ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЗЕМЛЕСОСНОГО СНАРЯДА Российский патент 1995 года по МПК E02F3/88 

Изобретение относится к гидромеханизации и предназначено для подводной разработки грунта землесосными снарядами.

Известны грунтозаборные устройства землесосных снарядов [1]. Такие устройства оснащены гидравлическими эжекторами для создания подпора грунтовому насосу при разработке грунтов на больших глубинах. Конструктивно эжекторы в основном выполняются по одноступенчатой схеме с центральным соплом либо кольцевой щелью. Недостатками эжектора с кольцевой щелью являются, в частности, стесненное в горловине проходное сечение, что приводит к ее частым забоям грунтом, и тонкие струенаправляющие кромки, которые быстро изнашиваются проходящей через горловину пульпой. Это способствует снижению эффективности разработки грунта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, которое содержит всасывающий наконечник, эжекторную головку с центральной эжекторной насадкой, коллектор и эжектор со смесительной камерой и эжектирующей насадкой [2]. Эжектор оборудован эжекторной насадкой в виде установленных по окружности наклонных сопел, которые должны быть строго сфокусированы на оси смесительной камеры.

Практически обеспечить выполнение этого требования в сварной конструкции эжектора не удается, что приводит к нарушению осесимметричности скоростного поля и эффективность эжектирования снижается. Отрицательным моментом является также и то, что истекающие из установленных по окружности сопел струи с внешней стороны экранированы стенкой и их активная поверхность, через которую происходит массообмен с засасываемым потоком, существенно (на 25-30% ) сокращена. Помимо отмеченных факторов, прямо влияющих на гидравлическую эффективность эжектора, следует отметить и то обстоятельство, что дробление расхода напорной воды между относительно мелкими соплами, число которых по условию создания равномерного скоростного поля принимается не менее 6, приводит к уменьшению поперечника истекающих из сопел струй и, следовательно, к снижению мощности действующих на их поверхности вихрей, определяющих способность эжектора к засасыванию крупнофракционных частиц.

Как показал опыт эксплуатации грунтозаборного устройства, уменьшение диаметра сопел (при установке шести сопел вместо одного, их диаметр в = 2,4 раза меньше) создает предпосылки к их засорению случайными включениями, попавшими в насос рабочей воды (щепки, ветошь и пр.). Важным эксплуатационным недостатком является также и то, что экранирующая струи стенка эжектора находится с ними в постоянном контакте, что приводит к ее повышенному износу. На практике это потребовало увеличить толщину стенки (утяжелить эжектор) и включить в его комплектацию специальную сменную деталь.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства, а также повышение всасывающей способности струи.

Это достигается тем, что эжекторная головка сообщена со смесительной камерой посредством последовательно установленных приемной камеры и коллектора, всасывающий наконечник выполнен двухпроточным, оба его протока симметрично присоединены к боковой поверхности приемной камеры, эжекторная головка с центральной эжектирующей насадкой установлена между протоками и соосно соединена с приемной камерой, а эжекторная насадка эжектора расположена по центральной оси смесительной камеры.

На фиг.1 изображено грунтозаборное устройство; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Грунтозаборное устройство включает водовод 1, эжектор 2 с насадкой 3, всасывающий наконечник 4, эжекторную головку 5 с центральной эжектирующей насадкой 6, приемную камеру 7, коллектор 8, смесительную камеру 9 эжектора 2 и диффузор 10.

Работа грунтозаборного устройства происходит следующим образом. Опускают грунтозаборное устройство в забой и по водоводу 1, подают напорную воду к эжекторной головке 5 и эжектору 2. Истекающая из центральной эжектирующей насадки 6 напорная вода создает в приемной камере 7 пониженное давление, благодаря чему в грунтозаборное устройство через двухпроточный всасывающий наконечник 4 поступает засасываемая пульпа. Симметричное подключение протоков всасывающего наконечника 4 к приемной камере 7 обеспечивает хороший охват засасываемым потоком истекающей струи и интенсивный массообмен между ними. Далее этот процесс продолжается в коллекторе 8, где завершается формирование засасываемого потока по направлению и скорости. После прохождения через коллектор 8 пульпа поступает в смесительную камеру 9, где под воздействием струи, истекающей из насадки 3, завершается передача энергии от напорной воды к пульпе и ее скоростной напор возрастает. Преобразование этого напора в механический, необходимый для транспортирования пульпы к месту укладки грунта, происходит в диффузоре 10.

Таким образом, процесс эжектирования осуществляется двумя последовательными ступенями, что позволяет уменьшить потери на смешение потоков за счет подачи на вторую ступень предварительно сформированного первой ступенью засасываемого потока.

В свою очередь выполнение второй ступени в виде эжектора с центральным эжектирующим соплом вместо эжектора многосоплового типа дает ряд новых важных преимуществ:
ликвидируются потери, связанные с неизбежной неточностью фокусировки расположенных по окружности наклонных сопел;
отпадает экранирование истекающей из эжектирующего сопла струи и уменьшение в связи с этим ее активной поверхности. Кроме того, увеличивается поперечник струи и мощность действующих на поверхности вихрей. Все это повышает всасывающую способность струи как по засасываемой массе, так и по крупности содержащихся в ней твердых частиц;
повышается эксплуатационная надежность устройства, так как снижается вероятность засорения одиночного сопла случайными включениями, попавшими в насос рабочей воды, и отпадает специфический для многосоплового эжектора износ экранирующей струю стенки.

Использование: в гидромеханизации для подводной разработки грунта землесосными снарядами. Сущность изобретения: грунтозаборное устройство землесосного снаряда имеет всасывающий наконечник, эжекторную головку с центральной эжектирующей насадкой, эжектор с насадкой и смесительной камерой и диффузор. Эжекторная головка сообщена со смесительной камерой через последовательно установленные приемную камеру и коллектор. Всасывающий наконечник выполнен двухпроточным. Оба протока симметрично присоединены к боковой поверхности приемной камеры. Эжекторная головка с центральной эжжектирующей насадкой установлена между протоками и соосно соединена с приемной камерой. Эжекторная насадка эжектора расположена по центральной оси смесительной камеры. 2 ил.

ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЗЕМЛЕСОСНОГО СНАРЯДА, включающее всасывающий наконечник, эжекторную головку, имеющую центральную эжектирующую насадку, сообщенную с водоводом, который соединен с эжектором, имеющим эжекторную насадку и смесительную камеру, сообщенную с диффузором, отличающееся тем, что эжекторная головка сообщена со смесительной камерой посредством последовательно установленных приемной камеры и коллектора, всасывающий наконечник выполнен двухпроточным, оба его протока симметрично присоединены к боковой поверхности приемной камеры, эжекторная головка с центральной эжектированной насадкой установлена между протоками и соосно соединена с приемной камерой, а эжекторная насадка эжектора расположена по центральной оси смесительной камеры.