Всасывающее трубное устройство с приводными системами, способ его ремонта и судно для него

Группа изобретений относится к области экскавации перемещения грунта. Всасывающее трубное устройство содержит раму, трубу, центробежный насос, взаимодействующий с трубой, и режущую головку, расположенную на одном конце трубы. Труба, центробежный насос и режущая головка поддерживаются рамой. Центробежный насос и режущая головка снабжены приводными системами, каждая из которых содержит, по меньшей мере, один двигатель. При этом двигатель приводной системы режущей головки и двигатель приводной системы центробежного насоса являются взаимозаменяемыми по отношению друг к другу. Одна из приводных систем содержит два двигателя. Обеспечивает исключение простоев землечерпалки, вызванного поломкой одного из двигателей приводной системы центробежного насоса или режущей головки. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к всасывающему трубному устройству, содержащему раму, трубу, вращающееся режущее средство на одном конце трубы и центробежный насос, взаимодействующий с трубой, при этом труба, центробежный насос и вращающееся режущее средство поддерживаются рамой, центробежный насос и вращающееся режущее средство обеспечены приводной системой, каждая из которых содержит, по меньшей мере, один двигатель.

Указанные всасывающие трубные устройства широко известны. Они применяются в связи с землесосными снарядами, которые используются для вырезания материала со дна водоема и его перемещения через плавучий трубопровод в место сброса или в бункер баржи. Эти работы обычно выполняются в удаленных пунктах и продолжаются в течение длительного времени. В этой связи, несомненно, крайне важно обеспечить, чтобы упомянутые работы не были затруднены неисправностями некоторых механических и электрических компонентов трубопровода.

Однако обнаружено, что имеют место перебои в землечерпательном процессе, которые связаны с приводной системой. В частности, оказалось, что двигатели являются источником поломок, особенно когда двигатели применяются в приводных системах ниже ватерлинии, где они более подвергнуты повреждению по причине утечек. Эти поломки приводят к необходимости ремонта или полной замены двигателей, если повреждения не поддаются ремонту. Однако ремонт этих двигателей, если повреждения не поддаются ремонту. Однако ремонт этих двигателей требует специальных инструментов, специального обученного персонала и специального ремонтного оборудования. Ремонтное оборудование, расположенное на борту землесосного средства, часто ограничено и не подходит для таких видов ремонта; это означает, что двигатели должны быть отправлены для ремонта, и вместо них должны использоваться замещающие двигатели, что приводит к простоям землечерпалки. Общие затраты являются значительными, и поэтому целью этого изобретения является создание всасывающего трубного устройства, уменьшающего указанные недостатки.

Указанная цель достигается тем, что двигатель приводной системы вращающегося режущего средства и двигатель приводной системы центробежного насоса являются взаимозаменяемыми по отношению друг к другу, и одна из приводных систем содержит два двигателя.

В случае, если какой-либо из двигателей выходит из строя, процессы землечерпания все еще могут продолжаться. Например, в случае, если одна из приводных систем, имеющая два двигателя, выходит из строя, она все еще может действовать при пониженной мощности. И наоборот, в случае, если отдельный двигатель другой приводной системы выходит из строя, один из двигателей приводной системы, имеющей два двигателя, может быть взят и установлен вместо дефектного двигателя. При этом работы могут продолжаться, конечно, опять при пониженной мощности. В результате, требуется лишь относительно короткий период простоя, который значительно короче периодов простоя, необходимых для ремонта. Достаточно просто заменить дефектный двигатель, после чего процесс землечерпания может быть возобновлен. Подобные действия по замене имеют относительно простой характер и могут быть выполнены имеющимся на месте персоналом.

Взаимозаменяемость двигателей может быть достигнута разными путями. В любом случае важно, чтобы средство фиксации соответствующего двигателя подходило для работы с приводной системой. Фланцевое соединение и фланцевое уплотнение должны быть отрегулированы. Кроме того, имеют значение характеристика мощности двигателя, а также характеристики охлаждения двигателя. Надлежащая взаимозаменяемость достигается в случае, если двигатель одной приводной системы идентичен двигателю другой приводной системы. В этой связи для обеспечения взаимозаменяемости двигателей необходима регулировка трансмиссии любой из приводных систем для других рабочих скоростей вращающегося режущего средства и центробежного насоса.

Приводная система центробежного насоса предпочтительно содержит два двигателя, взаимозаменяемых по отношению друг к другу, при этом предпочтительны идентичные двигатели. В случае, если двигатель приводной системы вращающегося режущего средства сломан, есть возможность демонтировать один из двух двигателей приводной системы центробежного насоса и установить демонтированный двигатель на приводную систему вращающегося режущего средства. Мощность приводной системы, с которой был снят все еще действующий двигатель, снижается, однако последующее снижение мощности землечерпания более приемлемо, чем полная остановка процессов землечерпания. Дополнительно достигается преимущество, состоящее в том, что центробежный насос может продолжать работу в случае, если один из двигателей приводной системы центробежного насоса выходит из строя.

Также возможно применять два двигателя в приводной системе вращающегося режущего средства и один двигатель в приводной системе насоса, при этом также обеспечивается тот же резерв всасывающего трубного устройства, который описан выше.

Приводная система, имеющая два двигателя, например, центробежного насоса, может содержать коробку передач, имеющую два входных вала и один выходной вал, при этом каждый двигатель соединен с соответствующим входным валом. В зависимости от выбранного варианта осуществления центробежный насос или вращающееся режущее средство затем присоединяются к выходному валу. Приводная система центробежного насоса может содержать, по меньшей мере, одну соединительную муфту с ограничением крутящего момента, предпочтительно шарнирное соединение, для защиты двигателей центробежного насоса в случае аварии.

Настоящее изобретение также относится к способу ремонта всасывающего трубного устройства, приводная система которых содержит один двигатель, имеющий дефект, содержащий следующие стадии:

демонтаж дефектного двигателя с приводной системы,

демонтаж одного из действующих двигателей с приводной системы, содержащей два двигателя,

монтаж демонтированного действующего двигателя на систему привода, имеющую единственный двигатель.

Кроме того, способ по данному изобретению может содержать стадию изоляции места демонтированного двигателя.

Настоящее изобретение не относится к варианту осуществления, при котором выходные валы двигателей соединены последовательно, что называется «тандемной конфигурацией».

Двигатели могут быть любого типа, например электрические двигатели или гидравлические двигатели.

Настоящее изобретение ниже описано более подробно со ссылкой на вариант осуществления всасывающего трубного устройства, как показано на чертежах, иллюстрирующих следующее:

фиг.1 показывает вид сбоку землечерпалки;

фиг.2 - вид сбоку всасывающего трубного устройства землечерпалки по фиг.1;

фиг.3 - увеличенный вид приводной системы центробежного насоса.

Землечерпалка, изображенная на фиг.1, содержит плавучее тело 1, имеющее всасывающее трубное устройство 2 согласно изобретению. Устройство 2 смонтировано на плавучем теле 1 посредством шарнира 4 и передвигается между рабочим положением, как показано на фиг.1, и, в общем, горизонтальным исходным положением посредством подъемного троса 5 подъемного механизма 3. Устройство 2 имеет режущую головку 6, которая режет нижний материал дна 7 водоема 8.

Устройство 2 изображено в большем масштабе и более детально показано на фиг.2. Оно состоит из рамы 9 и нескольких других компонентов, которые опираются на раму. Режущая головка 6 вращательно поддерживается относительно оси 10 на одном конце рамы 9. Режущая головка 6 присоединена к приводной системе 11 режущей головки, которая состоит из электрического двигателя 12 и вала 13. В этом случае изображен один электрический двигатель 12, хотя в приводной системе 11 режущей головки могут быть использованы несколько двигателей. Приводная система 11 режущей головки может содержать погружаемую в воду трансмиссию для адаптации к разнице скоростей режущей головки 6 и центробежного насоса 16. Кроме того, подъемная крестовина 14 смонтирована на раме 9.

Всасывающий трубопровод 15 проходит от режущей головки 6 до впускного отверстия 17 центробежного насоса 16 (фиг.3). Напорная труба 18 проходит от выпускного отверстия 19 центробежного насоса 16 по направлению к соединительной муфте 20, которая сцеплена с дополнительным напорным трубопроводом на борту плавучего тела и далее. Центробежный насос 16 управляется с помощью двух электрических двигателей 21, 22 через коробку 23 передач. Соответственно коробка 23 передач имеет два входных вала 24, 25, каждый из которых присоединен к соответствующему электрическому двигателю 21, 22, и отдельный выходной вал 26, присоединенный к рабочему колесу (не показано) центробежного насоса 16. Выходные валы электрических двигателей 21, 22 механически сцеплены с входными валами 24, 25 с помощью схематично изображенной соединительной муфты 28. Эти соединительные муфты 28 приводной системы центробежного насоса и соединительная муфта приводной системы режущей головки предпочтительно также являются взаимозаменяемыми по отношению друг к другу.

Электрический двигатель 12 приводной системы 11 режущей головки и электрические двигатели 21, 22 приводной системы 27 центробежного насоса являются идентичными. В случае, если электрический двигатель 12 приводной системы 11 режущей головки выходит из строя или ломается, можно использовать один из электрических двигателей 21, 22 приводной системы 27 центробежного насоса для замены этого дефектного двигателя 12 приводной системы режущей головки. Центробежный насос 16 в этом случае может действовать только с половинной мощностью. Кроме того, выгода от непрерывной операции, осуществляемой с половинной мощностью сразу после замены дефектного электрического двигателя, имеет самое большое значение. Положение электрического двигателя, который был снят с приводной системы 27 центробежного насоса, изолировано с помощью соответствующего плоского уплотнения для обеспечения его водонепроницаемости.

Подобным образом, в случае выхода из строя или поломки одного из двух электрических двигателей центробежного насоса сам насос может работать на сниженной мощности. Временный характер работы при сниженной мощности наряду с возможностью немедленного продолжения землечерпательных работ является преимуществом.

Поскольку настоящее изобретение описано как использующие системы электрического привода, содержащие электрические двигатели, объем охраны этим не ограничен. Заявленное изобретение может также применяться с использованием приводных систем, содержащих гидравлические двигатели.

1. Всасывающее трубное устройство (2), содержащее раму (9), трубу (15, 18), центробежный насос (16), взаимодействующий с трубой (15, 18), и вращающееся режущее средство, такое как режущая головка (6), расположенная на одном конце трубы (15, 18), при этом труба (15, 18), центробежный насос (16) и режущая головка (6) поддерживаются рамой (9), центробежный насос (16) и вращающееся режущее средство (6) обеспечены приводными системами (11, 27), каждая из которых содержит, по меньшей мере, один двигатель (12, 21, 22), отличающееся тем, что двигатель (12) приводной системы (11) вращающегося режущего средства (6) и двигатель (21, 22) приводной системы (27) центробежного насоса (16) являются взаимозаменяемыми по отношению друг другу, и одна из приводных систем (11, 27) содержит два двигателя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна из приводных систем (11, 27) центробежного насоса (16) и режущей головки (6) является электрической или гидравлической приводной системой, и, по меньшей мере, один двигатель (12, 21, 22) является соответственно электрическим или гидравлическим двигателем.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что каждая приводная система (11, 27) содержит трансмиссию (23).

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что взаимозаменяемые двигатель (12) приводной системы (11) режущей головки (6) и двигатель (21, 22) приводной системы (27) центробежного насоса (16) являются идентичными.

5. Устройство по любому из пп.1, 2, 4, в котором приводная система (27) центробежного насоса содержит два двигателя (21, 22), которые являются взаимозаменяемыми по отношению друг к другу.

6. Устройство по любому из пп.1, 2, 4, отличающееся тем, что приводная система (11) режущей головки (6) содержит два двигателя, которые являются взаимозаменяемыми по отношению друг к другу.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что два двигателя (21, 22) являются идентичными.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что два двигателя (21, 22) являются идентичными.

9. Устройство по п.5, в котором трансмиссия (23) приводной системы (27) центробежного насоса, содержащей два двигателя (21, 22), содержит коробку передач, имеющую два входных вала (24, 25) и отдельный выходной вал (26), при этом каждый двигатель (21, 22) присоединен к соответствующему входному валу (24, 25).

10. Устройство по п.6, в котором трансмиссия (23) приводной системы (27) центробежного насоса, содержащей два двигателя (21, 22), содержит коробку передач, имеющую два входных вала (24, 25) и отдельный выходной вал (26), при этом каждый двигатель (21, 22) присоединен к соответствующему входному валу (24, 25).

11. Устройство по п.7, в котором трансмиссия (23) приводной системы (27) центробежного насоса, содержащей два двигателя (21, 22), содержит коробку передач, имеющую два входных вала (24, 25) и отдельный выходной вал (26), при этом каждый двигатель (21, 22) присоединен к соответствующему входному валу (24, 25).

12. Устройство по п.8, в котором трансмиссия (23) приводной системы (27) центробежного насоса, содержащей два двигателя (21, 22), содержит коробку передач, имеющую два входных вала (24, 25) и отдельный выходной вал (26), при этом каждый двигатель (21, 22) присоединен к соответствующему входному валу (24, 25).

13. Устройство по п.9, отличающееся тем, что центробежный насос (16) присоединен к выходному валу (26) коробки передач.

14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что приводная система (27) центробежного насоса содержит, по меньшей мере, одну соединительную муфту с ограничением крутящего момента, предназначенную для защиты электрических двигателей от центробежного насоса (16) в случае аварии.

15. Устройство по п.9, отличающееся тем, что вращающаяся режущая головка (6) присоединена к выходному валу (26) коробки передач.

16. Способ ремонта всасывающего трубного устройства (2) по одному из пп.1-15, приводная система (11) режущей головки которого содержит единственный дефектный двигатель (12), содержит следующие стадии:
демонтаж дефектного двигателя (12) с приводной системой (11) режущей головки (6);
демонтаж одного из действующих двигателей (21, 22) с приводной системы (27) центробежного насоса;
монтаж демонтированного действующего двигателя (21, 22) приводной системы (27) центробежного насоса на имеющую единственный двигатель приводную систему (11) режущей головки.

17. Способ по п.16, содержащий стадию изоляции положения демонтированного двигателя (21, 22) приводной системы центробежного насоса.

18. Способ по п.17, содержащий стадию водонепроницаемой изоляции терминалов электрического контакта кабелей или гидравлических линий.

19. Судно, снабженное всасывающим трубным устройством по любому из пп.1-15.