Грунтозаборное устройство землесосного снаряда Советский патент 1992 года по МПК E02F3/88 

Изобретение относится к гидромеханизации и предназначено для разработки сап- ропелей, илистых, торфяных, глинистых грунтов.

Известно грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее всасывающий наконечник с установленным на нем фрезерным рыхлителем с тарельчатыми ножами, поворотный кожух, пластинчатые ножи, одни из которых расположены на торце фрезерного рыхлителя, а другие - в устье всасывающего наконечника, причем фрезерный рыхлитель выполнен в виде шнека и размещен в кожухе, имеющем форму полуцилиндра.

Недостатком такого устройства является его низкая эффективность из-за необходимости разжижения разрыхленного грунта водой. Кроме того, в процессе резания участвуют только периферийные участки лопастей рыхлителя, грунте которых отбрасывается центробежной силой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее осевой шнековый насос и разрыхлитель, установленные на одном валу, неподвижный направляющий аппарат и конический всасывающий наконечник, в котором разрыхлитель выполнен в виде расширяющегося к забою конического шнека, шнек осевого насоса выполнен цилиндрическим, при этом шаг шнека рыхлителя равен 0,4-0,7 шага шнека осевого насоса и имеет диаметр большего основания, равный 1,1-1,3 диаметра шнека осевого насоса.

Эксплуатация известного устройства показала его высокую эффективность при

vj

Ј

ГО

о

VI

разработке сапропелей влажностью выше 90%, когда грунт представляет собой однородную вязкую жидкость. При работе на сапропелях низкой влажности (менее 90%) на глубоких слоях, а также при разработке песчано-глинистых, песчано-известковых и торфяных пластов, накрывающих залежи сапропеля, это устройство малоэффективно вследствие попадания к рупных кусков разрабатываемого грунта в полость осевого насоса. Наличие в пульпе кускового грунта приводит к проскальзыванию перекачиваемой пульпы относительно корпуса насоса, что снижает производительность устройства. Для исключения указанного недостатка необходимо измельчить грунт и довести его до состояния однородной высоковязкой жидкости, т.е. диспергировать.

Цель изобретения - повышение эффективности разработки грунтов низкой влажности путем их диспергации разрыхлителем.

Поставленная цель достигается тем, что в грунтозаборном устройстве землесосного снаряда, включающем осевой шнековый насос, шнек которого выполнен цилиндрическим, установленный с ним на одном приводном валу разрыхлитель, выполненный в виде расширяющегося к забою конического шнека, согласно изобретению шнек разрыхлителя выполнен с двухзаходной нарезкой с шагом, равным 1-1,5 шага шнека осевого насоса, а диаметр его большего основания равен 1,3-1,8 диаметра шнека осевого насоса, при этом угол установки лопасти на внешнем диаметре цилиндрического шнека равен 10-20°, а отношение диаметра вала цилиндрического шнека к внешнему диаметру его нарезки равно 0,7-0,9.

На чертеже изображено грунтозабор- ное устройство в разрезе.

Грунтозаборное устройство земснаряда содержит осевой шнековый насос, выполненный в виде цилиндрического шнека 1, разрыхлитель 2, выполненный в виде расширяющегося конического шнека с двухзаходной нарезкой, установленные на одном валу 3. На большем основании шнека могут быть установлены режущие элементы 4 для отрыва грунта от массива.

Шнек-разрыхлитель 2 установлен в коническом наконечнике 5, а шнек 1 - в цилиндрическом корпусе 6. При этом большее основание шнека 2 направлено в сторону забоя. Шаг разрыхлителя Нк равен 1-1,5 шага шнека осевого насоса Н0 (Нк/Н0 1-1,5), а диаметр большего основания разрыхлителя DK равен 1,3-1,8 диаметра шнека осевого насоса Do (DK/D0 1,3-1,8).

Угол «установки лопасти на внешнем диаметре цилиндрического шнека равен

10-20°, а отношение диаметра вала цилиндрического шнека d к внешнему диаметру его нарезки D0 составляет 0,7-0,9.

Устройство работает следующим образом.

При поступательном перемещении грунтозаборного устройства вперед, как показано стрелкой на чертеже, грунт скре- перуется наконечником 5 и движется

0 вдоль его оси к коническому шнеку 2. Цилиндрический шнек 1 осевого насоса приводится во вращение, вместе с ним вращается и шнек 2, который захватывает материал большим основанием и подает

5 его в осевой насос. Далее шнек 1 нагнетает грунт к потребителю.

Выполнение шнека 2 с приведенными параметрами обеспечивает разработку сапропелей влажностью ниже 90%, а также

0 песчано-глинистых, песчано-известковых и торфяных пластов, накрывающих залежи сапропеля,

Подача грунта коническим шнеком 2 превышает подачу цилиндрическим шнеком

5 1. Лишний материал выбрасывается лопастями шнека 2 обратно в патрубок, где он перемешивается с вновь поступившим.

В результате многократного перемешивания в шнеке 2 образуется однородная гид0 росмесь, перекачиваемая осевым насосом. Шнек 2 при этом выполняет функции рыхлителя и миксера-диспергатора.

Угол установки лопасти на внешнем диаметре шнека 1, равный 10-20°, а также от5 ношение диаметров вала и нарезки шнека, равное 0,7-0,9, обеспечивают оптимальные соотношения обратного и прямого потоков гидросмеси в межвитковом пространстве шнека,

0

Формула изобретения Грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее осевой шнековый насос, шнек которого выполнен

5 цилиндрическим, установленный с ним на одном приводном валу разрыхлитель, выполненный в виде расширяющегося к забою конического шнека, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности

0 разработки грунтов низкой влажности путем их диспергации разрыхлителем, шнек разрыхлителя выполнен с двухзаходной а- резкой с шагом, равным 1-1,5 шага шнека осевого насоса, а диаметр его большего ос5 нования равен 1,3-1,8 диаметра шнека осевого насоса, при этом угол установки лопасти на внешнем диаметре шнека осевого насоса равен 10-20°, а отношение диаметра его вала к внешнему диаметру его нарезки равно 0,7-0,9.

Изобретение относится к гидромеханизации и предназначено для разработки сап- ропелей, илистых, торфяных и глинистых грунтов. Цель изобретения - повышение эффективности разработки грунтов низкой влажности путем их диспергации разрыхлителем. Устройство содержит осевой шнековый насос, выполненный в виде цилиндрического шнека (ЦШ) 1, установленного на одном валу 3 с разрыхлителем (Р) 2, выполненным в виде расширяющегося конического шнека. Р 2 выполнен с двухзаходной нарезкой с шагом, равным 1-1,5 шага ЦШ 1. Диаметр большего основания Р 2 равен 1,3-1,8 диаметра ЦШ 1. Угол установки лопасти на внешнем диаметре ЦШ 1 равен 10-20°. Отношение диаметра вала ЦШ 1 к внешнему диаметру его нарезки равно 0,7-0,9. При поступательном перемещении устройства грунт скреперуется наконечником 5 и движется вдоль его оси к Р 2. ЦШ 1 вращается с Р 2, который захватывает материал большим основанием и подает его на ЦШ 1.1 ил.