устройство для добычи сапропеля

Формула изобретения

Устройство для добычи сапропеля, содержащее корпус в виде цилиндрической трубы, насос, спускоподъемное средство, отличающееся тем, что корпус снабжен регулируемыми по высоте опорными стойками и установленным с возможностью поворота в корпусе внутренним цилиндром, жестко связанным с шестерней с внутренним зацеплением, соединенной с ведущей шестерней, сидящей на валу двигателя, размещенного на крышке корпуса, при этом корпус и внутренний цилиндр выполнены с соосными боковыми отверстиями, расположенными на высоте, определяемой нижней границей сапропеля жидко- и вязкотекучей консистенции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для разработки подводных месторождений и донных осадков, представленных илами и шламами текучей и вязкотекучей консистенции. Преимущественной областью использования изобретения является разработка озерных месторождений сапропеля и илов других водоемов, в том числе и водоемов, имеющих водо- и рыбохозяйственное значение, а также илистых месторождений лечебных грязей.

Известен способ добычи со дна водоемов сапропеля и других несвязных грунтов, включающий его выемку при помощи передвижного добычного агрегата и гидротранспортирование (патент РФ N 2023160, М Кл₅. E2/C50/00, 1994). Выемка ила производится веерными заходками от периферии к центру, при этом центром является заданная на берегу точка. Добычным агрегатом является зачерпывающее устройство, шнековый подъемник и грунтовый насос, расположенные на понтоне катамаранного типа. При движении катамарана от периферии в сторону берегового модуля (базовой машины) путем наматывания несущего и пульпопередающего гибкого трубопровода на барабан вынутый из залежи сапропель шнеком подается к грунтовому насосу, перекачивается на базовую машину и далее поступает в мерные резиновые контейнеры.

Недостатком устройства является цикличность производства работ, а также движение непосредственно илозаборного органа по границе раздела между нижней частью ила пластичной консистенции. Таким образом, в водоеме остается ил текучей и частично вязкотекучей консистенции, наиболее богатый органическими веществами, нарушается целостность верхней толщи сапропеля и образуется облако взвеси, что в значительной степени нарушает экосистему озера.

Известен способ добычи сапропеля со дна водоема с использованием опускного колодца в виде сплошной трубы с ограничением внутри его извлекаемого затем сапропеля (патент РФ N 2057938, М.Кл⁶. E 21 C 50/001, 1996, принятый за прототип).

При этом способе труба с плавсредств при помощи спуско-подъемных механизмов опускается на дно водоема до достижения ею твердого дна. После этого из трубы в водоем сначала удаляется вода, а затем насосом полностью извлекается сапропель в объеме, ограниченном емкостью трубы. После этого труба несколько поднимается над уровнем дна и за счет гидростатического давления в нижнюю ее часть поступает определенный объем сапропеля, который вновь извлекается грунтовым насосом. После 2-3 подъемов труба перемещается в новое положение. Недостатком способа является цикличность производства работ, нарушение верхнего слоя сапропеля и невозможность осуществления круглогодичных работ, постоянное использование плавсредств и специальной техники для производства спуско-подъемных операций.

Особо необходимо подчеркнуть, что способ является некорректным с точки зрения сохранности экосистемы озера (валовая выемка сапропеля из трубы-колодца), поскольку в случае освоения залежи, расположенной в озере, имеющем водо- и рыбохозяйственное значение, полностью нарушается целостность и жизнедеятельность верхнего, приблизительно метрового слоя сапропелевой толщи, что, по мнению лимнологов, недопустимо.

Задачей предлагаемого изобретения является максимально возможное сохранение экосистемы водоема, исключение перемещений устройства в процессе разработки илов текучей и вязкотекучей консистенции, устранение необходимости применения средств обеспечения с соответствующим снижением себестоимости добываемого сырья и возможностью осуществления круглогодичных добычных работ.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для добычи сапропеля, содержащем корпус в виде цилиндрической трубы, насос и спуско-подъемное средство, корпус снабжен регулируемыми по высоте опорными стойками и установленным с возможностью поворота в корпусе с внутренним цилиндром жестко связанным с шестерней с внутренним зацеплением, связанной с ведущей шестерней, сидящей на валу привода, установленного на верхней крышке корпуса. При этом корпус и внутренний цилиндр выполнены с соосными боковыми отверстиями, расположенными на высоте, определяемой нижней границей сапропеля жидко- и вязкотекучей консистенции.

Устройство поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан разрез фронтальной проекции общего вида устройства для разработки донных илообразных отложений, а на фиг. 2 - сечение по А-А.

Устройство содержит корпус 1 с дном и крышкой 2, внутренний цилиндр 3, установленный с возможностью поворота в корпусе 1 и жестко соединенный по периметру с шестерней 4, имеющей внутреннюю нарезку. Шестерня 4 связанна с ведущей шестерней 5, сидящей на валу двигателя 7. Корпус 1 и внутренний цилиндр 3 снабжены соосными впускными отверстиями 8 и 9. Все устройство устанавливают на дне на заостренных опорах 10, регулируемых по высоте, например винтовых, а поступающий в устройство ил перекачивают по илозаборному шлангу 11 в накопители (на чертеже не показаны).

Выпускные отверстия 8, 9 устанавливаются путем регулировки опорных стоек на границе "текучий и вязкотекучий сапропель" - "пластичный сапропель", а длина корпуса обеспечивает при его установке на дно превышение над уровнем воды на 0,8 - 1,2 м.

Устройство работает следующим образом. С закрытыми впускными отверстиями 8, 9, что исключает попадание в него при опускании воды и ила, устройство опускают в водоем до достижения опорными стойками 10 твердого дна. Затем включают двигатель 7 и за счет горизонтального вращения внутреннего цилиндра 3 в корпусе 1 производят открывание впускных отверстий 8 и 9, в результате чего происходит заполнение внутреннего пространства текучими илистыми отложениями. Реверс двигателя 7 позволяет закрыть впускные отверстия или регулировать подачу ила в колодец за счет изменения поперечного сечения соосных впускных отверстий.

Выемку ила из добычного устройства производят через шланг 11 любым грунтовым насосом (центробежным, перистальтическим, грязевым и др.) или другим выемочным оборудованием или устройством для материала подобных свойств (на чертеже не показано) в накопители.

Достоинствами устройства является отсутствие необходимости его переустановок в процессе добычи сапропелей текучей и вязкотекучей консистенции, сохранение в неприкосновенности верхнего жизнедеятельного слоя сапропелевой залежи, отсутствие облака взвеси, поточный процесс заполнения устройства сапропелем и его выемки из него, что позволяет эффективно использовать устройство для добычи сапропеля в водоемах любой категории водопользования.