ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ЭЖЕКТОРНОГО ЗЕМСНАРЯДА Российский патент 1994 года по МПК E02F3/88 

Изобретение относится к оборудованию гидромеханизации и может быть использовано при подводной разработке грунтов.

Известно устройство, предназначенное для защиты земснаряда от кавитации при завале грунтом его грунтозаборного наконечника [1]. Однако оно не приспособлено для размыва завала грунта, для чего требуется дополнительное размывочное оборудование.

Целью изобретения является повышение эффективности землесосного снаряда за счет использования потока воды, создаваемого эжектором, для размыва завала грунта.

На фиг.1 представлен продольный разрез защитного устройства; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - расположение защитного устройства на всасывающей линии землесосного снаряда.

Защитное устройство 1 представляет собой корпус 2 прямоугольной формы поперечного сечения, в верхней стенке которого выполнено отверстие 3 с возможностью перекрытия его изнутри поворотным клапаном 4, жестко закрепленным на валу 5. Внутри корпуса 2 расположены две створки, одна 6 из которых, расположенная сверху, закреплена на валу 7, а другая 8 закреплена внизу на валу 9 с возможностью поворота друг относительно друга в противоположном направлении и плотного перекрытия проточного канала защитного устройства 1. Обе створки 6 и 8 в рабочем положении прижаты соответственно к верхней и нижней стенкам, а своими периферийными кромками направлены навстречу эжекторирующего потока (на фиг.1 показаны пунктиром). Валы 5,7 и 9 кинематически соединены между собой передаточным механизмом 10, состоящим из шестеренчатой пары 11, соединяющей валы 5 и 7 и рычажно-шарнирного механизма 12, соединяющего валы 7 и 9. Снаружи на валу 5 жестко закреплен рычаг 13 с возможностью контактирования с механизмом поворота 14 (силового гидроцилиндра). Защитное устройство 1 с одной стороны соединено с эжектором 15, а другой - со всасывающей трубой 16 землесоса (не показан). Эжектор 15 с другой стороны соединен с грунтозаборным наконечником 17, а трубой 18 - с высоконапорным насосом, размещенным вместе с землесосом на плавучем понтоне земснаряда.

Защитное устройство эжекторного земснаряда работает следующим образом. В рабочем положении, когда земснаряд работает в нормальном режиме, клапан 4 расположен у верхней стенки, перекрыв собой отверстие 3, а рычаг 13 повернут в крайнее правое положение, створки 6 и 8 прижаты соответственно к верхней и нижней стенкам. Передвижной шток гидроцилиндра 14 находится в крайне левом положении. Положение перечисленных деталей показано пунктиром (фиг. 1). Происходит всасывание грунта с последующим его движением в виде гидросмеси через эжектор 15, в котором она, перемешиваясь с высоконапорной рабочей жидкостью, получает дополнительный напор. Из эжектора гидросмесь направляется через защитное устройство 1 и всасывающую трубу 16 в землесос. В защитном устройстве 1 благодаря дополнительному напору, полученному гидросмесью от эжектора 15, будет создано избыточное давление, достаточное для плотного прижатия клапана 4 к стенке отверстия 3. В случае обрушения грунта и закупорки грунтозаборного наконечника 17 давление во всасывающей линии землесоса, в том числе и защитном устройстве 1 резко понизится, станет меньше давления окружающей воды, клапан 4 откроет отверстие 3, обеспечив таким образом пуск воды в землесос, предотвратив его кавитацию и внезапную остановку.

Одновременно с поворотом клапана 4 совершают поворот и соединенные с ним передаточным механизмом 10 и створки 6 и 18, которые, попав под воздействие потока высоконапорной воды, выходящей из эжектора 4, совершат окончательный поворот, сомкнувшись между собой передними кромками. Одновременно со створками 6 и 8 совершат окончательный поворот и займут крайнее положение (фиг.2) связанные с ними передаточным механизмом 10 клапан 4 и закрепленный на его валу 5 рычаг 13. Перекрыв таким образом проточный канал защитного устройства 1, створки 6 и 18 изолируют эжектор 15 и грунтозаборный наконечник 17 от всасывающей трубы 16 землесоса, в результате чего высоконапорная рабочая вода, поступающая от насоса по трубе 18 в эжектор 15, будет направлена в грунтозаборный наконечник 17 для размыва грунтовой пробки.

Высоконапорная вода при воздействии на грунтовую пробку вызывает расширение порового пространства грунта, образует в нем сначала многочисленные капиллярные токи, расширяя и объединяя их до размеров проточных каналов с выходом на поверхность грунта, благодаря чему произойдет размыв обрушившегося на грунтозаборный наконечник 17 грунта, т.е. произойдет ликвидация завала. Сигналом размыва завала грунта и освобождение грунтозаборного наконечника 17 от грунтовой пробки будет появление на поверхности воды взвешенных частиц - песка, которые можно заметить невооруженным глазом из кабины машиниста.

После размыва и ликвидации завала грунта производится восстановление нормальной работы землесосного снаряда, для чего включается в работу гидроцилиндр 14, подвижным штоком которого производится поворот рычага 13 вправо. Одновременно с поворотом рычага 13 завершат поворот клапан 4 и связанные с ним передаточным механизмом 10 и створки 6,8, которые займут исходное положение у соответствующих стенок и открыв таким образом путь гидросмеси по всасывающей трубе 16 от грунтозаборного наконечника 17 в землесос. Как только створки 6 и 8 начнут раскрываться в защитном устройстве 1, возникнет подпор с последующим его нарастанием и соответственно с нарастанием давления, после превышения которого давления снаружи воды клапан 4 получит дополнительный импульс для поворота в исходное положение у верхней стенки. Прижатый силой давления гидросмеси у отверстия 3 клапан 4 будет находиться у верхней стенки до следующего завала грунтозаборного наконечника 17. Нормальная работа землесосного снаряда таким образом будет восстановлена.

Использование: оборудование гидромеханизации при подводной разработке грунтов. Сущность: защитное устройство эжекторного земснаряда имеет дополнительный клапан в виде закрепленных на валах 7 и 9 створок 6 и 8, передаточный узел в виде кинематически связанных между собой шестерен 11. Снаружи корпуса 2 установлен гидроцилиндр 14. Основной клапан выполнен в виде пластины 4, установленной на валу 5, который связан с одной из шестерен 11 и рычагом 13. Последний установлен с возможностью взаимодействия с гидроцилиндром 14. Корпус 2 выполнен прямоугольным в поперечном сечении. Створки 6 и 8 расположены в сторону движения потока, а в рабочем положении расположены под углом к оси корпуса 2 с возможностью взаимодействия между собой рабочими кромками. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ЭЖЕКТОРНОГО ЗЕМСНАРЯДА, содержащее корпус с клапаном, установленным внутри корпуса с возможностью перекрытия отверстия в боковой стенке корпуса, соединенного со всасывающей трубой, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы земснаряда, оно снабжено дополнительным клапаном в виде закрепленных на валах створок, расположенных внутри корпуса с возможностью перекрытия проточного канала, передаточным узлом в виде кинематически связанных между собой шестерен, одна из которых закреплена на валу одной из створок, и гидроцилиндром, установленным с наружной стороны корпуса с возможностью взаимодействия с передаточным узлом посредством рычага, причем основной клапан выполнен в виде пластины, закрепленной на валу, связанном с другой шестерней передаточного узла и рычагом, а створки дополнительного клапана установлены с возможностью поворота в рабочее положение в сторону движения потока гидропульпы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус выполнен прямоугольным в поперечном сечении, а створки дополнительного клапана в рабочем положении расположены под углом к оси корпуса с возможностью взаимодействия между собой передними кромками.