Машина для производства земляных и горно-обогатительных работ, удаления грунта, пыли и т.п.

Машина для производства земляных и горно-обогатительных работ, удаления грунта, пыли и т.п.

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 52б8

Класс 1-а;-Эв

qATEgT НА M305PETEHNE

ОПИСАНИЕ машины для производства земляных и горно-обогатительных работ, удаления грунта, пыли и т. п.

К патенту Н. Н. Жуковского, заявленному 12 декабря 1917 года (ваяв. свид. № 73289) с присоединением заявки от 9 июля

1920 года (заяв. свид. № 76978).

0 выдаче патента опубликовано 31 мая 1928 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 15 сентября 1924 года.

На фиг. 1 чертежа изображен во вращение двигателями 5, б. В разрез по а, b, с, d е, f фиг, 2, на,точках своих перегибов канаты или фиг. 2 — план и разрез по а — р ленты перекинуты через блоки или фиг. 1, на фиг. 3 — вид спереди ролики 7; для поддержания же капредлагаемой машины и разрез по I натов или лент в надлежащем наABCD фиг. 2 и на фиг. 3, 4, 5, б тяжении служат грузы 8 с подвижи 7 — видоизменения предлагаемой ными блоками 9 или какое-либо машинь1. иное натяжное приспособление.

Предлагаемая машина состоит Для производства работ лоток 1 (фиг. 1, 2, 3) из ящика полуци-, ставится на землю так, чтобы болиндрической или П-образной фор- ковые вертикальные его стенки мы, не имеющего передней, задней пришли в плотное соприкосновение и нижней стенок, т.-е. из опроки- с землей; с этой целью боковые нутого лотка 1, при чем, однако, стенки, или устраиваются в нижней в специальных случаях работ (со- своей части заостренными, чтобы врегласно дальнейшему изложению) 1 заться в грунт (фиг. 1, 2, 3,4, 5, б), присутствие боковых стенок также или же они снабжаются вдоль необязательно, и тогда получается, нижних своих ребер (фиг. 7) резилишь один верхний щит (одинокий). новыми прокладками 24; применеВнутри лотка (или непосредственно ние этого последнего средства мопод щитом, заменяющим его) про- жет быть уместным в том случае, тянуты параллельно друг другу не- когда машина предназначается для сколько бесконечных канатов или, работ по очистке твердых спланилент 2, выходящих затем наружу и рованных поверхностей; когда же перекинутых через шкивы 3 веду- 1 она предназначается для работ по щих осей 4, =которые приводятся 1 выемке земли, при наличии лишь мелких неровностей ее поверхности, то более соответственным является применениеконструкции (фиг.1 — 3,5, 6), у которой обе боковые стенки заострены, но имеют постоянную высоту. Когда же машиной приходится производить земляную работу в пределах косогоров, поперек линий наибольшего ската, тогда рекомендуется применять конструкцию боковых стенок, согласно фиг. 4, со следующими частями: 20 — тяжелая жесткая часть боковой стенки, скрепленная наглухо с мягкой, например, кожаной лентой 21, которая противоположной своей стороной плотно прикреплена к верхней стенке лотка

1; 22 — направляющие ролики; 23— направляющие штоки с упорами

23, ограничивающими движение стенки 20.

Когда боковые стенки опрокинутого лотка приведены в более или менее плотное соприкосновение с землей (или когда одинокий верх- ний щит лотка находится на достаточно малом расстоянии от поверхности земли), а канатам или лентам сообщено достаточно быстрое движение по направлению стрелок х, у, то, под влиянием трения, слой жид- кости (воды или воздуха), расположенный под верхним щитом лотка, приходит в движение и размывает поверхность грунта, ограничивающего этот слой, удаляя продукты размыва по направлению х, за пределы лотка. Здесь, перед машиной,, продукты размыва складываются, образуя скопление, которое может, быть, затем, или оставлено на месте, или же перемещено далее вперед, или в сторону,— подобным же образом, т.-е. помощью размыва, Но возможно также и предупредить образование этого скопления наносов путем приспособления к ма- шине (фиг. 7), к передней ее части I (фиг. 7), особого патрубка 28, из которого затем грунт в смеси с жидкостью будет или удаляться по боковой трубе в сторону от разраба-, тываемой траншеи или же будет откладываться в особых ящиках 26 или шаландах, выгружаемых гделибо в стороне, по мере надобности (как в шаландовых землесосах, а также — пылесосах).

В тех случаях, когда, с точки зрения интересов земляных работ, не имеется препятствий к оставлению после разработки траншеи вдоль ее внешних кромок двух валиков продуктов размыва, конструкция машины может быть упрощена заменой опрокинутого лотка упомянутым выше одиноким щитом.

Так как ток жидкости усиливается с увеличением скорости движения лент, а вместе с тем возрастает также сила и скорость размыва грунта, то желаемая сила и скорость размыва,— соответствующие наличным свойствам грунта и среды (воды или воздуха), — достигаются путем изменения скорости вращения ведущих шкивов 3, но, кроме того, путем подбора скорости каждого из движущих среду канатов или лент можно придать размывающей струе то или иное строение и, сосредоточив максимальные скорости в определенной части лотка, получать здесь максимальные глубины размыва, а также, при неоднородном строении грунта, повышенную размывающую силу.

С этой целью, в том случае, когда снаряд должен работать в однородных грунтах,— достаточно расположить бесконечные канаты или ленты 2 неравномерно, сблизив их в одной части поперечного разреза лотка и раздвинув на те или иные расстояния в других частях лотка.

Затем, с той же целью, расположив канаты или ленты на однообразных взаимных расстояниях, можно поступить следующим образом: ведущий шкив 3, движущий ту ленту, под которой желают иметь максимальные глубины размыва, устраивают наибольшего диаметра, смежные с HHM шкивы — меньшего диаметра, затем — еще меньшего диаметра и т. д., если же желают изменять местоположение максимума скорости в лотке по произволу, то для такого управления работой машины необходимо иметь возможность регулировать скорость движения каждой из лент незави- симо от других, что порождает тре- бование устройства при каждом из шкивов 3 (или при группе их) самостоятельного приспособления для вариации скорости, или же — требо- вание установки для каждой ленты (или группы их) самостоятельного двигателя 5 и 6 (фиг. 1 — 3).

В некоторых случаях, наоборот, может оказаться полезным предоставление совершенно самостоятельной работы каждой ленте или каждой группе канатов 2; с этой целью могут устраиваться перегородки 20 (фиг. 4), параллельные боковым стенкам лотка 1.

Остальные конструктивные детали описываемой машины могут быть разнообразными, при чем самый способ производства работ машиной варьирует в зависимости от этих деталей. Описываемой машиной можно работать или вдоль тран- шеи, или поперек нее (лентами вдоль или поперек траншеи ), и можно работать в этих двух случаях, перемещая машину или периодически, каждый раз на длину, опрокинутого лотка, или же пере- мешая ее непрерывно вперед, при безостановочной работе лент и раз- мывающей струи. Кроме того, в конструктивном отношении, машина может быть приспособлена или для работы водою, или же для работы воздухом.

На фиг. 1 — 3 показана конструкция машины, годная для работы как вдоль, так и поперек траншеи, при периодическом, в течение работ, перемещении машины, и наиболее удобная для работы водою при глубинах выемки грунта, не меньших, чем ныне практикуемые в работах землечерпательными машинами. В этом случае имеются две рамы: верхняя рама 10, поддерживаемая опорами 11, напр., одним или двумя суднами, и нижняя рама

12 с прикрепленным к ней опрокинутым лотком 1; рама 12 соединена с рамой 10 шарнирно, помощью тяг 13 и шарниром 14 так, что рамы

10, 12 и ноги или тяги 13 образуют параллелограм, в вершинах которого при всех возможных изменениях его вида остаются ленты 2, создающие размывающий ток жидкости. Лоток или щит 1 целесообразно уравновесить в воде, чтобы он в ней не плавал и не тонул.

Изменение глубины выемки достигается качанием рамы 12 около верхних шарниров 14, как это показано пунктиром на фиг. 1. Для осуществления этих перемещений рамы 12, к ней прикреплен близ центра тяжести трос 16, противоположный конец которого может наматываться на барабан под емника 15, укрепленного на раме 10.

Подобное же под емное приспособление, или же взамен него кнехты

15, со BTopbIM тросом 16, должны быть устроены также и с противоположной стороны рамы 10, для предотвращения всплывания лотка

1, вместе с рамой 12, под влиянием повышения давления жидкости в лотке 1, при значительных скоростях движения канатов.

Для того, чтобы этой же машиной можно было работать безостановочным размывом с непрерывной подачей вперед, необходимо выполнить следующее: а) при продольной разработке траншеи — лоток 1 должен быть укреплен на раме 12 не параллельно проектному дну траншеи, а под некоторым к нему углом с вершиной, обращенной назад, и б) при поперечной разработке траншеи лоток или щит 1 должен иметь в поперечном разрезе ступенчатый вид.

Когда длина лотка или щита 1 значительна, тогда чувствительный провес канатов или лент 2 становится неизбежным, и может возникнуть потребность уменьшения этого провеса. С этой целью могут быть устроены под лентами и в пределах лотка поддерживающие ролики, которые будут, однако, стеснять живое сечение размывающей струи в рабочей ее части и вносить нежелательную неравномерность в работу размыва. Поэтому представляется более рациональным: 1) давать лотку 1 не прямолинейное очертание в продольном разрезе, а криволейное, по цепной линии, соответствующей данным канатам или лентам в покойном состоянии (при всех прочих наличных условиях), и 2) устанавливать необходимое число опорных роликов над лентами или канатами, к коим эти последние при своем движении и будут прижиматься.

Деталь эта, примененная к случаю горизонтального лотка (фиг. 1 — 3), влечет за собою необходимость работать поперек траншеи (поперечный профиль которой будет в этом случае вогнутым); иначе нижняя ветвь лент не может быть использована достаточно полно. B применении же к наклонному лотку эта деталь конструкции приведена на фиг. 5, где 17 — верхние, упомянутые выше, опорные ролики лент 2.

Таким образом, лоток 1 в продольном своем сечении может быть прямолинейным или криволинейным; другой случай непрямолинейной его формы, отличный от предыдущего, показан на фиг. б.

Но, помимо того, лоток 1 может быть в продольном направлении составным и состоять из ряда отдельных шарнирно - скрепленных между собою прямолинейных или криволинейных звеньев-лотков. Пример этой конструктивной детали дан на фиг. 1, 3 и 5, где звено лотка 1, расположенное вдоль передних тяг 13, может вращаться вокруг оси, пересекающей нижнюю часть лотка 1 в передней ее части.

В поперечном же своем сечении лоток может быть криволинейным, ступенчатым и прямолинейным.

В целях возможно лучшего использования механической работы машины, в тех случаях, когда задняя ветвь бесконечных канатов или лент не является непосредственно рабочей, представляется целесообразным заключать эту ветвь в направляющий подводящий рукав или патрубок 28, замкнутый со всех сторон, но открытый сверху, где вступает в него жидкость, и снизу, где он сопрягается с лотком 1 непосредственно (фиг. 7) или же помощью трубчатото отвода 28" (фиг. 5).

На фиг. б показана конструкция машины, предназначенной для поперечной разработки траншеи при периодическом перемещении машины, параллельно самому себе, и годная для работы как водою, так и воздухом. Рамы 10, 12 и тяги 13 скреплены здесь наглухо и образуют ферму 18 той или иной ширины. Лоток 1 с наглухо скрепленными звеньями охватывает три стороны фермы и имеет в продольном разрезе заданное очертание, приблизительно соответствующее проектному профилю разрабатываемой канавы. Опускание фермы с лотком до проектной глубины выемки производится помощью тяг

19 и какого-либо под емного приспособления (напр., крана), неподвижно укрепленного на вагонетке или судне. Двигатель 5 (напр., электрический) всего удобнее укреплять на самой ферме 18, хотя возможно помещать его и вне фермы, над нею, неподвижно, взяв длину ленты с запасом, равным двойной высоте проектного опускания фермы.

На фиг. 7 показана третья разновидность машины, сходная с конструкцией фиг. 1 — 3, но приспособленная для работы воздухом и годная для очистки улиц, полов и т. и. твердых и ровных поверхностей. Здесь лоток 1 состоит из одного лишь нижнего прямолинейного звена, сопряженного в задней своей части с направляющим подводящим патрубком 28, а в передней — с отводящим патрубком 28.

Нижние грани боковых стенок лотка снабжены здесь не заострениями в виде лезвий, а резиновой прокладкой 24> подобные же прокладки укреплены и на нижних концах внешних стенок патрубков

28 и 28, наглухо скрепленных с боковыми стенками лотка в передней и задней частях этого последнего. В угловых частях патрубков

28 и 28 имеются жесткие щитки 25, смягчающие удар жидкости на повороте. В верхней части патрубка 28 имеется, кроме того, мягкий, напр., кожаный щиток 29, устраняющий излишнюю утечку пыльного воздуха из патрубка. Верхнее дно патрубка заделано, но в передней и боко- ! вой его стенке имеется широкое отверстие 27 с насадкой, ведущей в с емный мусорный ящик 26 с, раздвижным днищем. Внутри му- I сорный ящик снабжен рядом переборок, ускоряющих выпадение на дно его твердых частиц, увлеченных из-под лотка током воздуха, а в верхней его части устроено снабженное сеткой отверстие 30 для выхода очищенного воздуха. Для удобства перемещения машина мо-, жет быть снабжена, наподобие тачки, колесами и ручками, не показанными на чертеже.

Ленты 2, создающие размываю-

1 щий ток жидкости, обладают зна-, чительной поверхностью трения и потому заслуживают предпочтения перед канатами во всех случаях, когда имеется в виду разработка однородного грунта; при смешан-, ном же грунте, канаты, особенно же проволочные, имеют некоторое, преимущество в том, что они не подвержены столь быстрому износу от случайных соприкосновений с поверхностью размыва. В качестве лент рекомендуется употреблять прочную пеньковую ткань, например брезент, хотя возможно также пользоваться для этой цели и ме-, ! таллическою тканью, например, про-, волочной сеткой панцырного плетения, Описанные разновидности кон-, струкции машины для работы во- дою допускают возможность производства удаления грунта с весьма значительных глубин, не уступающих глубинам производства работ морскими землесосами. Однако, для случая больших глубин, возможно использование еще одной простой разновидности машины, не пока-, занной на чертеже и сводящейся

1 к установке ведущих шкивов 3, вместе с двигателями 5, 6 (удобнее всего электромоторами), а также и натяжных приспособлений, под водой непосредственно на фермах размывного щита или лотка 1, при чем двигатели должны помещаться в воздушных ящиках того или иного устройства.

Для наблюдения за ходом работ машины рекомендуется снабжать ее некоторыми контрольными устройствами, как-то: указателем возвышения размывного щита над llQ" верхностью размыва, указателями гидростатического и гидродинамического давления воды под щитом, указателем степени насыщения размывающей струи продуктами разM6IBB и т. П.

Предлагаемая машина может применяться для горно-обогатительных работ, т.-е. для отделения пород более тяжеловесных от пород более легковесных путем промывки их смеси рыхлой или слабо сцементированной. Процесс обогащения может при этом легко регулироваться как варьированием скорости движения гибких элементов 2, так и подбором возвышения верхнего щита 1 над уровнем размываемой поверхности грунта. В том случае, когда промежуточных переборок 21 не существует, а гибкими элементами 2 служат канаты (что наиболее целесообразно в данном случае применения машины), результатом осуществления рассматриваемой промывки смеси является образование в районе действия машины двух, вполне определенных, областей обогащения, где сосредоточивается тяжелая порода в отмытом состоянии. Одна из этих областей располагается всегда в нижней, напорной части холма отложений продуктов произведенного смыва грунта, у его подошвы, т.-е. вне места рабочего положения щита 1, и образует поперечное к рабочим частям канатов 2 скопление тяжелой породы; вторая же область обогащения располагается всегда под местом рабочего положения щита 1 и, при числе т шнуров, состоит из (m — 1) продольных валиков отмытой тяжелой породы, расположенных между рабочими положениями шнуров 2 и параллельных им. Обогатительное действие машины является результатом разницы в уд. весе смываемых частиц грунта и связано для первой области обогащения с явлением более значительной скорости осаждения тяжелой породы, чем легкой в районах замедления скорости перемещающей грунт среды, а для второй области †явлением уклонения взвешенных наносов в сторону ближайшего максимума скорости, т.-е. к шнуру 2, а влекомых в то же время наносов в сторону ближайшего минимума скорости среды, т.-е. к линии, делящей расстояние между смежными шнурами пополам (полагая, что эти шнуры движутся с одинаковой скоростью), .

Предмет патента

1. Машина для производства зем- ляных и горно-ооогатительных ра-! бот, удаления грунта, пыли и т. и,, характеризующаяся применением l приводимых в быстрое движение бесконечных канатов или лент 2 (фиг. 1 — 3), направляемых блоками, или роликами 7 и внизу проходящих внутри лотка 1, боковыми стенками вдавливаемого в удаляемый грунт и подвешенного к переставной или подвижной раме 10 посредством рамы 12 и шарнирных тяг или ног 13, удерживаемых в требуемом положении тросами

16, 16 .

2. Видоизменение охарактеризованной в и. 1 машины, отличающееся применением взамен лотка

1 — щита.

3. Видоизменение охарактеризованной в и. 1 машины, отличающееся (фиг. 4) применением в лотке

1 промежуточных продольных перегородок 20 .

4. Видоизменение охарактеризованной в и. 1 машины, отличающееся (фиг. 4) применением подвижных в вертикальном направлении боковых или промежуточных, направляемых роликами 22, стенок

20,располагаемых в ящиках и соединяемых посредством гибких, непроницаемых лент 21 с верхнею стенкою лотка 1, при чем ход стенок 20 ограничивается упорами 23, закрепленными на штоках 23 стенок 20.

5. Видоизменение охарактеризованной в и, 1 машины, отличающееся (фиг. 1 и 5, 6) тем, что лоток 1 делается составным — из ряда отдельных, шарнирно скрепленных между собою, прямолинейных или криволинейных звеньев, снабженных направляющими блоками или роликами 7 или 77.

6. Видоизменение охарактеризованных в п.п. 1 и 5 машин, отличающееся (фиг. 5) применением боковых, подводящих жидкость или воздух, рукавов или патрубков 28, открытых сверху и снизу и шарнирно сопрягаемых с лотком 1 непосредственно или при помощи трубчатого отвода.

7. Видоизменение охарактеризованных в п.п. 1 и 5, 6 машин, могущее служить в качестве пылесоса, отличающееся (фиг. 7) тем, что направляющая бесконечные канаты или ленты 2 рама 18 образует собою жесткую ферму, снабженную по бокам, сообщающимися с нижним лотком 1, патрубками 2Р, 28, из коих патрубок 28 закрыт "сверху и имеет боковую насадку 27, открывающуюся в с емный, мусорный ящик 26, снабженный внутри рядом переборок и имеющий вверху отверстие 30, перекрываемое сеткой, при чем патрубок 28 снабжается кожаным или из иного материала, уплотняющим щитком 29, а лоток

1 — уплотняющими, резиновыми прокладками 24.

К патенту Н, Н, ЖУКОВСКОГО № 5268

»4

3 ( 8 - ; » 4

Ъ е

t» I èïî-литография «Краси»ай Пеяатник».,, 1»нииград, Ие»ндународнт«й, 75.