Способ струйной очистки облицованных каналов от наносов и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК E02F5/28 E02B15/00 

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее газогенератор, водяной насос и газо-и гидросопловые аппараты с соплами в виде трубок, отличающееся тем, что гидросопловой аппарат выполнен с дополнительной трубкой, концентрично

установленной с кольцевым зазором относительно основной трубки, при этом внутри дополнительной трубки размещен газосопловой аппарат с возможностью осевого перемещения относительно гидросоплового аппарата.

1. Способ струйной очистки облицованных каналов от наносов, включающий подачу в забой для разрушения наносов напорных струй газа и воды с помощью газои гидросопловых аппаратов, с последующим выносом наносов за пределы канала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения наносов путем интенсификации отрыва частиц грунта от забоя и снижения энергоемкости, струю воды формируют в виде кольцеобразной струиоболочки, а напорную струю газа направляют внутрь струи-оболочки, при этом по мере разрушения и выноса наносов осуществляют осевое перемещение газосоплового аппа§ рата относительно гидросоплового аппарата по направлению к забою. (Л 00 00

Изобретение относится к гидротехнике, а именно для содержания и технической эксплуатации покрытий гидротехнических и мелиоративных сооружений с противофильтрационными облицовками, и предназначено для удаления с облицованных поверхностей, например мелиоративных каналов, отложившихся наносов. Известен способ газоструйной очистки каналов от наносов, включающий воздейоствие на них напорной струи газа и последующий выброс их за пределы канала 1. Недостаток данного способа заключается в необходимости длительного воздействия струи газа на наносы для их разрущения, и выноса за пределы канала, что снижает производительность, увеличивает расход газа, стоимость очистки канала. Наиболее близким техническим рещением к изобретению является способ струйной очистки облицованных каналов от наносов, включающий подачу в забой для разрушения наносов напорных струй газа и воды с помощью газо- и гидросопловых аппаратов с Последующим выносом наносов за пределы канала 2. Недостатком известного способа является низкая эффективность воздействия газовой струи на наносы. Струи неэкранированного газового.потока при встрече с преградой отклоняются вверх и в стороны от забоя, что приводит к нежелательному выбросу грунта по обе стороны от рабочего органа каналоочистителя. Известно устройство для газоструйной очистки облицованных поверхностей, преимущественно мелиоративных каналов, от наносов, включающее экранирующие щитовые элементы, предназначенные для предупреждения разлета частиц грунта в стороны и вверх, и телескопически выдвижное сопло , позволяющее повысить производительность каналоочистителя 3. Недостатками данного устройства являются громоздкость, металлоемкость и низкая маневренность. Наиболее близким техническим рещением к изобретению является устройство для струйной очистки облицованных каналов от наносов, содержащее газогенератор, водяной насос и газо- и гидросонловые аппараты с соплами в виде трубок 2. Недостатком данного устройства является низкая эффективность, так как струи газового потока при встрече с преградой отклоняются вверх и в стороны от забоя, что приводит к выбросу грунта по обе стороны от забоя. Цель изобретения - повыщение эффективности разрушения наносов путем интенсификации отрыва частиц грунта от забоя и снижение энергоемкости. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу струйной очистки облицованных каналов от наносов, включающему подачу в забой для разрущения наносов напорных струй газа и воды с помощью газо- и гидросопловых аппаратов, с последующим выносом наносов за пределы канала, струю воды формируют в виде кольцеобразной струи-оболочки, а напорную струю газа направляют внутрь струиоболочки, при этом по мере разрущения и выноса наносов осуществляют осевое перемещение газосоплового аппарата относительно гидросрплового аппарата по направлению к забою. В известном устройстве для струйной очистки облицованных каналов, содержащем газогенератор, водяной насос газо- и гидросопловые аппараты с соплами в виде трубок, гидросопловой аппарат выполнен с дополнительной трубкой, концентрично установленной с кольцевым зазором относительно основной трубки, при этом внутри дополнительной трубки размещен газосопловой аппарат с возможностью осевого перемещения относительно гидросоплового аппарата. На фиг. I изображено предлагаемое устройство в забое; на фиг. 2 - схема выхода струй. Способ осуществляется следующимобразом. В канал 1 (фиг. 1) одновременно пода Ют газовую 2 и водяную 3 струю, причем

водяную струю 3 подают в форме тонкой струи-оболочки, например, кольцеобразного типа (фиг. 2), и газовую струю 2 направляют внутрь водяной струи-оболочки 3. Затем обеими струями 2 и 3 осуществляют размыв грунта и подрезку забоя 4 по плоскости контакта 5 толщи наносов 6 с поверхностью облицовки 7 канала 1.

По мере разрушения и выноса наносов 6 из канала 1 осуществляют осевое перемещение газосоплового аппарата по направлению к забою 4.

В зоне контакта струй с наносами происходит нарушение сплошности водяной струиоболочки 3, которая на пути движения газовой струи 2 к забою 4 является экраном. Однако последняя, не утратившая основную кинетическую энергию, эффективно разрушает и выносит за пределы канала частицы грунта.

Устройство для газоструйной очистки канала от наносов (фиг. 1) состоит из газогенератора 8, насоса 9, газосоплового аппарата 10, гидросоплового аппарата 11, соединительных трубопроводов 12, привода 13 для осевого перемещения газосоплового аппарата 10.

Гидросопловой аппарат 11 выполнен по типу труба в трубе; внешняя 14 и внутренняя 15 трубки сопла образуют проточный тракт 16 для водяной струи 3, а внутренняя стенка трубки 15 ограничивает полость 17, внутри которой расположен газосопловой аппарат 10.

При работе устройства сопловые аппараты 10 и 11 выдвигаются в канал 1. Включается насос 9, который подает воду по проточному тракту 16 гидросоплового аппарата 1 1 к месту разрушения грунта. Струя 3 жидкости истекает из гидросоплового аппарата И в форме тонкой оболочки, например в виде кольцеобразной струи.

Затем запускается газогенератор 8, от которого газ под давлением поступает по соединительному трубопроводу 12 к газосоплбвому аппарату 10.

Газовая струя 2 истекает внутрь водяной струи-оболочки 3 по направлению к забою 4 (фиг. 2). Водяная струя-оболочка 3 выполняет роль режущего инструмента и одновременно служит экраном, не позволяющим газовой струе 2 терять значительную часть энергии движения на потери, возникающие при резком расширении газовой струи в условиях обычного истечения из сопла в атмосферу.

По мере разрушения забоя 4 и отступления его границ от сопловых аппаратов 10 и II газосопловой аппарат 10 перемешают с помощью привода 13 в направлении забоя 4, тем самым поддерживая оптимальные условия для разрушения и выноса отложившихся в канале наносов.

Поскольку скорость истечения газовой струи 2 в 5-10 раз больще скорости истечения струи жидкости 3, то на некотором начальуом участке А (фиг. 2) наблюдается радиальное искривление (прогиб) линий тока жидкостной струи-оболочки 3 к оси газовой струи 2. На участке Б границы жидкостной струи-обол очки 3 изгибаются (деформируются) в сторону от оси газовой струи 2.

Для того чтобы струя-оболочка 3 не разорвалась на участке Л, торец газосоп-, лорого аппарата 10 следует располагать на расстоянии не менее 2-3 его диаметров от торца гидросоплового аппарата 11 (фиг. 2). Чтобы газовая струя 2 не разорвала жидкостную оболочку 3 на участке Б,требуется (по предварительным расчетам) сохранить следующее соотношение:

Pi i - i 5 «пгрг - «

где tJij -количество воздуха, кг/с; 12 - количество воды, кг/с; PI - абсолютное давление в газосопловом аппарате, МПа; Рг -абсолютное давление в гидросопловом аппарате, МПа. Пример. Для известного мощного газоструйного каналоочистителя на базе трактора К700А с расходом газа т 20 кг/с и абсолютным давлением в газосопловом аппарате PI 2,0 МПа гидросопловой аппарат следует рассчитать по указанному соотношению. Если давление в гидросопловом аппарате Pj, то расход жидкости, подаваемой насосом , при PJ 3,0 МПа mj 4 кг/с.

По напору и расходу можно подобрать насос, а по известной формуле из гидравлики подбирается поперечное сечение гидросоплового аппарата.

Предлагаемые способ и устройство для газоструйной очистки облицованных каналов от наносов позволяют повысить эффективность разрушения наносов (за счет увеличения общей плотности ударной массы струй, снижения потерь гидродинамического напора газовой струи) и увеличить КПД газоструйного очистителя.

Фиг. 2