Грунтозаборное устройство земснаряда для разработки илистых грунтов

 

(19) RÖ (! 1) (51) 5 E 02 F 3 88

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

„ " ТЕ ц, К ПАТЕНТУ (21) 5008594/03 (22) 021091 (46) 30.1093 Бюл. Na 39-40

P1} 8сесоюзный трест Тидромеханизация"

Минэнерго СССР

P2) Гурьев Б.Г Цурган ФЛ„ Штин С.М„Фридман

ММ„Хорьков БВ. (73) Государственный специализированный строитетъный трест "Энергогидромеханизация" (54) ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЗЕМСНАРЯДА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ИЛИСТЫХ ГРУНТ08 (57) Использование: в устройствах для подводной разработки грунта лри добыче илистых грунтов (например, салролелей) со дна водоемов Сущность изобретения: грунтозаборное устройство содержит соединенную с корпусом всасывающую трубу с наконечником. Перлендикулярно оси наконечника жестко закреплен кожу) в котором установлен лриводной вал На валу смонтированы ножи-рыхлители и шнековые уширители ло обеим сторонам от пакета ножей. На кожухе закреплен отражательэкран. Ножи вылолнены многололастными При включении грунтозаборного устройства в работу кольцевые ножи, вращаясь, прорезают грунт и с помощью лопаток на ножах подают его во входную щель наконечника всасывающей трубы. При этом шнеки, вращаясь на валу, перемещают илистый грунт в зону всасывания Параметры устройства связаны соотношением, определяющим его олтимальную работу. 3 ил.

2001999

Изобретение относится к устройствам для подводной разработки грунта и предназначено для добычи илистых rðóíòoâ (например, сапропелей) со дна водоемов.

Известно грунтозаборное устройство, содержащее размещенную на раме всасывающую трубу с наконечником, снабженным дисковыми рыхлителями, В известной конструкции наличие дисковых рыхлителей, расположенных на патрубке с наклоном к его оси, позволяет перемещать раэрыхляемый грунт в сторону всасывающего наконечника. При этом расположение патрубка перпендикулярно оси всасывающей трубы расширяет зону разработки грунта. Однако выполнение патрубка со всасывающими окнами для забора грунта может приводить к забиванию патрубка вязкими или твердыми грунтами, камнями и т.n., что потребует затрат времени на его чистку. Кроме того, расположение рыхлителя под углом к оси патрубка позволяет перемещать грунт к оси трубы, однако ухудшает рыхлящие свойства рыхлителей (фрез), которые не могут одновременно хорошо выполнять две функции — рыхления и перемещения грунта.

Известно также грунтозаборное устройство, содержащее установленную на раме замснаряда всасывающую трубу с наконеч° ником, в кожухе которого на оси параллельно установлены дисковые ножи-рыхлители.

Известное устройство позволяет забирать грунт без разбавления его водой за счет защемления его между ножами-рыхлителями и подачи к заборному патрубку.

К недостаткам известного устройства можно отнести невысокую производительность, обусловленную, с одной стороны, небольшой зоной разработки грунта за один проход ввиду отсутствия уширителей и параллельного расположения ножей, а с другой стороны — малой скоростью вращения ротора с ножами во избежание выбрасывания грунта, защемленного между ножами, при увеличении скорости вращения ротора.

Цель изобретения — повышение производительности устройства.

Это достигается тем, что грунтозаборное устройство земснаряда для разработки илистых грунтов, содержащее трубу с наконечником, прикрепленный под прямым углом к его оси кожуха, установленный концами в кожухе приводной вал со смонтированными на нем параллельно друг другу дисковыми ножами, снабжено шнековым уширителем. смонтированным на концах приводного вала по обе стороны от дисковых ножей, отражателем-экраном, жестко закрепленным на кожухе с наружной сторо5

55 ны наконечника, при этом ширина входной части наконечника равна длине участка вала с дисковыми ножами, шнековые уширители выполнены одного диаметра с ножами-рыхлителями, а последние выполнены многолопастными с радиальными лопастями, при этом общая ширина грунтозаборного устройства вместе с шнековыми уширителями, ширина отражателя-экрана, длина вала с пакетом ножей, а также высота щели наконечника и диаметр ножей связаны соотношением

В =(в — а)

h Чвс К

D Vè 1+К где  — общая ширина грунтозаборного устройства вместе со шнековыми уширителяЬ вЂ” длина участка вала с пакетом ножей; а — ширина (длина вдоль вала) отража еля-экрана;

h — высота входной щели всасывающего наконечника;

D — диаметр ножей-рыхлителей;

V < — скорость всасывания пульпы;

Чп — скорость перемещения земснаряда;

К = †-Š— — ооьемнея консистенция

9г

gn 9гр пульг|ы, д,р — производительность земснаряда по грунту;

9л — пРоизводительность эемснаРЯда пО пульпе.

На фиг,1 изображено грунтозаборное устройство, общий вид (сбоку); на фиг.2— разрез А — А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг.2.

Грунтозаборное устройство земснаряда содержит соединенную с его корпусом 1 всасывающую трубу 2 с наконечником 3, перпендикулярно оси которого жестко прикреплен кожух 4. В кожухе установлен приводной вал 5. На валу параллельно друг другу смонтированы дисковые ножи-рыхлители 6 и шнековые уширители 7 и 8 по обеим сторонам от пакета ножей-рыхлителей. Диаметры кэжей-рыхлителей и шнековых уширителей 7 и 8 равны. На кожухе 4 с наружной стороны наконечника всасывающей трубы жестко закреплен отражатель-экран 9, Ножи-рыхлители выполнены многолопасными, на концах лопастей 10 жестко закреплены лопатки 11, расположенные перпендикулярно к радиальным осям лопастей (по диаметру описанной окружности ножей), Ось 5 может быть выполнена иэ двух полуосей с раздельными приводами 12, 2001999

Зависимость ширины грунтозабора В от других параметров определяется однозначным образом из следующих соотношений:

g„ (1) где gcp — производительность земснаряда по грунту;

 — длина вала в кожухе с ножами и шнеками, равная ширине разрабатываемой прорези;

D — диаметр дисковых ножей (шнеков), равный высоте слоя срезаемого эа один проход грунта;

Чп — скорость перемещения земснаряда С другой стороны, заданная производительность земснаряда по пульпе определяется иэ соотношения:

gn = Fec Vsc = h (Ь вЂ” а) Vac (2) где h — высота входной щели наконечника;

Ь вЂ” длина участка вала с пакетом ножей, равная ширине входной части наконечника (ширина всаса); а — ширина отражателя-экрана, равная

"мертвой зоне" всаса;

V8c — скорость всасыеания пульпы.

Исходя иэ задаваемого соотношения междУ grp u 9п — К, где К вЂ” конси9г

9п 9гр стенция пульпы, и подставляя е него значения 9гр и 9п из фоРмУЛ {1) и (2), получим соотношение;

В =(Ь вЂ” а) — — — (3)

Il Vec К

О V„ +К

Таким образом, можно однозначно определить оптимальную ширину грунтозаборного устройства (и ширину разрабатываемой прорези) В, а значит, принять равную ей длину вала с ножами и шнеками.

Использование шнековых уширителей можно при высоких значениях консистенции пульпы, т.е. при разработке илистых грунтов, Например, при разработке сапропелей может быть обеспечено К - вв(9п =

h Vsc

=g р). В этом случае В - (Ь вЂ” а) — — (4)

Иэ выражения (4) следует, что В > (b — а), если — — > 1

h, Vec /п (5) Таким образом, использование шнекоеых уширителей необходимо в тех случаях, Ь V., Ь V. когда — — 1, т.е. — > {6)

O V. D V., Устройство работает следующим образом. При включении приводов 12 грунтозаборного устройства кольцевые ножи б, вращаясь, прорезают грунт и с помощью

10 лопаток 11 на ножах подают его ео входную щель наконечника 3 всасывающей трубы.

При этом шнеки 7 и 8, вращаясь на валу 5, перемещают илистый грунт в зону есасывания.

15 Необходимо отметить, что только оптимальное сочетание ножей-рыхлителей, установленных на одном валу, обеспечивает наиболее экономичную работу устройства.

Так, при выполнении шнеков по всей длине

20 вала без дисковых ножей-рыхлителей ухудшается рыхление грунта и забор его в патрубок, а также затрачивается излишняя мощность на транспортирование грунта к центру есаса, 25

Отсутствие же шнеков и использование только ножей-рыхлителей приведет к неоправданному увеличению мощности приводов для обеспечения всасывания пульпы с

30 той же пирины прорези, так как для всасывания пульпы (грунта) от боковых участков наконечника всасывающей трубы при отсутствии перемещающих пульпу шнеков нужно использовать грунтонасосы большей мощ35 ности, Сочетание ж дисковых ножей-рыхлителей, разрыхляющих грунт в зоне всаса и подающих его во всасывающую трубу, и

40 шнеков-уширителей, подающих грунт в зону всасыеания, позволит повысить производительность работы и снизить мощность грунтонасоса и приводов вращения вала со шнеками и дисками.

{56) Авторское свидетельство СССР

N977604,,кл. F 02 F 3/88, 1981, Авторское свидетельство СССР

М 825790, кл, Е 02 F 3/88, 1974.

2001999

Формула изобретения

ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО

ЗЕМСНАРЯДА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ИЛИСТЫХ ГРУНТОВ, содержащее трубу с наконечником, прикрепленный к нему перпендикулярно к его продольной оси кожух и установленный концами в кожухе приводной вал со смонтированными на нем параллельно друг другу дисковыми ножами, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности. оно снабжено шнековыми уширителями, смонтированными на концах приводного вала по обе стороны от дисковых ножей, и отражателем-экраном, жестко закрепленным на кожухе с наружной стороны наконечника, при этом ширина выходной части наконечника равна длине участка вала с дисковыми ножами, шнековые уширители выполнены одного диаметра с ножами рыхлителями, а последние выполнены многолопастными с радиальными лопастями, при этом общая ширина грунтозаборного устройства вместе с шнековыми уширителями, длина вала кожуха, ширина отражателя-экрана, длина вала с пакетом ножей, а также высота щели наконечника и диа5 етр ножей связаны соотношением

В =(Ь вЂ” а) ° — ° —" °

0 v> (1+ 3с) где В - общая ширина грунтозабора;

Ь - длина участка вала с пакетом ножей;

10 а - ширина (длина вдоль вала) отражателя-экрана;

h - высота входной щели всасывающего наконечника;

0 - диаметр ножей-рыхлителей;

vsc - скорость всасывания пульпы; чп - скорость перемещения земснаряда;

9гр — — - объемная консистенция

2дпульпы;

grp - производительность земснаряда по грунту; дл - производительность земснаряда по пульпе, 2001999

Составитель Л.Черепенкина

Редактор Л.Народная Техред М.Моргентал Корректор С.Юско

Заказ 3158

Тираж Подписное

H00" Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101