СПОСОБ ДОБЫЧИ САПРОПЕЛЯ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF SAPROPEL PRODUCTION AND PLANT FOR ITS REALISATION

Изобретение относится к области добычи со дна водоемов илистых грунтов, в частности сапропеля.
Известен способ добычи сапропеля, включающий экскавацию сапропеля средствами гидромеханизации, транспортирование пульпы по трубопроводу на поля сгущения и сушку в отстойниках, сгущение и промораживание, фрезерование верхнего слоя и сушку до 50% относительной влажности, уборку и складирование в штабели, погрузку и доставку автотранспортом [Фомин А.И. Технология добычи местных удобрений (сапропелей). - М.: Высшая школа, 1969].
Описанная технология требует больших капитальных затрат, так для получения 700-800 тыс. т в год необходимо построить отстойники на площади 450 га, пульпопроводы, каналы, дороги, завезти земснаряды, подвести электроэнергию. При данном способе значительны потери сапропеля. Для размещения отстойников требуется отчуждение значительной части сельскохозяйственных угодий в приозерных котловинах - самых плодородных земель. Возвращение большого количества отстойных вод обратно в озеро недопустимо: так как эти воды обогащаются биогенными веществами и могут способствовать развитию процессов засорения водного пространства водорослями.
Известен также способ добычи со дна водоемов сапропеля и других несвязанных грунтов, включающий его выемку при помощи передвижного добычного агрегата и гидротранспортирование, причем выемку производят веерными заходками от периферии к центру, при этом центром является точка на берегу. Устройство включает емкости для загрузки добываемого материала, электропривод и установленные на плавучем основании грунтонасос, винтовой движитель и шнековый рабочий орган, связанный гибким рукавом с емкостями для загрузки добываемого материала, базовую машину и барабан для наматывания гибкого рукава с повторной платформой, при этом емкости для загрузки добываемого материала, а электропривод и барабан для наматывания гибкого рукава с повторной платформой размещены на базовой машине, а гибкий рукав армирован тросовыми элементами (патент РФ №2023160 С1, МПК Е21С 50/00, Е21С 45/00, 1994 г.).
Недостатком устройства является низкая надежность вследствие того, что съемный модуль передвигается при помощи винтового движителя, а обратное движение осуществляется тяговым барабаном, подача сапропеля на берег осуществляется шнековым рабочим органом и поршневым насосом по гибкому рукаву, наматываемому на барабан. Устройство не разработано конструктивно.
Известна также установка, состоящая из понтонов с установленными на них кареткой, заколом, транспортным трубопроводом. Вмонтированный внутрь закола транспортный трубопровод с вращающимся в концевых и промежуточных опорах центральным валом содержит винтовые насосы, которые установлены на нижней оконечности вала и ниже промежуточной опоры, лопастное загрузочное устройство насоса нижней оконечности вала с консольно установленной на конце вала фрезой и виброрушитель. Виброрушитель выполнен в виде накладок, закрепленных на рычагах, имеющих возможность поворота вокруг осей, установленных на кожухе насоса выше загрузочного устройства, из наклонного по отношению к горизонту положения в вертикальное в пределы габарита канала, образуемого вращающейся фрезой. Загрузочное устройство состоит из двух лопастей. Нижняя выполнена в виде диска, имеющего винтовую поверхность и жестко закрепленного на валу, верхняя лопасть - в виде полосы, имеющей линейчатую поверхность, образующая прямая которой, лежащая в радиальной плоскости и проходящая через ось вращения винта и окружность, равную диаметру кожуха винтового насоса, имеет переменный угол наклона к оси. Полоса закреплена на валу с помощью пластины, лежащей в плоскости, перпендикулярной оси вращения и наклонной площадки, являющейся продолжением витка винтового насоса [Патент РФ №2061867 С1, МПК Е21С 45/00, Е02F 3/88, 1996 г.].
Недостатком этой установки является добыча сапропеля с определенной, фиксированной глубины вертикальным шнековым устройством в виде круглых ям на дне водоема, следовательно, низкая производительность установки и лишь частичная добыча сапропеля.
Целью изобретения является разработка простого в осуществлении, практичного способа добычи сапропеля со дна водоемов площадью до 10 га с применением высокоэффективной установки.
Это достигается тем, что добываемый специальной установкой сапропель затаривается около плавсредства в плавучие контейнеры, которые затем в связке буксируются лодкой к причалу, затем поднимаются при помощи лебедки по эстакаде на тележке вверх, где опорожняются опрокидыванием на виброрешетку для удаления бутылок, камней, растительности в специальный контейнер, а очищенный сапропель собирается в накопительном бункере, откуда отвозится потребителям транспортными средствами. Установка для добычи сапропеля устанавливается на плавсредство в виде катамарана с двигателем, раздаточной коробкой, коническим редуктором, передающим вращающий момент на редуктор с двумя с произвольно вкруговую направленными выходными валами для привода добывающего и транспортирующего шнеков, кожухи которых около редуктора соединены гофрированным шлангом, а оголовок добывающего шнека выполнен конусным с подающими спиральными ножами, изготовленными из пружинной стали, и ножи образуют сферический профиль.
На фиг.1 показано плавсредство с сапропеледобывающей установкой, вид сбоку; на фиг.2 - вид сверху плавсредства; на фиг.3 - эстакада с сапропелеприемником на берегу водоема; на фиг.4 - вид сверху эстакады; на фиг.5 - вид оголовка сапропеледобывающего шнека; на фиг.6 - вид по стрелке А (снизу) оголовка с фиг.5; на фиг.7 - шланговое соединение кожухов добывающего и транспортирующего шнеков.
На катамаране 1 с рубкой управления 2, двигателем 3, раздаточной коробкой 4, коническим редуктором 5, центробежным насосом 6 для привода водометного движителя 7, конический редуктор через предохранительную муфту 8 соединен с редуктором 9 с двумя произвольно вкруговую направленными выходными валами для привода добывающего - поднимающего 10 и транспортирующего 11 шнеков. Конец добывающего шнека оборудован оголовком 12 с конусным кожухом 13. Вал 14 шнека имеет нижнюю опору 15, винтовой конический насос 16 и установленные на крестовине 17 спиральные ножи 18, которые выступают под кромкой кожуха 13, образуя сферический профиль. Выходные валы редуктора 9 при помощи муфт 19 и 20 соединены с валами шнеков, а кожухи 21 и 22 шнеков закреплены на корпусах 23 и 24 подшипников редуктора 9. Люки - вырезы 25 и 26 около редуктора кожухов шнеков соединены гифрированным армированным шлангом 27. Для изменения положения (поднятия - опускания) добывающего шнека 11 предусмотрена лебедка 28 с полиспастом 29, смонтированные на кронштейне 30. На кожухе конца транспортирующего шнека предусмотрены закрывающиеся люки 31 для выгрузки сапропеля. На берегу водоема на столбах 32 устроена наклонная подъемная эстакада 33, нижняя часть 34 которой находится в воде, а верхняя 35 имеет закругление вниз. Для приема и накопления сапропеля предусмотрен бункер-накопитель 36 с виброрешетой 37 в приемной части бункера и тяговой лебедкой 38. Контейнер 39 служит для сбора посторонних предметов. Берег водоема оборудован причалами 40 с мостками 41. Для сбора и транспортирования добытого сапропеля в бункер - накопитель 36 предусмотрены плавучие контейнеры 42, а для подъема по эстакаде вверх специальная тележка 43 с разной высотой колес, связанная с тросовой тягой лебедки 38. Движитель катамарана может быть иным, например, ходовой винт.
Органический сапропель из небольших (до 10 га) лесных озер предлагается добывать следующим образом.
Из круглых озер установка для добывания сапропеля движется радиальными рабочими проходами, из вытянутых озер - параллельными рабочими проходами. Установка (фиг.1 и 2) начинает проход с кромки берега вглубь озера. Для чего опускается на дно оголовок 12 добывающе - поднимающего шнека 10, включается привод, спиральные ножи 18 вгрызаются в массу сапропеля и подают ее от периферии в центр, откуда винтовым коническим насосом 16 и шнеком 10 масса поднимается к редуктору 9 и по гофроармированному шлангу 27 и транспортирующему шнеку 11 подается в плавучие контейнеры 42, установленные около носа катамарана. Открывая - закрывая люки 31 заполняют контейнеры и прицепляют к борту судна. С одной стороны прицепляют пустые контейнеры, с другой - заполненные сапропелем контейнеры. Катамаран малым ходом движется вглубь водоема, при этом добывающий шнек автоматически изменяет свое положение, изменяя угол наклона. Конусный кожух 13 со стороны контакта с сапропелью может иметь торцевой вырез. Диаметр и шаг шнеков рассчитаны для прохождения и транспортировки бутылок, при забивании шнеков и гифроармированного шланга предусмотрены реверсный ход и люки для прочистки. Затем контейнеры цепляют последовательно друг за другом и в связке буксируют лодкой к причалам 40. К одному причалу прицепляются полные контейнеры, к другому - пустые. Затем полный контейнер устанавливают на специальную тележку 43 и лебедкой 38 с тросом поднимают вверх, где контейнер опрокидывается, вываливая содержимое на виброрешето 37. Виброрешето имеет уклон и при тряске сапропель проваливается вниз в бункер - накопитель, а посторонние предметы (бутылки, камни, растения) падают с торца решета в сборный контейнер 39. Затем пустой контейнер ставится на тележку и спускается вниз. И процесс повторяется. Из бункера - накопителя органический сапропель развозится по потребителям.
Способ и технология добычи органического сапропеля просты и практичны для осуществления, установка позволяет высококачественно добывать сапропель и очистить водоем.