Грунтозаборное устройство землесосного снаряда
Область применения: гидромеханизация, дноуглубление, подводная разработка грунтов, добыча нерудных строительных материалов и полезных ископаемых землесосными снарядами.
Целью предполагаемого изобретения является повышение производительности земснаряда по грунту, снижение просора грунта.
Сущность изобретения. Грунтозаборное устройство включает в себя фрезу 1 с отвально-направляющими лопастями 2, грунтоприемник 3 с всасывающим зевом 4. Фреза снабжена дугообразными ножами 5, установленными перед всасывающим зевом грунтоприемника. Лопасти и ножи фрезы снабжены элементами 6 для разрушения срезаемой стружки грунта. Режущие части лопастей и ножей снабжены износостойкими режущими элементами 7. Лопастями 2 создается осевой поток водогрунтовой смеси для транспортирования грунта в зону активного всасывания к зеву 4. Ножами 5 создается радиальный поток для транспортирования грунта в зону активного всасывания. Это снижает просор грунта и увеличивает консистенцию засасываемой водогрунтовой смеси и, следовательно, производительность. Элементами 6 срезаемая стружка грунта разрушается на отдельные куски, что упрощает процесс перемешивания грунта с водой и образование водогрунтовой смеси повышенной консистенции. Элементы 7 обеспечивают самозатачивание режущих кромок фрезы и повышают эффективность резания и, следовательно, производительность.
Предполагаемая полезная модель относится к гидромеханизации, а именно к подводной разработке грунтов и добыче полезных ископаемых землесосными снарядами.
Известно грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее плужную фрезу с отвалами и ножами и всасывающий наконечник, при этом отвалы на фрезе установлены с углами подъема к устью всасывающего наконечника, а ножи - с углами падения к нему (а.с. СССР №859551, Е02F 3/88, 1977 г.). Недостатком известного устройства является низкая производительность вследствие большого просора грунта: при вращении фрезы отвалами и ножами создаются осевые потоки водогрунтовой смеси, направленные навстречу друг другу. При взаимодействии противоположно направленных потоков грунт выбрасывается из зоны всасывания. Что снижает производительность вследствие большого уноса грунта и подавления всасывающей зоны.
Известно и принято за прототип грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее фрезу с отвально-направляющими лопастями и грунтоприемник с всасывающим зевом (Огородников С.П. и др. Грунтозаборное устройство земснаряда со струенаправляющим экраном. Ж-л «Строительные и дорожные машины», 1974, №6, с.7-8). В известном устройстве фреза лопастями отделяет грунт от донного массива и транспортирует его к всасывающему зеву грунтоприемника, создавая осевой поток водогрунтовой смеси одного направления, что повышает эффективность работы по сравнению с выше рассмотренным техническим решением. Недостатком данного технического решения является то, что осевой поток водогрунтовой смеси, ударяясь о лобовой лист грунтозаборного устройства, создает обратные потоки, которые уносят грунт из зоны всасывания, что снижает производительность земснаряда. Для уменьшения этого недостатка на лобовом листе устанавливают специальные экраны (а.с. СССР №427129 Е02F 3/92, 1972; а.с. СССР №962473 Е02F 3/88, 1980), которые в небольшой степени снижают унос грунта, но при этом значительно усложняют конструкцию грунтозаборного устройства.
Решаемая предполагаемой полезной моделью задача - повышение производительности землесосного снаряда по грунту.
Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого устройства, - повышение консистенции засасываемой водогрунтовой смеси.
Экологический результат - снижение загрязнения окружающей среды при разработке грунта и добыче полезных ископаемых из-под слоя
воды землесосными снарядами благодаря снижению уноса грунта из зоны всасывания.
Для решения поставленной задачи с достижением указанных технического и экологического результатов в известном грунтозаборном устройстве землесосного снаряда, включающем фрезу с отвально-направляющими лопастями и грунтоприемник с всасывающим зевом, фреза снабжена дугообразными ножами, установленными перед всасывающим зевом грунтоприемника.
Возможны дополнительные варианты осуществления заявляемого устройства, в которых целесообразно, чтобы:
- лопасти и ножи фрезы были снабжены элементами для разрушения срезаемой стружки грунта;
- режущие части лопастей и ножей были снабжены износостойкими режущими элементами.
Указанные преимущества, а также особенности предполагаемой полезной модели поясняются вариантами его осуществления со ссылками на чертежи: на фиг.1 показан общий вид грунтозаборного устройства; на фиг 2 - общий вид фрезы; на фиг.3 - вид А на фиг.2; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2; на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.2; на фиг.7 - сечение Д-Д на фиг.2, на фиг.8 - узел Е на фиг.6.
Грунтозаборное устройство землесосного снаряда включает в себя фрезу 1 с отвально-направляющими лопастями 2, грунтоприемник 3 с всасывающим зевом 4. Фреза 1 снабжена дугообразными ножами 5, установленными перед всасывающим зевом 4 грунтоприемника 3. Лопасти 2 и ножи 5 фрезы снабжены элементами 6 для разрушения срезаемой стружки грунта. Режущие части лопастей 2 и ножей 5 снабжены износостойкими режущими элементами 7.
Грунтозаборное устройство землесосного снаряда работает следующим образом. При вращении фрезы 1 в контакте ее с дном водоема лопасти 2 отрезают грунт, перемешивают его с окружающей водой и создают осевой поток водогрунтовой смеси, который движется в сторону всасывающего зева 4 грунтоприемника 3. Благодаря созданному лопастями 2 осевому потоку водогрунтовой смеси грунт перемещается в этом потоке до зоны активного всасывания, где он подхватывается струями всасываемой воды и поступает с ней во всасывающий зев 4 грунтоприемника 3. Ножи 5 также отрезают грунт и направляют его в радиальном направлении в зону активного всасывания, где он подхватывается струями всасываемой воды и поступает с ней в зев 4. Благодаря тому, что ножи 5 выполнены в виде дуг и создают только радиальный поток и не создают осевого потока, снижается просор грунта (следовательно, снижается загрязнение окружающей среды) и большая часть его поступает во всасывающий зев 4 грунтоприемника 3, что повышает консистенцию засасываемой водогрунтовой смеси и
производительность по грунту. Это обеспечивается профилированием ножей 5 в виде дуг, когда 
2>1, и 2>3.
При срезании стружки грунта происходит ее разрушение элементами 6 (при прохождении элемента 6 стружка ломается на мелкие куски), благодаря чему улучшается перемешивание грунта с водой и образование водогрунтовой смеси повышенной консистенции и засасывание ее в зев 4. Элемент 6 может быть выполнен в виде круга, приваренного к телу фрезы (фиг.8).
Износостойкие режущие элементы 7 обеспечивают самозатачивание режущих кромок лопастей 2 и ножей 5 (материал лопастей 2 и ножей 5 изнашивается быстрее, чем элементы 7, что обеспечивает самозаточку режущих кромок по мере работы фрезы), это повышает эффективность резания и увеличивает производительность. Элементы 7 могут быть выполнены в виде наплавленного на тело фрезы износостойкого материала (фиг.8).
1. Грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее фрезу с отвально-направляющими лопастями, грунтоприемник с всасывающим зевом, отличающееся тем, что фреза снабжена дугообразными ножами, установленными перед всасывающим зевом грунтоприемника.
2. Грунтозаборное устройство землесосного снаряда по п.1, отличающееся тем, что лопасти и ножи фрезы снабжены элементами для разрушения срезаемой стружки грунта.
3. Грунтозаборное устройство землесосного снаряда по п.1, отличающееся тем, что лопасти и ножи фрезы снабжены износостойкими режущими элементами.
