агрегат для подводной разработки траншей

Формула изобретения

Агрегат для подводной разработки траншей, содержащий основание и грунтозаборный механизм, отличающийся тем, что основание выполнено в виде саней закрытого типа с подзорами на концах на тросовой тяге и снабжено горизонтальной поворотной платформой, на которой смонтирован грунтозаборный механизм, выполненный в виде щелевого сосуна, на котором установлено рыхлительное устройство послойно-подающего действия с приводом, при этом сосун посредством гибкого шлага связан с выбросным патрубком, установленным неподвижно на поворотной платформе, причем между выбросным патрубком и гибким шлагом установлены эжекторный грунтовой насос и центробежный насос с патрубком подачи рабочей воды, связанный с приводом, причем рыхлительное устройство послойно-подающего действия выполнено в виде неподвижно установленных на валу вертикальных ножей, на которых смонтированы лопатки, причем упомянутый вал установлен подвижно в опорах и через систему рычагов соединен с приводом, а количество ножей и лопаток может быть разным или одинаковым, при этом лопатки рыхлительного устройства установлены непосредственно перед всасом сосуна так, что их края обращены к всасу, а сосун установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для подводной разработки грунтов, и может быть использовано при проведении гидротехнических работ.

Известен полиструйный землесосный снаряд (RU 2139392, Е 02 F 3/90, 07.03.1998). Он включает понтоны, машинный зал, пульт управления, кран-балку, топенант, грузовой трос, насос, всасывающую трубу с грунтоприемником с перфорированным кожухом и расширительными камерами по ее длине, при этом в полости грунтоприемника расположен эжектор-разрыхлитель, а в камерах всасывающей трубы - патрубки, соединенные вспомогательной нагнетательной трубой с насосом.

Известен земснаряд (RU 2046889, Е 02 F 3/88, 04.15.1991). Он включает поплавковое средство, на котором установлены грунтозаборный орган с фрезерным рыхлителем. Приводной вал и лопасти фрезерного рыхлителя грунтозаборного органа выполнены полыми, при этом лопасти рыхлителя выполнены клиновидными и в задних стенках лопастей расположены отверстия. Приводной вал со стороны привода выполнен открытым и сообщен с атмосферой. Через отверстия в задних стенках лопастей фрезерного рыхлителя приводной вал сообщен с забоем.

Известен земснаряд для извлечения грунта с большой глубины (RU 2029826, Е 02 F 3/88, 02.06.1992). Он содержит погружной грунтовой насос с погружным приводом в виде гидродвигателя. Для повышения эффективности работы снаряд снабжен аккумулирующей емкостью с подсоединенным к ней подпиточным трубопроводом, на котором установлены фильтр и подпиточный насос. Аккумулирующая емкость посредством трубопроводов сообщена с выходным патрубком гидродвигателя и с входным патрубком насоса погружного привода. В качестве погружного насоса применен объемный гидропривод.

Известен земснаряд (RU 2151239, Е 02 F 3/90, 10.13.1998). Он включает плавучий корпус, раму с грунтозаборным устройством и рыхлителем, а также шарнирно установленный на корпусе понтон. Понтон установлен в кормовой части корпуса. Рама и понтон установлены с возможностью принудительного перемещения в вертикальной плоскости и жесткой фиксации относительно корпуса.

К недостаткам известных устройств можно отнести то, что они не позволяют производить послойное снятие грунта, не обеспечивают равномерность концентрации пульпы и не позволяют автоматизировать процесс забора грунта. Кроме того, описанные выше устройства являются сложными конструкциями.

Кроме того, экономически нецелесообразно и практически невозможно использование известных земснарядов для разработки мелководных рек, пойм, озер, прудов, расположенных вдали от судоходных рек и дорог.

Задачи, на решение которых направлено изобретение, заключаются в создании простой, мобильной и надежной конструкции агрегата для подводной разработки различных по глубине и ширине траншей, позволяющей обеспечить послойное снятие и транспортировку грунта, обеспечить минимальную замутненность и высокий кпд агрегата, позволяющей постоянно держать пульпу с большим процентным содержанием грунта, обеспечить возможности двустороннего рабочего хода и автоматизации процесса забора грунта.

Поставленные задачи решены следующим образом.

Агрегат для подводной разработки траншей содержит основание и грунтозаборный механизм и отличается тем, что основание выполнено в виде саней закрытого типа с подзорами на концах и на тросовой тяге и снабжено горизонтальной поворотной платформой, на которой смонтирован грунтозаборный механизм, выполненный в виде щелевого сосуна, на котором установлено рыхлительное устройство послойно-подающего действия с приводом, при этом сосун посредством гибкого шлага связан с выбросным патрубком, установленным неподвижно относительно саней на поворотной платформе, причем между выбросным патрубком и гибким шлагом установлены эжекторный грунтовой насос и центробежный насос с патрубком подачи рабочей воды, связанный с приводом, причем рыхлительное устройство послойно-подающего действия выполнено в виде неподвижно установленных на валу вертикальных ножей, на которых смонтированы лопатки, причем упомянутый вал установлен подвижно в опорах и через систему рычагов соединен с приводом, а количество ножей и лопаток может быть разным или одинаковым, при этом лопатки рыхлительного устройства установлены непосредственно перед всасом сосуна так, что их края обращены к всасу, а сосун установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 приведен вид сбоку агрегата, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - конструкция рыхлительного устройства послойно-подающего действия.

Агрегат состоит из следующих основных узлов: сани закрытого типа с подзорами на концах (основание), на поворотную платформу которых установлены грунтозаборный механизм с рыхлительным устройством послойно-подающего действия, два насоса, подъемные и приводные механизмы, выбросной патрубок. Для перемещения агрегат снабжен буксирным устройством.

Грунтозаборный механизм (ГЗМ) агрегата состоит из сосуна щелевого типа 1, на котором смонтировано рыхлительное устройство послойно-подающего действия 2 с приводом 3, снимающее слой 4 заданной толщины h. На сосуне установлены ограничительные тяги 5, связывающие щелевой сосун с поворотной платформой 6, которая установлена на санях 7. Через гибкий гофрированный шланг 8 сосун соединен с выбросным патрубком 9, патрубком подачи рабочей воды 10, работающим от центробежного насоса 11, установленного на платформе 6. Выбросной патрубок 9 установлен с возможностью поворота в поворотном устройстве 12. Патрубок 9 предназначен для выброса пульпы за бровку траншеи. Поворотная платформа 6 связана с механизмом привода 13. На подвижной части патрубка 9 смонтирован механизм 14 подъема ГЗМ, который посредством троса 15 связан с сосуном 1. Сани снабжены буксирно-грузовым устройством 16. Выбросной патрубок установлен неподвижно относительно саней с помощью ограничителей 17. Эжекторный грунтовой насос 20 установлен между гибким шлангом 8 и патрубком 9.

Рыхлительное устройство послойно-подающего действия 2 (рыхлитель) состоит из горизонтально установленных лопаток 21, вертикальных ножей 22, ребер 23, вала 24, разрезных втулок 25 для крепления вертикальных ножей 22, подшипников 26, смонтированных на сосуне, системы приводных рычагов 27, 28 привода 3. Возможен вариант конструкции рыхлителя, в котором горизонтальная лопатка 24 установлена с возможностью ограниченного поворота.

На фиг.3 приведена конструкция с двумя вертикальными ножами и лопатками. Количество ножей и лопаток определяется шириной всасывающего наконечника, которая может меняться от 1 до 10 м. В зависимости от особенностей грунта не все ножи могут быть снабжены лопатками, некоторые из них могут оставаться “холостыми”. При работе всас ГЗМ опускают с саней и перемещают его по дну. Работа по разрыхлению и подаче грунта совершается за счет колебательных движений ножей с лопатками относительно вертикальной оси на 20-30.

Цикл разрыхления определяется двумя фазами: подготовительной и рабочей. При подготовительной фазе вертикальные ножи заглубляют лопатки на заданную величину, одновременно производя предварительное разрыхление грунта, а при рабочей фазе грунт приподнимается лопатками и подается к сосуну грунтозаборного механизма.

Технология разработки траншеи включает в себя следующие процессы. Агрегат устанавливают в исходное положение и запускают двигатель центробежного насоса. Затем опускают всас, запускают рыхлительное устройство послойно-подающего действия 2 и начинают посредством тросов движение с постоянно выбранной скоростью. Вначале работы, когда возможен визуальный контроль за пульпой, можно провести регулировку скорости буксировки (для достижения наибольшей производительности). При достижении противоположного берега насос и рыхлитель отключают, сосун приподнимают, если есть необходимость, то очищают, затем разворачивают и снова опускают. Снова запускают все механизмы и рабочий ход начинают в обратную сторону. Количество проходов зависит от глубины траншеи и толщины снимаемого слоя грунта за один проход.

Предлагаемый агрегат позволит производить разработку подводных грунтов мелководных рек, озер, прудов и т.п., расположенных вдали от судоходных рек и дорог, где экономически нецелесообразно использование известных земснарядов.