit, unum cyclum absolvendo; simul portus 5 valvulae impulsivae ad tubum olei retractionis connectitur, itaque cursor ad dextram commutatur, ad positionem in Figura 2-1 ostensam revertens, unum integrum cyclum absolvendo et ad subsequentem cursus retractionis pistonis parans. Hoc modo pisto impetum continuum attingit, impetum energiam continuo emittens. Camera aeris c in hoc principio operativo ad atmosphaeram evadit.

(2) Principium pressionis constantis in camera posteriori

Notandum est hunc modum operandi solum fieri posse, si area superficiei pistonis, quae pressioni subicitur in camera anteriore, a maior sit quam area camere posterioris b , id est diameter camere anterioris pistonis minor sit quam diameter camere posterioris ( d ₁ > d ₂).

Fig. 2-2 schemam frangentis petrarum hydraulici ostendit, cuius camera posterior pressionem constantem, camera anterior vero pressionem variabilem habet.

Comparata cum Fig. 2-1, sola differentia est quod orificium 1 in corpore cylindri ad cameram valvulae pressionem variabilem connectitur, non ad cameram pressionem constantem (altam) — orificium 4 directe ad cameram valvulae pressionem constantem connectitur; ceterae omnes viae olei eadem sunt. Fig. 2-2 momenti repraesentat quo cursus impellens pisto nuper finitus est et valvula iam commutata est — systema in ipso instante initii cursus reductivi est.

Proprietas operativa huius principii est quod frangens petrarum hydraulicus oleum non emittit durante cursu reductivo, sed oleum emittit durante cursu impellente; et area pressionem sustinens camere anterioris a maior sit quam area camere posterioris b quia tempus evacuationis in ictu motorio brevissimum est et fluxus magnus, hae perditationes pressionis hydraulicae maiorem habent quantitatem quam in principio pressionis constantis in camera anteriore. Nunc plerique frangendae rupis hydraulicae hoc principium non utuntur.

(3) Principium pressionis variabilis in camera anteriore et posteriore

Principium pressionis variabilis in camera anteriore et posteriore in Figura 2-3 ostenditur. Ex hac schemate facile apparet hunc typum instrumenti hydraulici ictus structuram habere compositam cum multis canalibus, quod impensas fabricandi augent. Ideo nunc in frangendis rupis hydraulica non adhibetur; adhuc tamen in quibusdam generibus percorum hydraulicae rupis adhibetur.

Figura 2-3 positionem ostendit ad finem ictus motorii pistoni, initium ictus reditus. Cum ictus reditus incipit, oleum ad altam pressionem e camera media valvulae in cameram anteriorem pistoni ingreditur a per cameram sinistram et portam cylindri 1, pistoni ad dexteram impellente. Oleum in camera posteriore b in vas olei per foramen cylindri 5 et cameram dexteram valvulae effunditur. In cursu retractionis, cum umerus sinister pistons foramen 2 in corpore cylindri transierit, oleum ad altam pressionem per foramen 7 valvulam spathulatam ad dextram impellit ut commutetur; spathula valvulae subito commutat vias olei suppeditandi et effundendi corporis cylindri — foramen cylindri 5 ad altam pressionem fit et foramen cylindri 1 ad vas olei redit — itaque piston incipit decelerare, celeritas eius cito ad nihilum cadit, et ad accelerationem cursus activi transit. Cum cursus activus pistons ad punctum ictus pervenerit, concavitas centralis pistons foramina cylindri 2 et 3 connectit, foramina 4 et 5 connectuntur, latus sinistrum spathulae valvulae per foramen 7 cum foraminibus 2 et 3 ad oleum rediens connectitur, et portus dexter spathulae valvulae per foramina 4 et 5, latus dextrum valvulae et cameram intermediam, ad altam pressionem connectitur, quod spathulam ad sinistram commutare facit, vias olei suppeditandi et effundendi cylindri mutans, et unum cyclus operis pistons perficiens. Piston et spathula dispositivi hydraulici ictus ad statum in Figura 2-3 depictum revertuntur — initium cursus retractionis. Sic frangens saxorum hydraulicus, per motum reciprocum pistons continuatum, energiam ictus externam continuo emittit, opus ictus efficaciter perficiens.

Omnes tres purae principii hydraulicae supra descriptae nunc adhibentur in percutientibus hydraulicis petrarum, frangibilibus hydraulicis petrarum, et aliis mechanismis hydraulicis percussivis; frangibilia tamen hydraulica petrarum adhuc saepius utuntur principio hydraulico-pneumatico combinato.

2.2.2 Principium Hydraulico-Pneumaticum Combinatum

Ex analysi puri principii hydraulici videmus quod omnis energia percussiva puri mechanismi hydraulici percussivi a systemate hydraulico suppeditatur. Tamen, cum usus frangibilium purorum hydraulicorum petrarum cresceret et studia progredirentur, inveniebatur quod amissio hydraulica valde magna esset, quae ulteriorem efficaciam impediens erat. Oleum per canales intra corpus cylindri fluentes necessario contra parietes tuborum fricatur, et amissio hydraulica causata a flexibus, mutationibus diametri, et mutationibus directionis fluxus non parva est; quanto maior est fluxus, tanto maior est amissio, quae praesertim gravis est in cursu potentiae.

Praesentem tempus, principium operis hydraulico-pneumaticum combinatum praecipue adhibetur pro frangendis saxis hydraulicis quae magnam energiam ictus et infrequentes pulsus postulant, atque pro machinis hydraulicis ad condendum pilos.

Ut efficacia augeretur, post largas investigationes homines methodum simplicem et efficacem invenere: utrumque, gas et oleum, ad suppeditandam energiam ictus frangendorum saxonum hydraulicorum uti. Hoc fluxum necessarium in cursu potentiae minuit — ita perditas hydraulicas minuit et efficaciam operis meliorat — unde frangendorum saxonum hydraulicorum combinatio hydraulico-pneumatica.

Principium structurale frangendorum saxonum hydraulicorum combinationis hydraulico-pneumaticae valde simplex est: sufficit aeris cameram implere. c in tribus puris principiis hydraulicis supra dictis cum nitrogenio ad certam pressionem. Quoniam nunc nitrogenium praesens est, cum pisto cursu retractionis movetur, nitrogenium comprimitur et energia servatur; cum autem cursus impetus fit, haec energia simul cum oleo liberatur ut pistum moveat, atque ita energiam cineticam in puncto impactus efficit, eamque in energiam impactus convertit. Manifestum est ergo officium nitrogenii necessario minuere quantitatem olei usum in cursu impetus, ita ut consumptio olei minuatur ac proinde minorae perditae hydraulicae et maior efficentia consequantur.

Comparatus cum frangitore rupeo pure hydraulico, area efficiens pressionem sustinens camerulae posterioris pisti b in frangitore lapidum hydraulico-pneumatico combinato minuitur. Haec diminutio efficacis superficiei pressionem sustentantis significat minorem olei consumptionem in cursu potentiae et minores perditas hydraulicas — haec est causa principalis cur frangitores lapidum hydraulici-pneumatici combinatorii recentibus annis celeriter evolverunt. Frangitores lapidum hydraulici-pneumatici combinatorii fere omnes principium operativum constantis pressionis in camera anteriore utuntur; hoc quoque est praecipua characteristica typi hydraulici-pneumatici combinatorii.

2.2.3 Principium Operativum Nitrogenis-Explosivum

Principium operativum frangitoris lapidum hydraulici nitrogenis-explosivi non differt fundamentaliter a principio operativo frangitoris lapidum hydraulici-pneumatici combinatorii; parametri structurales pistoni tantum differunt. Differentia principalis est quod diametri pistonis anterioris et posterioris aequales sunt, id est, d ₂ = d ₁, et omnis energia impactionis a nitrogenio subministratur.

Aequalis diametrorum pistonum anteriorum et posteriorum est principalis characteristicum frangendi petrarum hydraulici explosivi nitrogenis. Durante ictu potentiae, camera posterior oleum non consumit, et omnis energia ictus a nitrogenio suppeditari potest. Scilicet, energia a nitrogenio reposita per hydraulica durante ictu reditus suppeditatur et in energiam cineticam ictus potentiae convertitur. Ergo, ultimo analysi, adhuc energia hydraulica convertitur — sed per compressionem medium gaseum et repositionem energiae, energia nitrogenii reposita durante ictu potentiae liberatur et in energiam mechanicam pistonis convertitur.

Monendum est solum principium pressionis constantis in camera anteriori adhiberi posse ad frangendos saxos hydraulicos explosivos nitrogeno actos; neque principium pressionis constantis in camera posteriori neque principium pressionis variabilis in cameris anteriori et posteriori ad frangendos saxos hydraulicos nitrogeno actos adhiberi possunt. Causa manifesta est, si modo notae sint proprietates pistoni quae d ₂ = d ₁.