Устройство для подводной добычи связных грунтов Советский патент 1993 года по МПК E02F3/88 

Изобретение относится к технике гидромеханизации земляных работ и предназначено для разработки связных грунтов (например, глины, сапропеля и др.).

Известно вибрационное всасывающее устройство, представляющее собой всасывающий наконечник с вибраторами, расположенными.; по его периметру. Применение данного, устройства на связных грунтах не всегда даст положительный результат для интенсифи кацМ ёго разработки всасыванием, т.к. тиксотропные изменения грунта наблюдаются только в непосредственной близости от вибратора (для глин это расстояние составляет 5-10 мм). Поэтому вибрационное воздействие на связные грунты должно сочетаться с резанием.

Известно эрлифтное грунтозаборное устройство, состоящее из гидрорыхлителей, воздушной кольцевой камеры, воздухопод- водящей и подъемной труб. Данное грунтозаборное устройство обладает низким КПД и малоэффективно при добыче связных материалом, требующих специального механического рыхления.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее размещенный в цилиндрическом корпусе шнек с полым валом, который соединен с источником сжатого воздуха и имеет выходные отверстия. При работе такого грунтозаборного устройства вследствие отсутствия ножа тратится большая мощность на отделение грунта шнеком от забоя, что приводит к избыточным энергозатратам. Кроме того, подаваемый в зону разработки сжатый воздух недостаточно эффективно воздействует на забой.

Целью изобретения является повышение производительности устройства.

.Указанная цель достигается за счет того, что устройство снабжено лопастным рабочим органом, который установлен в заборной части шнека, а выходные отверстия вала отклонены относительно продольной оси шнека в сторону, противоположную заборной части шнека, при этом источник сжатого воздуха выполнен импульсным, а лопасти рабочего органа установлены под углом 30...60° к плоскости его вращения, причем направление разворота лопастей относительно хода часовой стрелки совпадает с направлением вращения рабочегоор- гана и имеют режущие кромки.

Наличие лопастного рабочего органа способствует отделению грунта от массива. Связь рабочего органа с валом шнека обеспечивает его вращение вместе с ним и подрезание режущими кромками массива

грунта и корней растений, встречающихся там.

Выполнение выпускных отверстий для воздуха под наклоном в направлении транспортирования пульпы способствует перемещению пульпы к всасывающему патрубку.

Благодаря применению импульсного источника сжатого воздуха формируются вибрации рабочего органа.

0 Эти вибрации передаются на забой разрабатываемого грунта, вызывают в нем тиксотропные изменения и облегчают отделение грунта от основного массива.

Снабжение рабочего органа лопастями,

5 установленными под углом к плоскости его вращения таким образом, что направление разворота лопастей относительно хода часовой стрелки совпадает с направлением вращения шнека, обеспечивает подачу

0 грунта от рабочего органа к шнеку. Угол наклона лопастей к плоскости вращения вибровозбудителя в 30-60° позволяет согласно экспериментальным наблюдениям достигать максимального проявления дан5 ного эффекта. При этом меньшее значение угла рекомендуется для плотных слежавшихся грунтов с развитой корневой системой растений.

По мнению авторов, заявляемый объект

0 соответствует критерию существенные отличия, т.к. при анализе патентной и научно- технической литературы ими не были выявлены технические решения, обладающие признаками, отличающими заявляемое

5 устройство от прототипа, а именно:

1) полый вал шнека соединен с одной стороны с импульсным источником сжатого воздуха, а с другой - с лопастным рабочим органом;

0 2) источник сжатого воздуха выполнен импульсным;

3) лопасти рабочего органа установлены под углом 30-60° к плоскости его вращения, при этом направление разворота лопастей 5 относительно хода часовой стрелки совпадаете направлением вращения рабочего органа;

4) выходные отверстия отклонены относительно продольной оси шнека в сторону 0 противоположную заборной части шнека.

Наличие указанных признаков подтверждает также соответствие заявляемого объекта критерию новизна.

На фиг. 1 изображен продольный раз- 5 рез устройства для подводной добычи грунта; на фиг. 2 - общий вид рабочего органа; на фиг. 3 - установка лопастей рабочего органа.

Устройство для подводной добычи грунта состоит из шнека 1, размещенного в цилиндрическом кожухе 2 с косым срезом 3 в заборной части. Шток имеет полый вал 4, соединенный с одной стороны с импульсным источником 5 сжатого воздуха, а с другой - с лопастным рабочим органом 6. Вал 4 шнека посредством выпускных отверстий 7 сообщен с внутренней полостью кожуха. Рабочий орган 6 снабжен режущими кромками 8. Кожух 2 соединен с всасывающим наконечником 9.

Устройство работает следующим образом.

При вращении шнека 1 совместно с лопастным рабочим органом 6 грунт в области косого среза 3 кожуха 2 срезается с повер- хности разрабатываемого массива и по периферийной области кожуха 2 подается к всасывающему наконечнику 9. Одновременно за счет импульсного нагнетания воздуха в полый вал 4,шнека на рабочий орган 6 накладываются вибрации, воздействующие на забой. Возникающие при этом тик- сотропные изменения водонасыщенного грунта облегчают отделение грунта от основного массива и его поступление в кожух. За счет того, что рабочий орган 6 имеет

режущие кромки 8 и вращается совместно со шнеком,.он выполняет также и функции ножа. Кромки 8 при этом подрезают корни растений и облегчают разработку грунта. В то же время установленные под углом к плоскости вращения рабочего органа 6 они создают также вентиляторный эффект, подталкивая грунт к шнеку. Наличие выпускных отверстий 7, пневматически сообщающих полый вал шнека 4 с внутренней полостью кожуха 2, предохраняет шнек от залипания. Импульсная подача воздуха в полый вал шнека достигается за счег периодического совмещения отверстий полого вала за пределами кожуха с отверстием, по которому осуществляется подача сжатого воздуха от компрессора,

При этом положительный эффект, проявляющийся в повышении производительности устройства достигается за счет:

1) вибрационного воздействия на за-бой;

2) исключения залипания шнека;

3) транспортирующей роли воздуха, поднимающегося вверх по кожуху.

Использование: разработка сапропелей и других связных грунтов. Сущность изобретения: при вращении шнека 1 совместно с рабочим органом 6 грунт отделяется от поверхности разрабатываемого массива и по периферийной области кожуха 2 подается к всасывающему наконечнику 9. Одновременно путем импульсной подачи воздуха в полый вал 4 шнека 1 формируются вибрационные перемещения рабочего органа 6, воздействующие на забой. Возникающие при этом тиксотропные изменения связного грунта облегчают отделение грунта от основного массива и его поступление в кожух. За счет того, что рабочий орган 6 имеет режущие кромки 8 и вращается совместно со шнеком, он выполняет параллельно функции ножа. Кромки 8 при этом подрезают корни растений и облегчают разработку грунта. Так как лопасти установлены по углом к плоскости вращения шнё ка, то они также подталкивают грунт к шнеку. Наличие выпускных отверстие 7, пневматически сообщающих полый вал 4 с внутренней полостью кожуха 2, предохраняет шнек от залипания. 1 з. п. ф-лы, 3 ил, (Л С

Формула изобретения

Фиг.З