СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА ЗЕМСНАРЯДОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК E02F3/88 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для разработки грунта в подводном забое.

Целью изобретения является повышение производительности разработки грунта за счет интенсификации его размыва путем использования в качестве гидрорыхлителя одного из наконечников.

На фиг. 1 изображено устройство с показом всасывающих наконечников и их перекидного клапана, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, с показом водозаборных патрубков и откидного клапана, вид сбоку; на фиг. 3 то же, вид сбоку, в плоскости, перпендикулярной первым двум фигурам.

Устройство включает всасывающую трубу 1 с отделяемой частью 2 с присоединенными к ней наконечниками 3 и 4, в устья которых вставлены защитные решетки 5 и 6. Устройство снабжено водозаборными патрубками 7 и 8, верхние торцы которых присоединены к водозаборной трубе 9, торец 10 которой размещен в акватории забоя. Полость каждого водозаборного патрубка сообщена с полостью соответствующего наконечника через окна 11 и 12 в их стенках. Наконечники 3 и 4 снабжены перекидным клапаном 13 на поворотной оси 14. На этой же оси посажены откидные клапаны 15 и 16, размещенные каждый в своем водозаборном патрубке. Ось 14 снабжена консольным рычагом 17, с помощью шарнира 18 присоединенного к штоку 19 гидроцилиндра 20. Гидроцилиндр 20 с помощью шарнира 21 установлен на наконечнике 3. Снаружи шарнирные соединения и гидроцилиндр со штоком закрыты фартуком 22.

Способ и устройство используют следующим образом.

Опускают всасывающую трубу 1 в акваторию забоя. Включают в работу гидроцилиндр 20, который работает в автоматическом режиме, т. е. постоянно и равномерно шток 19 выдвигается из цилиндра и вдвигается в него. При этом происходит поворот оси 14 то по часовой стрелке, то против. Подводят устья наконечников 3 и 4 к грунту забоя.

Исходное положение клапанов 13, 15, 16 таково: перекидной клапан 13 перекрывает полость наконечника 3, откидной клапан 15 не перекрывает полости водозаборного патрубка 7, откидной клапан 16 перекрывает полость водозаборного патрубка 8. При этом в наконечниках и патрубках потоки распределены так. Поскольку клапаном 13 перекрыта полость наконечника 3, полость же наконечника 4 не перекрыта, в наконечник 4 происходит всасывание потока из акватории забоя. Поскольку устье наконечника 4 приближено к грунту, всасываемым потоком производится размыв грунта и его унос во всасывающий наконечник 4. Поток гидросмеси из наконечника 4 поступает во всасывающую трубу 1, из нее - в землесос, а из землесоса - в напорный трубопровод.

В тот момент, когда перекидным клапаном 13 перекрыта полость наконечника 3, полость водозаборного патрубка 8 перекрыта откидным клапаном 16 (фиг. 2), в патрубке 8 течения нет. Зато есть течение воды в водозаборном патрубке 7, поскольку откидной клапан 15 не перекрывает его полости. При всасывании гидросмеси в наконечник 4 вокруг его устья создается зона всасывания с пониженным давлением, распространяющимся из полости наконечника. Расстояние "а" между наконечниками 3 и 4 принимается из такого расчета, чтобы устье наконечника 3 находилось в пределах зоны всасывания наконечника 4, а устье наконечника 4 - соответственно в зоне всасывания наконечника 3.

При открытом клапане 15 (фиг. 2) создается канал: водозаборная труба 9 - водозаборный патрубок 7 - наконечник 3 на его участке от окна 11 до устья 5. На открытых торцах этого канала - давления разные: в устье 5 наконечника 3 давление ниже атмосферного, поскольку устье находится в пределах зоны всасывания наконечника 4, а в торце 10 трубы 9 - давление атмосферное плюс гидростатическое, равное величине заглубления устья под воду. Возникает перепад давлений, под воздействием которого возникает ток воды. Вода из акватории втекает в трубу 9, из трубы 9 течет в патрубок 7, а из него через окно 11 - в полость наконечника 3, из которого - в акваторию забоя. Напорным потоком воды, вытекающим из устья 5 наконечника 3, производится размыв и взвешивание грунта, т. е. образование готовой гидросмеси в зоне всасывания наконечника 4. Эта гидросмесь всасывается в наконечник 4. Наконечник 3 выполняет роль насадка гидравлического разрыхлителя. Напорная вода гидрорыхлителя получена за счет энергии грунтового насоса, без использования дополнительного водяного насоса.

Поскольку гидроцилиндр 20 работает непрерывно в автоматическом режиме, через некоторое время клапаны изменяют положение: перекидной клапан 13 перекрывает полость наконечника 4, откидной клапан 16 перекрывает полость водозаборного патрубка 3, откидной клапан 15 открывает полость водозаборного патрубка 8. Направление потоков изменяется: в наконечнике 3 течет поток гидросмеси в направлении от устья 5 к всасывающей трубе; в наконечнике 4 течет поток воды в направлении от места его присоединения к всасывающей трубе - к устью 6 наконечника. Роль насадка гидравлического разрыхлителя теперь выполняет наконечник 4.

Эффективно использование способа и устройства при разработке грунтов и с негабаритными включениями. При воздействии напорного потока воды частицы грунта размываются и взвешиваются. Готовая гидросмесь засасывается в устье 6 наконечника 4. Габаритные частицы проходят через ячейки решетки 6, а негабаритные застревают в них. Через некоторое время всасывание гидросмеси в наконечник 4 прекращается и из него начинает вытекать поток воды. Этим потоком негабаритные частицы выдавливаются из ячеек решетки 6 и опадают на грунт забоя. (56) Авторское свидетельство СССР N 1025811, кл. E 02 F 3/88, 1982.

Использование: разработка грунта в подводном забое. Сущность изобретения: всасывающая труба земснаряда имеет наконечники с защитной решеткой и перекидной клапан. Последний установлен на оси в месте соединения наконечников со всасывающей трубой. В наконечник, перекрытый перекидным клапаном, пропускают противонаправленный потоку гидросмеси в другом наконечнике поток забортной воды. Направления потоков периодически меняют. Каждый наконечник снабжен водозаборным патрубком с откидным клапаном. Каждый из последних размещен на одной оси с перекидным клапаном. Каждый водозаборный патрубок сообщен одним концом с полостью соответствующего наконечника посредством выполненного в стенке наконечника окна. Другим концом водозаборный патрубок сообщен с акваторией забоя. 2 с. п. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ разработки грунта земснарядом, включающий размыв грунта в забое и всасывание грунта через соединенные всасывающей трубой наконечники с перекидным клапаном, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности разработки грунта за счет интенсивности его размыва путем использования в качестве гидрорыхлителя одного из наконечников, поперечное сечение полости последнего в месте присоединения его к всасывающей трубе перекрывают перекидным клапаном и пропускают в него противонаправленный потоку гидросмеси в другом наконечнике поток забортной воды для гидрорыхления, при этом направление потоков периодически меняют. 2. Устройство для разработки грунта земснарядом, включающее всасывающую трубу с присоединенными к ней наконечниками и перекидным клапаном, установленным на оси в месте соединения наконечников со всасывающей трубой с возможностью поворота при помощи гидроцилиндра, отличающееся тем, что каждый наконечник снабжен водозаборным патрубком с откидным клапаном, при этом каждый из откидных клапанов размещен на одной оси с перекидным клапаном наконечников, а каждый водозаборный патрубок одним концом сообщен с полостью соответствующего наконечника посредством выполненного в стенке наконечника окна, а другим концом - с акваторией забоя. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что устье каждого наконечника имеет защитную решетку.