РОТОРНО-КОВШОВОЕ ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1994 года по МПК E02F3/88 E02F3/24 

Изобретение относится к гидромеханизации и может быть использовано при добыче нерудных строительных материалов гидромеханизированным способом.

Известен роторно-ковшовое грунтозаборное устройство, содержащее вpащающийся ротор с ковшами, цилиндрический приемный бункер, сообщающийся с всасывающим грунтоприемником. Непрерывно попадающая в грунтоприемник гидросмесь всасывается и транспортируется по трубопроводам грунтонасосной установкой. Это снижает эффективность работы устройства.

Известно роторно-ковшовое грунтозаборное устройство, включающее многочерпаковый ротор и цилиндрический бункер, установленные на поворотной раме земснаряда [2] .

Недостатком известного устройства является низкая эффективность его работы, обусловленная необходимостью применения грунтовых насосов для отсасывания водогрунтовой смеси из бункера: низкий КПД грунтовых насосов по сравнению с работающими на чистой воде насосами такого же типа; малая долговечность грунтовых насосов вследствие больших износов проточной части; снижение концентрации засасываемой водогрунтовой смеси при увеличении глубины добычи; прекращение работы при завалах устройства грунтом из-за срыва вакуума грунтового насоса; сложность и дороговизна грунтового насоса.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства.

Поставленная цель в предлагаемом роторно-ковшовом грунтозаборном устройстве, включающем многочерпаковый ротор и цилиндрический бункер, установленные на поворотной раме земснаряда, достигается тем, что бункер снабжен установленным на его боковой стенке грунтоприемным каналом с кольцевым экраном, охватываемым ротором, при этом канал соединен с бункером коаксиальной кольцевой щелью. Бункер снабжен тангенциальными патрубками подвода напорной воды и отвода водогрунтовой смеси. Предложенное техническое решение роторно-ковшового грунтозаборного устройства позволяет избежать применения грунтового насоса для отсасывания водогрунтовой смеси из бункера. В предложенном решении в качестве источника напорной воды могут быть использованы серийно изготовляемые водяные насосы, обладающие высоким КПД. В предложенном устройстве отсутствуют абразивные износы насоса, так как водогрунтовая смесь не перекачивается через его полость. При увеличении глубины грунтозабора, а также при завалах устройства грунтом работа продолжается без изменения режимов, так как здесь отсутствует вакуум на всасывании. Все это повышает эффективность работы роторно-ковшового грунтозаборного устройства.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1.

Роторно-ковшовое грунтозаборное устройство земснаряда включает многочерпаковый ротор 1 и цилиндрический бункер 2, установленные на поворотной раме 3. Бункер 2 снабжен грунтоприемным каналом 4 с кольцевым экраном 5, охватываемым ротором 1. Канал 4 соединен с бункером 2 коаксиальной кольцевой целью 6. Канал 4 с экраном 5 установлены на боковой стенке бункера 2. Последний снабжен тангенциальными патрубками 7 и 8 подвода напорной воды и отвода водогрунтовой смеси соответственно. Ротор 1 установлен на валу 9, смонтированном в подшипниках 10 на поворотной раме 3 земснаряда.

Грунтозаборное устройство работает следующим образом.

При вращении вала 9 от привода (не показан) вращается многочерпаковый ротор 1, черпаки которого заполняются грунтом. При вращении черпаков грунт в них удерживается стенками черпаков и кольцевым экраном 5. Когда черпаки оказываются над каналом 4, то грунт из них поступает под действием веса в канал и через кольцевую щель 6 попадает в бункер 2. При этом одновременно с вращением ротора 1 в бункер 2 подается напорная вода по тангенциальному патрубку 7. Вода закручивается в цилиндрическом бункере 2, захватывает поступающий сюда через щель 6 грунт, перемешивается с ним и образует водогрунтовую смесь, которая через тангенциальный патрубок 8 транспортируется к потребителю. Изменяя частоту вращения ротора 1, можно pегулировать концентpацию образующейся в бункере 2 водогрунтовой смеси: при увеличении частоты вращения ротора увеличивается концентрация водогрунтовой смеси. Напоpная вода подается к патpубку 7 от источника давления (например, водяного насоса, условно на чертежах не показан). Благодаря закрутке потока в цилиндpическом бункере 2 создается градиент давлений: в центре бункера у его оси давление меньше, чем на периферии. Скорость закрутки регулируется таким образом, чтобы давление на максимальном радиусе кольцевой щели 6 в бункере 2 не превышало давления окружающей среды, что исключает утечки напорной воды и бункера 2 через щель 6 и канал 4 в окружающее пространство. При этом на меньших радиусах осуществляется подсос воды из окружающего пространства в бункер 2 через канал 4 и щель 6, что способствует лучшему опорожнению черпаков. Повышенное давление водогрунтовой смеси на периферии бункера 2 расходуется на транспортирование смеси по патрубку 8 к потребителю. Установка патрубков 7 и 8 тангенциально обеспечивает закрутку потока в бункере 2, снижение гидравлических потерь и использование кинетической энергии вращения водогрунтовой смеси на транспортирование по патрубку 8.

На фиг. 4 показан вариант двухроторного ковшового грунтозаборного устройства, снабженного двумя роторами 1 и двумя бункерами 2. Вращение вала 9 осуществляется, например, цепной передачей 11 через звездочку 12. Экран 5 выполнен в виде конического кольца. Работа двухроторного ковшового устройства осуществляется аналогично однороторному. Напорная вода подается поочередно или в левый или в правый бункеры 2 в зависимости от направления движения устройства: при движении (папильонировании) вправо вода через патрубок 7 подается в правый бункер, а водогрунтовая смесь отводится через правый патрубок 8. При движении устройства влево вода подается в левый бункер 2.

Процесс образования водогрунтовой смеси в бункере 2 и ее транспортирование описаны выше для однороторного ковшового грунтозаборного устройства.

Изобретение относится к гидромеханизации и позволяет повысить эффективность работы устройства за счет исключения грунтового насоса для отсасывания водогрунтовой смеси из бункера. Устройство содержит многочерпаковый ротор 1 и цилиндрический бункер 2, установленные на поворотной раме 3. Бункер 2 снабжен грунтоприемным каналом 4 с кольцевым экраном 5, охватываемым ротором 1. Канал 4 соединен с бункером 2 коаксиально кольцевой щелью 6. Для подвода напорной воды и отвода водогрунтовой смеси бункер снабжен тангенциальными патрубками 7 и 8. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. РОТОРНО-КОВШОВОЕ ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО, включающее многочерпаковый ротор и цилиндрический бункер, установленные на поворотной раме земснаряда, отличающееся тем, что бункер выполнен с установленным на его боковой стенке грунтоприемным каналом с кольцевым экраном, охватываемым ротором, при этом канал соединен с бункером посредством коаксиальной кольцевой щели. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что бункер выполнен с тангенциальными патрубками для подвода напорной воды и отвода водогрунтовой смеси.