Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПЛАВУЧЕЕ ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ИЛООБРАЗНОГО ВЕЩЕСТВА
ПЛАВУЧЕЕ ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ИЛООБРАЗНОГО ВЕЩЕСТВА

ПЛАВУЧЕЕ ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ИЛООБРАЗНОГО ВЕЩЕСТВА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изобретение относится к технике земляных работ при дноуглублении рек, водоемов и водохранилищ и предназначено для разработки донных отложений илообразного вещества. Сущность: на плавбазе, состоящей из двух соединенных между собой понтонов, расположен закрытый шнек, установленный на валу двигателя, размещенного на плавбазе. Шнек выполнен с загрузочным и разгрузочным отверстиями и связан с нагнетательным патрубком шестеренчатого насоса. Зубчатая пара насоса соединена посредством коробки передач с валом двигателя. Перед отверстием всасывания насоса установлен резервуар-накопитель, выполненный с вертикальными стенками, днищем и козырьком с датчиком. Днище резервуара-накопителя лыжеобразно изогнуто в виде лотка, установленного под корпусом насоса и шарнирно с ним соединенного. Шнек и двигатель установлены на плавбазе с возможностью поворота в вертикальной плоскости. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2012797
Класс(ы) патента: E21C25/60
Номер заявки: 4867236/03
Дата подачи заявки: 17.09.1990
Дата публикации: 15.05.1994
Заявитель(и): Трутнев Александр Иванович
Автор(ы): Трутнев Александр Иванович
Патентообладатель(и): Трутнев Александр Иванович
Описание изобретения: Изобретение относится к технике земляных работ при дноуглублении рек, водоемов, водохранилищ и предназначено для разработки донных отложений илообразного вещества илоглинистых озерных, болотных, лагунных осадков и плывунов, которые в водонасыщенном состоянии не обладают прочностными свойствами.
Преимущественная область применения - добыча кондиционной по влажности донных отложений лечебной гидроминеральной грязи обводненных месторождений.
Известны случаи использования при подводной добыче донных отложений лечебной гидроминеральной грязи, многочерпаковыми экскаваторами на плавбазе (Сакское озеро, Крым и оз. Большой Тамбукан, р-н г. Пятигорска) с КПД 0,35-0,40.
Существующий уровень техники добычи кондиционной лечебной грязи выдвигает поиск оптимальных грунтозаборных устройств в разряд актуальных, особенно для добычи ценных лечебных грязей, исторически сложившихся с невосполнимыми запасами, к числу которых относится озеро Большой Тамбукан, где грязь извлекается способом поступательного движения плавбазы и веерообразном придонном перемещении ковшей только за счет врезания их в нетронутую мощность с оставлением пороговых межвеерных секторов грязи в потерях, к тому же доставка грязи в грузовую баржу осуществляется открытыми ковшами в контакте с водной средой озера и дополнительным увлажнением.
Среди техники подводных земляных работ известны устройства для извлечения донных отложений землесосными снарядами. Они работают при искусственно создаваемых скоростях движения воды в ограниченной зоне забора отложений и при необходимости дополнительного воздействия рыхлителей.
Основным недостатком является то, что отложения извлекаются в виде гидросмеси по той причине, что постоянное предварительное перед забором водонасыщение отложений до оптимальной консистенции пульпы в зоне забора является технологической необходимостью.
Известно также грунтообразное устройство для подводной добычи илообразного вещества, однако оно обладает недостаточной эффективностью, так как при горизонтальном перемещении грунтоприемника оказывает отрицательное влияние - сползание отложений по периметру воронки, образование траншеи за кромкой грунтоприемника по ходу движения устройства, что способствует подсосу воды. Доводка же лечебной грязи до кондиции по влажности методом отстаивания экономически нецеле- сообразна, а термическая не гарантирует сохранность физико-химических свойств и бактериологической ценности грязи как лечебной.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является плавучее грунтообразное устройство для подводной добычи илообразного вещества .
Оно содержит основной и дополнительный резервуары-накопители, выполненные без дна, размещенные в сквозной шахте жестко скрепленных понтонов. Перестановка резервуаров по ходу процесса с опусканием их в залежь до подстилающего грунта производится при помощи тельфера, а откачка грязи из емкости - с использованием компрессора и вакуум-насоса.
Основным недостатком устройства является зависимость кондиции извлекаемой грязи в период откачки ее в условиях вакуума, то есть среды, при которой возможен подсос воды, а также и от рельефа, подстилающего грязь дна, и надежности заглубления торцов емкостей в грунт. Устройство обладает недостаточной эффективностью при использовании его на малой мощности и при повторной добыче, так как работает по принципу отсечения порциального объема грязи с паузами на время перестановки емкостей, при котором происходит растечение грязи и снижается степень отработки месторождения и усиливается возможность, в условиях вакуума, подсоса воды через контакт грунт-грязь. Надежность устройства усложняет производственный процесс.
Целью изобретения является повышение коэффициента добычи кондиционной по влажности лечебной грязи с удельной площади ее залегания за счет первичной добычи; возможность ведения повторной добычи на ранее отработанных площадях и при мощности грязи до 0,5 м; снижение степени возможности прорыва воды к грунтозаборному устройству.
Цель достигается тем, что грунтозаборное устройство выполнено в виде зубчатого (шестеренного) насоса в сопряжении с накопительной зоной для постоянно накапливаемого напорно-контактного объема грязи со стороны всасывающего отверстия насоса, а режим процесса добычи определяет механический датчик, который крепится на горизонтальном, шарнирно соединенном с верхней плоскостью корпуса насоса козырьке.
Устройство производит забор грязи изнутри напорно-контактного объема ограниченного вертикальными стенками лотка, дозирующими ширину забора грязи, горизонтальными - днищем лотка, шарнирно соединены с нижней плоскостью корпуса насоса и верхним козырьком. Днище лотка имеет вид уплощенной лыжи. При недостаточно накопленном или при сниженном объеме грязи в накопительной зоне датчик не включает двигатель в работу, что предотвращает возможность прорыва воды к всасывающему отверстию устройства, которое, продолжая движение с помощью грузовой баржи, производит накопление объема грязи до оптимального.
Доставку грязи в грузовую баржу выполняет шнек в закрытом исполнении, приемное отверстие которого герметично скреплено с камерой нагнетания насоса. Продолжением вала электродвигателя является вал шнека, который через коробку передач передает вращение зубчатой паре насоса. Электродвигатель, шнек и зубчатый насос устройства монтированы на поворотной в вертикальной плоскости стреле, которая располагается в носовой прорези плавучего понтона.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое грунтозаборное устройство отличается тем, что грязь постоянно-пополняемым напорно-контактным объемом сосредотачивается, этому способствует техническое решение устройства, в накопительной зоне ограниченной стенками и днищем прямоугольной формы лотка, а отверстие всасывания расположено по центру зоны в наиболее удаленном месте от пунктов возможного прорыва воды, в вогнутой плоскости корпуса насоса. Сущность совокупности таких технических решений в исследуемой области предлагается впервые. Забор грязи осуществляется без применения, как это имеет место в работе прототипа, энергии компрессора и вакуум-насоса, за счет чего снижается степень прорыва воды к устройству, а следовательно, грязь извлекается из накопительной зоны без дополнительного увлажнения, что в совокупности приведенных факторов определяет положительный эффект, а заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".
Применение в устройстве сопряженной накопительной зоны и известного во многих областях техники зубчатого (шестеренного) насоса по новому назначению и в другой области техники обнаруживают новые свойства, которые также ранее не применялись в области подводной добычи грязи, улучшают качество добываемой грязи и обладают преимуществом перед известными решениями той же задачи, анализ которых в исследуемой области и в других областях земляных работ позволяет сделать заключение об отсутствии в них признаков, сходных с существенными признаками заявляемого грунтозаборного устройства и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".
На фиг. 1 показан общий вид устройства в плане; на фиг. 2 - разрез по А-А; на фиг. 3 - аксонометрия заборного органа.
Плавучее грунтозаборное устройство содержит плавбазу 1 из двух параллельных понтонов с блоком межпонтонного соединения 2, в носовой прорези 3 плавбазы монтируется поворотная в вертикальной плоскости стрела 4, а кормовая прорезь 5 является рабочим местом для самоходной грузовой баржи 6, которая обеспечивает маневры устройства в период производственного процесса. На стреле монтирован в закрытом исполнении шнек 7, соединенный своим приемным отверстием 8 с камерой нагнетания насоса 9. Перед отверстием всасывания насоса 10 расположена накопительная зона 11, ограниченная вертикальными стенками 12 и лыжеобразно изогнутым днищем прямоугольной формы лотка 16, подведенным под корпус насоса и соединенным шарнирно. Верхний козырек 14, на котором укреплен датчик 15 готовности к работе и скорости движения плавбазы, шарнирно соединен с верхней плоскостью корпуса насоса. Вал шнека является одновременно продолжением вала электродвигателя 17, который через коробку передач 18 является валом для зубчатой пары 19 насоса. Для манипуляций с подвижной в вертикальной плоскости стрелой служат электролебедка 20. Электродвигатель монтирован на площадке продолжения стрелы. Разгрузочное отверстие 21 шнека расположено над баржей.
Устройство работает следующим образом.
На исходном участке добычи стрела 4 вместе со шнеком 7 и забоpным органом 13 опускается на глубину до касания с грунтом, подстилающим грязь, и с помощью ориентированного движения грузовой баржи 6 передвигает плавбазу 1. При движении грунтозаборное устройство всей шириной забоя, с частичным подбором ранее растекшейся и нетронутой еще мощности подбирает грязь и сосредотачивает ее в накопительную зону в пределы лотка, его днища 16 и стенок 12 перед всасывающим отверстием 10 в виде напорно-контактного объема, и при упоре грязи в верхний козырек 14 датчик 15 включает электродвигатель 17 в работу зубчатую пару 19 и шнек 7. Грязь изнутри напорно-контактного объема через всасывающее отвеpстие насоса 10 пpинимается зубчатой паpой 19 и пеpемещает ее в камеру нагнетания 9, откуда грязь продолжает доставляться шнеком 7 через разгрузочное отверстие 21 в грузовую баржу 6. Скорость движения устройства зависит от мощности грязи. При несоответствии накопительного объема оптимальному датчик 15 в работу устройства не включает, а если формируется избыточный объем, переходящий через верх козырька, датчик сигнализирует рулевому о необходимости снижения скорости движения.
В процессе добычи происходит непрерывный подбор при продвижении устройства ранее растекшейся грязи и статической мощности с перемещением в накопительную зону в состоянии напорно-контактного объема, который препятствует прорыву воды к удаленному в глубину вогнутого корпуса приемному отверстию, что способствует повышению коэффициента добычи кондиционной по влажности грязи с удельной площади месторождения и ее качества, а также снижает общие потери запасов.
Техническое исполнение грунтозаборного устройства с минимальным количеством технического оборудования и автома- тических средств простое и нетрудоемкое в эксплуатации.
Формула изобретения: ПЛАВУЧЕЕ ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ИЛООБРАЗНОГО ВЕЩЕСТВА, включающее плавбазу из скрепленных между собой понтонов и резервуар-накопитель с вертикальными стенками и насосом, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента извлечения кондиционной по влажности лечебной грязи с удельной площади ее залегания, оно снабжено двигателем, установленным на плавбазе и закрытым шнеком, установленным на валу двигателя с возможностью поворота вместе с валом в вертикальной плоскости, причем шнек связан с нагнетательным патрубком насоса, выполненного шестеренчатым, зубчатая пара которого соединена посредством коробки передач с валом двигателя, при этом перед отверстием всасывания насоса расположен резервуар-накопитель, выполненный с днищем лыжеобразной формы в виде лотка, установленного под корпусом насоса и шарнирно с ним соединенного, и козырька с датчиком, шарнирно соединенного с корпусом насоса.