Вибрационно-гидравлическое грунтозаборное устройство Советский патент 1983 года по МПК E02F3/92 

Изобретение относится к гидромеханизацни земляных работ и предназначено для разработки грунтов земснарядами в подкодных забоях.

По основному авт. св. № 872664 известрю вибрационно-гидравлическое грунтозаборное устройство, включающее наконечник с объемной решеткой, гидравлический вибратор и всасывающую трубу. Гидравлический вибратор выполнен в виде гидравлической кольцевой камеры с водоподводящим и водоотводящим тангенциальными патрубками, с металлическим шаром в полости камеры 1.

При подаче напорной воды в гидравлическую камеру щар под давлением тангенциального потока воды перемещается по камере, вызывая дебаланс масс, в результате которого возникает вибрационная нагрузка на наконечник. Вибрация от наконечника передается объемной решетке, которой производится вибрационное разрыхление грунта.

Известное устройство характеризуется простотой конструкции гидравлического вибратора.

Иедостатком известного устройства является значительный расход энергии на возбуждение вибрации. Подаваемая в кольцевую камеру напорная вода устремляется в сторону перепада давления, т. е. от места присоединения подводящего патрубка к месту присоединения отводящего патрубка. При этом она течет как по нравой ветви, так и по левой ветви камеры, т. е. подтекает к отводящему патрубку и справа и слева. За счет тангенциальности присо динения подводящего патрубка в камере в правой ветви камеры напор несколько выще, чем в левой, вследствие чего металлический щар в правой ветви в попут ном потоке приобретает запас кинетической энергии, за счет которого преодолевает сопротивление движению в левой ветви от встречного потока.

При работе известного устройства происходит потеря некоторого объема напорной воды, протекающей по левой ветви, в то вре.мя, когда шар перемещается по правой ветви камеры. На образование и подачу в камеру этой воды затрачена энергия, которая расходуется не эффективно. При движении шара по левой ветви теряется запас кинетической энергии, приобретенный в правой ветви, на преодоление сопротивлений встречного потока воды. Причем потери энергии на возбуждение вибрации, т. е. на перемещение металлического щара, .можно значительно снизить.

Цель изобретения - повыщение эффективности работы устройства путем снижения расхода энергии на возбуждение вибрации.

Поставленная цель достигается те.м, что в вибрационно-гидравлическом устройстве

гидравлическая ка.мера снабжена клапанами, выполненными в виде карманов и установленны.ми между местами соединений с камерой подводящего и перепускного патрубков, при этом клапаны выполнены из эластичного материала и обращены открытой частью в сторону .места соединения с камерой подводящего патрубка.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез на фиг. 1.

Устройство состоит из всасывающей трубы 1, всасывающего наконечника 2, соединенного с трубой 1 гибким- щлангом 3, гидравлического вибратора 4, включающего кольцевую камеру 5 с тангенциальным под5 водящим патрубком 6, перепускным патрубком 7 и металлическим шаром 8, коллектора 9 с присоединенными к нему свободным торцом перепускного патрубка 7 и верхними торцами патрубков 10, каждый из которых снабжен рыхлящим ребром 11, на садок 12. В кольцевой камере 5 размещены карманные клапаны 13 на участке между местами соединений с камерой 5 подводящего 6 и перепускного 7 патрубков. Открытая часть кармана 13 (вход в карман)

г обращена в сторону подводящего патрубJ f ка о.

Устройство работает следующи.м обра зо.м.

Включают в работу землесос и водяной насос, от которого по щлангу 6 напор0 ная вода поступает в кольцевую камеру 5. Она устремляется к отверстию ED отводящего патрубка 7 по двум направлениям: по правой ветви BCD и по левой ветви FE кольцевой камеры 5. За счет тангенциальности присоединения давление воды в правой 5 ветви на величину динамического (скоростного) напора больше. Поток в направлении BCD давит на шар 8 и увлекает его с собой. Металлический шар 8 проходит вместе с правым потоком путь BCD при сослагающихся направлениях движения потока и шара. Когда шар будет проходить путь DE над входным отверстием в перепускной патрубок 7, поток воды из правой ветви камеры 5 будет стекать во входное отверстие ДЕ.

5 Часть поступающего в камеру 5 из патрубка 6 потока напорной воды устремится к отверстию ED по пути FE. При этом он наполнит карманы 13 клапанов и откроет их. Проходное сечение левой ветви FE уменьшается, и в отверстие ED сливается 0 намного меньше напорной воды по сравнению с полностью открыты.м сечением левой ветви камеры 5.

Металлический щар 8 с запасо.м кинетической энергии, приобретенным при движении в правой ветви по пути BCDE, 5 проходит путь EF пои встречном потоке с малыми скоростями. Шар 8 раздвигает кромки карманов 13, прижимает гибкие образующие KF и K(F к стенкам камеры 5

и идет по пути FB также при встречном по токе с малыми скоростями.

Затем шар 8 вступает в правую ветвь, и цикл повторяется неоднократно.

При перемещении шара 8 по кольцевой камере 5 создается дебаланс масс, возникает вибрация, которая передается ребрам 11, а от них - грунту. От вибрации нарушаются связи между частицами грунта забоя, которые подхватываются потоком, подтекающим к всасывающему наконечнику 2, и уносятся в наконечник, из которого затем поступают во всасывающую трубу 1.

Напорная вода из кольцевой камеры 5 через отверстие ED поступает в перепускной патрубок 7, а из него изливается в коллектор 9, из которого напорная вода по патрубкам 10 поступает в насадок 12. Из насадка 12 струи напорной воды изливаются в акваторию, производят гидравлическое рыхление грунта. Таким образом, на грунт производится одновременно вибрационное и гидравлическое воздействие, поэтому известное устройство является вибрационно-гидравлическим.

Использование изобретения позволяет уменьшить расход напорной воды, не производящей работы по перемещению, шара; уменьшить противодействие перемещению шара в левой ветви камеры; уменьшить расход энергии на возбуждение вибрации.

ВИБРАЦИОНИО-ГИДРДВЛПЧЕСКОЕ ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО по авт. св. .NO 872664, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем снижения расхода энергии на возбуждение вибрации, гидравлическая ка.мера снабжена клапанами, выполненными в виде карманов и установленными между местами соединений с камерой иоднодищего и перепускного патрубков, ripu этом клапаны выполнены из э.1астичного материала и обращены открытой частью в сторону места соединения с камерой подводящего патрубка.