ПЛАВУЧИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДВОДНОГО ГРУНТА
FLOATING COMPLEX FOR UNDERWATER SOIL PROCESSING

Изобретение относится к конструкции плавучего сортировочно-классификационного комплекса и может быть использовано при освоении и разработке подводных месторождений, при производстве дноуглубительных и добычных работ с обводненных карьеров по легкоразмываемым грунтам, таким как песок речной или песчано-гравийные смеси.
В связи с постоянным ростом требований к качеству материалов дорожно-строительная отрасль переходит на потребление фракционного песка и гравия, соответствующих ГОСТу. Поэтому природная песчано-гравийная смесь должна пройти и промывание и сортировку.
Известно комбинированное устройство для классификации и обогащения полезных ископаемых [см. Патент РФ на изобретение №2189862, МПК B03B 9/00, опубл. 2002.09.27], содержащее землесос с патрубком для пульпы, классификатор в виде отстойно-обогатительных камер в трюме баржи. Устройство (комплекс) позволяет повысить степень промывки грунта, но баржа после заполнения отводится на разгрузку и дальнейшую переработку по берегу на отдельные фракции и отходы пульпы, остающиеся на берегу, заиливают и запесочивают берег.
Известен плавучий комплекс для переработки подводного грунта [см. Патент РФ на полезную модель №54820, МПК E02F 3/88, B03B 9/00, опубл. 2006.07.27], содержащий последовательно связанные и установленные на барже землесос, гидроклассификаторы, гидроциклон, спиральный классификатор и грохот, вход которого соединен с выходом гидроклассификатора или с выходом землесоса для четвертого варианта комплекса, дробилку, вход которой связан с выходом грохота или вообще отключен. Гидроклассификатор, гидроциклон, спиральный классификатор, грохот, дробилка связаны между собой и с транспортными баржами и/или лодками, лебедками; выход грохота для пульпы с песком без гравия связан с входом спирального классификатора или не связан, когда грохот не работает. Недостатками комплекса является незначительная производительность по пульпе и громоздкость оборудования и его размещение.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является плавучий обогатительный комплекс для переработки песчано-гравийной смеси [см. Ппатент РФ на полезную модель №100432, МПК B03B 9/00, E02F 3/88, опубл. 2010.12.20], включающий блок гидроциклонов, выполненный в виде установленных на плавучем средстве последовательно соединенных двух гидроциклонов и двух гидрогрохотов, выход первого гидроциклона связан со входом второго гидроциклона, второй выход первого гидроциклона с обогащенной пульпой связан с гидрогрохотом, один из выходов которого связан с выбросом основной части воды с илистыми частицами в акваторию добычи, а второй выход с гравием фракции 10-20 мм связан желобом для погрузки на баржу, второй выход второго гидроциклона связан с гидрогрохотом, один из выходов которого связан с выбросом воды с частицами песка в акваторию добычи, второй выход с гравием фракции 5-10 мм связан с желобом для погрузки в баржу, выход второго гидроциклона пульпы с песком без гравия фракции 0,16-5 мм и в виде мелких частиц песка поступает в бункер-накопитель, нижний выход которого связан с бункером-распределителем песка фракции 0,16-5 мм через гидравлические заслонки для подачи на желоб погрузки, верхний выход бункера-накопителя связан с выбросом мелких частиц песка в акваторию добычи. Недостатками этого комплекса является то, что для обеспечения рабочего состояния комплекса потребуется грунтовый насос с рабочим давлением свыше 35 м вод. ст., и как следствие, существенное увеличение потребляемой мощности насоса, так как для работы гидроциклонов необходимы достаточные перепады высот, необходимость контроля соотношения расхода грунта в смеси к пульпе.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением,  - отсутствие необходимости в регулировании соотношения расхода грунта в смеси к пульпе и перепада высот для обеспечения работы гидроциклонов и, как следствие, упрощение процесса и повышение производительности комплекса в целом.
Поставленная задача решается предлагаемым изобретением, представляющим собой плавучий комплекс для переработки подводного грунта, включающий блок из гидроклассификатора, виброгрохота и гидроциклона, в котором песчано-гравийная смесь, засасываемая грунтовым насосом, направляется в гидроклассификатор, нижняя часть которого связана с грунтосборником, к которому присоединен эжектор, связанный трубопроводом с распределительным коробом, соединенный с виброгрохотом, в котором песчанно-гравийная смесь рассеивается на ситах по фракциям, из которых фракции свыше 3-5 мм направляются на отгрузку, а фракции менее 3-5 мм направляются в зумпф, соединенные с виброгрохотом, который в свою очередь связан трубопроводом через песчаный насос с гидроциклоном, из которого фракции менее 3-5 мм из нижней ее части направляются на отгрузку, а илистые и пылистые частицы вместе с водой удаляются в слив через верхнюю часть гидроциклона на отгрузку потребителям. Кроме того, диаметр трубопровода подбирается в балансе с производительностью виброгрохота и гидроклассификатора, а регулировка производительности производится за счет изменения давления подаваемой в эжектор воды.
На фиг. 1 изображена схема плавучего комплекса для переработки подводного грунта.
Комплекс включает последовательно связанные и установленные на плавучем средстве грунтовый насос 1, гидроклассификатор 2, грунтосборник гидроклассификатора 3, эжектор 4, распределительный короб 5, виброгрохот 6, зумпф 7, грунтовый насос 8, гидроциклон для песка 9, лоток погрузочный гравийный 10, лоток погрузочный песковый 11.
Устройство комплекса работает следующим образом. Пульпа, засасываемая грунтовым насосом земснаряда 1, подается на гидроклассификатор 2, где за счет центробежных сил происходит разделение грунтомассы (песчаной и песчано-гравийной смеси) по крупности частиц (в зависимости от исполнения гидроклассификатора). Мелкие частицы песка, ила, дресвы и др. взвешенные частицы удаляются из гидроклассификатора в слив. Крупные частицы оседают в грунтосборнике гидкроклассификатора 3 и, подхватываемые эжектором 4, подаются по трубопроводу через распределительный короб 5 на виброгрохот 6. На этом этапе за счет воды, подаваемой под большим давлением эжектора, грунтомасса транспортируется для дальнейшей сортировки на виброгрохоте 6, причем при этом способе транспортировки расположение виброгрохота относительно гидроклассификатора может быть любым. При движении по трубопроводу грунтомасса активно перемешивается и производится эффективная дополнительная промывка материала. Диаметр трубопровода подбирается в балансе с производительностью виброгрохота и гидроклассификатора, за счет чего не требуется промывка самого виброгрохота. Регулировка производительности работы производится за счет изменения давления, подаваемого в эжектор 4 воды. Работа в схеме гидроклассификатор - эжектор - виброгрохот практически не требует автоматизации процесса. Рассеиваемый виброгрохотом 6 на ситах по необходимым фракциям материал свыше или 3 мм или 5 мм (в зависимости от требования заказчика) погрузочным лотком 10 направляется на отгрузку. Материал с фракционным составом менее или 3 или 5 мм вместе с водой попадает в зумпф 7, из которого грунтовым насосом для песка 8 подается в гидроциклон 9. За счет гидроциклона материал разделяется и отправляется на отгрузку потребителю или на дополнительное осушение, а мелкий песок, пылистые и илистые частицы вместе с водой удаляются в слив.
Таким образом, в результате использования предлагаемого плавучего комплекса упрощается процесс обогащения и фракционирования песчано-гравийной смеси и повышается производительность комплекса в целом за счет отсутствия необходимости повышения напора грунтового насоса при подаче пульпы в гидроклассификатор.
Кроме того:
- материал, производимый посредством данного комплекса, становится существенно чище за счет дополнительной промывки смеси водой, подаваемой эжектором, и соответствует требованиям ГОСТа;
- отсутствует необходимость автоматизации процесса выгрузки материала из грунтоосадителя, так как нет необходимости в регулировании подачи песчано-гравийной смеси.