УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДОЕМОВ И ДОБЫЧИ САПРОПЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК E02F5/28 

Изобретение относится к эксплуатации и содержанию водоемов и может быть использовано для очистки водоемов от гумоидных образований, в том числе сапропеля.

Известно, что при заиливании водоема нарушаются его изначальные функции (если он искусственно сооружен), замедляется, а иногда исчезает жизнь водных обитателей. Большинство известных устройств для очистки водоемов предусматривают за счет режущих рабочих органов удаление илистых образований вместе со слоем дна, что нарушает структуру покрытия водоема и способствует более быстрому заиливанию за счет эрозии покрытия. Представляется более целесообразным удаление только илистого слоя с сохранением в нетронутом виде донного покрытия водоема. При этом извлекаемый илистый слой (сапропель) как продукт очистки в дальнейшем может быть использован в сельском хозяйстве как ценное удобрение.

Известно устройство для очистки водоемов, содержащее земснаряд с всасывающей трубой, механизмом ее подъема, механизмом всасывания и подачи пульпы, а также рыхлителем с Г-образными захватами-резцами [1].

Недостатки: больше габариты, необходимость плавсредства с приспособлениями для заякорения, слабая маневренность устройства.

В качестве прототипа выбрано устройство для очистки водоемов, включающее земснаряд со всасывающей трубой, снабженной рыхлителем скребкового типа и служащей одновременно для отвода продукта очистки в земснаряд, привод и источник тока [2].

Недостатки: большие габариты из-за необходимости плавсредства как средства перемещения заборного рабочего органа, малая маневренность.

Цель изобретения - уменьшение габаритов, обеспечение высокой маневренности при перемещении рабочего органа в процессе работы, а также при перемещении с одного водоема на другой.

Достигается это тем, что оно содержит заборный рабочий орган, средство его перемещения к месту разработки и орган отвода продукта очистки, связанные с приводом и источником тока, при этом средство перемещения заборного рабочего органа и орган отвода продукта очистки функционально объединены и выполнены в виде герметичной камеры, сообщенной с системой подачи рабочего агента, в ней установлен приводной барабан, соединенный с источником тока, на барабан намотан трос. В этой же камере одним концом закреплен рукав, на другом конце которого закреплен заборный рабочий орган, связанный упомянутым тросом с приводным барабаном. Рукав при наполнении его рабочим агентом перемещает заборный рабочий орган к месту разработки. Заборный рабочий орган заполняет рукав продуктом очистки. После заполнения рукава заборный рабочий орган тросом приводного барабана подтягивается к камере, рукав при этом выворачивается и выдавливает продукт очистки в отводящую трубу и далее в приемник. Рукав может быть выполнен из нескольких последовательно соединенных по периметрам рукавов разных диаметров. Кроме того, рукав может быть по форме прямым или конусным, т.е. иметь переменное сечение. Заборный рабочий орган может быть выполнен в виде шнека с дополнительным электроприводом. Заборный орган может быть скребкового типа, т.е. выполнен в виде скребка или заглушенного патрубка, загребающего сапропель внутрь транспортирующего рукава. Он может быть закреплен на штоке, соединенном через свободную втулку гибкой тягой, пропущенной через рукав, с реверсивным приводом, либо гибкая тяга, пропущенная через рукав, и закрепленная на его конце втулка присоединены непосредственно к скребку.

Заборный орган может быть выполнен в виде всасывающей трубы, оснащенной обратным клапаном.

На фиг.1 схематически дан общий вид предлагаемого устройства с заборным органом в виде шнека; на фиг.2 - то же, с конусным рукавом; на фиг.3 - то же, рукав многозвенный; на фиг.4 - то же, со скребковым заборным органом; на фиг.5 - то же, с заборный органом в виде всасывающей трубы.

П р и м е р 1 (фиг.1). Автотранспортом или плавучим средством устройство доставляют к месту разработки. Сюда же доставляют компрессорную станцию.

Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля содержит герметичную камеру 1, сообщающуюся с системой 2 подачи рабочего агента. В камере 1 установлен приводной барабан 3, на который намотан трос 4. Барабан 3 подсоединен к источнику тока 5. В герметичной камере 1 закреплен одним концом рукав 6, на другом конце которого закреплен заборный рабочий орган 7, например, шнекового типа, соединенный с электромотором 8, установленным в рукаве 6 на роликах 9. На корпусе электромотора 8 закреплен трос 4 от приводного барабана 3. Электромотор 8 соединен с помощью кабеля 10 через приводной вал барабана 3 с источником тока 5. Из герметичной камеры 1 выходит отводящая труба 11 с клапаном.

Работает устройство следующем образом. Системой 2 через герметичную камеру 1 в рукав 6 закачивают рабочий агент (газ или жидкость). Рукав 6, наполняясь, разворачивается в длину и на своем конце перемещает заборный рабочий орган 7 к месту разработки. После этого на электромотор 8 подают ток и шнеком закачивают сапропель в полость рукава 6. По отводящей трубе 11 сапропель поступает в приемник на берегу (не показан). Для увеличения производительности можно после наполнения рукава 6 сапропелем, барабаном 3 наматывать трос 4, подтягивая электромотор 8 с заборным рабочим органом 7 к герметичной камере 1. Рукав 6 при этом выворачивается и выдавливает сапропель в отводящую трубу 11. После этого в рукав 6 снова закачивают рабочий агент, и цикл повторяется.

П р и м е р 2 (фиг.2). Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля содержит герметичную камеру 1, сообщенную с системой 2 подачи сжатого газа и клапаном 3 его отвода. В камере 1 установлен приводной барабан 4 с намотанным на него тросом 5, свободный конец которого пропущен через конусный рукав 6, закрепленный вершиной на патрубке 7 камеры 1, через втулку 8, прикрепленную стропами 9 к основанию рукава 6, и закреплен на трубе 10 с заглушенным концом. Диаметр трубы 10 равен диаметру основанию рукава 6. В камере 1 выполнено отводящее отверстие 11, снабженное клапаном и сообщенное с отводящей трубой 12.

Работает устройство следующим образом. Его перемещают к месту разработки. Системой 2 в камеру 1 и через нее в рукав 6 подают сжатый газ, под действием которого рукав 6 расправляется в длину и труба (захват) 10 вылетает из него и заглубляется в слой сапропеля. Вращением приводного барабана 4 трос 5 подтягивает трубу 10 с сапропелем к рукаву 6, они смыкаются. Отводом сжатого газа через открытый клапан 3 в рукаве 6 создается разрежение, обеспечивающее перемещение сапропеля в рукав 6. Затем клапан 3 закрывается. Дальнейшим наматыванием троса 5 конец рукава 6 подтягивается к камере 1, рукав 6 при этом выворачивается и вытесняет сапропель в камеру 1, а из нее через открытый давлением сапропеля клапан отводящего отверстия 11 - в отводящую трубу 12. Далее цикл работы повторяется.

При мощном слое сапропеля используют рукав 5, закрепленный на патрубке 4 вершиной конуса. Это обеспечивает большой разовый забор сапропеля и медленный последующий его отвод выдавливанием. При небольшом слое сапропеля используют рукав 5, закрепленный на патрубке 4 основанием конуса. Это обеспечивает дробное (порционное) заполнение рукава сапропеля с последующим таким же отводом. Такое выполнение рукава 5 позволяет меньше забирать воды.

П р и м е р 3 (фиг.3). Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля содержит герметичную камеру 1, сообщенную с системой 2 подачи рабочего агента и имеющую всасывающий клапан 3 и отводящую трубу 4 с клапаном 5. В камере 1 установлен приводной барабан 6 с намотанным на него тросом 7, который посредством строп 8 соединен с концом рукава 9. Свободный конец рукава 9 соединен с рукавом 10, который в свою очередь последовательно соединен с рукавом 11, закрепленным по периметру в отверстии, выполненном в герметичной камере 1. Из трех рукавов 9, 10, 11 наибольший диаметр имеет рукав 11, наименьший - рукав 9.

Работает устройство следующим образом. Системой 2 в камеру 1 подают сжатый под давлением 0,2 МПа газ, который перемещает последовательно выворачивающиеся рукава 11, 10, 9. Когда развернутся все рукава, конец рукава 9, соединенный стропами 8 с тросом 7 раскрывается и сжатый газ начинает выходить через него в окружающую среду. Это является сигналом для прекращения подачи газа системой 2. Через всасывающий клапан 3 в камеру 1 и полости рукавов 11, 10, 9 начинает поступать сапропель, заполняя их и вытесняя газ через открытый конец рукава 9. Когда все упомянутые полости будут заполнены, начинают вращать барабан 6, наматывая на него трос 7. Трос 7 посредством строп 8 закрывает конец рукава 9, выворачивая его внутрь и перемещая в направлении герметичной камеры 1. При этом сапропель начинает выдавливаться через клапан 5 в трубу 4. Аналогичным образом выворачиваются и перемещаются рукава 10 и 11 до тех пор, пока все рукава не будут намотаны на барабан 6. Для удаления сапропеля из герметичной камеры 1 включают систему 2 подачи сжатого воздуха, которым выдавливают в отводящую трубу 4 продукт очистки. После этого клапан 5 закрывают и вновь начинают перемещать рукава 11, 10, 9, сматывая их с барабана 6. Цикл работы повторяют.

П р и м е р 4 (фиг.4). Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля содержит герметичную камеру 1, сообщенную с системой 2, подачи рабочего агента (сжатого газа) и клапаном 3 отвода его. В камере 1 установлен приводной барабан 4 с намотанным на него тросом 5, пропущенным через конусный рукав 6, закрепленный вершиной на патрубке 7 камеры 1. В основании рукава 6 подвижно с помощью строп 8 закреплена втулка 9. Трос 5 свободным концом соединен со штоком 10, установленным подвижно во втулке 9. На штоке 10 закреплен скребок 11. В камере 1 выполнение отводящее отверстие 12 с обратным клапаном, сообщенное с отводящей трубой 13.

Работает устройство следующим образом. Его перемещают к месту разработки. Подачей системой 2 сжатого воздуха через камеру 1 в рукав 6 последний заглубляют в водоем. При разворачивании рукава 6 из него сжатым воздухом выталкивается скребок 11, закрепленный на штоке 10. Скребок 11 зачерпывает сапропель и вращением приводного барабана 4 на тросе 5 подтягивается до упора во втулку 9. Сапропель перемещается в рукав 6. Дальнейшим подтягиванием троса 5 конец конусного рукава подтягивается к патрубку 7, выворачивается и выдавливает сапропель в камеру 1, а из нее через открытый клапан отводящего отверстия 12 - в отводящую трубу 13. Далее цикл работы повторяется.

П р и м е р 5 (фиг.5). Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля содержит герметичную камеру 1, сообщающуюся с системой 2 подачи и отвода рабочего агента. В камере 1 установлен приводной барабан 3, на который намотан трос 4. В герметичной камере 1 закреплен одним концом рукав 5, на другом конце которого закреплен заборный рабочий орган в виде всасывающей трубы 6 с обратным клапаном 7, к которому прикреплен пропущенный через рукав 5 трос 4 с помощью строп 8. Из герметичной камеры выходит отводящая труба 9.

Работает устройство следующим образом. Системой 2 через герметичную камеру 1 в рукав 5 закачивают рабочий агент (газ). Рукав 5, наполнясь, разворачивается в длину и на своем конце перемещает всасывающую трубу 6 к месту разработки. После заглубления трубы 6 в сапропель рабочий агент откачивается системой 2, создавая вакуум в системе рукав - заборный орган. В результате сапропель засасывается через всасывающую трубу 6, заполняя весь рукав 5. Вращением приводного барабана 3 трос 4 подтягивает трубу 6 к герметичной камере 1, рукав 5 при этом выворачивается и выдавливает сапропель в отводящую трубу 9. Обратный клапан 7 препятствует при этом выходу сапропеля из всасывающей трубы 6. После этого в рукав 5 снова подается рабочий агент, перемещающий рукавом 5 трубу 6 к месту разработки, и цикл повторяется.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает снижение энергозатрат на забор и отвод сапропеля за счет рационального использования энергии подачи сжатого газа и энергии привода. Простота конструкции обеспечивает надежность работы устройства на глубине водоема. Кроме того, за счет своих конструктивных особенностей можно регулировать забор сапропеля в зависимости от толщины его слоя.

Использование: очистка водоемов от гумоидных образований, в том числе сапропеля. Сущность изобретения: в герметичной камере, сообщенной с системой подачи и отвода рабочего агента, закреплен один конец рукава, на другом-заборный рабочий орган. Рабочий орган соединен гибкой тягой с риверсивным приводом. Тяга пропущена через рукав, который может быть прямым или конусным и выполнен многозвенным и состоять из нескольких частей разного диаметра. Заборный орган выполнен в виде скребка шнека или всасывающей трубы с обратным клапаном. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДОЕМОВ И ДОБЫЧИ САПРОПЕЛЯ, содержащее заборный рабочий орган, средство его перемещения и орган отвода продукта очистки, связанные с приводом и источником тока, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения маневренности, средство перемещения заборного органа и орган отвода продукта очистки выполнены в виде герметичной камеры, сообщающейся с системой подачи и отвода рабочего агента, в которой закреплен один конец рукава, на другом его конце закреплен заборный рабочий орган, соединенный гибкой тягой, пропущенной через рукав, с реверсивным приводом, установленным в той же камере. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рукав может быть выполнен прямым и конусным. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рукав может быть выполнен многозвенным и состоять из нескольких соединенных между собой частей разных диаметров. 4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что заборный рабочий орган выполнен в виде скребка или заглушенного патрубка, жестко закрепленного на штоке со свободно установленной на нем втулкой, соединенной гибкой тягой с реверсивным приводом, или гибкая тяга пропущена через втулку, закрепленную на конце рукава и прикреплена к заборному органу. 5. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что заборный рабочий орган выполнен в виде шнека, снабженного дополнительным электроприводом. 6. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что заборный орган выполнен в виде всасывающей трубы, оснащенной обратным клапаном.