ГИДРОКАБЕЛЕУКЛАДЧИК Российский патент 1994 года по МПК E02F5/10 

Изобретение относится к экскавации и перемещению грунта, а именно к землеройным машинам специального назначения, в частности к прокладке кабелей под водой.

Известен рабочий орган кабелеукладчика (авт.св. СССР N 798250, кл. E 02 F 5/10), содержащий гидронож и кабельный канал. В трубопроводе рабочего органа размещен гидронасос, причем одно отверстие трубопровода расположено у верхней кромки гидроножа, а другое - у его нижней кромки и обращено в противоположную сторону от режущей части.

Рабочий орган кабелеукладчика имеет следующие недостатки:
затруднена разработка грунта и продвижение рабочего органа вперед за счет образования уплотненного слоя отработанного грунта перед кабелеукладчиком в результате действия струй воды, вытекающих из насадок, сопла которых ориентированы вперед, вверх и которые выбрасывают грунт перед кабелеукладчиком;
возможно забивание кабельного канала размытым грунтом (пульпой) в результате создания зоны повышенного давления в нижней части кабелеукладчика;
возможны повреждения кабеля при вертикальных перемещениях или его остановки за счет того, что передняя поверхность кабельного канала выполнена в виде наклонной плоскости;
невозможно разрушение или извлечение встречных препятствий за счет конструкции гидроножа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для подводной разработки грунта (авт. св. СССР N 1116127, кл. E 02 F 5/10), содержащее гидронож и кабельный канал.

Механический нож имеет режущие кромки скребков, соединенные перемычкой и расположенные в плане по обе стороны от гидроножа, причем режущие кромки скребков расположены параллельно между собой, а перемычка выполнена в виде двух соединенных вогнутых диафрагм, установленных вдоль водовода, при этом струйный сопловой механизм выполнен из нескольких равномерно смонтированных перед и вдоль соединения диафрагм насадок, сопла которых ориентированы вниз под острым углом к плоскости, проходящей через режущие кромки скребков.

Устройство для подводной разработки грунта обладает такими недостатками:
затруднена разработка грунта и продвижение рабочего органа вперед за счет образования уплотненного слоя отработанного грунта перед кабелеукладчиком в результате действия струй воды, вытекающих из насадок, сопла которых ориентированы вперед вверх и которые отбрасывают грунт перед кабелеукладчиком;
возможно забивание кабельного канала размытым грунтом (пульпой) в результате создания зоны повышенного давления в нижней части кабелеукладчика;
возможны повреждения кабеля при вертикальных перемещениях или его остановки за счет того, что передняя поверхность кабельного канала выполнена в виде наклонной плоскости.

В ряде случаев необходимо прокладывать кабель в связанных и засоренных грунтах, а следовательно, необходимы устройства, работающие более эффективно в таких условиях.

Целью изобретения является повышение надежности укладки кабеля и эффективности разработки грунтов, в том числе связанных.

Поставленная цель достигается тем, что рабочая часть гидроножа с попарно расположенными механическими ножами выполнена в виде ступеней, на одной из плоскостей которых установлены насадки - более одной в ряду, сопла которых ориентированы вниз, что позволяет использовать эффект экранирования истекающих струй воды из насадок, увеличивая ее скорость. Насадки, расположенные на конце рабочей части, ориентированы назад, вверх, а кабельный канал выполнен по дуге окружности и снабжен гидрозатвором, что позволяет обеспечить элевацию размытого грунта от одной насадки к другой и снизить давление в нижней части кабелеукладчика.

Сравнение предлагаемого гидрокабелеукладчика с прототипом позволило выявить следующие отличительные признаки:
рабочая часть гидроножа с попарно расположенными механическими ножами выполнена в виде ступеней, на одной из плоскостей которых установлены насадки - более одной в ряду, сопла которых ориентированы вниз;
насадки, расположенные на конце рабочей части, ориентированы назад, вверх, а кабельный канал выполнен по дуге окружности и снабжен гидрозатвором.

Это позволяет сделать вывод, что предложенное техническое решение обладает новизной.

Признак "...рабочая часть гидроножа с попарно расположенными механическими ножами выполнена в виде ступеней, на одной из плоскостей которых установлены насадки более одной в ряду, сопла которых ориентированы вниз", позволяет использовать эффект экранирования истекающих струй воды из насадок, увеличивая их скорость, что сокращает время размыва грунта. При поиске этот признак не обнаружен, а следовательно данный признак является существенным.

Признак "...насадки, расположенные на конце рабочей части, ориентированные назад вверх, а кабельный канал выполнен по дуге окружности и снабжен гидрозатвором", предотвращает образование уплотнений грунта в нижней части кабелеукладчика, а кабельный канал, выполнен по дуге окружности, исключает повреждения (изломы, перегибы).

На фиг.1 изображен общий вид гидрокабелеукладчика; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Гидрокабелеукладчик содержит гидронож 1 и кабельный канал 2. Рабочая часть гидроножа 1 с попарно расположенными механическими ножами 3 выполнена в виде ступеней 4, на плоскостях которых установлены насадки 5 более одной в ряду, сопла которых ориентированы вниз. Насадки 6, расположенные на конце рабочей части, ориентированы назад, вверх. Кабельный канал 2 выполнен по дуге окружности и снабжен гидрозатвором 7. Сдвижная ленточная крышка 8 укладывается на барабан 9 и служит для освобождения кабеля в экстренных, аварийных ситуациях.

Гидрокабелеукладчик работает следующим образом.

Струи воды, вытекающие из насадок 5, экранируются одной из плоскостей ступеней 4, увеличивая свою скорость, что позволяет увеличить дальность фронта сплошного размыва грунта. Затопленная струя, истекающая из насадок 5, вовлекает в оборот окружающую воду, что приводит к снижению концентрации размытого грунта (пульпы), а следовательно, обеспечивает более эффективное ее продвижение по разработанной траншее.

Насадками 6, ориентированными назад, вверх и гидрозатвором 7 размытый грунт приводится во взвешенное состояние, предотвращается образование уплотнений грунта перед кабелеукладчиком и забивание канала, обеспечивая более эффективное заглубление рабочей части кабелеукладчика.

При достижении требуемой глубины кабелеукладчику сообщается поступательное движение вперед. Струи воды, истекающие из насадок 5, расположенных на режущей части гидроножа 1, проникают в образующиеся трещины, щели и другие неплотности разрабатываемого грунта, которые образованы в результате воздействия механических ножей 3. Грунт приводится во взвешенное состояние и транспортируется таким же образом, как и при погружении, обеспечивая эффективное продвижение кабелеукладчика вперед.

При встрече с подводным препятствием механические ножи 3 при вертикальных перемещениях способны разрушать и извлекать его на поверхность грунта без помощи водолазов.

Поскольку кабельный канал 2 выполнен по дуге окружности, то кабель укладывается без изломов и перегибов в разработанную траншею. При необходимости кабель освобождается из канала за счет сдвижной ленточной крышки 8, укладываемой на барабан 9.

Предлагаемая конструкция кабелеукладчика сокращает время размыва грунта, т.е. повышает эффективность разработки грунта, используя эффект экранирования истекающих струй воды из насадок; затопленная струя, истекающая из насадок, вовлекает в оборот окружающую воду, что обеспечивает снижение концентрации размытого грунта (пульпы), а следовательно, более эффективное продвижение кабелеукладчика по разработанной траншее;
предотвращает образование уплотнений грунта перед кабелеукладчиком и засорение кабельного канала за счет гидрозатвора и насадок, ориентированных назад, вверх, обеспечивая надежную укладку кабеля; увеличивается надежность прокладки кабеля за счет того, что кабельный канал выполнен по дуге окружности; снижает энергозатраты по перемещению гидрокабелеукладчика по траншеи за счет использования равнодействующей силы реакции вытекающих струй воды из насадок в качестве движущей силы; позволяет механизировать процесс освобождения кабеля из канала без участия водолазов.

Использование: прокладка кабелей под водой. Сущность изобретения: рабочая часть гидроножа выполнена в виде ступеней, на которых установлены насадки - более одной в ряду и ориентированы назад, вверх. Кабельный канал выполнен по дуге окружности и имеет гидрозатвор. 2 ил.

ГИДРОКАБЕЛЕУКЛАДЧИК, содержащий гидронож с попарно расположенными механическими ножами и кабельный канал, насадки с соплами, ориентированными вниз, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности укладки кабеля и эффективности разработки грунтов, рабочая часть гидроножа с попарно расположенными механическими ножами выполнена в виде ступеней, на одной из плоскостей которых установлены насадки более одной в ряду, причем насадки расположенные на конце рабочей части, ориентированы назад - вверх, а кабельный канал выполнен по дуге окружности и снабжен гидрозатвором.