Устройство для разработки грунтов под водой Советский патент 1988 года по МПК E02F3/88 

со со со 4;

о

О5

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к способам ведения строительных работ под водой при сооружении траншей, котлованов, трубокабелеукладочных и дноуглубительных работах.

Цель изобретения - повышение производительности за счет увеличения всасы- ваюндей способности водовоздушного эжек- торного аппарата.

На фиг. 1 изображен общий вид плавучего снаряда для разработки грунта под водой; на фиг. 2 - схема предлагаемого устройства для разработки грунта; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Устройство для подводной разработки грунтов под водой состоит из (фиг. 1 и 2) плавсредства 1, на котором установлен насосный агрегат 2 (собственно насос 2 и привод 3). К насосу 2 с помощью поворотного колена 4 присоединен напорный телескопический трубопровод 5, на конце которого установлен водовоздущный эжекторный аппарат 6 и гидромонитор 7.

Внутри напорного трубопровода 5 коа.к- сиально расположена воздухоподающая труба 8, одним концом соединяюц.1,аяся с водо- воздушным эжекторны.м аппаратом 6, а другим - выходящая в атмосферу через сальниковое устройство 9 в поворотном колене 4. На плавсредстве имеются лебедки 10 и 11 для подъема напорного трубопровода в транспортное положение 12 (пунктир).

Водовоздущный эжекторный анпарат 6 состоит (фиг. 2) из активного сопла 13 диф- фузорно-цилиндрической камеры смешения 14, всасывающей камеры 15. Выход камеры смещения 14 сообщен с гидромониторным соплом 7. Внутри камеры 14 смешения установлено центральное тело 16 - генератор кавитации - на полых державках 17. Генератор кавитации 16 имеет сквозной канал 18, с помощью которого и полостей 19 державок 17 камера 14 смешения в кавитации (пространство в камере ниже по потоку за генератором 16 кавитации) сообщается через всасывающую камеру 15 и воздуховод 8,с атмосферой.

Устройство работает следующим образом.

С помощью лебедок 10 и 11 опускают напорную трубу 5 в рабочее положение и направляют гидромонитор 7 в забой 20. Включают насосный агрегат 2. Мощная струя воды, истекающая из гидромониторного сопла 7, размывает грунт 21. По мере размыва грунта, благодаря телескопичности трубопровода 5 и с помощью лебедок 10 и 11, гидромонитор 7 опускают на нужную глубину.

Забортная вода, закачиваемая насосом 2 в напорный трубопровод 5, поступает в водовоздущный эжекторный аппарат 6 через активное сопло 13. При этом в камере 14 смещения создается давление ниже атмосферного, под действием образовавщегося

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

перепада давлений из атмосферы по трубопроводу 8 засасывается воздух в ка.меру всасывания 15. Чем выще скорости воды в камере 14, тем больщая величина вакуума, тем больше засасывается в струйный аппарат 6 и тем сильнее аэрируется струя воды, истекающая из гидромонитора 7. Сильная аэрация взмученного при гидроразмыве грунта резко увеличивает его плавучесть (вследствие уменьщения объемного веса грунта), т. е. повыщает продолжительность нахождения твердых фракций грунта во взвешенном состоянии. Последнее обстоятельство существенно улучщает условия выноса грунта, срезанного струей, за пределы забоя.

Однако,увеличение скорости в камере 14 смешения сверх критической величины приводит к образованию кавитации в потоке жидкости.

В водовоздушном эжекторном аппарате 6 в камере 14 с.мешения устанавливается тело 16 для геь ерирования кавитации внутри потока. Давление внутри кавитационной каверны, образующейся за кавитирующим телом, на стадиях развитой кавитации и суперкавитации близко или равно давлению парообразования данной жидкости, т. е. наи- больщему вакууму, возможному в данной жидкости при данной температуре. Предусмотрев подвод атмосферного воздуха через полости 19 державок 17 и канал 18 в теле 16, обеспечивается непосредственный подвод воздуха в ка.меру 14 смещения под наибольшим возможным (перепадом давления). Это означает существенное увеличение всасывающей способности водовоздушного эжекторного аппарата, т. е. значительное повышение аэрации гидромониторной струи. Воздух теперь из атмосферы поступает в камеру смещения не только со стороны активного сопла 13, но и через полости 19 и канал 18 непосредственно в зоны кавитации 22.

Формула изобретения

Устройство для разработки грунтов под водой, включающее водовоздущный эжекторный аппарат, вход камеры смешения которого сообщен через камеру всасывания с воздуховодом, а выход - с диффузорным патрубком, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет увеличения всасывающей способности водо- воздущного эжекторного аппарата, камера смещения снабжена расположенным в ее полости генератором кавитации, который выполнен в виде твердого полОго тела, закрепленного посредством полых державок, причем полости генератора и державок сообщены между собой, с полостью камеры смешения и каналом воздуховода, а выходной канал камеры смешения выполнен в виде гидромониторного ствола.

изобретение относится к гидротехнике, в частности к способам ведения строительных работ под водой при сооружении траншей, котлованов, трубокабелеукладчиков и дноуглубительных работах. Цель изобретения - повышение производительности за счет увеличения всасывающей способности водовоздушного эжекторного аппарата (ВЭА). У стр-во включает ВЭА 6, установленный на конце напорного трубопровода 5, присоединенного к насосу, размешенному на плавсредстве. Выполнен ВЭА из сопла 13, камеры (К) 14 смешения и всасывающей К 15. В полости К 14 установлен генератор кавитации 16, выполненный в виде твердого тела, закрепленного на полых державках 17. Полости генератора кавитации 16 и державок 17 сообщены между собой, с полостью К 14 и каналом 18 с воздуховодом 8. Забортная вода и воздух поступают в К 14. Чем выше скорость воды в К 14, тем больше величина вакуума, тем больше засасывается в ВЭА и тем сильнее аэрируется струя воды, истекающая из выходного канала К 14, который выполнен в виде гидромониторного ствола 7. 3 ил. (Л

фиг.1

фае.5