Устройство для очистки водоёмов и добычи сапропеля
Владельцы патента RU 2689107:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к технике очистки водоемов от гумоидных образований и добычи сапропеля. Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля содержит заборный рабочий орган всасывающего типа с насосным агрегатом для забора и отвода сапропеля, привод. Насосный агрегат выполнен в виде конусного патрубка с установленным в нем конусным тором, соединенным с помощью ленты с приводным барабаном. В основании патрубка выполнено всасывающее отверстие, снабженное клапаном, при этом конусный патрубок соединен через обратный клапан с отводящей трубой. Внутренние стенки конусного тора винтообразно скручены относительно центральной оси тора. Лента, соединяющая конусный тор с приводным барабаном, также скручена на количество оборотов, равное количеству оборотов скрученности внутренних стенок конусного тора, причем степень скрученности внутренних стенок тора совместно с лентой должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута. Технический результат - повышение срока службы и надежности устройства.1 ил.
Изобретение относится к технике очистки водоемов от гумоидных образований и добычи сапропеля.
Известно устройство с вакуумным захватом для разработки вязких грунтов при добыче ила, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, открытый снизу, с загрузочно-разгрузочным конфузором, соединенным с помощью шланга через штуцер с источником вакуума - винтовым насосом [авторское свидетельство СССР на изобретение №1447996, Е02F 3/90, 1986 г. - аналог].
Недостатками указанного известного устройства являются сложность конструкции, высокие энергозатраты на создание вакуума, забор и отвод сапропеля.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля, содержащее заборный рабочий орган всасывающего типа с насосным агрегатом для забора и отвода сапропеля, привод. Насосный агрегат выполнен в виде конусного патрубка с установленным в нем конусным тором, соединенным с помощью ленты с приводным барабаном, в основании патрубка выполнено всасывающее отверстие, снабженное клапаном, при этом конусный патрубок соединен через обратный клапан с отводящей трубой [патент РФ на изобретение №2028436, МПК Е02F 5/28, 1995 г. - прототип].
Недостатками устройства - прототипа является сравнительно меньший срок службы из-за неравномерного смятия стенок конусного тора при его перекатывании и возможность просачивания текучей среды через внутренние стенки конусного тора.
Задачей изобретения является повышение срока службы и надежности устройства.
Для решения поставленной задачи в устройстве для очистки водоемов и добычи сапропеля, содержащем заборный рабочий орган всасывающего типа с насосным агрегатом для забора и отвода сапропеля, привод, причем насосный агрегат выполнен в виде конусного патрубка с установленным в нем конусным тором, соединенным с помощью ленты с приводным барабаном, в основании патрубка выполнено всасывающее отверстие, снабженное клапаном, при этом конусный патрубок соединен через обратный клапан с отводящей трубой, внутренние стенки конусного тора винтообразно скручены относительно центральной оси тора, лента соединяющая конусный тор с приводным барабаном также скручена на количество оборотов равное количеству оборотов скрученности внутренних стенок конусного тора, причем степень скрученности внутренних стенок тора совместно с лентой должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута.
Сущность изобретения заключается в том, что внутренние стенки конусного тора винтообразно скручены относительно центральной оси тора, лента соединяющая конусный тор с приводным барабаном также скручена на количество оборотов равное количеству оборотов скрученности внутренних стенок конусного тора, причем степень скрученности внутренних стенок тора совместно с лентой должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута.
Первый новый признак, заключающийся в винтообразной скрученности внутренних стенок конусного тора, позволяет заявленному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в достижении равномерного смятия всей поверхности конусного тора. Второй новый признак, заключающийся в скрученности ленты на количество оборотов равное количеству оборотов скрученности внутренних стенок конусного тора, позволяет заявленному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в равновесной совместной работе конусного тора и ленты в процессе перекатывания тора. Третий новый признак, заключающийся в том, что степень скрученности внутренних стенок тора совместно с лентой должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута, позволяет заявленному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в достижении оптимальной механической структуры внутренних стенок тора, как вместе с лентой, так и без нее, при этом не достигая перенапряженности и выходу этой структуры за пределы линейного равновесия. Указанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют заявленному техническому решению достигнуть эффектов, заключающихся в повышении срока службы и надежности устройства.
Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».
На фиг. 1 схематически показан общий вид предлагаемого устройства для очистки водоемов и добычи сапропеля.
Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля содержит конусный патрубок 1, в котором установлен конусный тор 2, соединенный с помощью ленты 3 с приводным барабаном 4. На основании конусного патрубка выполнено всасывающее отверстие 5, снабженное клапаном. Конусный патрубок 1 соединен с отводящей трубой 6 через обратный клапан 7. Снаружи на патрубке 1 установлен якорь 8. Внутренние стенки 9 конусного тора 2 и часть ленты, находящаяся во внутренних стенках тора винтообразно скручены относительно центральной оси тора 2.
Работа устройства
Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля работает следующим образом. Автотранспортом или плавсредством устройство доставляется к водоему. После перемещения к месту разработки устройство с помощью якоря 8 погружается на дно водоема. В исходном положении конусный тор 2 заполняет почти весь объем конусного патрубка 1. Реверсивным вращением приводного барабана 4 лентой 3 тор 2 подтягивается к вершине конусного патрубка 1, сжимается и уменьшается в объеме. В результате в полости патрубка 1 создается разрежение, под действием которого через открытый клапан всасывающего отверстия 5 поступает в устройство сапропель до выравнивания давления с внешней средой. Затем клапан входного отверстия 5 закрывается. Остановкой приводного барабана 4 снимается тяговое усилие ленты 3 с тора 2, тор стремится занять прежний объем, расправляется и выдавливает сапропель из полости патрубка 1 через открытый под действием давления обратный клапан 7 в отводящую трубу 6. При следующем вращении приводного барабана 4 цикл повторяется. Лента 3 скреплена с конусным тором 2 в определенном крайнем месте внутренних стенок 9 конусного тора 2 (по схеме, когда тор 2 находится в исходном состоянии до создания тягового усилия, то место соединения ленты 3 с тором 2 находится с правого края внутренних стенок 9 тора 2). Внутренние стенки 9 тора вместе с лентой 3, находящейся внутри них винтообразно скручены. Причем степень скрученности внутренних стенок 9 совместно с лентой 3 такая, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута. При этом не допускается избыточная скрученность внутренних стенок 9 совместно с лентой 3, что приводит к перенапряженности и выходу образовавшегося жгута за пределы линейного равновесия. Действие конусного тора 2 таково. Подтягиваясь лентой 3 в сторону суженной части конусного патрубка 1 он перекатывается и сжимается. При реверсивном вращении приводного барабана 4 лента 3 скрепленная с тором 2 в правой крайней части его внутренних стенок 9 (исходное положение конусного тора) тянет внутренние стенки 9 в левую сторону. Тор 2 перекатывается в левую сторону и сжимается в объеме за счет упругого сжатия воздуха, заполняющего полость тора 2. При этом внешние стенки тора 2 переходят во внутренние и начинают скручиваться. Одновременно с этим в правой части внутренние стенки 9 тора 2 переходя во внешние раскручиваются, раскручивается и выпрямляется лента 3. В крайнем левом расположении конусного тора 2 часть ее внутренних стенок винтообразно скручена без нахождения ленты внутри них. В этом состоянии равновесное состояние плотного линейного жгута сохраняется.
Использование предлагаемого технического решения, по сравнению с устройством - прототипом, позволяет повысить срок службы устройства из-за равномерного смятия и износа стенок конусного тора в процессе работы устройства, а также повысить надежность устройства из-за значительного уменьшения возможности просачивания текучей среды через внутренние стенки конусного тора.
Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля, содержащее заборный рабочий орган всасывающего типа с насосным агрегатом для забора и отвода сапропеля, привод, причем насосный агрегат выполнен в виде конусного патрубка с установленным в нем конусным тором, соединенным с помощью ленты с приводным барабаном, в основании патрубка выполнено всасывающее отверстие, снабженное клапаном, при этом конусный патрубок соединен через обратный клапан с отводящей трубой, отличающееся тем, что внутренние стенки конусного тора винтообразно скручены относительно центральной оси тора, лента, соединяющая конусный тор с приводным барабаном, также скручена на количество оборотов, равное количеству оборотов скрученности внутренних стенок конусного тора, причем степень скрученности внутренних стенок тора совместно с лентой должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута.
