Грунтозаборное устройство земснаряда Советский патент 1980 года по МПК E02F3/92 

(54) ГРУНТОЗЛБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЗЕМСНАРЯДА

I

Изобретение относится к гидромеханизации земляных работ, в частности к конструкциям грнутозаборных устройств землесосных снарядов с вибрационными рыхлителями. Оно может найти применение в гидротехническом строительстве при разработке профильных выемок в связных грунтах, особенно в тяжелых глинах.

Известны ковнювые грунтозаборные устройства землесосных снарядов, содержащие ковш двусторонггего действия, всасывающий наконечник и новоротное устройство, попеременно, в зависимости от направления, соединяющее одно из входных отверстий ковша с отверстием всасывающего наконечника и перекрывающее противоположное (1). Послойное резание грунта такими устройствами осуществляется при паиильонировании земснаряда и характеризуется тем, что в ковш через открытое отверстие одновременно поступает грунт и засасывается вода. Cot)THoiueHHe расходов воды и грунта определяет консистенцию гидр х:меси, всасываемой из ковша и транспортируемой по Т1ульповс)ду земснаряда.

Как видно из описания известных ков щовых г рунго.чаборных устройств, в них

отсутствуют конструктивные признаки, обеспечивающие выполнение изложенных требований, поэтому область их применения не распространяется на связные грунты. Задачу повышения эффективности работы ковшовых рыхлителей в связных грунтах целесообразно решать путем совместного воздействия на грунт резания и вибрации ковша. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является грунтозаборное устройство земле.сосного снаряда, |2,

10 содержащее режущий рыхлитель грунта, выполненный в виде фрезы, присоединенной к вибратору, и всасывающий наконечник, размещенный в полости фрезы. Принцип работы рыхлителя основан на послойном резании грунта вЫбрирующими ножами и зубьями

15 фрезы. Известно, что вибрирование грунтокопающих рабочих органов снижает сопротивление грунта резанию. Этот эффект позволяет использовать фрезу с виброприводом для интенсификации послойной разработки тяжелых и прочных грунтов в том числе и

20 связанных. Однако следует отметить, что фрезерные грунтозаборные устройства имеют существенные недостатки. В процессе послойной разработки связаных грунтов .на(ШТелетай cfружки не попадает в от верстиг всасыпающеТб наконечника и остается в забое в виде завалов.

При работе вибрирующей фрезы потери TpViffа иа з0ны рыхлепйя е зону гГктИвного всасывания дополнительно возрастают вследствие стряхивания стружки в забой с Г1аправляю1цих лопастей виброфрезы, , Кроме того, всасывание из полости фрезы происходит в неблагоприятных условиях. Открытое снизу и с боков пространство полости фрезы уменьшает зону активного дей- ,р ствия всасываемого потока вблизи наконечника сосуна, слабое скоростное поле не препятствует провалу кусков стружки и не дает возможность создать во всасывающей трубе земснаряда объемную 20-25% консистенцию, оптимальную по условиям гидротран- 5 спорта.

Вопрос повышения эффективнос1И работы грунтозаборных устройств при разработке тяжелых связных грунтов целесообразно решать на базе грунтозаборного устройства, j. в котором реализуются преимущества сочетания ковшового рыхлителя с вибратором. К этим преимуществам отноСятсй возможность всасывания без потерь смеси грунта и воды предельной по гйдрОтраиспорту консистенции из экранированной ctenKaMH по- is лости ковша; вибропривод ковшового рыхлителя, уменьшающий сопротивление тяжелых грунтов резанию, исключающий возможность прилипания стружки к стенкам вибрирующего ковша, интенсифицирующий проifeCc перемешивания воды и грунта перед всасывающим отверстием. Вместе с тем грурк тозаборное устройство должно содержать признаки, обеспечивающие пропуск грунта через входное отверстие ковШа в количестве, достаточном для полной загрузки тран- 35 спортирующей линии земснаряда, а срезанная часть грунта должна быть раздроблена до размеров, гарантирующих прохождение его по пульпопроводу и через грунтовый насос.

Цель изобретения - повышение произ- вбдительности землесосного снаряда при разработке тяжелых связных грунтов путем обеспечения подачи в отверстие всасывающего наконечники разрыхленного грунта в количестве, достаточном для создания в 4j пульпопроводе оптимальной по гидротранспорту консистенции гидросмеси.

Указанная цМЬ достигается , что рыхлитель грунта выполнен в виде виброковшапитателя глубокого резания двустороннего действия, входные отверстия его постоянно о сообигающиеся с отверстием всасывающего наконечника, снабжены эластичными заслонками, частично прикрывающими входные отверстия виброковша,и каждое из которых СНаруЖИ заслонки вмонтирована режущая j решетка, а противолежащая отверстию всасывающего наконечника стенка виброковша шшл1Ша B M BmFH eTfrtftH

1Т|ШЖ1Шп:еШ яфаШГ сбСТafiJtetmoro игз двух

отвальных поверхностей, ориентированных в Сторону отверстия всасывающего наконечника.

Наличие эластичных заслонок, частично перекрывающих входные отверстия виброKOBiua, обеспечивает внутри него разделение потоков грунта и воды, и направление их встречно к отверстию всасывающего наконечника. Это достигается тем, что поступающий в ковш грунт отгибает эластичную заслонку и перекрывает входное отверстие, а всасываемый поток воды поступает навстречу грунту из противоположного открытого входного отверстия виброковша, препятствуя выпадению грунта в эту сторону. Грунтонаправляющий экран, ориентированный в сторону отверстия всасывающего наконечника, способствует перекрытию полости виброковща зоной активного всасывания и принудительной подаче грунта к всасывающему отверстию с периферийной части виброковша. Под действием вибрации внутри ковша происходит интенсивное ворошение кусков стружки с образованием водогрунтовой смеси. Таким образом, совокупность указанных признаков позволяет увеличить толщину срезаемого слоя грунта до высоты входного отверстия виброковша, измельчить стружку и осуществить всасывание без просоров из полости ковша подгрунтовой смеси необходимой консистенции.

Иа фиг. 1 изображено грунтозаборное устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема работы грунтозаборного устройства.

Грунто-заборное устройство содержит вибpOKOBOj-питатель 1 глубокого резания двустороннего дeйctвия, прикрепленный посредством короткого штока 2 к вибратору 3 направленного действия. С помощью патрубка 4 и уплотняющего устройства 5 виброковш присоединен к всасывающему наконечнику 6 с возможностью перемещения вдоль него. Входные отверстия виброковша постоянно сообщаются с отверстием всасывающего наконечника. В каждом из двух входных отверстий виброковша вмонтирована режущая решетка 7, позади которой установлена эластичная заслонка 8, частично перекрывающая верхнюю часть входного отверстия. Противоположная отверстию всасывающег;о наконечника стенка виброковша образует симметричный грунтонаправляющий экран 9, составленный из двух отвальных поверхностей, ориентированных в сторону отверстия всасывающего наконечника. Разработка связных грунтов грунтозаборным устройством земснаряда производится последовательно заглубляюп1имися папильонажными лентами. Срезанная виброковщом 1 стружка, проходя через режущую решетку 7, отгибает эластичную заслонку 8, в результате всасываемый ногок воды вынужден поступать из противоположного входного отверстия ковша, тем самым устраняется возможность выпадения грунта в эту сторону. Под действием внбрации осуществляется перемешивание раздробленной на куски стружки с потоком воды. Водогрунтовая смесь всасывается из центральной части полости виброковша. Грунтонаправляюший экран обеспечивает принудительную передачу в зону активного всасывания грунта с периферийной части виброковша. При работе в забое, состоящем из тяжёлых связных грунтов,, достижение максимальной производительности земснаряда по грунту возможно в том случае, если отсутствует ограничение по пульпоприготовлению со стороны грунтозаборного устройства. Производительность земснаряда зависит в основном от расхода грунтового насоса и консистенции гидросмеси, перекачиваемой по пульпопроводу. Опыт многолетней эксплуатации земснарядов показывает, что объемкая консистенция гидросмеси, при которой реализуется максимальная производительность земснаряда по грунту, составляет в среднем 20-25°/о. Однако существующие в настоящее время фрезерные рыхлители отвального, плужного, винтового и других типов, которыми оборудуются современные земснаряды, не дают возможность полностью использовать производительность грунтотранспортирующей части последних, на работу которой затрачивается 75-80% их энергоресурсов. Реализация на практике грунтозаборного устройства предлагаемой конструкции дает возможность повысить производительность землесосных снарядов при разработке тяжелых связных грунтов более чем в 2 раза. Это достигается тем, что в виброковше-питателе созданы условия для эффективного отделения грунта от маесива, его рыхления и перемещивания с во дои в активной области всасывания в коли честве, достаточном для полной загрузки грунтотранспортирующей линии земснаряда. Это снимает ограничение производительности по rpyHTonpHroTOBjreHHK) и способствует полной загрузке грунтотранспортирующей линии земснаряда. Формула изобретения Грунтозаборное устройство земснаряда, включающее кинематически связанный с вибратором режущий рыхлитель грунта, в полости которого размещен всасывающий наконечник, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности земснаряда гфн разработке тяжелых связных грунтов путем обеспечения подачи во всасывающий наконечник разрыхленного грунта в количестве, достаточном для создания при гидротранспорте оптимальной для гидротранспорта консистенции гидросмеси, режущий рыхлитель выполнен в виде виброковща-питателя глубокого резания двустороннего действия, при этом входные отверстия его сообщены с отверстием всасывающего наконечника и имеют эластичные заслонки, частично перекрывающие входные отверстия виброковша, причем в каждое из входных отверстий ковша снаружи заслонки вмонтирована режущая решетка, а противолежащая отверстию всасывающего наконечника стенка виброковша выполнена в виде симметричного грунтонаправляюыёго экрана, составленного из двух отвальных поверхностей, ориентированных в сторону отверстия всасывающего наконечника. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шкундин Б. М. Землесосные снаряды, М., «Энергия, 1973, с. 159. 2.Авторское свидетельство СССР jYo 428066, кл. Е 02 F 3/92, 1971.

е

/J-Д

б

.Ь