Мобильный земснаряд

РЕФЕРАТ

(57) Мобильный земснаряд относится к устройствам для экскавации, рыхления или перемещения грунта и может быть использован при подъеме ила и донных отложений

Мобильный земснаряд содержит колесное шасси (2), совмещенное с бункером (4) грунтозаборное устройство (5), выход (3) которого соединен с блоком фильтрующих элементов (6), систему управления (7) и двигатель (8) для приводов (9), (12) мобильного земснаряда. Грунтозаборное устройство (5) может быть выполнено в виде расположенного в продольном канале (10) транспортирующего рабочего органа, привод которого размещен со стороны выгрузки. Продольный канал (10) в поперечном сечении имеет круглую форму, а транспортирующий рабочий орган выполнен в виде пружины, при этом зазор между внутренним диаметром продольного канала наружным диаметром пружины равен (D_K-d)/2, где D_K - внутренний диаметр канала, d - наружный диаметр пружины. Грунтозаборное устройство (10) может быть выполнено с возможностью изменения угла наклона относительно поверхности дна.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является, повышение производительности очистки дна водоемов от илистых отложений и других донных отложений, 1 зпф, 3 илл.

Референт: Гончарук М.В.

Предлагаемый мобильный земснаряд относится к устройствам для экскавации, рыхления или перемещения грунта и может быть использован при подъеме ила и донных отложений

Известна озерная установка для разработки илистых грунтов, включающая смонтированный на плавучем основании корпус с илоприемником на нижнем конце, механизм для погрузки ила в транспортные емкости. При этом для снижения энергозатрат, повышения надежности и обеспечения естественной влажности ила корпус выполнен в виде открытой шахты со свободным уровнем ила, механизм для погрузки выполнен в виде насоса. [SU 1797640, E02F 3/88]

Известно устройство для добычи сапропеля (RU 2193627, E02F 3/88), содержащее плавсредство, приспособленное для переработки сапропеля, лебедку с тяговым органом, приемное приспособление для захвата сапропеля в виде перевернутого короба П-образного поперечного сечения, снабженного закрепленными на его крышке понтонами переменной плавучести, и всасывающего патрубка, гибкого рукава между плавсредством и коробом, грунтового насоса с электродвигателем. Грунтовый насос смонтирован на крышке короба, а его нагнетательный патрубок связан с гибким рукавом. Электродвигатель размещен в герметизированной капсуле, соединенной трубой с надводной зоной с возможностью размещения в полости трубы кабеля питания и управления электродвигателем и шланга для сжатого воздуха, при этом кинематическая связь электродвигателя с грунтовым насосом осуществлена через трансмиссионный вал с сальниковым приспособлением в крышке герметизированной капсулы [RU 2193627, E02F 3/88]

Недостатком известных изобретений является то, что все донные отложения, включая камни, песок и воду, перемещаются в накопительную емкость и транспортируются в ней до полной выгрузки, тогда как для очистки дна достаточно собрать взвеси, ил, донные отложения. Это приводит к необходимости увеличения габаритов установки, как следствие, усложняет и порой делает невозможным транспортировку установки на новый участок. Недостатком так же являются повышенные энергозатраты на подъем всей всасываемой массы на поверхность водоема.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее приемный трубопровод с бункером, разделенным на накопительные секции. Выход приемного трубопровода соединен через блок фильтрующих элементов с нагнетательным трубопроводом. Накопительные секции и нагнетательный трубопровод соединены через задвижки с разгрузочным трубопроводом. Блок фильтрующих элементов состоит из фильтров грубой и тонкой очистки. Фильтрующий элемент выполнен в виде перфорированной трубы с отверстиями с установленным внутри соосным шнеком, при этом входные концы перфорированных труб обращены к потоку воды и закреплены в ячейках перегородки, а выходные концы соединены с илосборником через наклонный желоб и центрифугу. Приемный трубопровод имеет подвижную часть с изменяющейся длиной и снабжен задвижкой. Электродвигатель соединен с крыльчаткой, установленной на выходе нагнетательного трубопровода. Разгрузочный трубопровод имеет подвижную часть, которая может быть повернута в сторону от устройства. На входных отверстиях перед блоком фильтрующих элементов дополнительно установлены измельчители с сеткой. Каждый измельчитель соединен при помощи вала с электродвигателем. Габариты устройства подобраны таким образом, чтобы оно было пригодно для транспортировки к водоему, для этого оно может быть снабжено колесным или гусеничным шасси. [RU 2278927, E02F 3/88]

Задачей предлагаемой полезной модели является расширение арсенала средств аналогичного назначения.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является реализация поставленной задачи, повышение производительности очистки дна водоемов от илистых отложений и других донных отложений.

Указанный результат достигается тем, что в мобильном земснаряде, содержащем колесное шасси, совмещенное с бункером грунтозаборное устройство, выход которого соединен с блоком фильтрующих элементов, систему управления и двигатель для приводов мобильного земснаряда согласно заявленной полезной модели, грунтозаборное устройство выполнено в виде расположенного в продольном канале транспортирующего рабочего органа, привод которого размещен со стороны выгрузки, продольный канал в поперечном сечении имеет круглую форму, а транспортирующий рабочий орган выполнен в виде пружины, при этом зазор между внутренним диаметром продольного канала наружным диаметром пружины равен (D_K-d)/2, где

D_K - внутренний диаметр канала,

d - наружный диаметр пружины.

В заявленном мобильном земснаряде грунтозаборное устройство может быть выполнено с возможностью изменения угла наклона относительно поверхности дна.

За счет оснащения мобильного земснаряда двигателем (например, двигателем внутреннего сгорания, имеющим энергетическую установку, вырабатывающую электрический ток, который используется для подачи на электрические привода колесных шасси и привода грунтозаборного устройства) мобильный земснаряд представляет собой самодвижущую установку с управлением для маневрирования на объекте, что исключает необходимость приложения усилий пользователя для перемещения мобильного земснаряда. Кроме того, возможность управления мобильным земснарядом позволяет в процессе работы выгружать собранный ил и донные отложения в необходимое место самостоятельно, что исключает применение дополнительных транспортных средств и исключает необходимость в наличии большого бункера для транспортировки ила и донных отложений. Это, соответственно, позволило уменьшить размеры мобильного земснаряда в целом.

Грунтозаборное устройство представляет собой транспортирующий рабочий орган с длинной в пределах 1630 м. Транспортирующий рабочий орган представляет собой пружину и изготовлен из пружинной проволоки, например, из материала Ст.65 Г, в данном случае диаметром 8 мм. Учитывая специфические условия, связанные с крупностью частиц ила и донных отложений, принимаем: d=90 мм - наружный диаметр пружины; d_cp и d_BH=82 и 74 мм - средний и внутренний диаметр пружины; S=90 мм - шаг винтовой линии пружины; =arctgS/dcp=19°20 - угол наклона винтовой линии пружины; D_k=97,5 мм - внутренний диаметр продольного канала (D_K-d)/2=3,75 мм - зазор между внутренней поверхностью продольного канала и наружным диаметром пружины; d₀=74-4=70 мм - диаметр оправы для навивки пружин производительность (подача) подобных рабочих органов определяется по формуле: ,

где n - частота вращения пружины, мин ^-1; - плотность жижи, т/м³; и K_F - коэффициенты осевого отставания и наполнения кожуха.

Производительность составит: W=0,8·0,1·0,1·0.009·500·1,0·1,2·1,000·60=26 т/ч. Потребная мощность привода, исходя из общеизвестного в науке и практике уравнения, определена: N=W(L·H)C/367 кВт, где С - общий коэффициент сопротивления составит N=20·8·5/367=2,2 кВт.

Как следует из расчетов, при длине транспортирующего рабочего органа до 30 метров и внутреннем диаметре продольного канала 97,5 миллиметров, производительность составляет 26 тонн в час, что соответствует высокой производительности устройства для транспортировки ила и донных отложений при незначительных энергетических затратах, то есть обеспечивает повышение производительности очистки дна водоемов от илистых отложений и других донных отложений.

Мобильный земснаряд иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлен мобильный земснаряд, вид сбоку, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - грунтозаборное устройство в разрезе.

Мобильный земснаряд состоит из пантонной рамы 1 (фиг. 1, 2) для обеспечения плавучести мобильного земснаряда, колесного шасси 2, совмещенного с бункером 4 грунтозаборного устройства 5. Выход 3 (фиг. 2) грунтозаборного устройства 5 соединен с блоком фильтрующих элементов 6 (фиг. 2). Мобильный земснаряд содержит систему управления 7 для осуществления управления мобильным земснарядом, маневрирования на объекте и управления технологическим процессом, и двигатель 8 с энергетической установкой (на фигуре не показано) для вырабатывания электрического тока и последующего его использования приводами 9

(фиг. 1) колесного шасси 2, приводом 12 (фиг. 3) грунтозаборного устройства 5 (фиг. 1, 2) и системами управления 7 для обеспечения технологического процесса. Грунтозаборное устройство 5 (фиг. 3) выполнено в виде расположенного в продольном канале 10 транспортирующего рабочего органа 11, привод 12 которого размещен со стороны выгрузки. Продольный канал 10 в поперечном сечении имеет круглую форму, а транспортирующий рабочий орган 11 выполнен в виде пружины 13, при этом зазор между внутренним диаметром продольного канала 10 наружным диаметром пружины 13 равен (D_K-d)/2, где

D_K - внутренний диаметр канала,

d - наружный диаметр пружины.

Продольный канал 10 имеет круглое сечение (на фигуре не показано). Транспортирующей рабочий орган 11 представляет собой пружину 13, на одном из концов которой выполнено фланцевое соединение (на фигуре не показано) для соединения с приводом 12. Привод 12 состоит из двух шкивов (на фигуре непоказано), соединенных клиновидной ременной передачей (на фигуре не показано), и электрического двигателя (на фигуре не показано).

Мобильный земснаряд (фиг. 1, 2, 3) работает следующим образом. Мобильный земснаряд при помощи систем управления и двигателя размещают на объекте для проведения необходимых работ по очистке, например, для очистки дна водоема от илистых и донных отложений. Грунтозаборное устройство 5 с транспортирующим рабочий орган 11 погружают под необходимым углом (фиг. 1, 3) и на необходимую глубину в водоем вблизи дна. Далее включают двигатель, который через шкивы и клиноременную передачу приводит во вращение транспортирующий рабочий орган 11, представляющий собой пружину 13. Пружина 13, вращаясь, подхватывает частицы ила и донных отложений и по продольному каналу 10 поднимает к месту

выгрузки. Выход 3 (фиг. 2) грунтозаборного устройства 5 соединен с блоком фильтрующих элементов 6. Частицы ила и взвесей собираются в илосборнике (на фигуре не показано). Отфильтрованная вода поступает в разгрузочный трубопровод (на фигуре не показано) и выводится наружу. В экспериментальном земснаряде транспортирующий рабочий орган 11 (фиг. 3), представляющий собой пружину, был помещен в продольный канал 13, имеющий круглое сечение, выполненный из трубы с внутренним диаметром 97,5 миллиметров. Согласно расчету по формуле зазор между внутренней поверхностью продольного канала и наружным диаметром пружины, (D_K -d)/2=3,75 миллиметров где D_K - внутренний диаметр канала, d - наружный диаметр пружины принят равным 90 миллиметров. Принятый зазор позволяет вращаться пружине в трубе без задержек и застреваний. При проведении испытаний на водоемах экспериментальная модель земснаряда поднимала ил и донные отложения со дна водоема при положении устройства под углом до 90 градусов относительно поверхности с высокой производительностью и качеством выполняемых работ. Применение мобильного земснаряда позволяет производить работы на небольших и труднодоступных водоемах.

1. Мобильный земснаряд, содержащий колесное шасси, совмещенное с бункером грунтозаборное устройство, выход которого соединен с блоком фильтрующих элементов, систему управления и двигатель для приводов мобильного земснаряда, отличающийся тем, что грунтозаборное устройство выполнено в виде расположенного в продольном канале транспортирующего рабочего органа, привод которого размещен со стороны выгрузки, продольный канал в поперечном сечении имеет круглую форму, а транспортирующий рабочий орган выполнен в виде пружины, при этом зазор между внутренним диаметром продольного канала и наружным диаметром пружины равен (D_K-d)/2, где D_K - внутренний диаметр канала,

d - наружный диаметр пружины.

2. Мобильный земснаряд по п. 1, отличающийся тем, что грунтозаборное устройство выполнено с возможностью изменения угла наклона относительно поверхности дна.

РИСУНКИ