Грунтозаборное устройство землесосного снаряда
Область применения: гидромеханизация, подводная разработка глинистых и слежавшихся грунтов, разработка «глиняных линз» при добыче нерудных строительных материалов и полезных ископаемых землесосными снарядами. Целью предполагаемой полезной модели является повышение производительности земснаряда по грунту. Сущность полезной модели. Грунтозаборное устройство включает наконечник 1 с опорным устройством 2 и ножами 3, соединенный с всасывающей трубой 4. Согласно предлагаемому решению устройство дополнительно снабжено соплами 5 для гидравлического резания грунта, при этом сопла смещены относительно ножей по ходу движения землесосного снаряда. В процессе грунтозабора грунт предварительно разрезается струями воды из сопел 5 на продольные ленты, которые потом срезаются ножами 3. Благодаря разрезанию грунта на продольные ленты можно увеличить толщину срезаемого слоя грунта без ухудшения условий образования водогрунтовой смеси, что обеспечит повышение производительности земснаряда.
Предполагаемая полезная модель относится к гидромеханизации, а именно к подводной разработке глинистых и слежавшихся грунтов землесосными снарядами.
Известно грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее наконечник и фрезерный рыхлитель грунта, снабженное соплами для принудительного подвода грунта к всасывающему зеву наконечника (а.с. СССР №429165, Е 02 F 3/92, 1971 г.). Недостатком известного грунтозаборного устройства является его сложность, так как оно включает фрезу, сложную и дорогую в изготовлении, водопровод, установленный на раме, приводной двигатель, насос для подачи в сопла воды.
Известно грунтозаборное устройство с волочащимся грунтоприемником, в котором для рыхления сыпучего грунта применяются гидравлические сопла, смещенные относительно передней кромки всасывающего наконечника по ходу движения землесоса (а.с. СССР №375353 Е 02 F 3/88, 1970 г.). Недостатком известного устройства является низкая эффективность при работе на глинистых и слежавшихся грунтах, так как они не поддаются гидравлическому рыхлению, а могут только резаться.
Известно грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее поворотные ковши, установленные на раме и предназначенные для резания грунта (Шкундин Б.М. Землесосные снаряды. - М.: Энергия, 1973, с.158-159, рис.9.31, 9.33). Известно устройство выгодно отличается от указанных выше устройств простотой конструкции, отсутствием вращающихся частей и возможностью резать глинистые и слежавшиеся грунты. Недостатком известного устройства является низкая надежность работы из-за высокой вероятности забивания всасывающего зева грунтом. Так как ложе дна не ровно, то при срезании толщина слоя грунта изменяется и может быть больше высоты зева грунтоприемника, что приведет к его забою и остановке земснаряда.
Известно и принято за прототип грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее соединенный с всасывающей трубой наконечник, снабженный опорным устройством и ножами для резания грунта (Лобанов В.А. Справочник для освоения шельфа. - Л.: Судостроение, 1983, с.54, рис.2.14г). Известное устройство имеет простую конструкцию, лишенную вращающихся частей. Кроме того, в отличие от предыдущей конструкции он обладает высокой надежностью работы, так как опорное устройство огибает все неровности ложа дна, что обеспечивает постоянство толщины срезаемого слоя грунта и исключает забои грунтоприемника. Недостатком известного устройства является низкая эффективность всасывания срезанного грунта. Срезанный грунт в виде сплошной широкой стружки поступает во всасывающий зев, где он должен перемешиваться с подсасываемой водой и образовывать водогрунтовую смесь. Однако при толстых слоях срезаемого грунта процесс образования водогрунтовой смеси затруднителен, так как стружка не ломается, что приводит к забою грунтоприемника и остановке земснаряда, что снижает его производительность. Чтобы избежать этого явления, разработку грунта производят тонкими слоями (толщина срезаемого слоя грунта не превышает 150 мм). Однако работа тонкими слоями также снижает производительность земснаряда.
Решаемая предполагаемой полезной моделью задача - повышение производительности землесосного снаряда по грунту.
Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого устройства, - срезание стружки грунта в виде нескольких узких продольных лент, обеспечивающих хорошие условия для образования водогрунтовой смеси в зеве грунтоприемника.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата известное грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее соединенный с
всасывающей трубой наконечник, снабженный опорным устройством и ножами для резания грунта, согласно предполагаемой полезной модели дополнительно снабжено соплами для гидравлического резания грунта, при этом сопла смещены относительно ножей по ходу движения землесосного снаряда.
Указанные преимущества, а также особенности предполагаемой полезной модели поясняются вариантами ее осуществления со ссылками на чертежи: на фиг.1 показан продольный разрез грунтозаборного устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Грунтозаборное устройство землесосного снаряда включает в себя наконечник 1 с опорным устройством 2 и ножами 3, соединенный с всасывающей трубой 4. Перед ножами 3 установлены сопла 5 для гидравлического резания грунта. Сопла 5 могут быть установлены на коллекторе 6, соединенном с источником воды (на рисунке не показан) трубой 7. Ножи 3 могут быть установлены на подвижной части 8, соединенной с неподвижной частью шарнирно с помощью рейки 9. Ножи 3 могут быть установлены на опоре 10 на кронштейнах 11. Между подвижной частью 8 и ложем дна 12 может быть образована всасывающая щель 13.
Грунтозаборное устройство землесосного снаряда работает следующим образом. При рабочем движении грунтозаборного устройства (на фиг.1 показано стрелкой) к соплам 5 подается под давлением вода. Истекая из сопел 5 струи воды 14 врезаются в грунт, разрезая его по ширине грунтоприемника на узкие продольные ленты 15 шириной b. Ленты 15 грунта отрезаются толщиной h ножами 3 от ложа дна 12 и поступают внутрь наконечника 1. В наконечнике 1 отрезанные ленты 15 попадают во всасываемый поток воды, поступающий из всасывающей щели 13, разрушаются им на куски и перемешиваются с водой, образуя водогрунтовую смесь. Срезание снимаемого слоя грунта толщиной h в виде продольных узких лент 15 шириной b облегчает разрушение его на куски и перемешивание с водой при образовании водогрунтовой смеси, что обеспечивает ее всасывание с высокой производительностью. При уменьшении ширины b лент 15 (за счет увеличения количества сопел 5) можно увеличивать толщину h снимаемого слоя грунта, сохраняя эффективное разрушение лент на куски в наконечнике 1. Благодаря этому при той же скорости перемещения грунтозаборного устройства будет больше срезаться грунта, что повысит производительность земснаряда.
Предлагаемое устройство может быть использовано в качестве волочащегося на самоотвозных земснарядах, а также на земснарядах гидромеханизации. Известно, что при добыче песка и гравия способом гидромеханизации применяются грунтозаборные устройства с гидравлическим рыхлением грунта. Однако в грунте могут присутствовать включения глинистой породы - «глиняные линзы». Грунтозаборные устройства с гидравлическими рыхлителями не могут разрабатывать такие включения, так как они предназначены для рыхления грунта, а не для его резания. В этом случае на земснаряде необходимо иметь предлагаемое в нашей заявке грунтозаборное устройство. Для разработки «глиняных линз» предлагаемое нами грунтозаборное устройство должно быть установлено на раме земснаряда вместо штатного. При этом грунтозабор будет осуществляться при перемещении земснаряда с помощью кормовых становой или папильонажных лебедок при движении назад (в сторону кормы). В качестве источника воды при этом необходимо иметь два насоса. Гидравлическое резание грунта осуществляется от двух последовательно подключенных насосов гидрорыхления, что увеличивает их напор в два раза - около 0,7 МПа (при добыче песчано-гравийного грунта с штатным грунтозаборным устройством эти два насоса подключаются параллельно к гидравлическому рыхлителю, что увеличивает их подачу в два раза и снижает напор до необходимого при рыхлении грунта - около 0,35 МПа). Таким образом, применение предлагаемого устройства в составе земснаряда гидромеханизации расширяет функциональные возможности этого земснаряда.
Грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее соединенный с всасывающей трубой наконечник, снабженный опорным устройством и ножами для резания грунта, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено соплами для гидравлического резания грунта, при этом сопла смещены относительно ножей по ходу движения землесосного снаряда.
