Землесосный снаряд
Использование: область гидромеханизации для гидротехнических работ, добыча строительных материалов и сапропеля. Сущность: земснаряд содержит однопонтонный корпус, грунтозаборное устройство в виде поворотной всасывающей трубы, устройство для рабочих перемещений, водометный движитель с водометными насадками в оконечности корпуса, грунтовый насос, соединенный с корпусным напорным трубопроводом и грунтозаборным устройством. Устройство для рабочих перемещений и водометный движитель объединены и выполнены соответственно в виде бортовых роторно-винтовых движителей, смонтированных на корпусе в опорах с обтекателями, в каждой из которых выполнены вертикальный и горизонтальный каналы. Вертикальные каналы соединены с всасывающим и напорным трубопроводами, а горизонтальные - с окружающей средой. Горизонтальные каналы в задних опорах - водометные насадки. В задних опорах могут быть размещены редукторы привода вращения роторно-винтовых движителей. 1с.п.ф-лы; 1 з.п.ф-лы; 2 илл.
Предлагаемая полезная модель относится к области гидромеханизации и может быть использована для очистных и дноуглубительных гидротехнических работ на мелиоративных каналах и естественных несудоходных водоемах, для намыва земляных сооружений и площадей, добычи строительных материалов и других работ, связанных с выемкой из-под воды грунтов и других материалов, например, сапропеля.
Известны различные земснаряды, предназначенные для очистных и дноуглубительных работ [Малогабаритные землесосные снаряды и агрегаты, перспективы их развития. ЦНИИ Стройдормаш; Обзор; М., 1970]
В числе отечественных земснарядов, являющихся аналогами предлагаемой полезной модели, могут быть названы дизельный эжекторный земснаряд СКБ «Газостроймашина» ПМТ 100 /1/, и получивший широкое распространение земснаряд «Утенок» ПК треста Гидромеханизация. Наиболее удачное решение земснаряда, отвечающего современным требованиям, реализовано финской фирмой Леннец Энжиниринг, создавшей многоцелевой земснаряд амфибию «Ватермастер». У этого земснаряда однопонтонный корпус с шарнирно установленными гидроопорами. Перемещение в воде осуществляется гребным винтом, для грунтоизвлечения применен специальный черпак на манипуляторе со встроенными погружными грунтонасосами. Все приводы земснаряда выполнены гидравлическими (гидроопоры, манипулятор, черпаки, грунтонасосы) с использованием рабочей жидкости, приготовленной по соображениям экологической безопасности на основе растительного масла.
Следует отметить повышенную сложность и многоэлементность входящих в эту конструкцию узлов, требующих прецизионной технологии изготовления, высококвалифицированного обслуживания и отлаженной системы технической эксплуатации, без которых не может быть обеспечена достаточная надежность и, следовательно, эффективность использования земснаряда. Кроме того, в гидроприводах снаряда используется жидкость на базе растительного масла, что наряду с дорогостоящим топливом для главного двигателя (дизеля) может привести к неприемлемому возрастанию эксплуатационных расходов.
Известен землесосный снаряд по патенту РФ №2G55123 от 27.02.1996 г., взятый в качестве прототипа к предлагаемому.
Землесосный снаряд содержит однопонтонный корпус, грунтозаборное устройство в виде бортовой всасывающей трубы с черпаком и манипулятором, грунтовый насос, движитель для свободных перемещений по акватории, механизм для самопогрузки на береговое транспортное средство и спуска на воду, устройство для рабочих перемещений. Движитель выполнен в виде водометных насадок в оконечности корпуса. Последние связаны через напорный патрубок, грунтовый насос и корпусной трубопровод с бортовой всасывающей трубой. Манипулятор выполнен в виде расположенного поперек корпуса козлового крана с тельфером. Тельфер снабжен крюковой и грейферной подвесками. Механизм самопогрузки и спуска на воду включает рольганг в днище корпуса. На палубе установлены лебедки.
При свободном перемещении земснаряда по акватории с помощью крюковой подвески манипулятора с тельфером устанавливают бортовую всасывающую трубу в подводное положение, запускают грунтовый насос и по корпусному напорному трубопроводу и отводному напорному патрубку подают воду к движителю в виде водометных насадок в оконечности корпуса. Рабочий режим осуществляется посредством устройства для рабочих перемещений - лебедок с якорями.
Такое выполнение конструкции позволяет земснаряду обеспечить необходимые эксплуатационные режимы, требующиеся при выполнении гидротехнических работ. Однако земснаряд осложнен приспособлением для рабочих перемещений в виде лебедок, требующих как энергетических, так и трудовых затрат для осуществления переустановок земснаряда.
Следует отметить, что известна поливная машина по а. св. СССР №1123593, содержащая плавающий корпус, водозаборное устройство, всасывающий трубопровод и движители. Движители выполнены роторно-винтовыми, расположены по бортам корпуса в опорах, в передние из которых вмонтировано водозаборное устройство, соединенное каналами с всасывающим трубопроводом и сообщенное с окружающей средой. Посредством насоса через водозаборное устройство и каналы в опорах происходит забор воды из водоема.
Задачей создания полезной модели было уменьшение энергозатрат при передвижении земснаряда (ЗС) как при свободном - по акватории, так и при рабочих режимах, а также упрощение конструкции при обеспечении требуемой маневренности и производительности.
Задача решается предлагаемым земснарядом, содержащим однопонтонный корпус, грунтозаборное устройство в виде поворотной всасывающей трубы, устройство для рабочих перемещений, водометный движитель с водометными насадками в оконечности корпуса, грунтовый насос, соединенный с корпусным напорным трубопроводом и грунтозаборным
устройством, в котором, согласно предложению, устройство для рабочих перемещений и водометный движитель объединены и выполнены соответственно в виде бортовых роторно-винтовых движителей, смонтированных на корпусе в опорах с обтекателями, в каждой из которых выполнены вертикальный и горизонтальный каналы, при этом вертикальные каналы соединены с всасывающим и напорным трубопроводами, а горизонтальные каналы - с окружающей средой, и горизонтальные каналы в задних опорах в оконечности корпуса выполнены в виде водометных насадок.
В предложенном земснаряде в задних опорах размещены редукторы привода вращения роторно-винтовых движителей.
Предлагаемый земснаряд позволяет осуществлять рабочий процесс непрерывно, что значительно повышает производительность добычи грунтового материала.
Объединение устройства рабочих перемещений и водометного движителя позволяет использовать на земснаряде один грунтовый насос как для передвижения по воде, так и для осуществления рабочего процесса добычи материала, что обеспечивает снижение энергозатрат, упрощение конструкции, ее удешевление и, соответственно, удешевление добытого материала.
Выполнение устройства перемещений земснаряда в виде роторно-винтовых движителей, обеспечивает его самостоятельное движение и по суше, и по воде в заданном режиме. Выполнение в опорах движителей упомянутых каналов и их подключение к трубопроводам и насосу позволяет объединить устройство для рабочих перемещений и водометный движитель в одном блоке, ускоренно, без помех и поломок осуществляющем требуемые режимы работы земснаряда; выполняющем функции свободного перемещения по акватории и рабочий процесс одним приспособлением - роторно-винтовыми движителями, обеспечивающими земснаряду высокую маневренность и производительность, экономичность и надежность.
Предлагаемый земснаряд поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен схематично его общий вид (продольный разрез); на фиг.2 - то же с дополнительно размещенными в задних опорах редукторами привода вращения роторно-винтовых движителей.
Земснаряд содержит однопонтонный корпус 1, грунтозаборное устройство 2 в виде поворотной грунтозаборной всасывающей трубы 3, с патрубком, связанной через всасывающий трубопровод 4 и грунтовый насос 5 с корпусным напорным трубопроводом 6, устройство 7 для рабочих перемещений и водометный движитель 8 с водометными насадками 9, расположенными в оконечности корпуса 1. Устройство 7 рабочих перемещений выполнено в виде пары бортовых роторно-винтовых движителей 10, установленных на корпусе 1 посредством опор 11 с обтекателями 12, например, как в устройстве по а.с. СССР №961623. Внутри каждой опоры 11 выполнены вертикальные
каналы 13 и горизонтальные каналы 14. Вертикальные каналы 13 передних опор соединены с всасывающим трубопроводом 4, а вертикальные каналы 13 задних опор 11 - с напорным трубопроводом 6. Горизонтальные каналы 14 передних опор 11 сообщены с окружающей средой через водозаборный патрубок (не обозначен), а горизонтальные каналы задних опор - водометные насадки 9, через которые осуществляется выброс воды в окружающую среду. Напорный трубопровод 6 предназначен для подачи воды посредством грунтового насоса 5 от водозаборного патрубка к водометным насадкам 9, а также для подачи пульпы от всасывающей трубы 2 к присоединенной к этому трубопроводу б напорной линии (не показан). На каждой из упомянутых магистралей (3, 13, 4, и 6, 13) установлены запорные винтили (не обозначены), предназначены для отдельного включения устройств -грунтозаборного 2 или 7 - перемещений. Для вращения роторно-винтовых движителей 10 в задних опорах 11 размещен привод в виде редуктора 15, например, как в конструкции по а.св. СССР №1123593.
Земснаряд работает следующим образом. При подходе к месту разработки (озеру, пруду, каналу и т.д.) на береговой мягкой и илистой почве в контакт с опорной поверхностью вводят роторно-винтовые движители 10, имеющие значительные тяговые усилия. Для движения земснаряда по воде как при свободном перемещении по акватории, так и осуществления рабочего процесса, запускают грунтовый насос 5. Посредством грунтового насоса осуществляется забор воды в передний обтекатель, выброс ее через трубопроводы и насадки, что обеспечивает как свободное перемещение по акватории, так и заданное рабочее перемещение. В рабочем режиме посредством запорных вентилей перекрывают магистраль водометного движителя и по спущенной в подводное положение всасывающей трубе 3, всасывающему трубопроводу 4, напорному трубопроводу 6 забирают и транспортируют пульпу либо к подключенному к земснаряду плавучему пульпопроводу, либо сливают ее в стоящую у борта плавучую емкость для дальнейшей транспортировки. Для перемещения земснаряда по акватории к другому месту разработки приводят в действие водометный движитель 8. Для перемещения земснаряда по суше задействуют роторно-винтовые движители 10 посредством редукторов 15.
Использование земснаряда предлагаемой конструкции позволит существенно упростить управление как перемещением по акватории, так и рабочим процессом, экономить энерго- и трудозатраты, удешевить его и добываемый продукт.
Земснаряд может быть изготовлен на основе простых и надежных конструктивных решений, не требует специальной оснастки, обеспечивает все требуемые эксплуатационные режимы для данного класса техники.
1. Земснаряд, содержащий однопонтонный корпус, грунтозаборное устройство в виде всасывающей трубы, устройство для рабочих перемещений и водометный движитель с водометными насадками в оконечности корпуса, грунтовый насос, соединенный с корпусным напорным трубопроводом и грунтозаборным устройством, отличающийся тем, что устройство для рабочих перемещений и водометный движитель объединены и выполнены соответственно в виде бортовых роторно-винтовых движителей, смонтированных на корпусе в опорах с обтекателями, в каждой из которых выполнены вертикальный и горизонтальный каналы, при этом вертикальные каналы соединены с всасывающим и напорным трубопроводами, а горизонтальные - с окружающей средой, и горизонтальные каналы в задних опорах выполнены в виде водометных насадок.
2. Земснаряд по п.1, отличающийся тем, что в задних опорах размещены редукторы привода вращения роторно-винтовых движителей.
