Гідромонітори та землесосні снаряди
Гідромонітори призначені для створення компактного швидкісного струменя води та направлення його на грунт, що розмивається. Гідромонітор (рис. 8.1) складається з неповоротного нижнього коліна, встановленого на санках, поворотного верхнього коліна, стовбура, на різьбовий кінець якого нагвинчена змінна насадка, та системи управління. Нижнє (вхідне) коліно гідромонітора за допомогою фланця з'єднане з напірним трубопроводом, яким під тиском подається вода від насосної станції. Енергія напору води в трубопроводі перетворюється за допомогою ствола і насадки в швидкісний напір струменя, який має певні розміри та форму. Кожен гідромонітор забезпечує комплект змінних насадок для отримання необхідної швидкості струменя при розробці грунтів різної міцності. Так, гідромонітори з діаметром вхідного отвору 100 та 250 мм комплектуються змінними насадками діаметром відповідно 17-25 мм та 51 -125 мм. Швидкість струменя різко зменшується в міру віддалення її від насадки гідромонітора. Тому відстань між насадкою гідромонітора і поверхнею ґрунту, що розмивається (тобто дальність польоту струменя) вибирається таким чином, щоб руйнуюча швидкість струменя в момент зіткнення його з перешкодою (стінкою забою) становила не менше 10—12 м/с для пісків, 18— 25 м/с для супісків та суглинків, і 30—35 м/с для середніх та важких глин.
Для направлення струменя в потрібну точку вибою гідромонітор має два шарніри: горизонтальний - між нижнім і верхнім колінами для повороту стовбура на 360 ° в горизонтальній площині і кульовий - між верхнім коліном і стовбуром для повою рота стовбура на 45-75 ° у вертикальній g площині навколо осі. Для полегшення повороту ствола горизонтальний шарнір має завзятий підшипник 1-4 кочення. Герметичність шарнірів створюється сальниковими ущільненнями.
Управління поворотами ствола гідромонітора може бути ручним за допомогою врівноважуючого важеля - водила 2, прикріпленого до верхнього коліна і ствола, або за допомогою гідроциліндрів, що працюють від масляного насоса. Дистанційне керування гідроприводом проводиться з виносного пульта. Воно дозволяє підвищити ефективність розробки ґрунту за рахунок наближення гідромонітора до поверхні, що розмивається (стінці) забою і виключає можливість завалу ґрунтом оператора. Для живлення гідромоніторів водою застосовують відцентрові (зазвичай багатоступінчасті) насоси з напором 06-125 МПа і продуктивністю від 50 до 1500 м3/год. Насоси підбирають за заданою продуктивністю гідромонітора.
Мал. 8.2. Відцентровий ґрунтовий насос
Землесоси - відцентрові ґрунтові насоси - призначені для всмоктування та переміщення під натиском по трубах пульпи - суміші води з ґрунтом. Можуть перекачувати пульпу, що містить великі кам'янисті включення (до 0,28 м у поперечнику). Землесос (рис. 8.2) - одноступінчастий відцентровий насос, робочим органом якого служить колесо з кількома (трьома-чотирма) спіральними лопатками, консольно закріплене на приводному валу. Радіальні зусилля валу сприймаються двома підшипниками, а осьові - завзятим підшипником, змонтованими на підшипниковій опорі. Привідний вал землесоса з'єднаний із валом електродвигуна еластичною муфтою. При обертанні робочого колеса створюється розрядження (вакуум) на введенні в насос, внаслідок чого пульпа засмоктується через патрубок корпусу, що всмоктує, і під дією відцентрових сил і лопаток колеса відкидається в напірний трубопровід. Так як найбільш інтенсивному зношування під стираючим і ударним впливом частинок ґрунту піддається корпус насоса, його стінки всередині захищені змінними броньовими дисками.із зносостійкої сталі. Регулювання ущільнювачів зазорів між броньовими дисками і робочим колесом виробляють двома кільцями - ущільнювальним і настановним. Для захисту ущільнювальних зазорів від проникнення частинок ґрунту під броньові диски підводиться під тиском вода. Очищення та перевірку стану корпусу та робочого колеса проводять через спеціальний люк.
Вітчизняні ґрунтові насоси випускаються продуктивністю (по пульпі) 200-4500 м3/год з корисним натиском до 0,6 МП а при потужності двигуна до 1250 кВт.
Землесосні установки (грунтовий насос із приводом) виконують стаціонарними або пересувними-на рамах-салазках, що переміщуються тягачами або за допомогою лебідок, на двовісних автопричепах, самохідних гусеничних шасі та плавучих засобах (землесосні снаряди).
Земснаряд складається із сталевого корпусу, зібраного з декількох (3-5) жорстко з'єднаних між собою -понтонів, робочого та допоміжного обладнання, силової установки та надбудови. Основним елементом робочого обладнання земснарядів, що розробляють ґрунти на глибині до 10-12 м, є землесоси. Для розробки ґрунтів на великих глибинах (до 20 м) застосовують гідроежекторні пристрої або комбіновані землесосно-ежекторні установки. Найбільш поширені земснаряди, обладнані землесосами.
Мал. 8.3. Земснаряд
Для надводної розробки берегових урізів деякі типи траншейних земснарядів обладнуються гідромоніторною установкою, здатною також розпушувати грунт і під водою. Для зручності доставки на місце роботи транспортними засобами земснаряди виконують збірно-розбірними.