СПИРАЛЬНО-ШНЕКОВЫЙ РЫХЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к гидромеханизации земляных работ и предназначено для подводной разработки грунтов землесосными снарядами.
Известна установка, включающая установленную на понтоне раму, к которой подвешен грунтонасос, нижняя часть которого снабжена илозаборным устройством, кожух которого выполнен в виде усеченного конуса. На внутренней поверхности кожуха установлены продольно-лучевые ребра, выполненные в поперечном сечении по кривой, обращенной выпуклой частью навстречу вращению насадки-рыхлителя с лопатками. Установка снабжена сапропелепроводом и накопительной емкостью [SU 1409754, опубл. 15.07.1988 г., бюл. №26].
Известно грунтозаборное устройство землесосного снаряда в кожухе которого размещен рыхлитель шнекового типа [RU 2176009, опубл. 20.11.2001 г.].
Известна установка состоящая из спирали шнека, установленной в кожухе, приводимой в движение гидродвигателем привода, регулирующим частоту вращения вала спирали шнека [RU 123287, опубл. 27.12.2012 г].
Недостатком существующих устройств являются низкая эффективность работы.
Цель полезной модели - повышение эффективности подводной разработки путем уменьшения энергетических затрат на рыхление грунта. Указанная цель достигается тем, что шнек выполнен в виде спирали-пружины с переменным, постепенно нарастающим шагом и режущая часть (кромки) рабочего органа-витка имеет форму клина с углом заострения рабочих поверхностей витков спирали =11-15 градусов, имеет привод-гидродвигатель, регулирующий частоту вращения вала спирали шнека в зависимости от физико-механических свойств материала. На чертеже схематически изображено предложенное устройство.
Устройство состоит из винтовой поверхности в виде спирали с левой и правой навивками 1, кожуха 3 с грунтоприемником 4 и гидропривода 2. При этом винтовая спиральная поверхность может быть сменной и иметь различные диаметры, а следовательно, и углы атаки α1. Это дает возможность иметь регулируемое качество получаемой пульпы (Фиг.1).
Спирально-шнековый рыхлитель работает следующим образом. При движении агрегата вал рыхлителя вращается гидроприводом с заданной частотой вращения, при этом, режущая часть (кромки) спирали, имеющая форму клина отделяет от массива элементы грунта в виде стружки, которая перемещается по рабочей поверхности режущего органа, смешивается с водой - образуется пульпа, которая подается в грунтоприемник грунтового насоса. Спираль имеет левую и правую навивки, с переменным, постепенно нарастающим шагом. Этим достигается разгон материала при меньших сопротивлениях. Режущая часть (кромки) рабочего органа-витка спирали, имеющая форму клина позволяет снизить энергетические затраты. Кроме того, снижается усилие, эквивалентное моменту трения в упорных подшипниках. Конструкция спирали исключает промежуточные опоры, что позволяет массе грунта (пульпе) перемещаться без дополнительных сопротивлений к всасывающему отверстию грунтового насоса.
Таким образом, реализуется поставленная задача изобретения, а именно:
1. Повышается интенсификация забора материала из залежи за счет изменения режима вращения вала спирального шнека; витков спирали с переменным, постепенно нарастающим шагом и угла заострения рабочих поверхностей витков спирали β=11-15 градусов.
2. Улучшается процесс подачи грунта к всасывающему патрубку грунтового насоса.
3. Создаются оптимальные условия и режимы работы рыхлителя, снижаются энергетические затраты.
Мощность привода затрачивается на преодоление следующих сопротивлений: усилий вдоль винта для перемещения грунта; сил сопротивления грунта о стенки желоба; усилия вдоль винта, эквивалентного моменту резания грунта витками спирали; усилия, эквивалентного моменту трения в упорных подшипниках.
Для уменьшения мощности привода нужно уменьшить количество факторов влияющих на процесс забора материала. Этого можно достичь заменой сплошной винтовой поверхности гибким шнеком в виде спирали с левой и правой навивками. При этом витки спирали делают с переменным, постепенно нарастающим шагом, причем, угол заострения рабочих поверхностей витков спирали β=11-15 градусов. Этим достигается разгон материала при меньших сопротивлениях, а заостренная режущая часть рабочего органа позволит снизить энергозатраты на привод.
После прохода такого устройства по забою, остается достаточно хорошо выровненная поверхность.