СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГИДРОСМЕСИ ЗЕМСНАРЯДОМ Российский патент 1994 года по МПК E02F3/90 

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

Цель изобретения - повышение эффективности транспортирования гидросмеси путем повышения надежности работы гидротранспортной системы и снижения потерь напора в ней.

На фиг. 1 изображена гидротранспортная система земснаряда, вид сбоку; на фиг. 2 - часть гидротранспортной системы с изображением грунтового насоса, всасывающей трубы и участка напорного трубопровода, вид сбоку; на фиг. 3 - пониженный участок напорного трубопровода земснаряда, вид сбоку.

На фиг. 1-3 приняты следующие обозначения: 1 - землесосный снаряд; 2 - грунтовый насос; 3 - всасывающая труба грунтового насоса; 4 - напорный трубопровод; 5, 6 - наклонные трубы пониженного участка напорного трубопровода; 7 - обратный клапан на напорном трубопроводе; 8 - эрлифтная камера с воздухоподающей трубой 9; 10 - источник сжатого воздуха; 11 - забой с акваторией; 12 - дно забоя; 13 - полезный грунт забоя; 14 - поверхность трассы напорного трубопровода; 15 - запорное приспособление на всасывающей трубе; 16 - запорное приспособление на воздухоподающей трубе 9; 17 - всасывающий наконечник на всасывающей трубе 3; 18 - подъемный трос всасывающей трубы 3.

Способ используют следующим образом. Опускают в акваторию забоя 11 всасывающую трубу 3 земснаряда 1. При закрытом запорном приспособлении 16 на воздухоподающей трубе 9 и открытом запорном приспособлении 15 на всасывающей трубе 3 включают в работу грунтовый насос 2. Из акватории забоя 11 вода засасывается во всасывающий наконечник 17, течет во всасывающую трубу 3, из которой поступает в грунтовый насос 2. Напорный поток из насоса 2 открывает обратный клапан 7, проходит участок напорного трубопровода с эрлифтной камерой 8 и далее течет по напорному трубопроводу к месту излияния, т. е. к месту подачи гидросмеси.

Подводят всасывающий наконечник 17 к грунту 13 забоя и разрабатывают его. Гидросмесь течет по гидротранспортной системе земснаряда. Когда вся гидротранспортная система окажется заполненной гидросмесью, открывают запорное приспособление 16. Сжатый воздух по воздухоподающей трубе 9 поступает в эрлифтную камеру 8. Сжатый воздух в трубу 9 поступает из источника 10, в качестве которого могут служить компрессор или баллоны со сжатым воздухом. Из эрлифтной камеры 8 сжатый воздух поступает в напорный трубопровод 4 грунтового насоса 2.

В напорном трубопроводе воздух растворяется в воде, насыщает гидросмесь и течет в ее составе к месту подачи гидросмеси. В напорном трубопроводе, на его участке от эрлифтной камеры до места выпуска гидросмеси из напорного трубопровода течет трехкомпонентная смесь, состоящая из воды, грунта и воздуха.

По окончании разработки грунта гидротранспортную систему выключают из работы. Делают это так. При работающем грунтовом насосе поднимают всасывающий наконечник 17 от грунта 13 в акваторию 11. Промывают систему трубопроводов от грунта. Затем закрывают запорное приспособление 16. Поступление сжатого воздуха в напорный трубопровод прекращается. Вся гидротранспортная система заполняется водой. После этого выключают из работы грунтовый насос 2. Работа земснаряда прекращается.

В работе земснаряда бывают случаи внезапной остановки грунтового насоса. Это бывает, например, в случае неожиданного (аварийного) прекращения подачи электроэнергии. В таком случае течение многокомпонентной смеси в гидротранспортной системе прекращается. Давлением гидросмеси закрывается обратный клапан 7. Подачу сжатого воздуха в трубопровод 4 не прекращают. Грунт из гидросмеси оседает на нижние образующие напорного трубопровода, а в месте перелома труб 5, 6 грунт забивает сечение трубопровода полностью. Поступающим непрерывно воздухом вода и грунт в трубопроводе перемещаются к месту их выпуска. На участке 4, 5 трубопровода воздух выдавливает грунт из участка 5 в участок 6, поднимает на высоту Δ Н (фиг. 3). Воздух прорывается дальше, а смесь воды и грунта сползает вниз, в место перегиба, и так неоднократно. Таким образом, подачей сжатого воздуха исключается образование грунтовых пробок в напорном трубопроводе.

При пуске в работу грунтового насоса в систему трубопроводов подают воду, промывают систему труб, заполняют гидротранспортную систему гидросмесью и продолжают работу. Включением в гидротранспортную систему трехкомпонентной смеси (грунт + вода + воздух) достигают следующее: снижается расход энергии на транспортирование гидросмеси по трубопроводу, т. к. плотность трехкомпонентной смеси меньше плотности двухкомпонентной смеси (грунт + вода); снижается расход энергии на трение потока трехкомпонентной смеси о стенки по сравнению с двухкомпонентной смесью, т. к. воздух служит своеобразной "смазкой"; обеспечивается защита напорного трубопровода от гидравлических ударов за счет сжимаемости воздуха, содержащегося в трехкомпонентной смеси; исключается забивка грунтовыми пробками в пониженных местах напорного трубопровода. (56) Б. М. Шкундин. Землесосные снаряды. М. : Энергия, 1968, с. 55-56.

Б. М. Шкундин. Землесосные снаряды. М. : Энергия, 1968, с. 23-35.

Использование: изобретение позволяет достигнуть повышения эффективности транспортирования гидросмеси путем повышения надежности работы гидротранспортной системы и снижения потерь напора в ней. Сущность изобретения: при разработке грунта 13 в забое 11 гидросмесь течет по всасывающей трубе 3, через насос 2 поступает в напорный трубопровод 4. В поток гидросмеси в напорном трубопроводе 4 подают по воздухоподающей трубе 9 сжатый воздух. Наличие воздуха в водогрунтовой смеси обеспечивает снижение расхода энергии на ее транспортирование из-за меньшей массы, снижение потерь напора на трение о стенки труб, полную защиту от повреждений при гидравлических ударах за счет сжимаемости воздуха. Исключается забивка напорного трубопровода грунтовыми пробками при внезапной остановке работы грунтового насоса за счет непрекращающейся подачи в напорный трубопровод сжатого воздуха. 3 ил.

СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГИДРОСМЕСИ ЗЕМСНАРЯДОМ, снабженным гидротранспортной системой, включающий опускание в акваторию забоя всасывающей трубы земснаряда, подачу из акватории забоя к грунтовому насосу воды через всасывающую трубу, подведение всасывающего наконечника к грунту забоя и подачу грунтовым насосом через установленный за ним обратный клапан в напорный трубопровод гидросмеси, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности транспортирования гидросмеси путем повышения надежности работы гидротранспортной системы и снижения потерь напора в ней, за обратным клапаном в напорном трубопроводе устанавливают эрлифтную камеру и после заполнения гидротранспортной системы гидросмесью постоянно подают через нее в напорный трубопровод сжатый воздух до окончания транспортирования гидросмеси.