Грунтозаборное устройство земснаряда Советский патент 1980 года по МПК E02F3/90 

Изобретение относится к гидромеханизации и предназначено для подводной разработки грунтов землесосными снарядами. Известно грунтозаборное устройство, включающее всасывающую трубу и всасывающий наконечник с защитной решеткой перед его устьем 1. Недостатком этого устройства является разработка грунта только за счет эрозии (поверхностного размыва), что снижает эффективность грунтозабора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является грунтозаборное устройство; включающее всасывающую трубу, всасывающий наконечник и гидравлический разрыхлитель. Этим устройством обеспечивается размыв и взвещивание грунта напорными струями воды и всасывание готовой гидросмеси 21. Однако его недостатком является сложность и громоздкость, значительный расход энергии на создание напорной воды и разработка грунта только за счет эрозии, что снижает удельную эффективность грунтозабора. Целью изобретения является повышение эффективности грунтозабора несвязных грунтов путем снижения потерь напора на отрыв и всасывание частиц грунта. Поставленная цель достигается тем, что устье всасывающего наконечника выполнено в виде полого тора с водоподводящей трубкой, а приспособление для подачи напорной воды выполнено в виде защитной рещетки конусной формы с наголовником, защитная рещетка изготовлена из трубок, присоединенных одним концом к наголовнику, другим - к полости тора. На чертеже изображено схематически грунтозаборное устройство земснаряда. Грунтозаборное устройство включает всасывающую трубу 1, расположенную на раме 2 грунтозаборного устройства и снабженную всасывающим наконечником 3 с торообразным устьем 4. Тор 4 полый. К нему присоединена водоподводящая трубка 5, удаленная на конце от всасывающего наконечника 1. К полому тору 4 присоединена также защитная решетка конусной формы, состоящая из трубок 6 и наголовника 7. В стенках трубок б, обращенных к оси наконечника, выполнены отверстия 8, увеличивающиеся в размерах по мере удаления от устья наконечника 3.

Устройство работает следующим образом.

При опущенном под воду грунтозаборном устройстве включают в работу землесос. Во всасывающей трубе 1 возникает разрежение, которое распространяется но всей полости всасывающего наконечника 3. В результате этого к устью всасывающего наконечника поступает вода из окружаюЩ его бассейна, протекает.между трубками 6 защитной рещетки и попадает в наконечник 3. За счет криволинейной формы устья всасывающего наконечника (торообразной) 3 потери напора на вход потока в устье снижаются.

Разрежение распространяется на пространство перед устьем всасывающего наконечника 3, в котором расположена защитная рещетка. По поверхности трубок 6 разрежение распространяется на всю рещетку, через отверстия 8 на внутреннюю полость каждой трубки 6 рещетки, далее - на внутреннюю полость тора 4 и водоподводящей трубки 5. Это вызывает ток воды из окружающего водного бассейна забоя по трубке 5 в тор 4, а из него - в трубки 6. Далее вода изливается из отверстий 8, смещивается с общим потоком и поступает в наконечник 3.

Грунтозаборное устройство подводят к грунту забоя и опускают на него. Наголовник 7 и трубки б рещетки под тяжестью грунтозаборного устройства вдавливаются в грунт. Подтекающим к наконечнику 3 нотоком размывается грунт перед устьем наконечника 3. Одновременно из отверстий 8, расположенных вблизи устья наконечника 3, просачивается вода и создает эффект суффозии (вынос частиц грунта фильтрующейся водой). За счет суффозии облегчается отрыв, взвещивание и унос частиц грунта в устье наконечника. Зоны размыва и суффозии постепенно перемещаются от устья наконечника 3 к наголовнику 7.

Наступает момент, когда площадь опоры рещетки о грунт, благодаря конусной форме, становится малой, равновесие нарущается, и решетка под действием веса грунтозаборного устройства снова погружается в грунт. Частицы грунта взвещиваются, благодаря

суффозии, отрываются от грунтового массива, благодаря эрозии, и уносятся потоком воды во всасывающий наконечник 3. Увеличением отверстий 8 достигается выравнивание величины разрежения давления по периметру защитной рещетки, что приводит к возникновению одинаково больщого эффекта суффозии в пределах объема, занимаемого защитной решеткой.

Для получения эффекта суффозии не требуется больших расходов напорной воды и высокого напора, поэтому в предлагаемом устройстве напорная вода получается не за счет установки водяного насоса на земснаряде. Она забирается из водного бассейна за счет разрежения перед устьем всасывающего наконечника, т. е. за счет энергии работы землесоса, что повышает КПД использования землесоса.

Формула изобретения

1.Грунтозаборное устройство земснаряда, включающее всасывающую трубу, всасывающий наконечник с защитной рещеткой перед его устьем и приспособление для подачи напорной воды в зону перед устьем наконечника, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности грунтозабора несвязных грунтов путе.м снижения потерь напора на отрыв и всасывание частиц грунта, устье всасывающего наконечника выполнено в виде полого тора с водоподводящей трубкой, а приспособление для подачи напорной воды - в виде защитной решетки конусной формы с наголовником, защитная решетка изготовлена из трубок, присоединенных одним концом к наголовнику, а другим - к полости тора.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трубки решетки с внутренней стороны наконечника снабжены водовыпускными отверстиями с размерами, увеличивающимися по мере удаления их от устья наконечника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Дьяков П. П. Гидромеханизация земляных работ на железнодорожном транспорте. М., Трансжелдориздат, 1950, с. 160.

2.Стариков А. С. Технология работы речных земснарядов. М., Транспорт, 1969, с. 44.