Стенд для исследований процесса всасывания песчано-гравийных грунтов Советский патент 1982 года по МПК E02F3/88 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ВСАСЫВАНИЯ ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНЫХ ГРУНТОВ

1

Изобретение относится к гидромеханизации и может быть использовано для изучения процесса в.сасывания при подводной разработке песчано-гравийных грунтов.

Известен стенд для исследований процесса всасывания песчано-гравийных грунтов, содержащий рабочий бассейн с прозрачными стенками, вакуумный насос и герметически закрытый бак для сбора отсасываемой из рабочего бассейна гидросмеси 1.

Однако это устройство характеризуется недостаточной точностью измерений и затрудненностью исследований.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является стенд для исследований процесса грунтозабора, включающий гидравлический лоток с прозрачными стенками и установленную в нем передвижную тележку, водоподводящий трубопровод и пульпоотводящий трубопровод со всасывающим наконечником 2.

Недостатком данного стенда является то, что ширина тележки не изменяется в соответствии с шириной всасывающего наконечника. В результате при всасывании в грунте образуется углубление в виде траншеи с непрозрачными стенками из неразработанного грунта, что исключает возможность применения лазерных измерителей скорости для точного измерения скорости потока в зоне грунтозабора.

Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение диапазона исследований.

Поставленная цель достигается тем, что

10 стенд для исследований процесса всасывания песчано-гравийных грунтов, включающий гидравлический лоток с прозрачными стенками и установленную в нем передвижную тележку, водоподводящий трубопровод 15 и пульпоотводящий трубопровод со всасывающим наконечником, снабжен насосомпульсатором с приводом и кольцевым эжектором, соединенными между собой посредством трубопровода, при этом кольцевой эжектор установлен на пульпоотводящем тру20бопроводе, а боковые стенки тележки выполнены с вертикальными пазами, в которых установлены передняя и задняя съемные стенки, причем на одну из стенок нанесена масщтабная сетка. Кроме того, в стенде привод насоса-пуль сатора выполнен в виде электродвигателя с кривои1И 1НО-шатупным механизмом. На фиг. 1 изображен предлагаемый стенд общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Стенд включает гидравлический лоток 1 с прозрачными стенками, водоподводящий 2 и :1улы10отводящий 3 трубопроводы и передвижную тележку 4 с прозрачными регулируемыми стенками 5 и торповыми стенками 6 с паза.ми. Ме.ханизм привода тележки включает барабан 7 с тросом 8, блоки 9 и электродвигатель 10 с регулируе.мым числом оборотов. Механизм привода насоса-пульсатора 11 включает электродвигатель 12 с регулируемым числом оборотов, 13 и криBouiHR 14, представляюпдий собой диск с отверстиями на различных расстояниях от цент ра вращения диска. Пульпоотводящий трубопровод 3 снабжен кольцевым эжектором 15, соединенным с насосом-пульсатором 11 дополнительным трубопроводом 6. Начальный участок пульпоотводящего трубопровода 3 выполнен в виде сменного всасывающего н; коиечннка 17. Внутри гидравлического лотка I установлена переливная стенка 18, при этом верхний край переливной стенки расположен выше участка ВС трубопровода 3. Стенд работает следующим образом. По водоподводящему трубопроводу 2 внутрь гидравлического лотка 1 подается во.ча, уровень которой подни.мается до верхпеIT; края переливной стенки 18. При этом оказывается под водой участок пульпоотводящего трубопровода 3. В результате вода через входное отверстие всасывающего наконечника 17 заполняет трубопровод 3. Вследствие того, что выходное отверстие D пульноотводящего трубопровода расположено ниже уровня воды, в лотке 1, образуется перепад давления и вода по трубе 3 переливается из лотка 1. Излищки воды отводятся через переливную стенку 18 в канализацию. Таким образом поддерживается постоянный перепад давления в пульпоотводящем трубопроводе. Исследования процесса грунтозабора возможны как при неподвижно установленной у всаса тележке 4 с грунтом, так и при некоторой скорости перемещения тележки относительно всаса. В любом случае, поскольку расстояние между стенками 5 тележки равно ширине всасывающего наконечника 17, между прозрачными стенками 5 тележки образуется проницаемый для луча лазера разрез зоны размыва, размеры которой легко определять по масштабной сетке. При включенном электродвигателе порщневого насоса 11 часть жидкости из пульпоотводящего трубопровода 3 периодически всасывается в трубу 16 и выталкивается обратно в трубопровод 3, что создает пульсации потока в зоне всасывания и пульпоотводящем трубопроводе. Получение между прозрачными стенками тележки разреза зоны грунтозабора позволяет наблюдать весь процесс размывки и всасывания грунта и заснять его скоростной кинокамерой, а также применить лазерный из.меритель скорости для точного определения актуальных скоростей в зоне грунтозабора и в придонном слое весьма малой толщинь. Наличие масп табной сетки на стенке тележки, не искажая зоны размыва, позволяет значительно облегчить обработку результатов исследований и киносъемки. При.менение регулируемого привода тележки в сочетании с воз.можностью наблюдения процесса размыва и BcaciiiBaiinH гр пта позволяет непосредственно в ходе опыта определить оптимальную скорость перемещения всаса отпосите;1ьпо грунта, соответствуюп.1ую максимальной инте)1С1пи1остп грунтозабора и одновременно исключаюп1ей забивку всаса руптом. Наличие порщнево1о насоса 11 и эжектора 15 позволяет расп1ирить диапазон исследований и проводить исследования при пульсациях всас1 ваемого потока, причем параметры пу.1ьсаций измепяются |;езависимо как по а.мплитуде (изменением радиуса кривощипа), так и но частоте (из.менепием числа оборотов электродвигате,1я насоса). Формула изобретения I. для исследований процесса всасывания песчано-гравийных |-руптов, включающий гидравлический лоток с фозрачрп ми стенка.ми и установленную в нем передвижную тележку, водоподводящий трубопровод и Пульпоотводящий трубопровод со всасывающим накопечником, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений и расщирения диапазона исследований, он снабжен насосом-пульсатором с при.водом и кольцевым эжектором, соединенны.ми .между собой посредством трубопровода, при этом кольцевой эжектор установлен на пульпоотводящем трубопроводе, а боковые стенки тележки выполнены с вертикальны.ми пазами, в которых установлены передняя и задняя съемные стенки, причем на одну из стенок нанесена .масщтабная сетка. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что привод насоса-пульсатора выполнен в виде электродвигателя с кривощипно-щатунным механизмом. Источники инфор.мации, принятые во внимание при экспертизе 1.Рощункин Д. В. Разработка грунтов землесосными снарядами. Труды ЦНИИСа, Вып. 68, М., «Транспорт, 1969, с. 20. 2.Авторское свидетельство СССР № 382794, кл. Е 02 F 3/88, 1974 (прототип) . Т

П5

Фиг. 2. ,