Землесос Советский патент 1938 года по МПК E02F3/90 

В работе землесоса основную решающую роль играет, как известно, всасывающая его часть. По конструкции всасывающей части известны землесосы следующих типов: 1) землесосы простые без разрыхлителей,

2)землесосы с разрыхлителями и

3)землесосы с головками Фрюлинга.

В простых землесосах без разрыхлителей наконечник трубы сосуна при работе погружается в грунт и движением вперед вдавливается в него, что вызывает большие потери в наконечнике, доходящие до 4 .4 водяного столба. Работы производятся только в неслежавщихся легких грунтах траншейным способом, и для получения нужной глубины приходится работать с переуглублением и извлекать много лишнего грунта.

Из числа землесосов с разрыхлителями наибольшим распространением пользуются два типа разрыхлителей- Бетса и Робинсона (фрезерный). Непрерывно вращаясь, разрыхлители этих типов отделяют грунт узкими полосками помощью лопастных ножей, расположенных по цилиндрической поверхности, и сбрасывают его к всасывающей трубе и в стороны. Диаметр разрыхлителя превышает диаметр наконечника в три раза.

Недостатки этих разрыхлителей следующие: 1) имея большой диаметр, разрыхлитель при своем вращении развивает большие центробежные силы, в результате чего частицы грунта, отделенные от материка, отбрасываются из сферы действия всасывающей трубы, чем затрудняется попадание частиц грунта с водой во всасывающую трубу и 2) части ножей разрыхлителя выступают сзади всасывающего сечения трубы, что также способствует удалению грунта из сферы всасывания.

Следствием этих недостатков является небольшая степень насыщения всасываемой смеси грунтом,

Имеются также землесосы с разрыхлителем в виде обычного винтового движителя (пропеллера). Эти разрыхлители применяются только на легких илисто-песчаных грунтах (наносах) без крупных засорений в виде камней и карчей. При вращении раз рыхлитель врезается концами лопастей в грунт и гонит отделяемые им частицы к зеву сосуна. Если требуется разрыхлять легкие илистые грунты механическими разрыхлителями, то

этим подчеркивается несовершенство приемной части землесоса.

Землесосы с головками Фрюлинга работают только на неслежавшихся легких илистых и песчано-илистых грунтах. Приемник, волочась по дну при продвижении снаряда, собирает грунт и таким образом способствует обогащению смеси, всасываемой сосуном. Для разрыхления собранного грунта применяется размыв струей воды под давлением до 20 атм. Однако в гидромеханизации давление в 20 атм. применяется для размыва самых плотных и жирных глин и слоистых известняков. Отсюда видно, насколько непроизводительно расходуется энергия в приемниках Фрюлинга и насколько далеки они от совершенства, если требуют разрыхления струей воды под таким большим давлением при таких легких грунтах.

Землесосы , перечисленных типов для достижения требуемой глубины проходят несколько раз весь участок выемки, вследствие ограниченной толщины снимаемого грунта при одном проходе, что вызывает большое количество . движений землесоса в ушерб его производительности.

Настоящее изобретение имеет в виду устранить указанные недостатки существующих разнотипных снарядов путем создания землесоса предлагаемого устройства с использованием гидромониторов для разрыхления грунта. С этой целью в данном землесосе, предназначенном для производства работ на всех грунтах (кроме каменистых), с достижением большой производительности примерно, 4000 при низкой стоимости работы, верхняя стенка зева приемника переходит в полуцилиндрический щит, который нависает над режущей кромкой зева и снабжен ребрами на передней стороне, а также двумя рядами отверстий для брандспойтов. Всасывающие трубы землесоса расположены по обеим сторонам судна.

На чертеже фиг. 1-3 изображают приемник и носовую часть землесоса -(в трех проекциях) и фиг. 4-б-общий вид землесоса (в трех проекциях).

Корпус землесоса, не имеющий прорезей, представляет собою судно.

обладающее всеми необходимыми судоходными речными или морскими качествами. На землесосе установлены две помпы. От выходного патрубка каждой помпы напорные трубы / выведены вверх и, далее, по надстройке снаряда проходят к кормовой части корпуса, где опускаются к первому понтону пловучей части грунтопровода, причем предусмотрены два пловучих грунтопровода диаметром примерно 1 м. Грунт удаляется по пловучему грунтопроводу на расстояние до 700 м с подъемом на высоту до 7 м или по воздушному грунтопроводу на высоту до 16 .и. В качестве силовой установки применены двигатели внутреннего сгорания и электрические лебедки. Диаметр вакуумной части грунтопровода принят также равным 1 м.

Вакуумные трубы 2 от двух помп проходят внутри корпуса и в носовой части выходят на палубу у бортов. Далее трубы, огибая носовую часть с двух сторон, опускаются вниз под углом не более 45°, переходя в приемник. Соединение приемника с трубами осуществляется резиновыми или кожаными рукавами. Приемник в месте соединения с трубами имеет круглое сечение того же диаметра, которое далее постепенно переходит в прямоугольное, с уменьшающейся высотой и увеличивающейся шириной, с сохранением площади поперечного сечения. В конце обе части соприкасаются, образуя сплошной зев приемника шириною 12,60 м. Эта ширина приемника превышает ширину корпуса с выступающими за борта трубами и вызвана тем, чтобы иметь возможность соединять несколько землесосов и производить выемку щириною 12,60 Х/ где п - число землесосов. Обе уширенные части приемника разделены, каждая, на четыре части струендправляющими перегородками. Верхняя стенка зева переходит в полуцилиндрический щит 3, нависающий над нижней режущей кромкой, создавая этим требуемые скорости перед зевом для размывания грунта. Ширина потока, создаваемого полуцилиндрическим щитом перед зевом приемника, ограничивается полукольцевыми щитнами, прикрепленными подвижно к полуцилиндрическому щиту в торцах. Помощью пружин полукольцевые щитки вдавливаются в грунт, ограничивая тем самым ширину потока. Расстояние от щита до грунта определяет интенсивность размыва и консистенцию пульпы. При приближении полуцилиндрического щита к поверхности грунта до 7 см скорость потока доходит до 6,24 м/сек, при которой размываются тяжелые глинистые грунты. Удельная мощность, по расчетам автора, получается равной 1,08 л. с. на 1 м вынутого грунта, т. е. в два раза меньше, чем на других землесосах. При различных расстояниях от полуцилиндрического щита до поверхности размываемого грунта будут различны и скорости потока перед зевом приемника. Это расстояние регулируется непрерывным движением корпуса вперед.

Нижняя кромка зева срезает грунт на требуемой отметке. Высота сечения над режущей кромкой приемника увеличена до 40 см с соответствующим увеличением площади поперечного сечения. Это увеличение вызвано тем, чтобы срезаемый нижней кромкой слой грунта не размывался полностью, а постоянно перекрывал кромку и, тем самым, препятствовал проникновению воды с задней стороны приемника. Передняя сторона полуцилиндрического щита снабжена ребрами из уголкового железа. Выступающие полки уголков устраняют движение всасываемой воды вдоль щита, в обход могущего встретиться препятствия. В нижней части уголки приварены к нижней кромке приемника. Между этими уголками расположены коротыши из таких же уголков, образуя вместе с ними решетку для устранения возможности попадания в приемник крупных камней и т.п. Полки уголков, перпендикулярные к движению пульпы, срубаются.

При особо тяжелых грунтах, как-то, жирных глинах с камнями, которые не дают возможности приблизить щит к грунту на требуемое расстояние и, тем самым, получить необходимую скорость воды перед зевом приемника, 8 работу вводятся гидромониторы 4.

Гидромониторы расположены в два ряда (по 24 в каждом) с наконечниками заподлицо с поверхностью щита. При расположении наконечников на незначительном расстоянии от поверхности размываемого грунта (10-15 см) потери скорости вылетающих струй будут также незначительными, а следовательно, и эффект размыва под водой, при данных условиях, будет не ниже, чем вне воды, когда гидромониторы располагаются от забоя в 8-10 м.

В каждом ряду с бортов опускаются отдельные трубы 5 диаметром, примерно, 600 мм, соединенные с трубами на палубе резиновыми рукавами. Далее трубы опускаются в трюм и соединяются с трубой главного гидромонитора 6, расположенного в носовой части по оси корпуса на высоте около 7 ж от поверхности воды с выступающим вперед, за корпус, дулом. Главный гидромонитор предназначается для производства части выемки выше поверхности воды. Непрерывное движение корпуса вперед, по мере разработки выемки, позволяет главному гидромонитору производить разработку выемки на оптимальном расстоянии.

При обычной разработке для разрыхления грунта требуется большой напор и малый расход воды, для транспортирования грунта - большие расходы воды с малым напором. В данном случае транспортировка грунта отпадает и остается только разрыхление грунта, требующее небольшого расхода воды. Расположение гидромонитора на значительной высоте исключает возможность завала его грунтом и дает возможность производить работу обвалами, что значительно снижает расход воды. В этих условиях расход воды на 1 м грунта может быть принят, по мнению автора, не более 2 м.

Управление гидромонитором производится из рубки управления, расположенной в носовой части корпуса под гидромонитором. Движение гидромонитора в вертикальной плоскости, от горизонтального положения до 50 наклона к горизонту, достигается путем подвешивания дула гидромонитора к вращающеися в горизонтальной плоскости консоли 7 (фиг. 2). От дула гидромонитора трос проходит через блок консоли и далее, через систему блоков, в носовую часть корпуса, где расположена лебедка. На конце троса подвешен противовес. Для горизонтального вращения к гидромонитору, сзади, прикреплена горизонтальная консоль с дугой, к концам которой прикреплены концы троса, проходящего вниз к лебедке. Для натяжения подвешивается груз.

Лебедки соединены с электромоторами. Управление электромоторами производится из рубки управления. Вращение гидромонитора производится с различными скоростями, в зависимости от твердости разрабатываемого грунта. От главного гидромонитора труба спускается вниз, в носовую часть корпуса и далее проходит внутри корпуса к центробежному насосу. Центробежный насос может подавать воду главному гидромонитору для размыва грунта выше горизонта воды или первому, или второму ряду гидромониторов для размыва под водою. Переключение производится из рубки управления корпусом.

Засорение зева приемника обнаруживается показаниями вакуумметра и манометра. При этом помпы останавливаются и включается лебедка, поднимающая приемник выше уровня воды, и с люльки, подвешенной к деррик-крану, производится очистка.

При встрече с валунами натяжение станового троса увеличивается до предельного и автоматически выключается мотор с соответствующей сигнализацией в рубку управления корпусом (командная рубка). В этом случае препятствие устраняется грейфером (ковшом), подвешенным к дерриккрану, управление которым осуществляется из рубки управления гидромонитором. Работа землесоса производится траншейным способом сразу на требуемую глубину без переуглубления и при ширине траншей 12,60 м.

Предмет изобретения.

1.Землесос с гидромониторами для. разрыхления грунта, отличающийся тем, что верхняя стенка его зева переходит в полуцилиндрический щит,, нависающий над нижней режущей кромкой зева.

2.Форма выполнения землесоса по п. 1, отличающаяся тем, что полуцилиндрический щит снабжен ребрами на передней его стороне.

3.Форма выполнения землесоса по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что щит снабжен друмя рядами отверстий для брандспойтов.

4.Форма выполнения землесоса па п. 1, отличающаяся тем, что всасывающие трубы расположены с той и другой стороны судна.

- со

.хО

ей

ЛЛ

сЗ

v

НЧ

PQ

0:5 .

гл н

ij: fcri

ф и:

teH

1« О

К-.

W ГЧ

о и

р о

&б

1 /

Й||Щ|Щ

: со

со

LO 0|

сЗ

CS

и S Я

д и «

m

со г

СР Е-1 О Л Ч

ф н о

kРч

н as сЗ