Грунтозабірний пристрій землесосного снаряда, Банк патентів
Область застосування: гідромеханізація, підводна розробка глинистих і ґрунтів, що злежалися, розробка «глиняних лінз» при видобутку нерудних будівельних матеріалів і корисних копалин землесосними снарядами. Метою можливої корисної моделі є підвищення продуктивності земснаряду по грунту. Сутність корисної моделі. Грунтозабірний пристрій включає наконечник 1 з опорним пристроєм 2 і ножами 3, з'єднаний з всмоктувальною трубою 4. Згідно з пропонованим рішенням пристрій додатково забезпечений соплами 5 для гідравлічного різання грунту, при цьому сопла зміщені щодо ножів по ходу руху землесосного снаряда. У процесі грунтозабору грунт попередньо розрізається струменями води з сопел 5 на поздовжні стрічки, які потім зрізаються ножами 3. Завдяки розрізанню грунту на поздовжні стрічки можна збільшити товщину шару грунту, що зрізається без погіршення умов утворення водоґрунтової суміші, що забезпечить підвищення продуктивності земснаряду.
Передбачувана корисна модель відноситься до гідромеханізації, а саме до підводної розробки глинистих і грунтів, що злежалися землесосними снарядами.
Відомо ґрунтозабірний пристрій землесосного снаряда, що включає наконечник і фрезерний розпушувач ґрунту, з соплами для примусового підведення ґрунту до всмоктуючого зіву наконечника (а.с. СРСР №429165, Е 02 F 3/92, 1971 р.). Недоліком відомого ґрунтозабірного пристрою є його складність, так як воно включає фрезу, складну і дорогу у виготовленні, водопровід, встановлений на рамі, приводний двигун, насос для подачі сопла води.
Відомо грунтозабірний пристрій з грунтоприймачем, що волочиться, в якому для розпушування сипучого грунту застосовуютьсягідравлічні сопла, зміщені щодо передньої кромки всмоктуючого наконечника по ходу руху землесоса (а.с. СРСР №375353 Е 02 F 3/88, 1970). Недоліком відомого пристрою є низька ефективність при роботі на глинистих і грунтах, що злежалися, так як вони не піддаються гідравлічному розпушування, а можуть тільки різатися.
Відомо ґрунтозабірний пристрій землесосного снаряда, що включає поворотні ковші, встановлені на рамі і призначені для різання ґрунту (Шкундін Б.М. Землесосні снаряди. - М.: Енергія, 1973, с.158-159, рис.9.31, 9.33). Відомо пристрій вигідно відрізняється від зазначених вище пристроїв простотою конструкції, відсутністю частин, що обертаються, і можливістю різати глинисті і злежалися грунти. Недоліком відомого пристрою є низька надійність роботи через високу ймовірність забивання ґрунту, що всмоктує зіва. Так як ложе дна не рівно, то при зрізанні товщина шару грунту змінюється і може бути більше висоти зіва грунтоприймача, що призведе до його забою та зупинки земснаряду.
Відомо і прийнято за прототип ґрунтозабірний пристрій землесосного снаряда, що включає з'єднаний з всмоктувальною трубою наконечник, з опорним пристроєм і ножами для різання ґрунту (Лобанов В.А. Довідник для освоєння шельфу. - Л.: Суднобудування, 1983, с. 2.14г). Відомий пристрій має просту конструкцію, позбавлену частин, що обертаються. Крім того, на відміну від попередньої конструкції він володіє високою надійністю роботи, так як опорний пристрій огинає всі нерівності ложа дна, що забезпечує сталість товщини шару грунту, що зрізається, і виключає вибої грунтоприймача. Недоліком відомого пристрою є низька ефективність всмоктування зрізаного ґрунту. Зрізаний ґрунт у вигляді суцільнийширокої стружки надходить у всмоктуючий зів, де він повинен перемішуватися з водою, що підсмоктується, і утворювати водогрунтову суміш. Однак при товстих шарах грунту, що зрізається, процес утворення водогрунтової суміші скрутний, так як стружка не ламається, що призводить до забою грунтоприймача і зупинки земснаряду, що знижує його продуктивність. Щоб уникнути цього явища, розробку грунту виробляють тонкими шарами (товщина шару грунту, що зрізається, не перевищує 150 мм). Однак робота тонкими шарами також знижує продуктивність земснаряду.
Завдання, що вирішується корисною моделлю завдання - підвищення продуктивності землесосного снаряда по грунту.
Технічний результат, який може бути отриманий при реалізації пристрою, що заявляється, - зрізання стружки грунту у вигляді декількох вузьких поздовжніх стрічок, що забезпечують хороші умови для утворення водоґрунтової суміші в зіві грунтоприймача.
Для вирішення поставленої задачі з досягненням зазначеного технічного результату відомий ґрунтозабірний пристрій землесосного снаряда, що включає з'єднаний з
всмоктувальною трубою наконечник, з опорним пристроєм і ножами для різання грунту, згідно з передбачуваною корисною моделлю додатково забезпечено соплами для гідравлічного різання грунту, при цьому сопла зміщені щодо ножів по ходу руху землесосного снаряда.
Грунтозабірний пристрій землесосного снаряда включає наконечник 1 з опорним пристроєм 2 і ножами 3, з'єднаний з всмоктувальною трубою 4. Перед ножами 3 встановлені сопла 5 для гідравлічного різання грунту. Сопла 5 можуть бути встановлені на колекторі 6, з'єднаному з джерелом води (на малюнку не показаний) трубою 7. Ножі 3 можуть бути встановлені на рухомій частині 8, з'єднаній знерухомою частиною шарнірно за допомогою рейки 9. Ножі 3 можуть бути встановлені на опорі 10 на кронштейнах 11. Між рухомою частиною 8 і ложем дна 12 може бути утворена всмоктувальна щілина 13.
Ґрунтозабірний пристрій землесосного снаряда працює в такий спосіб. При робочому русі ґрунтозабірного пристрою (на фіг.1 показано стрілкою) до сопла 5 подається під тиском вода. Спливаючи з сопел 5 струменя води 14 врізаються в ґрунт, розрізаючи його по ширині ґрунтоприймача на вузькі поздовжні стрічки 15 шириною b. Стрічки 15 грунту відрізаються товщиною h ножами 3 від ложа дна 12 і надходять всередину наконечника 1. У наконечнику 1 відрізані стрічки 15 потрапляють у потік води, що всмоктується, що надходить з всмоктуючої щілини 13, руйнуються їм на шматки і перемішуються з водою. Зрізання шару грунту, що знімається, товщиною h у вигляді поздовжніх вузьких стрічок 15 шириною b полегшує руйнування його на шматки і перемішування з водою при утворенні водогрунтової суміші, що забезпечує її всмоктування з високою продуктивністю. При зменшенні ширини b стрічок 15 (за рахунок збільшення кількості сопел 5) можна збільшувати товщину шару грунту, що знімається, зберігаючи ефективне руйнування стрічок на шматки в наконечнику 1. Завдяки цьому при тій же швидкості переміщення грунтозабірного пристрою буде більше зрізатися грунту, що підвищить продуктивність земснаряду .
Пропонований пристрій може бути використаний як волочиться на самовідвізних земснарядах, а також на земснарядах гідромеханізації. Відомо, що при видобутку піску та гравію способом гідромеханізації застосовуються ґрунтозабірні пристрої з гідравлічним розпушуванням ґрунту. Однак у грунті можуть бути включення глинистої породи – «глиняні лінзи». Грунтозабірні пристрої з гідравлічнимирозпушувачами не можуть розробляти такі включення, оскільки вони призначені для розпушування ґрунту, а не для його різання. У цьому випадку на земснаряді необхідно мати пропонований у нашій заявці ґрунтозабірний пристрій. Для розробки «глиняних лінз» пропонований нами ґрунтозабірний пристрій має бути встановлений на рамі земснаряду замість штатного. При цьому ґрунтозабір здійснюватиметься при переміщенні земснаряду за допомогою кормових станових або папільонажних лебідок під час руху назад (у бік корми). Як джерело води при цьому необхідно мати два насоси. Гідравлічне різання грунту здійснюється від двох послідовно підключених насосів гідророзпушування, що збільшує їх напір у два рази - близько 0,7 МПа (при видобутку піщано-гравійного грунту зі штатним грунтозабірним пристроєм ці два насоси підключаються паралельно до гідравлічного розпушувача, що збільшує їх подачу рази і знижує натиск до необхідного при розпушуванні ґрунту – близько 0,35 МПа). Таким чином, застосування пропонованого пристрою у складі земснаряду гідромеханізації розширює функціональні можливості цього земснаряду.
Формула корисної моделі
Грунтозабірний пристрій землесосного снаряда, що включає з'єднаний з всмоктувальною трубою наконечник, з опорним пристроєм і ножами для різання грунту, відрізняється тим, що воно додатково забезпечене соплами для гідравлічного різання грунту, при цьому сопла зміщені щодо ножів по ходу руху землесосного снаряда.