ЗЕМЛЕСОСНЫЙ СНАРЯД

Полезная модель предназначена для добычи полезных ископаемых, очистки и дноуглублению водоемов, забору воды из заболоченных, замусоренных и илистых водоемов для тушения пожаров.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является узел резания, снабженный насосом (патент RU 2567060, опубл. 27.10.2015. Бюл. №30). Узел содержит выполненное с возможностью вращения режущее устройство, с помощью которого можно осуществлять резание подводного грунта, при этом масса, образуемая во время резания, перемещается внутрь режущего устройства и далее к насосу, с помощью которого в виде текучей среды перекачивается в подходящее место. Между режущим устройством и насосом установлено режущее/измельчающее устройство, которое содержит контрножи и вращающееся двустороннее лезвие, установленное перед ними, если смотреть в направлении потока указанной массы. Лезвие установлено эксцентрично относительно оси его вращения. Режущие концы лезвия изогнуты таким образом, что перемещаются впереди относительно остальной части лезвия, когда лезвие вращается. Недостатком данного технического решения является сложность конструкции и, следовательно, короткий срок службы.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка землесосного снаряда, который работает без засоров в любой среде.
Данная задача решается тем, что землесосный снаряд состоит из фрезы, вала с гидромотором, насоса с гидромотором, размещенных на одной монтажной плите, фреза включает в себя вал с заостренным буром, опорное кольцо, шесть фрезерных ножей, исходящих от заостренного бура к опорному кольцу, выполненных зубчатыми и изогнутых по спирали, образующих полусферу, четыре основания для крепления ножей измельчителя, снаряд также содержит измельчитель, включающий корпус с решеткой, закрепленной с насосом с помощью болтов, ножи прямоугольной формы с отверстиями для крепления к основанию и регулирования зазора между решеткой и ножами, соединяющиеся с основанием для крепления ножей с помощью болтов, при этом решетка по всей поверхности имеет отверстия конусной формы с расширением в сторону крыльчатки насоса.
Техническим результатом является бесперебойная работа насоса, которая приводит к повышению срока службы устройства.
Заявленный землесосный снаряд является абразивостойким, способен перекачивать песок и камни с меньшим износом, чем шламовые насосы.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - общий вид сверху,
на фиг. 2 - вид сбоку,
на фиг. 3 - нож фрезы,
Землесосный снаряд состоит из измельчителя, включающего корпус измельчителя 1, фрезу 2, вал 3 с гидромотором 4, насос, включающий корпус насоса 5, подшипниковый узел 6 и гидромотор 7.
Основанием фрезы является вал с заостренным буром 8 на конце, который служит для стабилизации вращающейся фрезы в твердом грунте на дне водоема. К верхней части этого вала крепятся шесть фрезерных ножей 9 для фрезерования грунта. Фреза содержит шесть ножей, выполненных зубчатыми и изогнутых по спирали, образующих полусферу. Ножи изогнуты таким образом, чтобы в верхней части фрезы они рыхлили грунт и подавали его на измельчитель, дальше угол ножа меняется, чтобы откидывать с измельчителя более крупные частицы и в конце нож имеет такой изгиб, чтобы он смог привариваться к опорному кольцу 10, которое связывает все шесть ножей, центруя их вокруг основного вала. Ножи выполнены из Ст.45 с твердосплавной наваркой. Ножи соединены сваркой с валом и опорным кольцом. Вал, опорное кольцо и крепление для ножей измельчителя выполнены из Ст.45.
Опорное кольцо 10 соединено с основным валом сваркой с помощью основания 11 для крепления ножей 12 измельчителя и фрезерных ножей 9. Этот узел, включающий основной вал 3, опорное кольцо 10, шесть фрезерных ножей 9, четыре основания 11 для крепления ножей 12 измельчителя, имеет цельную конструкцию и является не разборным, называется фрезой 2. Фреза 2 вращается на двух подшипниках 13 с помощью гидромотора 4, который соединен с основным валом фрезы муфтой 14.
Измельчитель содержит корпус 1, ножи 12 и решетку 15 измельчителя. Ножи 12 измельчителя соединяются с основанием 11 для крепления ножей с помощью болтов, имеют регулировку зазора с решеткой. Нож измельчителя имеет прямоугольную форму с одним скошенным углом и имеет отверстия 19 для крепления к основанию и регулирования зазора между решеткой и ножом. При вращении основного вала, вращаются и ножи измельчителя. Ножи выполнены из Ст.45. Решетка измельчителя выполнена из Ст.45 с закалкой. Решетка крепится к насосу с помощью трех болтов 16. По мере износа ножа измельчителя он прижимается к решетке с помощью прижимного болта, который фиксирует положение ножа. Для этого в ноже измельчителя есть прямоугольное отверстие. Ножи измельчителя вращаются по решетке, очищая ее поверхность. Отверстия 17 в решетке ограничивают доступ в насос твердых частиц, у которых диаметр превышает максимально разрешенный (пропускаемый). Например, максимальный диаметр твердых частиц, который позволяет насосу работать без засоров, для типа насоса «РА 170» составляет 20 мм. Можно менять рабочее колеса для более крупных частиц, но тогда будет меняться и решетка. Отверстия в решетке измельчителя имеют конусную форму с расширением в сторону крыльчатки насоса, чтобы твердые частицы не оставались в них.
Твердые частицы, которые поступают на решетку измельчителя, проходят сквозь отверстия в ней диаметром не более 16 мм, так как насос способен перекачивать без засора твердые частицы не более 20 мм в диаметре. Решетка имеет отверстия конической формы по всей поверхности. Твердые частицы, которые не проходят и застревают в отверстиях, срезаются ножами (четыре штуки) измельчителя, более крупные откидываются в сторону, а разрешенные проходят с помощью конуса в отверстиях сортировочной решетки и поступают в насос. Таким образом, насос работает без засоров.
2
2
2
Вал фрезы используется для двух узлов одновременно: для фрезы и измельчителя. Диаметр решетки измельчителя превышает диаметр входного отверстия в насос. Площадь входных отверстий в решетке больше площади входного отверстия насоса, что позволяет не снижать КПД работы насоса из-за решетки. Например, площадь входного отверстия насоса составляет 0,0079 м, площадь одного входного отверстия в решетке 0,0002 м, количество отверстий в решетке составляет 96 шт., что соответствует площади всех входных отверстий в решетке 0,02 м, что превышает площадь входного отверстия в насосе.
Используется насос погружной песковой - улитка, выполнен из чугуна ИЧХ с закалкой. Насос соединяется с подшипниковым узлом 17, крыльчатка соединяется с валом с помощью шпонки и гайки. Также имеется вал насоса, зашита уплотнения сальника, сальник, подшипник, болт контроля уровня масла узла подшипника 18, муфта соединительная для вала гидромотора и вала насоса, гидромотор насоса. Корпус узла подшипников соединяет улитку с корпусом измельчителя.
Заявленный землесосный снаряд можно использовать как навеску на любую экскаваторную технику. Устройство имеет монтажную плиту с отверстиями для быстрой и легкой установки на стрелу экскаватора.
Устройство работает следующим образом. Землесосный снаряд крепится на экскаваторную стрелу или на механизм подъема погрузчика (также устройство могут использовать водолазы, поставив на него рукояти управления). Фреза вращается со скоростью 200-300 об/мин, фрезеруя грунт на дне водоема. Грунт, перемешиваясь с водой, образует пульпу, которая с помощью сферических ножей и угла их атаки (при этом угол атаки фрезерования грунта формируется фрезерными ножами, начальный угол среза пласта составляет 60 градусов) подается на измельчитель. Решетка измельчителя сортирует твердые частицы и отправляет их разрешенные диаметры на крыльчатку насоса. Ножи измельчителя срезают лишние частицы с решетки и выталкивают более крупные с ее поверхности, создавая тем самым бесперебойную работу крыльчатки и насоса. Входной диаметр каждого отверстия в решетке не должен превышать 16 мм. Отверстия в решетке имеют форму конуса с расширением в сторону крыльчатки насоса, чтобы частицы в них не застревали. Крыльчатка насоса вращается с помощью гидромотора со скоростью 3000 об/мин, нагнетает пульпу на выход насоса диаметром 100 мм, перегоняя ее по напорному трубопроводу с производительностью 150 куб.м/ч и напором водяного столба 30 метров на расстояние 250 метров от землесоса по горизонтали.
Таким образом, имеющийся в конструкции измельчитель пропускает твердые частицы в насос диаметром до 16 мм. Все твердые частицы, которые поступают на всасывающие отверстия решетки, срезаются ножами и через конусные отверстия эти частицы поступают в пульпопровод насоса. Благодаря такой конструкции землесосного снаряда обеспечивается бесперебойная работа насоса, насос работает без засоров в любой концентрации растительности, корневых систем, древесных остатков, мусора.
Землесосный снаряд может использоваться для:
- очистки и дноуглубления водоемов,
- добычи гравия, песка, глины (грунт 1-V, V категории), торфа, сапропеля, водорослей,
- укрепления береговой линии,
- забивки шпунтов, бревен, ограждений,
- очистки водоемов от растений, водорослей, ила, мусора, шлама, хвостов и т.д.,
- участия в строительстве дамб, мостов, плотин,
- работы на золоотвалах,
- установки и укрепления сооружений на болотах,
- мелиорации,
- добычи золота,
- очистки водосточных каналов и трубопроводов,
- копки траншей для кабеля, водопровода, канализации,
- строительства сооружений в не проходимых местах,
- лесозаготовки,
- работ по локализации пожаров и спасению людей.