Устройство для очистки дна водоемов

Изобретение относится к устройствам для экскавации, рыхления или перемещения грунта и используется при подъеме ила и донных отложений. Целью изобретения является снижение энергозатрат при очистке дна водоемов от илистых отложений и других донных отложений. Устройство для очистки дна водоемов включает приемный трубопровод совмещенный с бункером. Выход приемного трубопровода соединен через блок фильтрующих элементов с нагнетательным трубопроводом. Устройство дополнительно содержит разгрузочный трубопровод. Бункер разделен на накопительные секции, при этом накопительные секции и выход нагнетательного трубопровода соединены через задвижки с разгрузочным трубопроводом. Блок фильтрующих элементов состоит из фильтров грубой и тонкой очистки. Фильтрующий элемент выполнен в виде перфорированной трубы с установленным внутри соосным шнеком. Вход перфорированной трубы обращен к потоку воды, а выход соединен с илосборником. 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для экскавации, рыхления или перемещения грунта и используется при подъеме ила и донных отложений.

Известна озерная установка для разработки илистых грунтов (патент SU 1797640), включающая смонтированный на плавучем основании корпус с илоприемником на нижнем конце, механизм для погрузки ила в транспортные емкости. При этом для снижения энергозатрат, повышения надежности и обеспечения естественной влажности ила корпус выполнен в виде открытой шахты со свободным уровнем ила, механизм для погрузки выполнен в виде насоса.

Известно устройство для добычи сапропеля (патент RU 2193627), содержащее плавсредство, приспособленное для переработки сапропеля, лебедку с тяговым органом, приемное приспособление для захвата сапропеля в виде перевернутого короба П-образного поперечного сечения, снабженного закрепленными на его крышке понтонами переменной плавучести, и всасывающего патрубка, гибкого рукава между плавсредством и коробом, грунтового насоса с электродвигателем. Грунтовый насос смонтирован на крышке короба, а его нагнетательный патрубок связан с гибким рукавом, электродвигатель размещен в герметизированной капсуле, соединенной трубой с надводной зоной с возможностью размещения в полости трубы кабеля питания и управления электродвигателем и шланга для сжатого воздуха, при этом кинематическая связь электродвигателя с грунтовым насосом осуществлена через трансмиссионный вал с сальниковым приспособлением в крышке герметизированной капсулы.

Недостатком известных изобретений является то, что все донные отложения, включая камни, песок, воду, оказываются в накопительной емкости и транспортируются в ней тогда как для очистки дна достаточно собрать взвеси, ил, донные отложения и т.п.

Известна установка для транспортировки со дна водоема пульпы (патент RU 2039162), включающая нагнетательный и приемный трубопроводы и рабочую камеру. При этом она снабжена приемной емкостью, разделенной фильтрующими элементами по меньшей мере на два отсека, в одном из которых размещен вход системы откачки очищенной в фильтрующих элементах воды, а в другом выход приемного трубопровода, а рабочая камера размещена выше уровня воды в водоеме. Установка снабжена задвижкой на размещенном у дна водоема входе нагнетательного трубопровода и задвижкой на выходе приемного трубопровода.

Недостатком этой установки являются повышенные энергозатраты на подъем всей всасываемой массы на поверхность водоема. Кроме того, фильтрация всей поступающей массы не позволяет эффективно очищать воду от ила и взвесей и существенно повышает энергозатраты при работе установки.

Известна установка для подъема руды со дна водоемов (патент GB 1545867), выбранная в качестве прототипа, включающая приемный и нагнетательный трубопроводы, блок фильтрующих элементов, при этом приемный трубопровод совмещен с бункером, а выход приемного трубопровода соединен через блок фильтрующих элементов с нагнетательным трубопроводом, что обеспечивает снижение энергозатрат за счет исключения подъема всей всасываемой массы на поверхность водоема. Каждый блок, состоящий из приемного трубопровода и фильтрующих элементов, собирает руду с заданным размером частиц.

Недостатком такой конструкции является то, что она не позволяет использовать ее для очищения дна водоема от илистых осаждений, характеризующихся малыми размерами частиц. Кроме того, в установке не предусмотрен сброс отсортированных фракций руды без их подъема на поверхность, что приводит к излишним энергозатрам при использовании установки для очистки водоема.

Целью изобретения является снижение энергозатрат при очистке дна водоемов от илистых отложений и других донных отложений.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для очистки дна водоемов, включающее приемный трубопровод, совмещенный с бункером, при этом выход приемного трубопровода соединен через блок фильтрующих элементов с нагнетательным трубопроводом. Устройство дополнительно содержит разгрузочный трубопровод. Бункер разделен на накопительные секции, при этом накопительные секции и выход нагнетательного трубопровода соединены через задвижки с разгрузочным трубопроводом. Блок фильтрующих элементов состоит из фильтров грубой и тонкой очистки. Фильтрующий элемент выполнен в виде перфорированной трубы с установленным внутри соосным шнеком, при этом вход перфорированной трубы обращен к потоку воды, а выход соединен с илосборником. Выходы фильтрующих элементов фильтра грубой очистки соединены с илосборником через центрифугу. На входе блока фильтрующих элементов дополнительно установлены измельчители с сеткой. Приемный трубопровод имеет подвижную часть с изменяющейся длиной. Устройство устанавливается на колесном или на гусеничном шасси.

Описание чертежей

Фиг.1 - Устройство для очистки дна водоема.

Фиг.2 - Фильтрующий элемент.

Фиг.3 - Перфорированная труба.

Фиг.4 - Вход блока фильтрующих элементов.

Устройство (фиг.1) включает приемный трубопровод 1 с бункером 2, разделенным на накопительные секции 3. Выход приемного трубопровода 1 соединен через блок 4 фильтрующих элементов 5 с нагнетательным трубопроводом 6. Накопительные секции 3 и нагнетательный трубопровод 6 соединены через задвижки 7, 8 с разгрузочным трубопроводом 9. Блок 4 фильтрующих элементов состоит из фильтров грубой 10 и тонкой очистки 11. Фильтрующий элемент 12 (фиг.2) выполнен в виде перфорированной трубы 13 с отверстиями (показано на фиг.3) с установленным внутри соосным шнеком 14, при этом входные концы 29 перфорированных труб обращены к потоку воды и закреплены в ячейках перегородки 31, а выходные концы 32 соединены с илосборником 15 через наклонный желоб 24 и центрифугу 16.

Приемный трубопровод 1 имеет подвижную часть 19 с изменяющейся длиной и снабжен задвижкой 20. Электродвигатель 21 соединен с крыльчаткой 22, установленной на выходе нагнетательного трубопровода 6.

Разгрузочный трубопровод 9 имеет подвижную часть 25, которая может быть повернута в сторону от устройства.

На входных отверстиях 26 перед блоком 4 фильтрующих элементов (фиг.4) дополнительно установлены измельчители 17 с сеткой 18. Каждый измельчитель 17 соединен при помощи вала 23 с электродвигателем 30.

Габариты устройства подобраны таким образом, чтобы оно было пригодно для транспортировки к водоему, для этого оно может быть снабжено колесным 27 или гусеничным 28 шасси.

Устройство работает следующим образом.

Электродвигатель 21 приводит во вращение крыльчатку 22 на выходе нагнетательного трубопровода 6, что создает тягу в трубопроводах устройства. Грунт с илом, донными отложениями всасывается через подвижную часть 19 приемного трубопровода 1.

Далее поток воды с включениями попадает в бункер 2 с накопительными секциями 3. Бункер 2 с накопительными секциями 3 имеет существенно больший объем и площадь проходного сечения, чем у приемного трубопровода 1. Поэтому скорость потока в бункере 1 уменьшается до значения, при котором происходит эффективное разделение частиц в накопительных секциях 3. В секциях 3, расположенных ближе к входу приемного трубопровода 1, оседают включения с большим удельным весом. Илистые отложения с небольшим удельным весом засасываются в блок 4 фильтрующих элементов.

После измельчителей 17 масса и взвеси поступают к входным концам 29 фильтрующих элементов 5 фильтра 10 грубой очистки. Измельчители 17 приводятся в действие при помощи вала 23, соединенного с электродвигателем 30.

Шнек 14 собирает не прошедшую через отверстия 13 в стенке фильтрующего элемента 12 массу в выходных концах 32, соединенных с центрифугой 16 при помощи наклонного желоба 26. Центрифуга 16 предназначена для удаления лишней влаги из поступающей смеси. Шнек 14 может быть выполнен с переменным шагом, уменьшающимся к выходному концу 32 для эффективного проталкивания оставшейся в фильтрующем элементе массы.

Вода из фильтрующих элементов фильтра 10 грубой очистки поступает в фильтр 11 тонкой очистки со шнеками 14, фильтрующие элементы которого имеют меньший размер отверстий. Частицы ила и взвесей собираются в илосборнике 15. Отфильтрованная вода поступает в нагнетательный трубопровод 6.

Для разгрузки собранных камней, гравия, песка, собранных в различных секциях 3 бункера, 2 предусмотрены задвижки 7. Во время разгрузки выбранной секции в разгрузочный трубопровод 9, при открытии задвижки 8 поток воды от крыльчатки 22 вымывает компоненты грунта через подвижную часть 25 разгрузочного трубопровода 9. Подвижная часть 25 может быть повернута таким образом, чтобы выбрасывать грунт в сторону от устройства или позади при присоединении дополнительной секции.

При поступательном движении устройства подвижная часть 19 приемного трубопровода 1 через привод от электромотора или от ходовой части устройства совершает маятниковые движения. При повороте подвижной части 19 ее длина согласованно увеличивается за счет телескопического соединения частей. Всасывающий конец подвижной части 19 всегда соприкасается с грунтом. При этом увеличивается ширина обработанного за один проход участка дна.

Габариты устройства подобраны таким образом, чтобы оно было пригодно для транспортировки к водоему, для этого оно может быть снабжено колесным шасси 27. Привод на колеса для передвижения устройства при работе в водоеме с пригодным для этого профилем дна (например, бетонированные каналы) может быть выполнен при помощи электромоторов на каждом колесе или буксировкой.

В зависимости от состава грунта или профиля дна колесное шасси 27 может быть демонтировано и установлено гусеничное шасси 28. Гусеничное шасси 28 выполнено из катков небольшого диаметра, образующих две гусеницы с ведущими катками.

Кроме того, при сложном профиле дна устройство может быть снабжено средствами для придания ему плавучести, например, буйками или понтонами. При этом для облегчения снимается колесное и гусеничное шасси 27, 28, разгрузочный трубопровод 9.

Крыльчатка 22, вал 23, шнеки 14, центрифуга 16 приводятся во вращение от асинхронных электродвигателей 21, 30, изменяющих частоту вращения в зависимости от условий работы устройства, а именно, пропускной способности фильтрующих элементов и общей производительности устройства с установленными фильтрами. Питание электродвигателей осуществляется при помощи кабеля необходимой длины (не показан).

Таким образом, в описанном устройстве достигается снижение энергозатрат при очистке дна от ила и донных отложений. Кроме того, становится возможной очистка воды от ила и взвесей при использовании двухступенчатой фильтрации.

1. Устройство для очистки дна водоемов, включающее приемный трубопровод, совмещенный с бункером, выход приемного трубопровода соединен через блок фильтрующих элементов с нагнетательным трубопроводом, отличающееся тем, что дополнительно содержит разгрузочный трубопровод, бункер разделен на накопительные секции, при этом накопительные секции и выход нагнетательного трубопровода соединены через задвижки с разгрузочным трубопроводом, блок фильтрующих элементов состоит из фильтров грубой и тонкой очистки, а фильтрующий элемент выполнен в виде перфорированной трубы с установленным внутри соосным шнеком, при этом вход перфорированной трубы обращен к потоку воды, а выход соединен с илосборником.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходы фильтрующих элементов фильтра грубой очистки соединены с илосборником через центрифугу.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на входе блока фильтрующих элементов дополнительно установлены измельчители с сеткой.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемный трубопровод имеет подвижную часть с изменяющейся длинной.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно установлено на колесном шасси.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно установлено на гусеничном шасси.