ОЗЕРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1998 года по МПК E21C49/00 E02F5/28 

Изобретение относится к разработке илистых грунтов и может быть использовано для добычи сапропелей, очистки водоемов от донного ила, а также для подъема полезных ископаемых, находящихся в вязкотекучем состоянии, со дна морей и океанов.

Известна озерная установка для разработки илистых грунтов со дна водоема [1].

Прототипом является озерная установка для добычи сапропелей, содержащая плавучее основание с механизмами рабочего перемещения по водоему, сигнализатор текучести грунта, насосный агрегат и илоприемник. Илоприемник выполнен в виде шнека, установленного в цилиндрическом кожухе [2].

Недостатком известных установок является сложность конструкции и подсос воды, что увеличивает влажность ила. Это, в свою очередь, снижает качество ила и требует наличия отстойников, удлиняет цикл переработки ила.

Заявленная конструкция озерной установки лишена этих недостатков, сокращает расход энергетических и материальных ресурсов и улучшает качество добываемого ила. Указанный эффект достигается тем, что озерная установка для разработки илистых грунтов, включающая плавучее основание с механизмами рабочего перемещения по водоему, насосный агрегат и илоприемник, снабжена системой управления илоприемником, а илоприемник выполнен в виде экранирующей платформы со сквозным всасывающим отверстием, выходящим на опорную поверхность платформы и связанным с насосным агрегатом посредством гибкого трубопровода.

Система управления платформой выполнена в виде сваи или якоря, установленного в корпусе плавучего основания с возможностью вертикального перемещения, и рычага, шарнирно соединенного со сваей (или якорем) и с ободом платформы.

Система управления платформой выполнена в виде опускной рамы и двух гибких связей, соединенных концами с соответствующими зубцами вилки опускной рамы и с петлями, закрепленными на противоположных сторонах платформы, с возможностью реверсирования рабочего перемещения и самоустановки по грунту, а насосный агрегат выполнен в виде грунтонасоса.

Платформа снабжена двумя поплавками, насосный агрегат выполнен в виде моноблочного погружного электронасоса, установленного на платформе, а всасывающий патрубок выполнен в виде уплощенного конфузора.

Поплавки выполнены в виде пустотелых емкостей с системой регулирования плавучести.

На фиг. 1 показано схематическое продольное сечение по оси озерной установки, вариант 1; на фиг. 2 - то же, вариант 2; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - продольное сечение илозаборной платформы, вариант 3.

Озерная установка включает экранирующую платформу 1, систему управления платформой, включающую в частности рычаг 2, шарнирно соединенный со сваей 3 (или с вертикальным якорем, поднятым над илом во время работы установки) и с платформой 1; плавучее основание 4, гибкий трубопровод 5, насос 6, электродвигатель 7, трубопровод 8 для загрузки ила в баржу 9, электролебедку 10 с канатом 11, закрепленным, например, на берегу. Платформа 1 может быть выполнена трапецеидальной или круглой, с нулевой или отрицательной плавучестью, со сквозным отверстием 12, выходящим на опорную поверхность и сообщающимся с полостью гибкого трубопровода 5 непосредственно или через насосный агрегат 6 (на фиг. 4). Система управления может быть выполнена в виде опускной рамы 13 и гибких связей (например, канатов) 14 и 15. Грунтонасос 16 соединен гибким трубопроводом 17 с патрубком 12. Платформа 1 снабжена петлями 18. Внутренняя полость платформы может быть заполнена пенопластом 19. По варианту 3 платформа снабжена двумя поплавками 20, закрепленными на площадке 21, которая может иметь гибкие связи 22, 23 и патрубок 5, подсоединенный к уплощенному конфузору 12. Поплавок 20 может быть выполнен в виде пустотелой емкости, например, с клапанной системой 24 регулирования плавучести. Платформа 1 может быть снабжена сорозащитной решеткой 25.

Озерная установка работает следующим образом (см. фиг. 1). Платформу 1 опускают на дно водоема, включают привод 7 и лебедку 10. Плавучее основание 4, перемещаясь по водоему, тянет платформу 1 по слою ила. Насос 6 засасывает ил через решетку 25, отверстие 12, гибкий трубопровод 5 и подает его через трубопровод 8 в баржу 9. При этом водонепроницаемое днище платформы 1 экранирует всасывающее отверстие 12 от прямого проникновения воды, а сочетание всасывания и горизонтального перемещения платформы позволяет вырабатывать траншею, форма и размеры которой определяются режимом работы установки и консистенцией ила. Благодаря рычажной (или канатной) связи 2 и гибкости трубопровода 5 автоматически устанавливается угол наклона платформы 1: минимальный при максимальной скорости перемещения и максимальный при минимальной скорости. Благодаря регулируемому давлению на ил платформа 1 сглаживает гребешки ила от предыдущих проходов платформы и находится в плотном контакте с илом. При работе насоса 6 на платформе 1 возникает гидростатический перепад давления и сила прижатия, перпендикулярная платформе и направленная вниз.

При стоянке сваю 3 (или вертикальный якорь) опускают в ил для дополнительной фиксации положения установки относительно дна водоема. При разработке ила широкой полосой (см. фиг. 2 и 3) платформу 1 буксируют поочередно канатами 14 или 15, используя, например, известную папильонажную систему, позволяющую также передвигать установку вперед. При разработке залежи траншейным способом платформу 1 (см. фиг. 4) перемещают по дну за канат 23.

При использовании уплощенного конфузора 12 (фиг. 4) производят разработку нижележащего слоя, оставляя верхний слой в водоеме. Необходимое давление платформы на ил обеспечивается посредством поплавков 20, плавучесть которых может регулироваться впуском или отжатием воды из внутренней полости с применением сжатого воздуха. В некоторых случаях поплавки 20 могут использоваться для подъема платформы 1 на поверхность водоема. Вертикальный якорь вместо сваи 3 применим на глубоких озерах, а также на морях и океанах при добыче вязкотекучих полезных ископаемых.

Озерная установка позволяет обеспечить устойчивый режим подъема ила естественной влажности как из верхнего слоя залежи, так и из нижележащего слоя без разбавления озерной, иногда загрязненной водой, что особенно важно при использовании сапропеля в качестве лечебной грязи в медицине и ветеринарии, а также в качестве кормовой добавки животным и птицам.

В конечном итоге озерная установка позволяет значительно снизить общие затраты по добыче сапропелей, очистке водоемов от донного ила и подъему вязкотекучих полезных ископаемых с дна морей и океанов.

Источники информации.

1. SU, авторское свидетельство, 406032, кл. E 21 C 49/00, 1974.

2. SU, авторское свидетельство, 912939, кл. E 21 C 49/00, 1982.

Изобретение относится к разработке илистых грунтов, может быть использовано для добычи сапропелей и очистки водоемов от донного ила и направлено на повышение качества и расширение области применения сапропелей. Сущность изобретения: озерная установка содержит илоприемник, рычаг, шарнирно соединенный с опускной сваей и с илоприемником, плавучее основание, гибкий трубопровод (шланг), насосный агрегат, механизмы рабочего перемещения, например привод, трубопровод для загрузки ила в баржу, электролебедку с канатами. Гибкий трубопровод (шланг) может быть соединен с илоприемником и с насосным агрегатом. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Озерная установка для разработки илистых грунтов, включающая плавучее основание с механизмами рабочего перемещения по водоему, насосный агрегат и илоприемник, отличающаяся тем, что она снабжена системой управления илоприемником, а илоприемник выполнен в виде экранирующей платформы со сквозным всасывающим отверстием, выходящим на опорную поверхность платформы и связанным с насосным агрегатом посредством гибкого трубопровода. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система управления платформой выполнена в виде сваи или якоря, установленного в корпусе плавучего основания с возможностью вертикального перемещения, и рычага, шарнирно соединенного со сваей или с якорем и с ободом платформы. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система управления платформой выполнена в виде опускной рамы и двух гибких связей, соединенных концами с соответствующими зубцами вилки опускной рамы, и с петлями, закрепленными на противоположных сторонах платформы с возможностью реверсирования рабочего перемещения и самоустановки по грунту, а насосный агрегат выполнен в виде грунтонасоса. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что платформа снабжена двумя поплавками, насосный агрегат выполнен в виде погружаемого моноблока, установленного на платформе, а всасывающий патрубок выполнен в виде уплощенного конфузора. 5. Установка по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что поплавки выполнены в виде пустотелых емкостей и снабжены пневматической системой регулирования плавучести.