Грунтозаборное устройство земснаряда Советский патент 1985 года по МПК E02F3/88 

р

Сд Изобретение относится к землеройно-транспортерной технике, разрабаты вающей органические, органо-минераль ные и др. грунты землесосным способом, т.е. земснарядами, а именно к конструкциям сменных грунтозаборных устройств, навешиваемых на земснаряд Известно грунтозаборное устройство, содержащее заборную камеру прямоугольной формы, открытую с двух сторон по направлению перемещения земснаряда, патрубок, прикрепленный к днищу камеры с одной из открытых сторон, которым камера крепится к всасывающему патрубку,-две заслонки, установленные в камере на вертикальных осях, проходящих через середины заслонок и рычаги, закрепленные на осях и приводимые в движение гидроцилиндром и Недостатки такого грунтозаборного устройства, приводящие к увеличению энергоемкости процесса разработки грунта, - крепление всасывающего патрубка у одной из режущих кромок,. создающее фигуру волочения грунта во время работы земснаряда при перемещении вперед всасывающим патрубком и отсутствие углов в плане между боковыми стенками грунтозаборного устройства и боковыми стенками траншеи, образованной при рабочем перемещении земснаряда. Отсутствие механизма по интенсификации грунтозабора, например , подачи напорной воды е целью взвешивания и Дробления грунта в потоке и обеспечения требуемой пропорции смешивания части грунта с водой, ухудшает эффективность работы земсна ряда в целом. Кроме того, вследствие развитой нижней поверхности днища камеры заглубление последней в грунт затруднено и в плотных грунтах невоз можно. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является грунтозаборное устройство земснаряда, включающее корпу с расположенным вверху всасывающим патрубком, поворотное дно с противорасположенными симметрично полой оси режущими кромками, механизм поворота дна, систему подачи напорной воды, соединенную с полой осью 2j . Всасывакнцее грунтозаборное устрой ство подвешено к земснаряду на всасы вающей трубе и тросах, являющихся элементом механизма поворота дна. Компоновка элементов системы подачи напорной воды и механизма поворота дна на боковинах корпуса грунтозаборного устройства такова, что значительно увеличивает габарит устройства в сравнении с шириной поворотного дна (ножа), образующего со стенками корпуса зев (приемное отверстие для скреперуемого Ножом грунта) грунтозаборного устройства. При рабочем перемещении грунтозаборного устройства траншея в грунте образуется не только поворотным дном (ножом), скреперующим грунт вовнутрь корпуса, но и элементами системы подачи напорной воды и механизма поворота дна, выступающими за габарит корпуса и, следовательно, за габарит по ширине поворотного дна (ножа). Грунт, разрабатываемый этими элементами, остается по сторонам корпуса за пределами зева грунтозаборного устройства в просоре и образует перед элементами фигуры волочения, грунт которых заваливает тросы и рычаги механизма поворота дна. На разработку грунта, отходящего в просор, и на перемещение фигур волочения требуется дополнительная затрата энергии, примерно пропорциональная добавочной , площади проекции элементов на плоскость, перпендикулярную продольной разрабатываемой траншеи. Кроме того, боковины корпуса, образующие вместе с поворотным дном зевы грунтоэаборного устройства, во время рабочего перемещения контактируют с боковыми поверхностями траншеи и при поперечном смещении земснаряда от оси разрабатываемой траншеи сминают.стенки траншеи, на что также расходуется дополнительная энергия. Выполнение отверстий на поверхности полой оси поворотного дна для подачи напорной воды способствует пульпообразованию только в центральной части грунтозаборного устройства, но не предотвращает завала зева грунтом, скреперуемым поворотным дном (ножом) и перемещаемым под подпором вовнутрь корпуса по верхней поверхности дна вследствие сопротивления перемещению грунта по этой поверхности, т.е. образования фигуры волочения. Все перечисленные недостатки увеличивают энергоемкость процесса разработки грунтов.

Целью изобретения является уменьшение энергоемкости процесса разра-. ботки грунтов.

Для достижения поставленной цели в грунтозаборном устройстве земснаряда, включающем корпус с расположенным вверху всасывающим патрубком, поворотное дно с противорасположенными симметрично полой оси режущими кромками, механизм поворота дна, скстему подачи напорной воды, соединенную с полой осью, установлены рабочие поверхности поворотного дна, расположенные под углом менее 180 друг к другу и в направлении всаса и скреплены боковыми стенками, выполненными в виде выпуклых поверх- ностей, установленных вершинами друг к другу, и охватьшакидими боковые стенки корпуса, которые выполнены вы пуклыми и между которыми размещены элементы системы подачи напорной воды и механизма поворота дна.

На фиг,1 изображено грУнтозаборное устройство, общий вид с частичным разрезом-, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1, на фиг.4 - грунтозаборное устройство в аксонометрии с частичным разрезом. .

Грунтозаборное устройство .содержит корпус, поворотное дно, механизм поворота дна и систему подачи напорной воды.

Корпус является несущей конструкцией и состоит из крышки 1, представляющей часть цилиндрической поверхности, усиленной балками-кронштейнами 2 и 3, при помощи которых грунтозаборное устройство шарнирно крепится к раме 4 земснаряда и к тяге 5, боковых стенок 6 и 7 корпуса, подшипников 8 и 9, в которых шарнирно закреплено поворотное дно.

В верхней части крьш1ки 1 корпуса расположен всасывающий патрубок 10, а к. торцам крышки 1 крепятся боковые стенки 6 и 7 корпуса , выполненные в виде выпуклых поверхностей, установленных вершинами друг к другу.

Поворотное дно включает перфорированные водораспределительные каналы 11 и 12, ребра 13 и 14 которых являются режущими кромками, рабочие поверхности 15 и 16, расположенные под углом менее 180 друг к другу, боковые стенки 17 и 18, вьшолненные в выпуклых поверхностей, установленных вершинами друг к другу и соединяющих между собой рабочие поверхности 15 и 16, охватьшанщие боковые стенки 6 и 7 корпуса, полую ось 19 с концентрично расположенным в нем цилиндрическим каналом 20,

Перфорированные водораспределительные каналы 11 и 12 соединены с полой осью 19 пустотель ш балками 21-24. Полая ось имеет отверстия 25 и 26 для подачи напорной воды через балки 21 и 23 в перфорированные водораспределительные каналы 11 и 12. Отверстия 27 и 28 в водораспределиfельных каналах 11 и 12 вьтолнены в стенках, обращенных в сторону всаса.

Механизм поворота дна представляет собой гидросистему, состоящую из насоса, бака, распределителя, трубопроводов (расположены на понтоне земснаряда, не показаны), гидроцилиндра 29 с гибкими шлангами 30, который шарнирно установлен внутри боковой стенки 6 корпуса и соединен с рычагом 31 полой оси 19.

Система подачи напорной воды состоит из насоса подачи забортной воды, распределителя, трубопроводов с арматурой (установлены на понтоне земснаряда, не показаны), гибких шлангов 32 и трубопроводов.33 и 34, расположенных внутри боковой стенки 7 корпуса и соединенных с ее двухполостной камерой 35. Стабилизация положения .грунтозаборного устройства и, следовательно, углов резания,обеспечивается шарнирным параллелограммом,образованнь1м рамой 4, крышкой 1 с кронштейнами 2 и 3, тягой 5, соединенной шарнирно с

корпусом земснаряда. I

Контур зева грунтозаборного устройства образуется кромками цилиндрической поверхности крьшпси 1, боковых стенок 17 и 18 и ребрами 13 или 14 поворотного дна в одном из крайних его положений.

Грунтозаборное устройство работает следующим образом.

Гидроцилиндром 29 поворотное дно устанавливается в рабочее положение, при котором открывается зев грунтозаборного устройства, по ходу движения земснаряда и закрывается с противоположной стороны, перекрывая доступ осветленной воды в зону всасывания. При рабочем перемещении земснаряда грунт срезается режущей кромкой 13 и кромками боковых стенок 17 и 18

поворотного дна и подается внутрь грунтозаборного устройства.

Одновременно с поворотом дна происходит переключение и подача напорной воды по трубопроводу 34 через цилиндрический канал 20 полой оси и отверстия 25 в балку 21, далее в перфорированный водораспределительный канал 11 и через отверстия 27 внутрь грунтозаборного устройства.

Напорная вода, подаваемая под давлением из перфорированного водораспределительного канала 11, дробит и взвешивает срезанный грунт, т.е. способствует интенсификации процесса пульпообразования внутри грунтозаборного устройства, откуда пульпа через всасьшающий патрубок 10 засасьшается грунтонасосом земснаряда и , транспортируется по напорному пульпопроводу 6 отстойники.

После разработки верхнего слоя грунта в конце траншеи гидроцилиндром 29 поворотное дно поворачивается в другое крайнее положение, т.е. открьшается противоположный зев с режущей кромкой 14 перфорированного канала 12, а напорная вода подается из трубопровода 33 через полую ось 19 и отверстие 26 в ней в балку 23, далее в перфорированный водораспределительный канал 12 и через отверстия 28 внутрь грунтозаборного устройства.

Разработка всей толщи залегающего грунта производится послойно.

Таким образом, боковые стенки корпуса предназначены только для крепления в них полой оси поворотного дна, а поворотное дно с боковыми стенками выполняет роль скрепера, в отличие от прототипа, у которого- дно и боковые стенки корпуса участвуют в скреперовании грунта. Кроме того, в конструкции заявляемого устройства расположение рабочих поверхностей поворотного дна под углом менее 180 друг к другу и в направлении всаса позволяет заглублять в грунт, только режущий зев грунтозаборного устройства, т.е. со стенками разрабатываемой траншеи находятся в контакте

только боковые кромки зева, а не длоскости боковых поверхностей корпуса, как у прототипа. Такая конструкция уменьшает-сопротивление перемещению устройства в траншее, а следовательно, и энергоемкость процесса разработки грунтов за счет исключения трения боковых стенок о грунт забоя. Кроме того, выполнение боковых стенок поворотного дна и боковых стенок корпуса в виде выпуклых поверхностей, установленных вершинами друг к другу, с возможностью поворота боковых стенок дна относительно боковых стенок корпуса, позволяет разместить внутри последних элементы системы подачи напорной воды и механизма поворота дна. Эти элементы вписываются в контур зева грунтозаборного устройства, что исключает разработку грунта этими элементами и обеспечивает только перемещение его внутрь грунтозаборного устройства в отличие от прототипа, у которого элементы этих систем участвуют в разработке грунта, который, как правило, остается в просоре. Следовательно, уменьшение режущего контура при неизменной (для данного грунта и постоянной толщины срезаемого слоя) величине сопротивления резанию, отнесенного к единице длины, т.е. удельного сопротивления резанию уменьшает энергоемкость процесса разработки грунта.

Кроме того, оснащение поворотного дна противорасположенными симметрично оси водораспределительными каналами, передние ребра которых являются режущими кромками,а противоположные им стенки имеют отверстия, служащие для выброса напорной воды, позволяет разрушать фигуру волочения из грунта, образующуюся на рабочих поверхностях поворотного дна, а также осуществлять дробление и взвешивание частиц грунта т.е. интенсифици зовать процесс пуль ообразования во всем объеме грунтозаборного устройства, что также снижает энергоемкость процесса разработки грунтов. Г 21 Ц (puz.lАА (S /J....rW - I

/// /j ::: / f //f // //:sy/(:

фиг, 2

32

Фиъ.З

ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЗЕМСНАРЯДА, включающее корпус с расположенным вверху всасывающим патрубком, поворотное дно с противорасположенными симметрично полой оси режущими кромками, механизм поворота дна, систему подачи напорной воды, соединенную с полой осью, отличающееся тем, что, с целью уменьшения знергоекЬсости процесса разработки грунтов, рабочие поверхности поворотного дна расположены под углом менее 180 друг к другу и в направлении всаса и скреплены боковыми стенками, выполненными в виде вьшуклых поверхностей, установленных вершинами друг к другу, и охватывающими боковые стенки корпуса, которые вьшолнены выпуклыми и между сл : которыми размещены злементы системы подачи напорной воды и механизма поворота дна.