ЗЕМСНАРЯД

Предполагаемая полезная модель относится к гидромеханизации, в частности, к техническим средствам для добычи полезных ископаемых из-под воды.
Известны конструкции земснарядов, включающие плавучий корпус, раму с грунтозаборным устройством, шарнирно установленную в прорези корпуса земснаряда, рамоподъемное устройство, размещенное на корпусе земснаряда (Лобанов В.А. Справочник по технике освоения шельфа. - Л.: Судостроение, 1983, рис.2.41, с.86-87). Недостатком известной конструкции является то, что при увеличении паспортной глубины грунтозабора необходимо изменять длину и массу рамы, рамоподъемное устройство и корпус, т.е. создавать новый типоразмер земснаряда. Это приводит к значительному удорожанию земснаряда. Поэтому такая конструкция является громоздкой и дорогостоящей при создании земснарядов для грунтозабора с больших глубин.
Известна конструкция земснаряда для работы преимущественно на больших глубинах, включающая раму с грунтозаборным устройством и несущую ферму с рамоподъемным механизмом, которая снабжена дополнительной фермой и соединена посредством шарниров с корпусом земснаряда и с поддерживающими поплавками (авторское свидетельство СССР №526694, кл. Е02F 3/90, 1973 г.). В данной конструкции в отличие от предыдущей снижается масса корпуса земснаряда, так как рамоподъемное устройство выносится вперед земснаряда за счет специальной фермы, а не за счет удлинения корпуса. Это снижает стоимость глубинного земснаряда по сравнению с предыдущим случаем. Однако в данной конструкции при увеличении глубины грунтозабора увеличивается длина фермы и расстояние от корпуса земснаряда до поддерживающих поплавков, а также длина рамы. Это снижает надежность работы земснаряда, так как неизбежны перекосы фермы относительно корпуса вследствие зазоров в связывающих их шарнирах, а также перекосы рамы грунтозаборного устройства относительно корпуса, фермы и поплавков. Поэтому при подъеме грунтозаборного устройства рама может быть смещена относительно прорези между поплавками, что исключает возможность подъема и может привести к поломке. С увеличением глубины грунтозабора снижается надежность работы земснаряда, а при боковых течениях или ветре эксплуатация становится невозможной.
Известен и принят за прототип земснаряд, включающий погружной грунтовой насос, соединенный с напорным эластичным грунтопроводом, намотанным на катушку, установленный на плавучем корпусе с возможностью перемещения (Краковский И.И. Суда технического флота. Л.: Судостроение. 1968, 503 с.См. с.33-35, рис.14). В известном земснаряде в качестве грунтового насоса применяется эжекторный насос, имеющий возможность вертикального перемещения за счет подвески его на канате. В отличие от выше рассмотренных конструкций данный земснаряд выполнен без рамы и благодаря намотке грунтопровода на катушку имеет возможность увеличения глубины грунтозабора без изменения размеров корпуса земснаряда. Однако недостатком известной конструкции является увеличение габаритов корпуса земснаряда и, следовательно, стоимости земснаряда при увеличении производительности насоса. При этом увеличивается диаметр эластичного напорного грунтопровода, который наматывается на катушку, а это вызывает увеличение диаметра катушки. Расстояние центра масс над водой при этом значительно увеличивается, что снижает остойчивость земснаряда и надежность его работы.
Решаемая предполагаемой полезной моделью задача - повышение надежности работы земснаряда при увеличении его производительности.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого технического решения - увеличение остойчивости земснаряда с минимальными материальными затратами.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном земснаряде, включающем погружной грунтовой насос, соединенный с напорным эластичным грунтопроводом, намотанным на катушку, установленный на плавучем корпусе с возможностью перемещения, в соответствии с новым предложением он снабжен дополнительным погружным грунтовым насосом, установленным на корпусе земснаряда с возможностью перемещения и соединенным с дополнительным напорным эластичным грунтопроводом, намотанным на дополнительную катушку.
Возможны дополнительные варианты конструкции земснаряда, в которых целесообразно, чтобы:
- основной и дополнительный грунтовые насосы были установлены в сквозных колодцах, выполненных в корпусе земснаряда;
- колодцы были снабжены конусными вставками.
Указанные преимущества, а также особенности предлагаемой полезной модели поясняются вариантами ее осуществления со ссылками на чертежи: на фиг.1 изображена схема земснаряда в походном положении (вид сбоку); на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - схема земснаряда в рабочем положении.
Земснаряд включает погружной грунтовой насос 1, соединенный с напорным эластичным грунтопроводом 2, намотанным на катушку 3. Насос 1 установлен на корпусе 4 с помощью каната 5 лебедки 6, обеспечивающей его перемещения. Земснаряд снабжен дополнительными насосом 7, напорным эластичным грунтопроводом 6, намотанным на дополнительную катушку 9. Насос 7 установлен на корпусе 4 с помощью каната 10 лебедки 11, обеспечивающей его перемещения. Насосы 1 и 7 установлены в сквозных колодцах 12 и 13, снабженных конусными вставками 14. Земснаряд снабжен также погрузочными устройствами 15, 16 правого борта и 17, 18 левого борта. Грунтовые насосы снабжены мониторами 19 и 20 для гидрорыхления грунта.
Земснаряд работает следующим образом. Насосы 1 и 7 опускаются вниз через колодцы 12 и 13 с помощью канатов 5 и 10 и лебедок 6 и 11 до контакта с грунтом. Насосом гидрорыхления (на рисунках условно не показан) вода подается в мониторы 19 и 20. Истекая из сопел мониторов вода рыхлит грунт и подает его в зону всасывания насосов 1 и 7. Грунт перемешивается с водой, образуя водогрунтовую смесь, которая засасывается насосами 1 и 7. Насосами 1 и 7 водогрунтовая смесь нагнетается по нитям трубопроводов 2 и 8 в погрузочные устройства 15, 16 или 17, 18 (на фиг.2 показано, что водогрунтовая смесь подается в погрузочные устройства 17, 18 левого борта, которые опущены в трюм грунтоотвозной шаланды, а устройства 15, 16 правого борта подняты вверх). Перемещение земснаряда по акватории карьера осуществляется оперативными лебедками, которые на рисунках условно не показаны. При опускании насосов 1 и 7 вниз по мере разработки грунта происходит сматывание нитей трубопроводов 2 и 8 с катушек 3 и 9 и перемещение их за насосами до выработки карьера на полную глубину. Подъем и опускание насосов осуществляется лебедками 6 и 11. В качестве насосов 1 и 7 могут быть применены объемные, динамические, струйные, эрлифтные или другого типа насосы (например, винтовой или пневматический для добычи сапропеля, центробежный или эжекторный для добычи НСМ или их комбинации в зависимости от условий добычи).
1/2
Как видно из фиг.1 и 3 от диаметра катушек 3 и 9 зависит положение центра масс земснаряда: чем больше диаметр катушки, тем выше расположен центр масс, тем ниже устойчивость земснаряда от опрокидывания, тем ниже надежность его работы. Поэтому для повышения надежности работы земснаряда в данном техническом предложении установлен дополнительный насос 7 с грунтопроводом 8 и катушкой 9, что обеспечило повышение производительности земснаряда в 2 раза. При этом диаметр напорных грунтопроводов 2 и 8 меньше в 2=1,4 раза по сравнению с вариантом, когда установлен один насос с подачей, равной сумме подач насосов 1 и 7, благодаря чему во столько же раз уменьшился и диаметр катушек 3 и 9, что обеспечивает надежную работу при повышении производительности земснаряда.
Установка насосов 1 и 7 в колодцах 12 и 13 повышает прочность корпуса земснаряда, что повышает его надежность, а также упрощает работы по обслуживанию насосов.
Выполнение в колодцах 12 и 13 конусных вставок 14 упрощает подъем и опускание насосов 1 и 7, так как конусные вставки служат направляющими при входе насосов в колодцы. Это также повышает надежность работы.