Земснаряды с шнековыми нагнетателями для добычи сапропелей из открытых водоемов

Н.Н. Арефьев

ЗЕМСНАРЯДЫ С ШНЕКОВЫМИ НАГНЕТА ТЕЛЯМИ ДЛЯ ДОБЫЧИ САПРОПЕЛЕЙ ИЗ ОТКРЫТЫХ ВОДОЕМОВ

Для добычи сапропеля и очистки водоемов от илистых отложений широко применяют земснаряды, оснащенные центробежными грунтовыми насосами [1, 2]. Земснарядами сапропель выбирается из водоема и транспортируется в чеки-отстойники. При заборе сапропеля со дна происходит разбавление его водой. При этом согласно указаниям [1] в сапропель естественной влажности добавляют воду в соотношениях 1:4 - 1:25 (то есть на каждую часть сапропеля естественной влажности добавляют от

4 до 25 частей воды) и получают пульпу. Оптимальной консистенцией пульпы считается такая [2], при которой затрачивается наименьшая удельная энергия на гидротранспорт. Однако процесс забора сапропеля со дна водоема основан на всасывании грунтовыми насосами илистого грунта и осуществляется только при наличии большого количества свободной воды. Поэтому практически пульпа формируется не из условий оптимальных параметров транспортирования, а из условий грунтозабора, что значительно снижает ее консистенцию. В то же время Москалевым Н.М. [3] определено, что удельные затраты на перекачивание ила в состоянии естественной влажности значительно меньше, чем в виде пульпы. Поэтому еще в 1956 году Царевским А.М., Пугавко Б.И. и Москалевым Н.М.

[3] было предложено изготовить землечерпательно-плунжерный земснаряд. ВНИИТП был построен такой земснаряд марки ЭТП-1

[4], на котором грунтозабор сапропеля естественной влажности осуществлялся ковшами черпаковой цепи, а транспортирование его

- специальным устройством, выполненным в виде двухвального шнекового питателя, ротационного нагнетателя и трубопроводов. Из-за высокой металлоемкости, сложности и дороговизны изготовления земснаряд не нашел распространения.

В 80-х годах прошлого столетия учеными Горьковского института инженеров водного транспорта была создана оригинальная конструкция земснаряда с шнековым нагнетателем для добычи сапропеля [5, 6, 7, 8, 9]. Земснаряды серийно изготавливались на нескольких предприятиях Нижегородской области. Основное их преимущество заключается в том, что они добывают сапропель со дна водоема без разбавления его водой - то есть в состоянии естественной влажности (80-90 %) в виде пастообразной массы. В этом виде сапропель можно использовать для подкормки скота, перевозить на поля, а складирование на берегу не требует отторжения больших площадей под отстойники и изготовления специальных водоспускных устройств.

Земснаряды с шнековыми нагнетателями могут также применяться для очистки рыбоводческих прудов без спуска воды, отстойников химпредприятий, сборников жидкого навоза, добычи лечебной грязи [10, 11, 12]. Они легко разбираемы на отдельные узлы, транспортабельны автомобильным, железнодорожным, речным, вертолетным транспортом.

Земснаряд состоит в зависимости от модификации из двух, трех или четырех понтонов, на которых установлен трактор МТЗ-80 или Т-40, используемый в качестве энергетической установки. Техническая производительность земснарядов по сапропелю естественной влажности в зависимости от модификации 60 и 120 м3/ч. Такие земснаряды могут применяться в отдельных фермерских хозяйствах для разработки внутренних водоемов. Эксплуатация земснарядов, где в качестве энергетической установки установлены тракторы, не вызывает трудностей у сельских механизаторов.

Конструкция земснаряда производительностью 60 м3/ч показана на рис. 1. Он состоит из корпуса катамаранного типа, выполненного из двух понтонов 1, соединенных поперечными балками. На корпусе установлена энергетическая установка 2 (трактор Т40), грунтозаборное устройство 3 с шнековым нагнетателем и коническим скрепером, рама 4.

Рама 4 крепится на корпусе с помощью шарниров 5 и гидроцилиндра 6. Грунтозаборное устройство 3 приводится в действие от заднего вала отбора мощности трактора посредством карданных валов 7 и 8, редуктора 9 и промежуточных валов 10, соединенных муфтами 11. Устройство 3 соединено гибким трубо-

Земснаряд с шнековым нагнетателем для добычи сапропеля

проводом 12 с бункером-накопителем грунта 13. Бункер 13 снабжен шлюзовым аппаратом, включающим корпус 14, полый золотник 15 с уплотнительными элементами 16. Золотник 15 перемещается гидроцилиндром 17. Для подачи воды на промывку подшипника скольжения устройства 3 предназначен насос 18. На задних полуосях трактора 2 навешены двухбарабанные фрикционные лебедки 19, обеспечивающие перемещение земснаряда посредством канатов 20 по акватории водоема.

Гидроцилиндром 6 рама 4 с устройством 3 опускается в рабочее положение (на рисунке показано штрих-пунктирной линией). Земснаряд перемещается лебедками 19 вперед, при этом грунт захватывается устройством 3 и перемещается по трубе 12 в бункер 13. После наполнения бункера 13 рама 4 с устройством 3 поднимается в верхнее положение, и земснаряд перемещается к берегу лебедками 19. Труба 12 соединяется быстроразъемным соединением с береговым грунтопроводом. Гидроцилиндром 17 золотник 15 перемещается в крайнее левое положение до плот-

ного соединения уплотнительных элементов 16 с конусным скрепером устройства 3. Грунт из бункера 13 выгружается устройством 3 по гибкому 12 и береговому трубопроводам в береговые отстойники на расстояние до 50 м или грузится в транспортные средства. После выгрузки продукта на берег земснаряд перемещается лебедками 19 посредством канатов 20 к месту забора грунта, и цикл повторяется.

Все операции - забор грунта, подача его в бункер, перемещение земснаряда по водоему вдоль траншеи, выгрузка грунта -осуществляются одним оператором.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕМСНАРЯДА

Габаритные размеры, м...................12,6 х 4,7 х 3,4

Высота борта, м....................................0,9

Осадка с грузом, м

носом...........................................0,63

кормой..........................................0,43

Г лубина разработки, м.............................до 5

Производительность по сапропелю естественной влажности, м3/ч........................................до 60

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

1. Методические указания по расчету гидравлического транспорта са-пропелей. Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР. Главнечер-ноземводстрой. ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова. (Утверждены НТС Главнечер-ноземводстроя при Минводхозе СССР, протокол №216 от 20.11.80 г.). - М. 1981. - 53 с.

2. Лопотко М.З., Лецко А.П., Дубинин С.К. Рекомендации по технологии промышленной добычи сапропелей из открытых водоемов для удобрений. (Академия наук Белорусской ССР. Институт торфа). - Минск: Наука и техника, 1981. - 78 с.

3. Москалев Н.М. Напорный гидротранспорт ила. Дисс. на соиск. учен. степени канд. техн. наук, 1957. - 229 л.

4. Голуб А.В. Исследование технологии намыва сапропелей на поля передвижными установками при очистке водоемов. Дисс. на соиск. учен. степени канд. техн. наук, 1979. - 276 л.

5. Патент на изобретение №1564285 «Землесосный снаряд». Б.И. №18, 1990. (Авторы Лукин Н.В., Арефьев Н.Н.).

6. Патент на изобретение №1609888 «Грунтозаборное устройство землесосного снаряда». Б.И. №46, 1990.

7. Патент на изобретение №1744207 «Грунтозаборное устройство землесосного снаряда». Б.И. №24, 1992.

8. Патент на изобретение №2014401 «Грунтозаборное устройство земснаряда». Б.И. №11, 1994.

9. Патент на изобретение №2042016 «Грунтонасосная установка земснаряда». Б.И. №23, 1995.

10. Земснаряд для добычи сапропеля. Информ. листок №53-91, Нижегородский ЦНТИ, 1991.

11. Плавучая установка для очистки водоемов от илистых отложений. Информ. листок №10-94. Нижегородский ЦНТИ, 1994.

12. Шнековый насос для высоковязких жидкостей. Информ. листок №994. Нижегородский ЦНТИ, 1994.

— Коротко об авторах -----------------------------

Арефьев Н.Н. - ООО «Октябрьский ССРЗ», г. Н. Новгород.