СКРЕБКОВО-ВСАСЫВАЮЩИЙ ЭКРАН ЗЕМСНАРЯДА
SCRAPER-SUCTION SCREEN OF DREDGER

Изобретение относится к области гидромеханизации и может быть использовано при разработке глинистых россыпных месторождений полезных ископаемых высокой плотности в подводных забоях.
Известно поворотное всасывающее устройство земснаряда, включающее трубопровод, всасывающий наконечник с кольцевым экраном, содержащий диск, расположенный на уровне устья, бурт, связывающий диск с секторами, образующими радиальные пазы, ребра жесткости и привод вращения всасывающего наконечника, состоящий из последовательно связанных электродвигателя, предохранительной муфты, редуктора, карданного вала и цепной передачи для вращения кольцевого экрана. Всасывающий наконечник соединен с трубопроводом посредством поворотной вставки с установленной на ней регулируемой по высоте опорой для регулирования натяжения цепи цепной передачи [1].
Поворотное всасывающее устройство земснаряда способно обеспечить наиболее эффективную разработку несвязных песков россыпи и снизить потенциальные потери ценных компонентов высокой плотности вследствие того, что при вращении экрана всасывающего устройства области забоя, в некоторые моменты времени попадающие в зону гидродинамической тени, в которой восходящие струи воды имеют пониженные значения, будут последовательно чередоваться с областями интенсивного размыва, находящимися непосредственно под радиальными пазами.
Однако известно, что присутствие в песках россыпи глинистых и илистых частиц даже при небольшом их содержании резко увеличивает связность горной массы и снижает способность ее к размыву. В этих условиях эффективность применения имеющихся всасывающих устройств со стандартным земснарядным оборудованием может оказаться пониженной.
Для преодоления этого недостатка была разработана конструкция разрыхляюще-всасывающего устройства земснаряда, включающего трубопровод, всасывающий наконечник с экраном, содержащий жесткий диск с радиальными щелями и центральным непроницаемым кругом, каждая радиальная щель соединена с всасывающим наконечником герметичным каналом переменной формы поперечного сечения, общая площадь радиальных щелей не превышает площади поперечного сечения всасывающего наконечника, всасывающий наконечник снабжен приводом вращения, на жестком диске между радиальными щелями помещены радиальные ребра жесткости, а под ними - разрыхляющие лопасти с режущей кромкой [2].
С помощью такой конструкции можно разрабатывать методом всасывания горной массы россыпные месторождения, пески которых отличаются повышенной связностью, обусловленной, как правило, наличием в них цементирующего материала.
Однако у последней конструкции есть существенный недостаток: разрыхляющие лопасти с режущей кромкой сдвигают горную породу по касательной к окружности, перемещая отделенные от массива частицы на том же радиусе вращения, на котором произошло их отделение. Ввиду того, что вакуум в радиальных щелях уменьшается от центра всасывающего патрубка к периферии, а именно от его величины зависит локальная всасывающая способность щелей, поступление горной массы во всасывающий тракт земснаряда наиболее интенсивным будет в центральной области экрана и наименее интенсивным - в периферийных областях.
Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности разработки глинистых песков россыпи и снижении потерь ценных компонентов высокой плотности.
Поставленная цель достигается тем, что в скребково-всасывающем экране земснаряда, включающем трубопровод, всасывающий наконечник с экраном, содержащим жесткий диск с радиальными щелями и центральным непроницаемым кругом, каждая радиальная щель соединена с всасывающим наконечником герметичным каналом переменной формы поперечного сечения, общая площадь радиальных щелей не превышает площади поперечного сечения всасывающего наконечника, всасывающий наконечник снабжен приводом вращения, скребковые лопасти с режущей кромкой и ребрами жесткости установлены со смещением относительно осей радиальных щелей на угол 20-25°.
Использование предлагаемого скребково-всасывающего экрана земснаряда позволяет повысить эффективность разработки песков россыпи и снизить потери ценных компонентов большой плотности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид скребково-всасывающего экрана земснаряда; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - увеличенный разрез Б-Б на фиг.2.
Скребково-всасывающий экран земснаряда включает трубопровод 1, всасывающий наконечник 2, который снабжен экраном 3, содержащим жесткий диск 4 с радиальными щелями 5 и центральным непроницаемым кругом 6. Каждая радиальная щель 5 соединяется с всасывающим наконечником 2 герметичным каналом переменной формы поперечного сечения 7, а общая площадь радиальных щелей 5 не превышает площади поперечного сечения всасывающего наконечника 2. Скребково-всасывающий экран земснаряда снабжен приводом вращения 8 всасывающего наконечника 2, включающим последовательно связанные электродвигатель 9, предохранительную муфту 10, редуктор 11, карданный вал 12 и цепную передачу 13 для вращения экрана 3; всасывающий наконечник 2 соединен с трубопроводом 1 посредством поворотной вставки 14 с размещенной на ней регулируемой по высоте опорой 15 для регулировки натяжения цепи цепной передачи 13. На жестком диске 4 между радиальными щелями 5 установлены скребковые лопасти 16 с режущей кромкой 17 и ребрами жесткости 18 со смещением относительно осей радиальных щелей 5 на угол 19, равный 20-25°.
Устройство работает следующим образом.
При опущенном в воду всасывающем наконечнике 2 включают землесос (на чертежах не показан) и привод вращения 8. Вращающий момент электродвигателя 9 через редуктор 11 посредством предохранительной муфты 10 через карданный вал 12 передается на цепную передачу 13, приводящую во вращение экран 3. Для регулировки натяжения цепи в цепной передаче 13 на поворотной вставке 14 установлена регулируемая по высоте опора 15. В случае большого сопротивления вращению, предохранительная муфта 10 отключается, прекращая передачу крутящего момента.
При вращении экрана 3 режущая кромка 17 скребковых лопастей 16 снимает стружку с поверхности забоя (не показано), которая, перемещаясь по окружности, под действием продольной составляющей усилия толкания одновременно будет перемещаться вдоль скребковой лопасти от периферии экрана к его центру, а под действием вертикальных восходящих струй воды, формирующихся под радиальными щелями 5 жесткого диска 4, устремляется вверх и, проходя через герметичные каналы переменной формы поперечного сечения 7, дальше в виде пульпы подается во всасывающий наконечник 2 и трубопровод 1. Жесткость конструкции обеспечивается центральным кругом 6 и ребрами жесткости 18 со смещением их относительно осей радиальных щелей 5 на угол 19, равный 20-25°.
Скребково-всасывающий экран земснаряда позволяет повысить эффективность разработки глинистых песков россыпи и снизить потери ценных компонентов большой плотности.
Источники информации
1. Поворотное всасывающее устройство земснаряда. Патент РФ на изобретение №2208096. Опубл. 10.07.2003. Бюл. №19.
2. Разрыхляюще-всасывающее устройство земснаряда. Патент РФ на изобретение №2301865. Опубл. 27.06.2007. Бюл. №18.