Грунтозаборное устройство земснаряда

Грунтозаборное устройство земснаряда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к гидромеханизации земляных работ и предназначено для разработки различных категорий грунтов в подводных забоях. Цель - повышение эффективности разработки плотных грунтов. Грунтозаборное устр-во включает всасывающую трубу 1 и всасывающий наконечник 2, выполненный в виде раструба с расположенными веерообразно створками (С) 3. Выполнены С 3 полыми, обтекаемыми по типу профиля пера руля в горизонтальном сечении и поворотными относительно осей. Последние расположены перпендикулярно стенкам 5 раструба, при этом поворотная ось каждой С 3 смещена в продольном направлении в сторону сопел. В полостях С 3 установлены электроды. Внешние неподвижные С 8 по форме идентичны С 3. Разрыхление происходит путем воздействия эффекта электрического разряда на грунт, с которым соприкасаются С 3. 1 з. п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я() „„1460137

5 4 Е02FЗ/88

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

М А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4008044/29-03 (22) 14.01.86 (46) 23.02.89. Бюл. № 7 (72) А. К. Ившуков, Ю. С. Веселов, В. Н. Тимофеев и В. А. Романенко (53) 621.879.45 (088.8) (56) Иванов В. А. и др. Суда технического флота. — М.: Транспорт, 1982, с. 73, рис. 33.

Авторское свидетельство СССР № 914730, кл: Е 02 F 3/88, 1980. (54) ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО

ЗЕМСНАРЯДА (57) Изобретение относится к гидромеханизации земляных работ и предназначено для разработки различных категорий грунтов в подводных забоях. Цель — повышение эффективности разработки плотных грунтов.

Грунтозаборное устр-во включает всасывающую трубу 1 и всасывающий наконечник 2, выполненный в виде раструба с расположенными веерообразно створками (С) 3.

Выполнены С 3 полыми, обтекаемыми по типу профиля пера руля в горизонтальном сечении и поворотными относительно осей.

Последние расположены перпендикулярно стенкам 5 раструба, при этом поворотная ось каждой С 3 смещена в продольном направлении в сторону сопел. В полостях С 3 установлены электроды. Внешние неподвижные С 8 по форме идентичны С 3. Разрыхление происходит путем воздействия эффекта электрического разряда на грунт, с которым соприкасаются С 3. 1 з. и. ф-лы, 8 ил.

1460137

Изобретение относится к гидромеханизации земляных работ и предназначено для разработки различных категорий грунтов в подводных забоях, в частности плотных, например скальных, и применяется на землесосных снарядах при траншейном и папильонажном способах рабочих перемещений.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки плотных грунтов.

На фиг. 1 изображено грунтозаборное устройство, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 1О на фиг. 1, вид сбоку; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 3, неподвижная створка; на фиг. 5 — разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 — положение створок при папильонажном способе рабочих перемещений земснаряда влево, вид сверху; на фиг. 7 — разрез Г-Г на фиг. 6 (продольный разрез подвижной створки); на фиг. 8 — по ложение створок при папильонажном способе рабочих перемещений земснаряда вправо. 20

Грунтозаборное устройство содержит всасывающую трубу 1 и всасывающий наконечник 2, выполненный в виде раструба с расположенными веерообразно створками 3. Створки 3 выполнены полыми, обтекаемыми по типу профиля пера руля в горизонтальном сечении и поворотных относительно вертикальных осей 4. Створки 3 установлены между верхней и нижней стенками 5 наконечника 2, а стенки 5 имеют отверстия 6, в которых оси 4 установлены с зазором, обеспечивающим возможность поворота осей 4 створок 3 в отверстиях 6. Верхняя и нижняя стенки 5 наконечника 2 выполнены расширяющимися в сторону разрабатываемого грунта, а боковые стенки 7 — сужающимися, причем боковые стенки 7 заканчиваются неподвижными створками 8.

С целью защиты от повреждения при завале устройства грунтом токоведущие элементы 9, выполненные, например, из медного многожильного провода МГГ-35 или МГГ-50, расположены в бронированной изоляции 10 4о между ребрами 11 наконечника 2.

Поворот створок 3 на осях 4 в отверстиях 6 ограничивается упорами 12, предусмотренными в конструкции верхней и нижней стенок 5, образующих зев наконечника. 45

Оси 4 выполнены полыми, а в их полостях установлены электроды 13 и 14. Электрод 13 изолирован от створок 3 изолятором 15, выполненным, например, из вакуумной резины.

Створки 8 также снабжены электродами 13 и 14. 50

В полости 16 створок 3 и 8 имеются сопла 17 и 18, сужающиеся от внутренней поверхности 19 к наружной 20, причем оси сопел 17 на створках 3 расположены по вертикальной секущей плоскости створок, проходящей через их продольную ось симметрии, 55 а сопла 18 — под углом к этой плоскости шахматно с соплами 1? и обращены в сторону оси 21 наконечника 2. Соединение наконечника 2 со всасывающей трубой 1 фланцевое.

Грунтозаборное устройство работает следующим образом.

Устройство, расположенное на поворотной раме 22 земснаряда 23, опускают на дно подводного забоя (фиг. 1). При опускании устройства вода заполняет полости 16 створок 3 и 8, При достижении устройством дна забоя включают грунтовый насос, установленный на раме 22.

Начинается процесс всасывания легкого, например илистого, грунта. При этом благодаря обтекаемому по типу пера руля профилю, обеспечивающему минимальное сопротивление движению пульпы и сплошность обтекаемой струи, при больших скоростях всасывания, смешению оси 4 в продольном направлении в сторону сопл к расширяющейся части обтекаемого профиля, створки 3, как балансирный руль под действием упомянутых струй пульпы, располагаются в потоках пульпы так, как показано на фиг. 3 (контурные линии), т. е. происходит самоориентация створок 3 по потоку пульпы.

При траншейном способе разработки грунта, т. е. прн движении земснаряда вперед-прямо, при заглублении наконечника 2 в грунт, под действием реакции грунта R положение створок 3 будет таким, как показано на фиг. 3 (штрихпунктирные линии), но при внедрении наконечника в грунт неравномерной плотности по сечению ленты, всасываемой наконечником, с уменьшением величины реакции Я створки 3 эпизодически располагаются в потоке пульпы и занимают положение, изображенное на фиг. 3 (контурные линии).

При папильонажном способе разработки грунта (движение устройства по дуге влевовправо) положение створок 3 будет таким, как показано на фиг. 6 контурными линиями, опять же с эпизодическим возвращением в положение, показанное на тех фигурах штрихпунктирными линиями. Эти положения створки 3 будут занимать под действием реакций грунта Ri и R или струй всасываемой пульпы.

При этом при рабочих перемещениях наконечника 2 влево (фиг. 6) створки 3, расположенные справа от оси 21 наконечника 2 (взгляд со стороны зева), под действием реакции грунта R поворачиваются по часовой стрелке, тем самым как бы утапливаясь в зев наконечника, создают возможность контакта с грунтом створкам 3, расположенным слева от оси 21 наконечника 2 и лишенных при этом возможности поворота на своей оси

4 благодаря удорам 12.

Аналогичная картина прослеживается и при рабочих перемещениях наконечника 2 вправо (фиг. 8) лишь с той разницей, что створки 3, расположенные слева от оси 2! наконечника 2 под действием реакции грунта, поворачиваются против часовой

1460137 стрелки, утапливаясь в зев наконечника, обеспечивают контакт с грунтом створкам 3, расположенным при этом справа от оси 21 наконечника 2.

Предусмотренная конструкцией наконечника возможность поворота створок, путем воздействия на них реакций грунта, повышает эффективность разрыхления и грунтозабора за счет обеспечения при этом контакта с грунтом постоянно и одновременно всеми створками 3.

10

Разрыхление при этом происходит путем воздействия эффекта электрического разряда на грунт, с которым соприкасаются створки 3. Для этого на электроды 13 и 14, уста- 1 новленные в осях 4 с полюсами разряда, выходящими в полость 16 створок 3, подается импульс тока высокого напряжения от импульсного генератора, установленного на земснаряде или вспомогательном плавучем средстве (не показаны). При этом в по- 20 лостях 16, заполненных водой, между электродами 13 и 14 происходит электрический разряд. Физическая сущность электрического разряда в воде заключается в ударной ионизации молекул и разрыве связи между 25 ними, а также в образовании плазменного канала с начальной температурой порядка

10" К. Длительность разряда лежит в диапазоне десятых-сотых долей микросекунды.

Импульсная электрическая мощность, развивающаяся при разрядах, достигает 10з — 30

10 кВт, плотность энергии в канале разряда

10 — 109 Дж/мз энергия давления 10з

10 Дж. Ток при этом достигает десятков килоампер. Разогрев плазмы при протекании тока вызывает повышение давления в канале, под действием этого давления канал расши- З5 ряется в радиальном направлении и порождает в жидкости волну сжатия. Давление в канале в момент зарождения волны сжатия и давление на фронте ударной волны-вблизи канала составляет 10 — 10 кгс/см . Скорость же расширения газообразных пподук- 40 тов в разрядном канале достигает 10 см/с, а ударная волна распространяется со скоростью, превышающей скорость звука. Приняв это во внимание, в грунтозаборном устройстве разрядный канал заключен в по- 45 лость 16 створок 3, заполненную несжимаемым веществом (водой), и снабженную соплами 17 и 18, сужающимися от внутренней поверхности 19 полости 16 к наружной 20.

При этом инструментом воздействия на грунт являются высокоскоростные струи воды, имеющие кавитационный генезис, выходящие из сопл 17 и 18, расположенных шахматно, и обладающие высокой энергией разрушения при непосредственном контакте створок 3 и 8 с грунтом, разрушая (диспергируя) его и обеспечивая высокую концентрацию грунта во всасываемой пульйе при минимальном взмучивании воды в зоне разрыхления и всасывания.

Обтекаемость по типу профиля пера руля створок 3 и 8 способствует при их попарном сочетании дополнительному эжектированию входящей в зев пульпы, повышая эффективность грунтозабора в целом.

При этом створки 3, покачиваясь в потоке пульпы, способствуют проталкиванию и разрыхлению связных негабаритных гранул.

С целью снижения воздействия реакций грунта R>, Я на поворотные створки 3, внешние неподвижные створки 8 выполнены за одно целое с боковыми стенками 5 и верхней с нижней стенками 7 наконечника 2, а с целью унификации изготовления и обеспечения диффузора с поворотными створками 3, они выполнены идентичными, т. е. обтекаемыми по типу профиля пера руля с полостью.

Количество створок 3 в наконечнике 2 выбирается в зависимости от диаметра всасывающей трубы 1 и ширины зева наконечника.

Внедрение предлагаемого устройства повысит эффективность разработки плотных грунтов.

Формула изобретения

1. Грунтозаборное устройство земснаряда, содержащее всасывающую трубу с раструбом и решеткой, выполненной из полых створок, установленных с возможностью поворота вокруг своих осей, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности разработки плотных грунтов, створки выполнены в поперечном сечении в виде профиля пера руля и с соплами, ориентированными в сторону входного устья раструба, а оси створок расположены перпендикулярно стенкам раструба, при этом в полостях створок установлены электроды.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поворотная ось каждой створки смещена в продольном направлении в сторону сопл.

1460137

1460137

l460137

Г- /

Составитель P. Адиатулина

Редактор Г. Гербер Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 416/97 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина. 101