Озерная установка для разработки илистых грунтов Советский патент 1993 года по МПК E02F3/88 

Фца}

Изобретение относится к устройствам для подводной разработки илистых грунтов и может быть использовано при разработке сапропелевых и других отложений, находящихся в вязкотекучем состоянии, со дна водоемов.

Известно устройство для разработки илистых грунтов, выполненное в виде экскаватора, к стреле которого трубой прикреплен контейнер, снабженный затворами, соединёнными тросом с барабаном лебедки. При опускании контейнера на дно водоема затворы удерживаются в открытом положении, а на нужной глубине натяжением троса затворы закрываются. Стрелой поднимают контейнер из воды и его содержимое выгружают в емкости транспортных средств.:

Недостатками устройства являются громозлкость и низкая производительность, взмучивание воды, неупорядоченная разработка залежи и перемешивание слоев ила.

Известно устройство для разработки илистых грунтов, включающее шнек и грун- тонасос, корпусы которых соединены между собой, а также илоприемник в нижней части корпуса шнека и сигнализатор текучести грунта, выполненный в виде камеры с размещенными в ней поплавком и отражателем потока, при этом камера соединена с кррпу- сом шнека посредством отвода с дозатором, а дно камеры имеет регулируемое отверстие.

Недостатками известного устройства являются проникновение воды в добываемый ил, сложность, большая металлоемкость и энергопотребление, низкая надежность.; ;

Цель изобретения - снижение материальных и энергетических ресурсов, обеспе- чение естественной влажности добываемого ила и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем что .в озерной установке для разработки илистых грунтов, включающей шнек и грунтонасос, корпусы которых соединены между собой, а также илоприемник в нижней части корпуса шнека и сигнализатор текучести грунта, выполненный в виде камеры с размещёнными в ней поплавком и отражателем потока, при этом камера соединена с корпусом шнека посредством отвода с дозатором, а дно:ка- меры имеет регулируемое отверстие, корпус выполнен в виде открытой шахты со свободным уровнем ила, а устройство для подъема и погрузки ила, например центробежный электронасос (по варианту 1), выполнено автономным и смонтировано с погружением всасывающей части под сво- ббдный уровень ила в шахте. Верхний конец

шахты (по варианту 2) выполнен в виде воронки, дно которой расположено ниже горизонта воды, а устройство для подъема и погрузки ила выполнено в виде черпающего

механизма, например грейфера. В шахте смонтирован сигнализатор, поплавок которого расположен на свободном уровне ила.

На фиг. 1 показано схематическое пр рдольное сечение озерной установки по оси, вариант 1; на фиг. 2 - то же, вариант 2.

Озерная установка включает шахту 1 с илоприемником, состоящим из колена 2 и конфузора 3, плавучее основание4,погружной моноблочный электронасос 5, всасывающая часть б которого погружена под свободный уровень ила в шахте 1. Сигнализатор 7, смонтированный в шахте 1, снаб-. жен поплавком 8. Электронасос 5 имеет

гибкий рукав 9, опущенный в транспортное средство (баржу) 10, кабель 11 и подвеску 12. Тахта 1 смонтирована на плите 13, которая соединена с рамой 14 шарнира.ми 15 с ёозможностью поворота на угол 90° и более. Средства для рабочего перемещения установки по водоему условно не показаны. По варианту 2 (см,фиг.2) верхний конец шахты 1. выполнен в виде воронки 16, а конфу- зор 17 соединен непосредственно с шахтой

1, имеющей днище 18. Грузоподъемный механизм имеет грейфер 19. Воронка 16 соединена с плитой 13 подшипниковой опорой 20..

Озерная установка работает следующим образом. .. :

Шахтное устройство переводится из го- ризонтальното транспортного положения в вертикальное рабочее положение с заглублением верней кромки конфузора 3 в слой

ила на величину Нт, при этом шахта 1 заполняется в верхней части водой, в нижней части - разбавленным водой илом. По закону сообщающихся сосудов устанавливается одинаковый уровень воды в шахте 1 и в

в.одоеме. Одновременно включаются в работу устройства для рабочего перемещения озерной установки и электронасос 5, который в первые секунды откачивает за борт воду С илом, после чего устанавливается рабочий режим перекачки ила естественной влажности из шахты 1 в баржу 10 при перепаде уровней На, который пропорционален гидравлическим потерям в конфузоре 3, колене 2 и шахте 1 от движения ила, за минусом подпора, создаваемого на входе в конфузор от рабочего перемещения установки. .

При равенстве

v -F Q,

где v - скорость рабочего перемещения озерной установки;

F - площадь входного сечения конфузо- ра;

Q - расход насоса, толщина слоя ила Hi над верхней кромкой конфузора остается постоянной, прорыва воды в шахту не происходит. Сигнализирующее устройство 7 с поплавком 8 служит для автоматического поддержания указан- ного равенства.

Глубина погружения Нз насоса под свободный уровень ила выбирается меньшей величины подпора, создаваемого рабочим перемещением. В этом случае при внезап- ной остановке рабочего перемещения электронасос 5 понижает уровень ила в шахте на величину Нз, меньшую допустимой. После возобновления рабочего движения уровень ила в шахте восстанавливается до первона- чального.

Аналогично работает установка с грейферным черпанием (фиг,2). Дно воронки 16 расположено выше критического уровня, что предотвращает прорыв воды в шахту. Во время работы установки за шахтой 1 образуется траншея 21, Буферный слой Hi обтекает шахту, частично заполняет траншею и предотвращает проникновение воды в илоприемник (при обеспечении условия v -F Q). Перепад давления снаружи и внутри шахты создает горизонтально направленную силу, уменьшающую рабочее усилие перемещения озерной установки по водоему, .

Конфузор 3 не является обязательным элементом. Илоподъемная шахта может быть выполнена с вертикальной или наклонной осью, а также с возможностью изменения угла наклона. Поперечное сечение шахты 1 и колена 2 может иметь любую форму (круг, квадрат и т.д.). Всасывающая часть 6 электронасоса 5 снабжена сороу- держивающей решеткой. Электронасос 5 размещен в шахте 1 на подвеске 12 с целью упрощения эксплуатации. Возможны другие варианты забора ила из шахты 1 и коронки 16: ковшовым конвейером (элеватором), скребковым или винтовым конвейером, ковшом экскаватора или ручным черпаком (последнее при незначительных объемах добычи).

В конструкции шахты предусматривается ее удлинение, например, установкой дополнительных секций, поворот вокруг вертикальной оси на угол до 180° (при наличии подшипника 20); наклон на угол 90° и более (при наличии плиты 13 и шарниров 15) при транспортировании или с целью очистки шахты от накопившихся на ее днище 18 твердых предметов.

По сравнению с известным устройством озерная установка имеет значительные преимущества. Она позволяет обеспечить устойчивый режим добычи или естественной влажности из определенного слоя залежи без разбавления озерной,иногда сильно загрязненной и зараженной водой, что особенно важно при использовании ила (сапропеля) в качестве лечебной грязи в медицине и ветеринарии, а также в качестве кормовой добавки животным и птице. Известное же устройство допускает периодической проникновение воды в грунтоприемник и в добываемый ил, так как известный сигнализатор реагирует на изменение степени текучести ила после заполнения им всего объема шнекового корпуса от грунтоприемника до сигнализатора.

Конструкция шахты 1 озерной установки значительно проще, дешевле в изготовлении и надежнее в работе, чем шнековый корпус с подшипником и сам шнек. Сигнализатор 7 уровня проще и надежнее известного сигнализатора текучести. Попадание твердых предметов или водорослей в шахту 1 вместе с илом не приводит к каким-либо повреждениям озерной установки, что недопустимо для известного устройства, так как твердые предметы и водоросли могут заклинить шнек, закупорить отвод, дозатор или регулируемое отверстие.

Благодаря отсутствию шнека в озерной установке снижается электропотребление.

Изобретение относится к устройствам для разработки илистых грунтов. На плавучем основании смонтирована шахта 1 с илоприемником на ее нижнем конце с возможностью перемещения. Корпус шахты 1 выполнен открытым со свободным уровнем ила. Механизм для погрузки ила в транспортные емкости представляет собой насос 5 или черпающий механизм (грейфер) с погружением заборной части под свободный уровень ила в шахте. В рабочем положении шахту заглубляют в слой ила. При этом шахта заполняется в верхней части водой, в нижней части - разбавленным водой илом. По закону сообщающихся сосудов устанавливается одинаковый уровень воды в шахте и водоеме. Одновременно включаются в работу устройства для рабочего перемещения озерной установки и электронасос 5, который перекачивает ил естественной влажности из шахты в транспортное средство 10. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ф о р м у л а изобретения

с целью снижения материальных и энергетических ресурсов, обеспечения естественной .влажности добываемого ила и повышения-надежности, корпус выполнен в виде открытой шахты со свободным уровнем ила, а механизмдля погрузки выполнен с погружением.заборной части под свободный уровень и ла в шахте,.

в виде воронки, дно которой расположено ниже уровня воды.

; 3. Установка по п.1, отличающая- с я тем, что механизм для погрузки выполнен в виде насоса или черпающего типа.

Направление перемещения

17,

.N

.- :. .-,-. ,.К-.

.. в

/S

21

в

/S

ФигЈ