Грунтозаборное устройство земснаряда
Область применения: дноуглубление водных путей землесосными снарядами. Целью предполагаемой полезной модели является повышение эффективности разработки перекатов путем снижения переуглубления на неровность выработки дна, а также снижение материалоемкости грунтозаборного устройства. Сущность полезной модели. Грунтозаборное устройство земснаряда включает в себя всасывающую трубу 1; грунтоприемник 2, выполненный в виде веерообразно смонтированных трех всасывающих патрубков 3, 4, 5 с всасывающими зевами 6, 7, 8; гидрорыхлитель грунта 9 с фронтальными соплами 10; подводящую трубу 11 гидрорыхлителя. Гидрорыхлитель 9 снабжен дополнительными боковыми размывающими соплами 12 и соединен с подводящей трубой 11 нагнетательными патрубками 13, 14, 15, соединенными с всасывающими патрубками элементами жесткости 16, 17 с образованием пространственной фермы. Всасывающие зевы 6, 7, 8 снабжены экранами 18 и защитными решетками 19. Гидрорыхлитель грунта снабжен режущими элементами 20. Три всасывающие патрубка с всасывающими зевами обеспечивают формирование ложа разрабатываемой траншеи в виде трех каналов, разделенных гребнями неразработанного грунта, высота которых близка к высоте гребней неразработанного грунта между траншеями, что снижает объем бесполезно снимаемого грунта при достижении проектной глубины переката. Боковые сопла, установленные под углом к вертикальной плоскости, обеспечивают размыв гребней между вырабатываемыми каналами и траншеями, что повышает ровность дна и снижает величину переуглубления. Соединение нагнетательных патрубков с всасывающими с помощью элементов жесткости в виде пространственной фермы обеспечивает высокую прочность грунтоприемника при минимальных затратах материала. Установка фронтальных сопел под углом к горизонтальной плоскости грунтоприемника и снабжение гирорыхлителя механическими режущими элеменитами улучшает процесс заглубления грунтоприемника в грунт в начале работы и снижает сопротивление перемещению грунтоприемника вперед по мере разработки траншеи. Установка защитных решеток на зеве снижает вероятность засорения грунтоприемника и грунтового насоса негабаритными включениями. Установка экранов над всасывающими зевами грунтоприемника увеличит консистенцию засасываемой водогрунтовой смеси.
Предполагаемая полезная модель относится к дноуглубительной технике и может быть использована на земснарядах, предназначенных для разработки песчаных и песчано-гравийных грунтов траншейным способом с целью углубления водных путей.
Известен всасывающий наконечник грунтозаборного устройства, предназначенный для траншейного землесоса, выполненный с щелевидной формой устья и оборудованный гидрорыхлителем и выносной предохранительной решеткой (Краковский И.И. Суда технического флота. - Л.: Судостроение, 1968, с.135-136). Недостатком данного щелевидного наконечника является низкая скорость разработки перекатов вследствие необходимости извлечения значительного объема бесполезного грунта за счет переуглубления для получения проектной отметки дна, а также невозможность работы земснаряда на перекатах с глубиной, меньшей осадки земснаряда, и при прокладке каналов.
Известно также грунтозаборное устройство землесосного снаряда с несколькими всасывающими патрубками, смонтированными на заборном конце всасывающего трубопровода и расположенными веерообразно в одной плоскости (а.с. СССР №178749, кл. Е02F 3/92, 1964). Недостаток известного грунтозаборного устройства заключается в низкой скорости разработки перекатов и невозможности получения ровности дна.
Известно и принято за прототип грунтозаборное устройство земснаряда, включающее всасывающую трубу; грунтоприемник, выполненный в виде веерообразно смонтированных на конце всасывающей трубы всасывающих патрубков с всасывающими зевами; гидрорыхлитель грунта с фронтальными соплами; подводящую трубу гидрорыхлителя (а.с. СССР №998673, кл. Е02F 3/88, 1980). Недостатком известного грунтозаборного устройства является значительный объем бесполезно извлеченного грунта за счет того, что гребни непроработанного грунта, которые остаются между траншеями при получении проектной отметки дна, значительно больше гребней между всасывающими секциями грунтоприемника. Поэтому дополнительный грунт, извлеченный между секциями ниже уровня гребней между траншеями, оказывается разработанным бесполезно. Это приводит к увеличению времени разработки перекатов, дополнительным затратам средств на разработку переката и дополнительным износам дноуглубительного оборудования, то есть к снижению эффективности разработки перекатов. Кроме того, известное грунтозаборное устройство при наличии четырех всасывающих патрубков является громоздким и материалоемким.
Предполагаемая полезная модель решает задачу повышения эффективности разработки перекатов.
Технический результат, который может быть получен при решении поставленной задачи, заключается в уменьшении бесполезно снимаемого грунта
при достижении проектной отметки дна за счет увеличения высоты гребней непроработанного грунта между всасывающими секциями грунтоприемника до значения высоты гребней между траншеями, а также в снижении величины переуглубления за счет снижения высоты гребней между траншеями и в снижении материалоемкости устройства.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном грунтозаборном устройстве земснаряда, включающем всасывающую трубу; грунтоприемник, выполненный в виде веерообразно смонтированных на конце всасывающей трубы всасывающих патрубков с всасывающими зевами; гидрорыхлитель грунта с фронтальными соплами; подводящую трубу гидрорыхлителя, согласно предлагаемой полезной модели грунтоприемник выполнен из трех всасывающих патрубков, а гидрорыхлитель грунта снабжен дополнительными боковыми соплами и соединен с подводящей трубой нагнетательными патрубками, соединенными с всасывающими патрубками элементами жесткости с образованием пространственной фермы.
Возможны дополнительные варианты конструкции грунтозаборного устройства земснаряда, в которых целесообразно, чтобы:
- боковые размывающие сопла были установлены под углом 15-60° к вертикальной плоскости грунтоприемника;
- фронтальные сопла были установлены под углом 5-30° к горизонтальной плоскости грунтоприемника;
- всасывающие зевы были снабжены экранами и защитными решетками;
- гидрорыхлитель грунта был снабжен режущими элементами.
Указанные преимущества, а также особенности предполагаемой полезной модели поясняются вариантами ее осуществления со ссылками на чертежи: на фиг 1 показан вид грунтозаборного устройства сбоку; на фиг 2 - вид сверху на фиг.1; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - вид Б на фиг.3; на фиг.5 - вид В на фиг.2; на фиг.6 - вид Г на фиг.5; на фиг.7 - поперечное сечение двух смежных траншей.
Грунтозаборное устройство земснаряда включает в себя всасывающую трубу 1; грунтоприемник 2, выполненный в виде веерообразно смонтированных всасывающих патрубков 3, 4 и 5 с всасывающими зевами 6, 7 и 8; гидрорыхлитель грунта 9 с фронтальными соплами 10; подводящую трубу 11 гидрорыхлителя. Гидрорыхлитель 9 снабжен дополнительными боковыми соплами 12 и соединен с подводящей трубой 11 нагнетательными патрубками 13, 14 и 15, соединенными с всасывающими патрубками 3, 4 и 5 элементами жесткости 16, 17 с образованием пространственной фермы. Всасыавющие зевы 6, 7 и 8 снабжены экранами 18 и защитными решетками 19. Гидрорыхлитель грунта 9 снабжен режущими элементами 20. Грунтозаборное устройство смонтировано на раме 21 с помощью фланцевого соединения 22. Для подачи воды на рыхление грунта установлены распределительные патрубки 23, 24, 25.
Грунтозаборное устройство земснаряда работает следующим образом. Рама 21 опускается до соприкосновения режущих элементов 20 с грунтом. При этом в коллекторы 9 подается вода, которая, истекая из сопел 10 и 12, размывает грунт. Размытый грунт перемешивается с окружающей водой и засасывается в зевы 6, 7, 8 и далее по патрубкам 3, 4, 5 во всасывающую трубу 1. После опускания рамы 21 до контрольной отметки земснаряд (не показан) начинает перемещаться вперед вместе с грунтозаборным устройством. Грунт перед грунтоприемником 2 размывается водой, истекающей из сопел 10 и 12, а также срезается режущими элементами 20 и всасывается во всасывающие зевы 6, 7, 8. Таким образом, в грунте выбирается траншея проектной глубины.
Благодаря тому, что грунторпиемник 2 выполнен из трех всасывающих патрубков 3, 4, 5 с всасывающими зевами 6, 7, 8, ложе траншеи выполняется в виде трех каналов (фиг.7), разделенных гребнями неразработанного грунта, высота которых hг не превышает высоту гребня между траншеями hтр. Таким образом, глубина проектного дна hпр определяется как hпр=hз-h тр, где hз - величина заглубления грунтоприемника в грунт. Если hтр>h г, то переуглубление увеличится и будет выниматься бесполезный грунт для достижения проектной глубины. Как показывает опыт эксплуатации дноуглубительных земснарядов с секционными грунтоприемниками наиболее эффективными являются трехсекционные.
Боковые сопла 12 обеспечивают размыв гребней между вырабатываемыми каналами и траншеями, благодаря чему уменьшается значение h г и hтр, поэтому величину h з можно снизить при достижении hпр . Это дает возможность уменьшить объем извлекаемого грунта при достижении проектной глубины, что повышает эффективность разработки перекатов.
Соединение нагнетательных патрубков 13, 14, 15 с всасывающими 3, 4, 5 элементами жесткости 16, 17 с образованием пространственной фермы обеспечивает высокую прочность грунтоприемника при минимальных затратах материала.
Установка боковых размывающих сопел 12 под углом 
=15-60° к вертикальной плоскости грунтоприемника обеспечит оптимальный размыв гребней между каналами и траншеями для различных условий грунтозабора и рода грунта, что снизит высоту гребней и объем извлекаемого грунта при достижении проектной глубины переката.
Установка фронтальных размывающих сопел 10 под углом 
=5-30° к горизонтальной плоскости грунтоприемника обеспечит более эффективный размыв грунта при различных глубинах грунтозабора и изменении рода грунта, а также снизит сопротивление при заглублении грунтоприемника в грунт в начале работы, что также повысит эффективность разработки перекатов.
Установка экранов 18 над всасывающими зевами 6, 7, 8 позволит уменьшить подсасывание чистой воды и увеличит консистенцию засасываемой водогрунтовой смеси, что снизит затраты на извлечение и транспортирование грунта при разработке перекатов.
Установка защитных решеток 19 на всасывающих зевах 6, 7, 8 исключит попадание негабаритных предметов и снизит засорение грунтоприемника и грунтового насоса, что увеличит коэффициент эксплуатации по времени земснаряда.
Установка режущих элементов 20 на гидрорыхлителе грунта 9 обеспечивает заглубление грунтоприемника в грунт в начале работы при различных грунтах, а также снижает сопротивление перемещению грунтоприемника вперед по мере разработки траншеи, что повышает эффективность разработки перекатов.
1. Грунтозаборное устройство земснаряда, включающее всасывающую трубу, грунтоприемник, выполненный в виде веерообразно смонтированных на конце всасывающей трубы всасывающих патрубков с всасывающими зевами, гидрорыхлитель грунта с фронтальными соплами, подводящую трубу гидрорыхлителя, отличающееся тем, что грунтоприемник выполнен из трех всасывающих патрубков, а гидрорыхлитель грунта снабжен дополнительными боковыми соплами и соединен с подводящей трубой нагнетательными патрубками, соединенными с всасывающими патрубками элементами жесткости с образованием пространственной фермы.
2. Грунтозаборное устройство земснаряда по п.1, отличающееся тем, что боковые размывающие сопла установлены под углом 15-60° к вертикальной плоскости грунтоприемника.
3. Грунтозаборное устройство земснаряда по п.1, отличающееся тем, что фронтальные сопла установлены под углом 5-30° к горизонтальной плоскости грунтоприемника.
4. Грунтозаборное устройство земснаряда по п.1, отличающееся тем, что всасывающие зевы снабжены экранами и защитными решетками.
5. Грунтозаборное устройство земснаряда по п.1, отличающееся тем, что гидрорыхлитель грунта снабжен режущими элементами.
