ЗЕМСНАРЯД ДЛЯ ДОБЫЧИ САПРОПЕЛЯ

Предполагаемая полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована на земснарядах, предназначенных для добычи сапропеля со дна водоемов.
Известен землесосный снаряд, включающий корпус, шарнирно закрепленный на нем всасывающий трубопровод и бункер-накопитель, установленный на корпусе и соединенный с грунтовым насосом, при этом земснаряд снабжен ограничителем поворота всасывающего трубопровода и разгрузочным патрубком, соединенным с нижней частью бункера-накопителя (патент SU №1564285, Е02F 3/88, 1988 г.). Данный земснаряд может добывать сапропель естественной влажности без разбавления его водой. Недостатком земснаряда является цикличность работы, что снижает его производительность по добыче сапропеля.
Известен также земснаряд, включающий корпус, шарнирно закрепленную на нем раму с грунтовым насосом и рыхлителем грунта, нагнетательный грунтопровод, дополнительный грунтовый насос, установленный в корпусе (Шкундин Б.М. Землесосные снаряды. Изд. 2-е - М.: Энергия, 1973, с.45, рис.4.5). Недостатком земснаряда является низкая производительность при добыче сапропеля, так как в качестве грунтовых применяются центробежные насосы. Центробежные насосы не способны засасывать и транспортировать сапропель естественной влажности, являющийся вязкопластичной жидкостью и обладающий предельным напряжением сдвига и высокой вязкостью. Поэтому добываемый со дна водоема сапропель необходимо смешивать с водой с целью снижения его вязкости, а это значительно снижает производительность по сапропелю и увеличивает удельные энергетические затраты на добычу.
Известен и принят за прототип земснаряд для добычи сапропеля, включающий корпус, шарнирно закрепленную на нем раму с шнековым нагнетателем и рыхлителем грунта, нагнетательный грунтопровод (Гидромеханизация - 2006: По материалам четвертого съезда гидромеханизаторов России. Вып.4 / - М.: Изд. Московского государственного горного университета, 2006. 512 с.- (Тематическое приложение к Горному информационно-аналитическому бюллетеню), с.196-200). Недостатком известного земснаряда является низкая производительность при добыче и транспортировании сапропеля естественной влажности в береговые сборники по нагнетательным грунтопроводам. Это вызвано тем, что шнековые нагнетатели обладают хорошей способностью забирать сапропель высокой вязкости со дна водоема без перемешивания его с водой, но развивают низкое давление, недостаточное для транспортирования высоковязкого сапропеля по нагнетательному трубопроводу в береговые сборники.
Предполагаемая полезная модель решает задачу повышения производительности земснаряда при добыче и транспортировании по нагнетательному трубопроводу сапропеля естественной влажности без перемешивания его с водой.
Технический результат, который может быть получен при решении поставленной задачи, заключается в повышении давления высоковязкого сапропеля естественной влажности грунтонасосной установкой земснаряда, необходимого для транспортирования вязкопластичного продукта в береговые сборники по трубопроводу.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата известный земснаряд для добычи сапропеля, включающий корпус, шарнирно закрепленную на нем раму с шнековым нагнетателем и рыхлителем грунта, нагнетательный грунтопровод, согласно предлагаемой полезной модели снабжен дополнительным нагнетателем, выполненным в виде насоса объемного типа, подключенным последовательно с шнековым нагнетателем и соединенным с нагнетательным грунтопроводом.
Возможны дополнительные варианты конструкции земснаряда для добычи сапропеля, в которых целесообразно, чтобы:
- дополнительный нагнетатель был выполнен в виде нескольких последовательно соединенных насосов объемного типа;
- дополнительный нагнетатель был выполнен в виде нескольких параллельно соединенных насосов объемного типа;
- дополнительный нагнетатель был выполнен в виде пневматического камерного насоса.
Указанные преимущества, а также особенности предполагаемой полезной модели поясняются вариантами ее осуществления со ссылками на чертежи: на фиг 1 показан вид земснаряда с дополнительным нагнетателем в виде насоса объемного типа; на фиг 2 - вид земснаряда с дополнительным нагнетателем в виде двух последовательно соединенных насосов объемного типа; на фиг.3 - вид земснаряда с дополнительным нагнетателем в виде двух параллельно соединенных насосов объемного типа; на фиг.4 - вид земснаряда с дополнительным нагнетателем в виде пневматического камерного насоса.
Земснаряд для добычи сапропеля включает корпус 1, шарнирно закрепленную на нем раму 2 с шнековым нагнетателем 3 и рыхлителем грунта 4, нагнетательный грунтопровод 5. Земснаряд снабжен дополнительным нагнетателем, выполненным в виде насоса объемного типа 6 (фиг.1), или в виде двух последовательно установленных насосов объемного типа 7 и 8 (фиг.2), или в виде двух параллельно установленных насосов объемного типа 9 и 10 (фиг.3), или в виде пневматического камерного насоса 11 (фиг.4). Шнековый нагнетатель 3 соединен с дополнительным нагнетателем трубопроводом 12. Пневматический камерный насос может быть выполнен в виде двух емкостей 13 и 14, двух воздухопроводов 15 и 16 с клапанами 17 и 18, соединяющими емкости с компрессором 19. Шнековый нагнетатель 3 соединяется с емкостями 13 и 14 посредством двух трубопроводов 20, 21 с клапанами 22, 23.
Земснаряд для добычи сапропеля работает следующим образом. Рама 2 опускается до контакта рыхлителя 4 с ложем дна. Сапропель, отделенный рыхлителем 4 от ложа дна, поступает в шнековый нагнетатель 3. Нагнетателем 3 сапропель нагнетается по трубопроводу 12 в дополнительный нагнетатель - насос объемного типа 6. В качестве объемного насоса 6 может быть принят поршневой (плунжерный) насос (например, бетононасос, предназначенный для транспортирования высоковязких бетонорастворов); или винтовой насос, предназначенный для перекачивания высоковязких парафинистых нефтей или мазутов; или пластинчатый насос; или коловратный насос; или перистальчатый насос; или шестеренный насос. Объемные насосы обладают свойством создавать высокое давление при перекачивании высоковязких жидкостей. Насосом 6 создается давление в перекачиваемом сапропеле, достаточное для его транспортирования с высокой производительностью по нагнетательному трубопроводу 5 к береговым сборникам сапропеля (на рисунках не показаны). Характеристики насоса 6 подбираются в зависимости от дальности транспортирования, высоты подъема грунта от уровня воды с целью достижения максимальной производительности земснаряда по сапропелю.
При транспортировании сапропеля по трубопроводу 5 на большие расстояния, когда сборники сапропеля находятся далеко от берега, давления одного насоса 6 может быть недостаточно для обеспечения высокой производительности земснаряда. Тогда в качестве дополнительного нагнетателя могут быть установлены два и более последовательно соединенных насоса 7 и 8 (фиг.2), которые создают суммарное давление, необходимое для обеспечения работы земснаряда с высокой производительностью. Насосы 7 и 8 могут быть разнесены друг от друга по трубопроводу 5.
При транспортировании сапропеля по трубопроводу 5 на небольшие расстояния, когда сборники сапропеля находятся недалеко от берега, производительности одного насоса 6 может быть недостаточно для обеспечения высокой производительности земснаряда. Тогда в качестве дополнительного нагнетателя могут быть установлены два и более параллельно соединенных насоса 9 и 10 (фиг.3), которые создают суммарную подачу, необходимую для обеспечения работы земснаряда с высокой производительностью.
При добыче сапропеля из карьеров с высоким содержанием инородных включений (корни, камни, обломки древесины и т.д.) объемные насосы могут часто засоряться, снижая производительность земснаряда. В этом случае в качестве дополнительного нагнетателя грунта может быть использован пневматический камерный насос 11 (фиг.4). При этом в насосе 11 можно применить упрощенную схему работы, так как исключается процесс всасывания - сапропель в емкости 13 и 14 не всасывается, а поочередно нагнетается шнековым нагнетателем 3. После заполнения емкости 13 сапропелем клапан 22 на трубопроводе 20 закрывается, а клапан 23 открывается. Сапропель от шнекового нагнетателя 3 поступает по трубопроводу 21 в емкость 14. При этом клапан 18 на воздухопроводе 16 закрывается, а клапан 17 открывается. Воздух от компрессора 19 поступает под давлением по воздухопроводу 15 в
емкость 13, вытесняя из нее сапропель в нагнетательный трубопровод 5 и далее в береговые сборники. После заполнения емкости 14 сапропелем клапан 23 на трубопроводе 21 закрывается, а клапан 22 открывается. Сапропель от шнекового нагнетателя 3 поступает по трубопроводу 20 в емкость 13. При этом клапан 17 на воздухопроводе 15 закрывается, а клапан 18 открывается. Воздух от компрессора 19 поступает под давлением по воздухопроводу 16 в емкость 14, вытесняя из нее сапропель в нагнетательный трубопровод 5 и далее в береговые сборники. Пневматическим камерным насосом 11 может перекачиваться сапропель с высоким содержанием инородных включений, так как проходное сечение насоса лимитируется только диаметром грунтопровода, что обеспечивает высокую производительность земснаряда при работе на засоренных грунтах.