УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБОРА ШЛАМА ИЗ ОТСТОЙНИКОВ Российский патент 1998 года по МПК E02F3/88 

Изобретение относится к гидромеханизации горных работ и может быть использовано в горнодобывающей промышленности, например в угольной, для чистки отстойников от шлама, а также в мелиоративном, сельскохозяйственном и транспортном строительстве для производства земляных работ.

Известно устройство (земснаряд) для разработки грунта, включающее корпус (понтон), на котором смонтированы грунтозаборное устройство и механизмы папильонирования, представляющие собой две сваи, установленные на корме, которые могут перемещаться только в вертикальной плоскости. Опуская и поднимая попеременно правую или левую сваю и включая соответственно правую или левую папильнажные лебедки, земснаряд перемещаться в направлении разрабатываемого забоя.

Указанному устройству присущ существенный недостаток, заключающейся в том, что в следствие того, что земснаряд последовательно поворачивается вокруг двух разных центров (свай), грунтозаборное устройство разрабатывает грунт неравномерно, что особенно неприемлемо при разработке плотных грунтов и невысоких забоев (Н.Г.Упоров, Т.В.Марголин. Землесосные снаряды. М.: "Высшая школа", 1985, с. 100 - 101).

Известна более современная конструкция, принятая нами в качестве прототипа, когда процесс папильонирования осуществляется свайно-бестросовым способом, при этом рабочие перемещения грунтозаборного устройства осуществляются поворотом рамы с плитой вокруг неподвижной оси на корпусе земснаряда, выполняющем роль шарнирного соединения, при этом земснаряд удерживается в неподвижном положении напорной и прикольными сваями, расположенными соответственно в кормовой и носовой частях земснаряда. Кормовая (напорная) свая кинематически связана с механизмом напора (Г.А.Нурок, Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ, М., "Недра", 1985, с. 185 - 186).

Обычно земснаряды оснащаются тремя сваями: две напорных и одна прикольная либо две прикольных и одна напорная (см. Н.Г.Упоров, Т.В.Маролин. Земснаряды. М.: "Высшая школа", 1985, с. 108).

Недостатками прототипа являются: сложность конструкции (три сваи, тележки, направляющие) и многооперационность процесса управления папильонированием земснаряда, включающим как минимум шесть операций на различных механизмах, а именно: подъем прикольных свай, подача на ход с помощью напорного механизма, опускание прикольных свай, подъем напорной сваи, перемещение напорной сваи относительно земснаряда, опускание напорной сваи в грунт.

Предлагаемое техническое решение направлено на решение задач по упрощению конструкции механизма папильонирования, повышению его надежности при эксплуатации и улучшению процесса управления.

Решение поставленных задач достигается тем, что механизм папильонирования представляет собой подвижную сваю, помещенную в поворотную направляющую обойму (муфту), установленную на понтоне, при этом верхний конец подвижной сваи соединен с помощью скользящего шарнира со свободным концом шатуна, противоположный конец которого шарнирно соединен с корпусом понтона с возможностью его качания в вертикальной плоскости с помощью силового элемента, например гидродомкрата, помещенного между шатуном и корпусом понтона, при этом на самом шатуне размещен гидродомкрат, шток которого шарнирно прикреплен к скользящему шарниру подвижной сваи для осуществления крутого качания верхнего конца подвижной сваи относительно корпуса понтона.

Действительно, предложенный механизм папильонирования включает только две сваи и четыре силовых элемента (гидродомкраты) против трех свай и пяти силовых элементов, как это представлено в прототипе, что значительно упрощает всю конструкцию механизма и повышает степень ее надежности. Расположение механизмов по бортам в плоскости мидель-штангоута (характеристику термина см. Н.Г.Упоров, Т.В.Марголин. Землесосные снаряды. М.: "Высшая школа", 1985, с. 35) позволяет осуществить разворот земснаряда практически вокруг центральной оси, что безусловно удобно в особо малых по площади отстойниках.

Сравнение предложенного технического решения с прототипом и аналогичными решениями, известными из существующего уровня техники, дает основание утверждать о его соответствии критериям "Новизна" и "Изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан поперечный разрез устройства.

Устройство для забора шлама включает корпус (понтон) 1, на передней части которого установлена ось с поворотной плитой 2, на которой смонтировано грунтозаборное устройство 3, представляющее собой раму с уложенной на ней цепью с черпаками, приводимой в действие электроприводом 4. Для подъема и опускания рамы грунтозаборного устройства предусмотрены два гидродомкрата 5, а для его поворота в горизонтальной плоскости - два гидродомкрата 6. Для приема грунта смонтирована перфорированная емкость 7, нижняя часть которой заглублена под уровень воды в отстойнике. Забор пульпы осуществляется из емкости 7 грунтовым насосом (углесосом) 8, приводимым в работу электродвигателем 9. Пульпа подается на берег по трубопроводу 10.

Механизмы папильонирования (описание выполнено по двум механизмам) выполнены в виде свайно-напорной системы, по обеим бортам понтона практически в плоскости мидель-штангоута шарнирно закреплены две поворотные направляющие обоймы (муфты) 11, в которые помещены подвижные сваи 12, верхние концы которых соединены с шатунами 13 с помощью скользящих шарниров 14, перемещаемых по пазам 15, при этом шатуны 13 шарнирно закреплены к понтону по обеим его бортам. Для перемещения скользящих шарниров 14 по пазам 15 на шатунах закреплены гидродомкраты 16. Для подъема или опускания шатунов 13 на бортах шарнирно установлены гидродомкраты 17.

Устройство работает следующим образом. Исходное положение: устройство - грунтозаборное устройство 3 опущено под уровень воды и контактирует с забоем. Подвижные сваи 12 (по обеим бортам) опущены в грунт и выдвинуты в направлении к передней части устройства. Осуществляется запуск электропривода 4 грунтозаборного устройства и черпаковая цепь с черпаками приходит в движение, в результате чего осуществляется подъем на поверхность шлама (грунта) и сброс его в перфорированную заглубленную емкость 7, где, смешиваясь с водой, образуется пульпа, которая углесосом 8, приводимым в движение электродвигателем 9, направляется по напорному трубопроводу 10 на берег водоема. В процессе выемки грунта осуществляется передвижка грунтозаборного органа в правую или левую сторону от понтона с помощью поворотных гидродомкратов 6, а его подъем или опускание - гидродомкратами 5. После выборки грунта (шлама) в зоне действия грунтозаборного устройства возникает необходимость перемещения (папильонирования) понтона в направлении к забою, которое осуществляется путем перемещения верхних концов подвижных свай 12, представляющих собой скользящие шарниры 14 по пазам 15 с помощью гидродомкратов 16.

Сваи 12 приводятся в круговое движение в вертикальной плоскости, поворотная обойма 11, закрепленная шарнирно, также поворачивается на некоторый угол, занимая крайнее положение (указанное пунктиром), при этом нижние концы сваи, занимая крайне правое положение (указанное пунктиром), воздействуют на грунт, а последний, воздействуя на поворотные подвижные сваи в качестве реакции опор, заставляет перемещаться понтон к забою. Далее грунтозаборный орган опускается в нижнюю часть забоя, т.е. на донную часть водоема, а сваи 12 выдергиваются из грунта путем поворота шатунов 13 с помощью гидродомкратов 17, а гидродомкратами 16 они поворачиваются по ходу часовой стрелки в крайнее правое положение, после чего путем опускания шатунов 13 сваи закалываются в грунт и процесс выемки грунта возобновляется. В процессе манипуляций механизма папильонирования понтон удерживается от смещений путем контактирования грунтозаборного устройства с донной частью водоема. Механизм папильонирования позволяет осуществить движение понтона в направлении от забоя, а также значительные повороты всего судна практически на одном месте, приводя в движение сваи в противоположных друг другу направлениях, что особенно важно при маневрировании в небольших отстойниках.

Изобретение относится к гидромеханизации горных работ и может быть использовано, например, в угольной промышленности для очистки отстойников от шлама. Устройство для забора шлама из отстойников содержит понтон с механизмом папильонирования, поворотный шарнир с плитой, на которой установлена рама с черпаками. Механизм папильонирования выполнен в виде свайно-напорной системы. Эта система представляет собой подвижную сваю, помещенную в поворотную направляющую обойму, установленную на понтоне. Верхний конец подвижной сваи соединен скользящим шарниром со свободным концом шатуна, противоположный конец которого шарнирно соединен с корпусом понтона и имеет возможность качания в вертикальной плоскости посредством силового элемента, который размещен между шатуном и корпусом понтона. Это позволяет упростить конструкцию механизма папильонирования, повысить его надежность и улучшить процесс управления. 1 ил.

Устройство для забора шлама из отстойников, включающее понтон, оснащенный механизмом папильонирования и поворотным шарниром с плитой, на которой установлена рама с черпаковой цепью с черпаками, отличающееся тем, что механизм папильонирования выполнен в виде свайно-напорной системы, представляющей собой подвижную сваю, помещенную в поворотную направляющую обойму (муфту), установленную на понтоне, при этом верхний конец подвижной сваи соединен с помощью скользящего шарнира со свободным концом шатуна, противоположный конец которого шарнирно соединен с корпусом понтона с возможностью его качания в вертикальной плоскости с помощью силового элемента, например гидродомкрата, помещенного между шатуном и корпусом понтона, при этом на самом шатуне размещен гидродомкрат, шток которого шарнирно прикреплен к скользящему шарниру подвижной сваи для осуществления кругового качания конца сваи относительно корпуса понтона.