СПИРАЛЬНО-ШНЕКОВЫЙ РЫХЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к устройствам для подводной разработки грунтов землесосными снарядми.
Известна установка для подводной добычи илистых грунтов (SU 619658, опубл. 15.08.1978.) состоящая из сварной рамы, на которой с помощью стоек закреплена стрела. Механизм подъема-опускания стрелы состоит из двух силовых гидроцилиндров и гидравлической системы. Гидравлическая система установки присоединена к гидросистеме базовой машины. На другом конце стрелы закреплен шнековый насос для подачи сапропеля по напорному пульпопроводу в прицепную емкость. На валу шнекового насоса с помощью болтового соединения закреплена насадка. Кожух насадки жестко присоединен к корпусу насоса. В зимнем варианте на конце шнека устанавливают ледорез [1].
Известна установка для подводной добычи илистых грунтов (SU 1409754, опубл. 15.07.1087) состоящая из установленной на понтоне рамы, 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 [2].)
Эти установки являются наиболее близкими аналогами предлагаемому техническому решению.
Известно грунтозаборное устройство землесосного снаряда по патенту (RU 2176009, опубл.20.11.2011) в кожухе которого размещен рыхлитель шнекового типа [3].
Недостатком существующих устройств являются низкая эффективность работы. Цель предполагаемой полезной модели - повышение эффективности подводной разработки путем уменьшения энергетических затрат на рыхление грунта. Указанная цель достигается тем, что шнек выполнен в виде спирали (пружины) и имеет гидродвигатель, регулирующий частоту вращения вала спирали шнека в зависимости от физико-механических свойств материала.
Устройство состоит из винтовой поверхности в виде спирали с левой и правой навивками 1, кожуха 3 и гидропривода 2. При этом винтовая спиральная поверхность может быть сменной и иметь раз личные диаметры, 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 вращается гидроприводом с заданной частотой вращения, разрыхляет грунт и подает его к грунтовому насосу. Спираль имеет левую и правую навивки, осуществляющие подпор во всасывающий патрубок грунтового насоса. И кроме того, снижают усилие, эквивалентное моменту трения в упорных подшипниках. Конструкция спирали исключает промежуточные опоры, что позволяет массе (пульпе) перемещаться без дополнительных сопротивлений к всасывающему отверстию грунтонасоса и исключить усилие, эквивалентное моменту трения в подвесных подшипниках.
Таким образом, реализуется поставленная задача полезной модели, а именно: повышается интенсификация забора материала из залежи за счет изменения режима вращения вала спирального шнека; улучшается процесс подачи грунта к всасывающему патрубку грунтового насоса; 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 дно желоба; усилия вдоль винта, эквивалентного моменту трения винта о грунт; усилия, эквивалентного моменту трения в упорных подшипниках; усилия, эквивалентного внутреннего трению о материал; потери на внутреннее трение в порциях материала около подшипников.
Для уменьшения мощности привода нужно уменьшить количество факторов влияющих на процесс забора материала. Этого можно достичь заменой сплошного винтовой поверхности гибким шнеком в виде спирали с левой и правой навивками. Что позволит снизить усилие, эквивалентное моменту трения в подвесных и упорных подшипниках.
После прохода такого устройства по забою, остается достаточно хорошо выровненная поверхность.
Источники информации
1. Бакшеев В.Н. и др. А.с. №619658 СССР, МКИ Е21С 45/00. Установка для подводной добычи илистых грунтов в ледовых условиях. - №2454757/22-03; Заявлено 21.02.77; Опубл. 15.08.78. Бюл. №30.
2. Бакшеев В.Н. А.с. №SU 1409754 А1 СССР, МКИ Е21С 45/00, Е02F 3/88. Установка для добычи илистых грунтов. - №4120512/30-26; Заявлено 19.09.86; Опубл. 15.07.88. Бюл. №26.
3. Иванов С.Л. А.с. №RU 2176009 С2, МКИ Е02F 3/92. Грунто-заборное устройство землесосного снаряда. - №2000101895/03; Заявлено 28.01.2000; Опубл. 20.11.2001.