Роторно-ковшовое грунтозаборное устройство землесосного снаряда

 

Использование: при гидромеханизации земляных работ, а именно в устройствах по разработке грунта под водой. Сущность изобретения: устройство содержит роторный рыхлитель с ковшами, гидропривод, всасывающий трубопровод с патрубком и эжектором. Новым в устройстве является выполнение гидропривода в виде гидроцилиндров, на каждом из которых перпендикулярно их оси жестко закреплен золотник, который связан с неподвижной направляющей, всасывающий патрубок выполнен симметричным относительно всасывающего трубопровода. 4 ил.

Изобретение относится к гидромеханизации земляных работ, а именно к устройствам по разработке грунта под водой.

Известно роторно-ковшовое грунтозаборное устройство системы В. А. Мороза [1] , состоящее из бункера, ротора с ковшами, приводного вала, редуктора, привода и всасывающего трубопровода. В устройстве системы В. А. Мороза применяется электропривод надводного расположения и конически-цилиндрический редуктор. Конструкция устройства позволяет не только рыхлить, но и принудительно равномерно подавать грунт во всасывающий трубопровод земснаряда, а его производительность не зависит от угла наклона и направления папильонирования.

Недостатком данной конструкции является сложность изготовления ковшей, так как очертание задней стенки изменяется от тангенциального направления у передней режущей кромки до радиального в выходной части ковша. Кроме того, входное сечение ковша больше, чем выходное, что вызывает забивку его камнями, неразрушенными комками грунта. Слабым местом устройства также является редуктор, имеющий небольшой КПД.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является роторно-ковшовое устройство фирмы "IHC Holland" [2] , которое принято за прототип и состоит из роторного рыхлителя с ковшами, гидропривода и всасывающего трубопровода с патрубком и эжектором. Конструкция ковша этой фирмы проста, а само устройство сохраняет достоинства конструкции [1] .

К недостатку устройства относится то, что входное сечение больше выходного и это вызывает забивку ковша. Для очистки ковшей предусмотрен специальный выступ-клык, но в момент контакта с грунтом забившийся ковш будет работать в холостую. Это значительно уменьшает производительность работ.

Общим существенным недостатком всех устройств данного типа является применение в приводах масла, подаваемого под высоким давлением. Это делает устройства экологически грязными для водоемов.

Целью изобретения является повышение производительности работ и предотвращение загрязнения окружающей среды из гидропривода в отсасывающий трубопровод.

Указанная цель достигается тем, что в роторно-ковшовом грунтозаборном устройстве землесосного снаряда, содержащем роторный рыхлитель с ковшами, гидропривод, всасывающий трубопровод с патрубком и эжектором, гидропривод выполнен в виде качающихся гидроцилиндров, на каждом из которых перпендикулярно их оси жестко закреплен золотник, который кинетически связан с неподвижной направляющей, причем ковши состоят из трех сварных секций, а всасывающий патрубок выполнен симметричным относительно всасывающего трубопровода.

При анализе патентной и научно-технической литературы не выявлено технических решений, в которых присутствуют признаки, сходные с совокупностью отличительных признаков заявляемого технического решения. Следовательно, предлагаемое техническое решение обладает критерием "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3, 4 - схема работы золотников.

В состав роторно-ковшового грунтозаборного устройства входит роторный рыхлитель, состоящий из неподвижного диска 1, ведущего диска 2, с бездонными ковшами 3, выполненными из трех сварных секций. На опорном валу 4 в подшипнике закреплен шатун 5, взаимодействующий с гидроприводом, который выполнен в виде качающихся гидроцилиндров 6, на каждом из которых жестко закреплен золотник 7 перпендикулярно оси гидроцилиндра. Золотник 7 связан с неподвижной направляющей 8, закрепленной на раме 9. В состав устройства входят распределительные 10 и подводящие 11 гибкие трубы, а также всасывающий трубопровод 12 с патрубком 13, который выполнен симметричным трубопроводу 12, и эжектор 14.

Ковши 3 крепятся к двум зубчатым венцам 15, жестко связанным с ведущим диском 2. Всасывающий патрубок 13 представляет собой короб переменного сечения, прикрепленный к неподвижному диску 1 и охватывающий зевом зону контакта ковшей с грунтом так, что вода во всас может поступать только из зоны разработки грунта, это значительно интенсифицирует всасывающую способность и обеспечивает полный подбор разрыхленного грунта.

С этой же целью вода из отработавшей части гидроцилиндров 6 вытесняется поршнем и подается в эжектор 14.

Устройство работает следующим образом.

В исходном для работы положении грунтозаборного устройства при включенном грунтовом насосе подают воду под давлением в гидропривод роторного рыхлителя. Вода через золотники 7 поступает в часть гидроцилиндров 6 и приводит во вращение роторный рыхлитель с ковшами 3. Золотники 7 перемещаются совместно, причем переключение золотника происходит от взаимодействия его штока с неподвижной направляющей 8. Раму 9 опускают в забой и заглубляют на толщину слоя разработки. Ковши 3 срезают грунт, его подхватывает поток воды, поступающий во всасывающий патрубок 13. Образовавшаяся пульпа из патрубка 13 поступает во всасывающий трубопровод 12. Вода из отработавшей части гидроцилиндров 6 пульсирующим потоком поступает в эжектор 14.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство увеличивает скорость всасывающего потока, интенсифицируя всасывающую способность грунтового насоса и обеспечивая его устойчивую работу на различных глубинах разработки, повышая производительность работы установки и предотвращая замутнение окружающей среды.

Это достигается тем, что в качестве рабочей жидкости для гидропривода используют воду водоема, а отработанная вода из гидроцилиндров под давлением направляется для эжектирования всасывающего потока, что снижает просор грунта и замутнение водоема.

Кроме того, выполнение ковшей сварными из трех секций предотвращает забивку ковшей грунтом.

Формула изобретения

РОТОРНО-КОВШОВОЕ ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЗЕМЛЕСОСНОГО СНАРЯДА, включающее роторный рыхлитель с ковшами, гидропривод и гидравлически соединенный с ним всасывающий трубопровод с патрубком и эжектором, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности работ и предотвращения загрязнения окружающей среды путем отвода отработанной воды из гидропривода, гидропривод выполнен в виде качающихся гидроцилиндров, золотников, закрепленных на каждом из гидроцилиндров перпендикулярно к их оси, и из направляющих, кинематически связанных с золотниками, а всасывающий патрубок выполнен симметричным относительно всасывающего трубопровода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4