Грунтозаборное устройство земснаряда

Грунтозаборное устройство земснаряда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГРУНТОЗАБОРНОБ УСТРОЙСТВО ЗЕМСНАРЯДА, включающее соосно установленные всасывающую трубу, транспортирующий шнек с заборной частью и фрезу , состоящую из наклоннорасположенных к оси вращения лопастей и имеющую поворотный экран, отличающееся тем, что , с целью повышения эффективности разработки грунта за счет снижения его просора и увеличения концентрации грунта в пульпе, угол наклона смежных лопастей фрезы выполнен таким, что проекции лопастей на плоскость , проходящую через ось вращения, касаются или перекрывают друг друга, при этом длина фрезьс выполнена больше заборной части шнека.

„„SU„„101 583

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК

Зсмк) Е 02 F 3/88

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3307713/29-03 (22) 26.. 06. 81 (46) 23.04.83. Бюл. 4" 15 (72) Н. В.Дубровский, В.A. Буслов и Ф.А.Иалышев (71) Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН Белорусской CCP (53) 621.879,45(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 628242, кл. Е 02 F 3/92, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

N 825969, кл, Е 02 F 3/88, 1973 (прототип), (54) (57) ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО

ЗЕМСНАРЯДА, включающее соосно установленные всасывающую трубу, транспортирующий шнек с заборной частью и фрезу, состоящую из наклонно расположенных к оси вращения лопастей и имеющую поворотный экран, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффективности разработки грунта за счет снижения его просора и увеличения концентрации грунта в пульпе, угол наклона смежных лопастей фрезы выполнен таким, что проекции лопастей на плоскость, проходящую через ось вращения, касаются или перекрывают друг друга, при этом длина фрезц, выполнена больше заборной части шнека.

?д Щ

1013583

Изобретение относится к землеройно-транспортной технике, разрабатывающей органические, органо-минеральные .и др. грунты землесосным способом, т.е.. земснарядами, а именно к конструкциям 5 .сменных грунтозаборных устройств, навешиваемых на земснаряд.

Известно грунтозаборное устройство, содержащее закрытую плужную полую фрезу с тыльным кольцом, внутри кото-. рой соосно с ней расположен шнековый питатель с возможностью встречного фрезе вращения, и всасывающую трубу, герметично соединенную с грунтонасосом земснаряда. Причем лопасти IIIHGKQBolo питателя имеют подъем в сторону всасывающего наконечника, а наружный диаметр их значительно меньше диаметра полости фрезы. Устье всасывающей трубы смещено вниз по отношению к,оси фрезы 2О и ее условный диаметр более чем в три раза меньше диаметра тыльной части фрезы. Устье приварено к фланцу, наружный диаметр которого равен диаметру фрезы. Разрыхленный отвалами фрезы грунт подается в полость фрезы к валу шнекового питателя, подхватывается лопастями шнекового питателя и транспортируется к устью всасывающего наконечника 1,1). 30

Недостатком такого устройства является наличие просора грунта, поскольку лопасти фрезы и шнекового питателя полностью открыты с внешней стороны и смежные лопасти фрезы установлены 35 с таким зазором, что проекции их смежных витков на плоскость, проходящую через ось вращения, не перекрывают друг друга. Кроме того, лопасть шнекового питателя максимального диаметра .4> перекрывает устье всасывающей трубы, а следовательно, перекрывает и зону активного всасывания, создаваемую грунтонасосом, !шнековый питатель не имеет кожуха или имитирующих кожух 45 элементов фрезы, обеспечивающих осевое перемещение частиц грунта с водой (пульпы ).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для разработки торфяных и илистых грунтов в неосушенном состоянии, включающее полую многозаходную фрезу с по" воротным экраном, внутри которой соосно расположена заборная часть транс портируащега шнека, выполненного сту" пенчатым и установленным с возможно" стью встречного фрезе вращения и вса1 сывающую трубу. Грунт, отделяемый лопа. стями фрезы от массива, перемещается по их поверхности во .всасывающую трубу. Внутри всасывающей трубы грунт, подаваемый фрезой, равжижается водой, несущей частицы грунта, засасываемой заборной частью шнека, и в виде пульпы поступает во всасывающую трубу 1" 2).

Недостатки устройства заключаются в низкой производительности за счет просора грунта и недостаточной концентрации сухого вещества в пульпе т.е. обводненности пульпы, поскольку смежные витки лопастей фрезы установлены таким образом, что между их проекциями на плос кост ь, проходящую через ось вращения фрезы, имеются зазоры.

Во время работы пульпа. засасывается заборной частью шнека и частично выбрасывается центробежным полем, создаваемым при вращении шнека, сквозь лопасти фрезы с частью грунта, транспортируемого фрезой. Кроме того,: заборная часть шнека соизмерима с длиной фрезы. Вследствие такого выполнения конструкции зона активного всасывания, создаваемая заборной частью шнека, выходит за пределы зоны разрыхления, т,е, за пределы контура фрезы, а не используется энергия струй воды для смыва с лопастей фрезы нарезаемой стружки грунта, что снижает производительность земснаряда, .

Целью изобретения является повышение эффективности разработки грунта,за счет снижения просора и увеличения концентрации грунта в пульпе.

Поставленная цель достигается тем, что в грунтозаборном устройстве зем-, снаряда, включающем соосно установленные всасывающу6 трубу, транспортирующий шнек с заборной частью и фрезу, состоящую из наклонно расположенных к оси вращения лопастей и имеющую поворотный экран, угол наклона смежных лопастей фрезы выбран таким, что проекции лопастей на плоскость, проходящую через ось вращения, касаются или перекрывают друг друга, при этом длина фрезы выполнена больше заборной части шнека.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, общий вид," на фиг.2вид А на фиг. 1; на фиг.. 3 - заборная часть транспортирующего шнека с фрезой.

Устройство содержит полую фрезу

1, поворотный экран 2 фрезы 1, транс3 портирующий шнек 3 и всасывающую трубу. 4. Полая фреза 1 состоит из лопастей 5, ступицы 6, переднего подшипника 7, ступицы 8, заднего подшипника-9, и через подшипники 7 и.9 опирается на ведующий вал 10 и всасывающую трубу 4. Ступица 6.имеет окна 11. Лопасти 5 фрезы выполнены с рабочими поверхностями, образованными линиями, наклонными к оси вра-. . щения, и проекции. смежных витков лопастей 5 на плоскость, проходящую . через ось вращения, касаются или перекрывают- друг друга (А В,1 проекция первого витка,, Ag B проекция второ" го витка, фиг. 11.

Транспортирующий шнек 3 состоит из витков двух диаметров, крепящихся к пустотелому валу 12 и образующих с ним заборную часть 13 и часть

14, расположенную во всасывающей трубе 4. Заборная часть 13 шнека 3 вы-, полнена короче длины фрезы 1 на длину .зоны всасывания %;

Всасывающая труба 4 включает цилиндрическую часть 15 с. балкой 16, являющейся опорой подшипника 7 веду" щего вала 10, коническую часть 17 с подшипниковым узлом 18, служащим для опоры пустотелого вала t2. Через полумуфты 19. и 20, крепящиеся на валах 10 и 12, крутящий момент передается на фрезу 1 и транспортирующий . шнек 3. К конической части 17 прикреплены кронштейны 21 с отверстиями 22, предназначенными для шарнирной подвески устройства на раме передвижного агрегата, обеспечивающего устройству однр из рабочих перемещений, Полый ввл l2 опирается на ведущий вал 10 через подшипники

23 и 24, I.

Устройство работает следующим образом.

Грунтозаборное устройство, наве шиваемое на раму передвижного агре-. гата, например земснаряда, осуществляет послойную разработку грунта, который лопастями 5 фрезы отделяется от, массива грунта и перемещается ими в осевом направлении в цилиндрическую частЬ 15 всасывающей трубы 4. . Причем.фреза 1 (фиг. 21 экранирует.ся поворотным экраном 2 и массивом, что ограничивает попадание осветленной воды во всасывающую трубу 4. Внут. ри цилиндрической части 15 всасываю щей трубы 4 грунт, подаваемый фрезой

013583 ф ,:1, разжижается водой, .несущей части-

1цы грунта, засасываемой заборной частью 13 шнека 3, и в виде пульпы подается во всасывающую трубу 4. Кроме

3 того, грунт с лопастей 5 фрезы 1, находящихся в зоне всасывания шнека

3, смывается струями воды, просасываемыми между этими лопастями заборной частью 13 шнека 3 и с водой, за1О сасываемой торцовой частью фрезы, пе-. ремещается заборной частью 13 к части 14 шнека.3 и далее по всасывающеи трубе 4 подается к.грунтонасосу.

После снятия фрезой слоя грунта

1 поворачивают на 180 экран 2, устройство путем поворота относительно оси отверстий 22 кронштейнов 21 заглубляют на толщину разрабатываемого слоя и за счет папильонажного переме20 щения устройства в другую. сторону осуществляют разработку последующего слоя грунта.

Выполнение рабочих поверхностей лопастей 5 фрезы 1, образованных ли ниями, наклонными к оси вращения, с перекрытием проекций .их смежных витков друг другом уменьшает выброс грунта с лопастей фрезы массами воды, разгоняемыми центробежным полем, соз30 даваемым заборной частью 13 шнека 3, за счет гашения энергии масс при соударении с грунтом, находящимся в межвитковом пространстве (при разработке связных грунтов) или при соударении с поверхностью лопастей 5 фрезы (при разработке грунтов, находящихся в вязкотекучем состоянии) .

Выбросу грунта с лопастей фрезы

®также препятствуют противоположнозакручивающиеся однонаправленные в осевом направлении потоки грунта (по лопастям фрезы) и воды (по лопастям заборной части, 13 шнека 3), перемещаемых в сторону всасывающей трубы 4.

Выполнение заборной насти 13 шнека 3 меньше длины фрезы на длину активной зоны асасывания, создаваемой этой частью, .позволяет использовать энергию водяных струй, т.е. энергию тяги заборной части 13 для

"смыва грунта с лопастей фрезы 1, находящихся в зоне, где нет витков заборной частй 13 и транспортирования этого грунта с водой к части 14 транс». портирующего шнека 3.

Учитывая турбулентное движение . двухкомпонентной среды (пульпы) в зоне работы фрезы, включая и ее

13583

6 где r =0,5 м — радиус цилиндрической о части всасывающей труч„

=Ю- градиент всасывания, Учитывая, что Ч, =1,6, для частиц вс торфа и сапропеля можно принять V =

=0,8.

Р

Подставив зна чения в формулу (2), получим

1О =op) «Й

2.ОР шнекового насоса, n=115 об/мин частота вращения шнекового насоса;

H=0,5-0,8 мм вод,ст.- напор, раз-„ виваемыйй шнековым насосом, коэффициент быстроходности шнекового насоса.

Подставив значения в формулу (1), получим У с=1,6 м/с. Длина активной 3в эоны всасывания и =300-600

5! Чьс

Ъ= о 2Ч

Р (2) 8ид А

5 10 внутреннюю полость, длину активной зоны всасывания можно определить, пользуясьизвестными расчетами, Известно, что для осевых насосов скорость всасывания перед входом в рабочее колесо определяется по формуле ч = (ооь —.о,ое) 4р> 1.In . Н 3 где Qg 1 0 м /с - проиэводи"3, 5-и тельность

Таким образом, учитывая, что шаг между смежными в ит ками фреэы ма кета составляет 275 мм, в зону всасывания укладывается около двух витков фрезы, При работе земснарядов с известными отвальными или плужными фрезами на торфяных и илистых грунтах содержание сухого вещества в пульпе (весовая концентрация) не превышает одного процента. При работе зем,снаряда, оснащенного макетом предла:гаемого грунтозаборного устройства, содержание сухого вещества в пульпе в среднем составляет 33.

Таким образом, применение предлагаемой конструкции грунтозаборного устройства позволяет повысить производительность земснаряда в три раза.

1013583.

1б

Составитель Р,Адиатулина

Редактор Н.Бобкова Техред А.Ач Корректор И.шулла.

Заказ 2963/39 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород» ул. Проектная 4