ПЛАВУЧИЙ ЗЕМЛЕСОСНЫЙ СНАРЯД Российский патент 1994 года по МПК E02F3/88 

Изобретение относится к строительству и предназначено для разработки грунтов в подводных забоях.

Целью изобретения является повышение эффективности использования землесосного снаряда при разработке несвязных грунтов с негабаритными включениями путем создания условий для пропуска по гидротранспортной системе негабаритных комьев грунта.

На фиг. 1 изображены грунтовый насос и гидротранспортная система, вид сбоку; на фиг. 2 - узел I с решеткой, перекрывающей сечение всасывающей трубы, вид сбоку, разрез; на фиг. 3 - тот же узел I с решеткой, перекрывающей сечение отводной трубы, вид сбоку, разрез; на фиг. 4 - просветы решетки для задержания негабаритных комьев грунта.

Землесосный снаряд включает корпус 1 с размещенным в нем грунтовым насосом 2, который имеет всасывающий 3 и напорный 4 патрубки. К всасывающему патрубку 3 присоединена всасывающая труба 6, состоящая из участков 7-10. К другой ветви тройника 5 присоединен водозаборный патрубок 11, свободный конец 12 которого размещен в акватории 13 забоя. Всасывающая труба 6 соединена с напорным трубопроводом 14, присоединенным к напорному патрубку 4, в обход грунтового насоса 2 свободной трубой 15. Обводная труба 15 соединена с напорным трубопроводом 14 трубным звеном 16.

Всасывающая труба 6 выполнена с перегибом 17, размещенным с превышением на величину Н над грунтовым насосом 2. Обводная труба 15 выполнена в виде циклоидальной кривой братистохроны. На фиг. 1 братистохрона показана на участке AB. Она обладает замечательным свойством: соединяя точки, смещенные по горизонтальной оси с возвышением одной точки над другой, например точки A над точкой B, она, принятая в качестве траектории движения падающего тела (из точки A в точку B), обеспечивает более быстрое, с наименьшей затратой времени перемещение тела из точки A в точку B, по сравнению с траекторией движения любого другого очертания, в том числе и по сравнению с прямой AB, соединяющей эти точки. Происходит такое явление в результате наиболее интенсивного нарастания ускорения движения тела по кривой братистохроне.

Трубное звено 16 проложено вдоль обводной трубы 15. Смежные точки обводной трубы 15 и трубного звена 16 выполнены с окнами, в которые вставлены водопроточные патрубки 18-21 под острыми углами, вершины которых расположенные на обводной трубе, направлены в сторону акватории забоя. При этом сечения патрубков выполнены с уменьшением по мере приближения к акватории забоя, т. е. диаметр патрубка 19 меньше диаметра патрубка 18, патрубка 20 - меньше патрубка 19 и патрубка 21 - меньше патрубка 20.

В месте присоединения обводной трубы 15 к участку 7 всасывающей трубы установлена решетка 22 для задержания грунтовых негабаритов. Она выполнена перекидной, для чего установлена на шарнире 23. Всасывающая труба 6, напорный трубопровод 14, обводная труба 15, трубное звено 16, водозаборный патрубок 11 и водопроточные патрубки 18-21 снабжены водозапорными приспособлениями 24-34, включенными в единую систему регулирования. Позициями обозначены также: 35 - всасывающий наконечник; 36 - трос от подъемной лебедки; 37 - грунт забоя; S - размер проходного сечения грунтового насоса: D - диаметр всасывающего и напорного трубопроводов.

Плавучий землесосный снаряд используют следующим образом.

Открывают запорные приспособления 24, 25, 34. Закрывают все остальные запорные приспособления. Перекидную решетку 22 устанавливают в положение, изображенное на фиг. 2, т. е. перекрывают решеткой сечение участка 7 всасывающей трубы. Опускают участок 10 всасывающей трубы в акваторию 13 забоя. Включают в работу грунтовый насос 2. Вода из акватории 13 засасывается в наконечник 35, поступает в участок 10 всасывающей трубы, течет в полости участка 8, достигает перегиба 17, проходит через место установки запорного приспособления 24, заполняет обводную трубу 15 до запорного приспособления 32, проникает через ячеи решетки 22, заполняет полость участка 7 всасывающей трубы. Вода заполняет тройник 5, а из него поступает в грунтовый насос 2. Из насоса 2 напорная вода через патрубок 4 изливается в напорный трубопровод 14.

Подводят всасывающий наконечник 35 к грунту 37 забоя (фиг. 1). Потоком воды, подтекающим к наконечнику 35, грунт забоя размывается, подхватывается и уносится во всасывающую трубу 6. Поток гидросмеси течет по участкам 10, 9, 8 всасывающей трубы, переваливает через участок перегиба 17 и устремляется в участок 7 всасывающей трубы. Частицы грунта с размерами менее размера S проходного сечения грунтового насоса проникает через ячеи решетки 22 (фиг. 1, 2). Негабаритные комья перекатываются по ребрам решетки 22 и по обводной трубе 15 скатываются к закрытому запорному приспособлению 32. Негабаритные комья имеют размеры в пределах: от размера S проходного сечения грунтового насоса до размера D диаметра всасывающего и напорного трубопроводов.

По мере разработки грунта происходит накопление негабаритных комьев в полости обводной трубы 15. Когда негабаритные комья заполняют трубу 15 и начинает отлагаться на решетке 22, пропускная способность решетки уменьшается. Возрастает вакуум в участке 7 всасывающей трубы. Багермейстер принимает меры к освобождению полости обводной трубы 15 и решетки 22 от негабаритов. Открывают запорное приспособление 26. В грунтовый насос 2 поступает вода водозаборного патрубка 11. Закрывают приспособления 24 и 25. Открывают приспособления 32, 33, 27. Закрывают приспособление 34. В системе трубопроводов устанавливается течение воды по трассе: из акватории 13 - в водозаборный патрубок 11 - в патрубок 3 - в насос 2 - в патрубок 4 - в трубное звено 16. Из трубного звена 16 напорная вода поступает в полость обводной трубы 15.

Под действием силы собственной тяжести и под давлением напорного потока воды находящиеся в обводной трубе 15 негабариты выкатываются через участок BC из обводной трубы 15 в напорный трубопровод 14. За счет свойства обводной трубы 15, выполненной по кривой братистохроне, быстро наращивать скорость ниспадения негабаритов, освобождение ее полости занимает мало времени.

Однако комья в полости трубы 15 могут слежаться, т. е. защемить друг друга. В таком случае открывают запорное приспособление 31. Поток напорной воды из трубного звена 16 через водопроточный патрубок 21 поступает в нижнюю часть участка AB обводной трубы 15, выдавливает из нее негабаритные комья, нарушив взаимосвязь между комьями. Затем открывают приспособление 30. Вода через патрубок 20 вливается в трубу 15 и выдавливает негабаритные комья, размещенные между патрубками 20 и 21. Так, последовательно включая в работу водопроточные патрубки 21-18, освобождают трубу 15 от негабаритов.

После освобождения полости обводной трубы 15 от негабаритов открывают запорные приспособления 24, 25 и 34. Закрывают все другие приспособления. Поток воды устремляется по трассе: из акватории 13-во всасывающий наконечник 35 - во всасывающую трубу 6 - в насос 2 и напорный трубопровод 14. Подводят наконечник 35 к грунту 37 забоя и продолжают разработку грунта.

При разработке грунта не все негабаритные частицы перекатываются через решетку 22 и поступают в обводную трубу 15. Некоторые частицы благодаря особенностям формы проникают выступающей гранью в ячеи решетки 22 и застревают. В таком случае производят очистку решетки 22 от застрявших в ней негабаритов. Поворачивают решетку из положения, изображенного на фиг. 2, в положение, изображенное на фиг. 3. Делают это сразу после освобождения обводной трубы 15 от негабаритов. При переводе решетки 22 в новое положение ею перекрывают сечение обводной трубы 15 (фиг. 3). На застрявшие в решетке 22 негабариты действует в полной мере напор грунтового насоса. Негабаритные комья выдавливаются в трубу 15 потоком, вытекающим из трубного звена 16. По трубе 15 выдавленные из решетки 22 негабариты выкатываются в напорный трубопровод 14 и транспортируются по системе этого трубопровода.

После очистки решетки 22 открывают запорные приспособления 24, 25, 34, закрывают другие приспособления. Возобновляют разработку грунта в забое. (56) Авторское свидетельство N 765464, кл. E 02 F 3/92, 1978.

Использование: изобретение относится к строительству и предназначено для разработки грунтов в подводных забоях. Сущность: плавучий землесосный снаряд включает корпус 1, размещенный в нем грунтовый насос 2 со всасывающим 3 и напорным патрубками 4 и гидротранспортную систему из напорного трубопровода 14 и всасывающей трубы 6 с наконечником 35. Гидротранспортная система снабжена дополнительно водозаборным патрубком 11, обводной трубой 15, соединяющей всасывающую трубу 6 с напорным трубопроводом 14, и дополнительным трубным звеном 16, соединяющим обводную трубу 15 с напорным трубопроводом 14. Всасывающая труба выполнена с перегибом, размещенным с превышением над грунтовым насосом. Обводная труба 15 выполнена криволинейной по очертанию циклоидальной кривой братистохроны. Дополнительное трубное звено 16 проложено вдоль обводной трубы 15 и соединено с ней водопроточными патрубками 18 - 21. В систему включены запорные приспособления 24 - 34. В месте соединения обводной трубы 15 с участком 7 всасывающей трубы 6 установлена перекидная решетка с ячеями, не превышающими по размерам проходного сечения грунтового насоса. 4 ил.

ПЛАВУЧИЙ ЗЕМЛЕСОСНЫЙ СНАРЯД, включающий корпус с размещенными в нем грунтовым насосом со всасывающим и напорным патрубками, гидросистему, состоящую из присоединенного к напорному патрубку насоса напорного трубопровода и из присоединенного к всасывающему патрубку тройника, к одной ветви которого присоединен водоразборный патрубок, свободный торец которого размещен в акватории забоя, а к другой ветви присоединена всасывающая труба, соединенная с напорным трубопроводом в обход грунтового насоса и выполненная с перегибом, размещенным с превышением над грунтовым насосом, обводную трубу, соединенную трубным звеном с напорным трубопроводом, перекидную решетку для задержания грунтовых негабаритов, размещенную в месте присоединения обводной трубы к всасывающей трубе, и систему трубопроводов с запорными приспособлениями, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования землесосного снаряда при разработке несвязных грунтов с негабаритными включениями путем создания условий для пропуска по гидротранспортной системе негабаритных комьев грунта, он снабжен водопроточными патрубками, причем обводная труба, выполненная в виде циклоидальной кривой-братистохроны, и трубное звено, которое проложено вдоль последней, выполнены с окнами, в которые установлены водопроточные патрубки под острыми углами, вершины которых расположены на обводной трубе, направлены в сторону акватории забоя, при этом сечения водопроточных патрубков выполнены с уменьшением по мере приближения к акватории забоя.