ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЗЕМЛЕСОСНОГО СНАРЯДА

Полезная модель относится к гидромеханизации и может быть использована преимущественно для разработки сапропеля, а также торфяных, илистых грунтов и других донных отложений.
Известны грунтозаборные устройства земснарядов, содержащие осевой грунтовый насос, фрезерный рыхлитель с ножами и всасывающий наконечник [например, А.св. СССР №323516, кл. Е 02 F 3/88].
Недостатком таких устройств является затрудненность разработки сапропеля, содержащего в своей массе растительные остатки, обусловливающие неполное разрушение структуры грунта по периферии всасывающего наконечника.
Известны грунтозаборные устройства земснаряда, включающие всасывающий наконечник, подвижные, с различной длиной относительно оси вращения ножи-лопатки, установленные в радиальных пазах обоймы и кожух, обеспечивающие подводную разработку преимущественно илистых грунтов и их принудительную подачу во всасывающий наконечник [А.св. СССР №611986, кл: Е 02 F 3/92].
Ножи-лопатки такого известного устройства выполнены П-образной формы и установлены в радиальных пазах обоймы с возможностью свободного возвратно-поступательного перемещения, что обеспечивает эффективное разрыхление грунта по периферии и подачу его во всасывающий наконечник. Однако известные устройства такого типа не гарантируют достаточную производительность земснаряда, что обусловлено формой ножей, пересекающих поток всасываемого грунта и препятствующих его всасыванию.
Известно грунтозаборное устройство земснаряда, содержащее всасывающий наконечник и установленный перед ним разрыхлитель, включающий приводной вал и размещенные на нем ножи в виде
разрыхлительных лопаток [А.св. СССР №861493 кл. Е 02 F 3/90]. Ножи выполнены Г-образными, размещены на валу по винтовой линии с переменным шагом. Число ножей может меняться. Вершины ножей разрыхлителя по Г-образной форме загнуты в сторону всасывающего наконечника, угол загиба и наклона ножей может быть разным. Приемное отверстие на всасывающем наконечнике относительно места крепления разрыхлителя расположено эксцентрично в пределах расстояния, меньшего длины ножей. Приводной вал разрыхлителя встроен во всасывающий наконечник параллельно оси приемного отверстия. Грунтозаборное устройство такой конструкции обеспечивает повышение производительности земснаряда за счет уменьшения сопротивления всасыванию со стороны ножей разрыхлителя, реже пересекающих поток всасываемого грунта.
Недостатком известного устройства является значительный просор грунта, вызванный тем, что нарезание его на комья производится вне зоны всасывания. Кроме того, резание грунта затруднено из-за наматывания растительных волокон на ножи.
Известно Грунтозаборное устройство землесосного снаряда для разработки растительных грунтов, включающее всасывающий наконечник, две фрезы перед ним в виде цилиндрических барабанов с консольными ножами на их поверхности и отбойную плиту, встроенную между фрезами, с ножами, лезвия которых обращены навстречу вращению фрез. [А.св. №831916, кл. Е 02 F 3/90]. В устройстве предусмотрена очистка фрез от волокон растительного грунта за счет перерезания их ножами в отбойной плите, образующих при вращении фрез режущие пары. Этим обеспечивается улучшение условий резания разрабатываемого грунта, а, следовательно, и повышение производительности устройства.
Однако известным устройством нарезание грунта производится за пределами зоны всасывания, вследствие чего просор грунта достигает значительной величины, что снижает эффективность разработки.
Известно Грунтозаборное устройство землесосного снаряда [А.св. СССР №987046, кл. Е 02 F 3/88], взятое в качестве прототипа к
предлагаемому данной заявкой. Известное грунтозаборное устройство включает всасывающий наконечник с установленным на нем приводным валом, несущим фрезерный рыхлитель на торце, и, по меньшей мере, пару режущих пластинчатых основных ножей, жестко смонтированных на фланце, размещенном на валу между рыхлителем и торцем наконечника, и обращенных полками к фрезерному рыхлителю, и режущие дополнительные пластинчатые ножи, по меньшей мере, два, установленные посредством полукольца на всасывающем наконечнике. Фланец с ножами установлен на приводном валу с возможностью регулирования его положения по вертикали, т.е. зазора между режущими ножами на фланце и режущими ножами на наконечнике, посредством осевого паза на валу и установочной ступицы с болтом на фланце. Известное устройство обеспечивает эффективное резание растительных включений, исключает забивание фрезерного рыхлителя растительными волокнами. Однако грунтозаборное устройство землесосного снаряда известной конструкции не обеспечивает возможности разработки плотных грунтов в подводных забоях, а также увеличения зоны рыхления.
Задачей создания полезной модели было повышение эффективности грунтозабора за счет исключения потерь и увеличения объема зоны разработки различных категорий грунта.
Задача решается предлагаемым грунтозаборным устройством землесосного снаряда, включающим всасывающий наконечник с установленным на нем приводным валом, несущим фрезерный рыхлитель на торце, по меньшей мере, пару, режущих пластинчатых основных ножей, жестко смонтированных на фланце, размещенном на валу между рыхлителем и торцем наконечника, и режущие пластинчатые дополнительные ножи, по меньшей мере, два, характеризующимся тем, что режущие пластинчатые дополнительные ножи диаметрально разнесены и установлены на фланце зеркально основным ножам, под углом 90° к ним в вертикальной плоскости, и размещены, по меньшей мере, один перед входным отверстием наконечника с возможностью его частичного перекрытия, а фрезерный рыхлитель выполнен
в виде пары шнеков с однонаправленными винтовыми лопастями и установленными на валу диаметрально, под углом 90° друг к другу.
Грунтозаборное устройство характеризуется тем, что пластинчатые ножи, основные и дополнительные выполнены Г-образными.
В грунтозаборном устройстве Г-образные пластинчатые ножи установлены на фланце с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения относительно вала посредством их размещения в радиальных пазах, выполненных или во фланце, или в ножах.
Грунтозаборное устройство характеризуется тем, что Г-образные пластинчатые ножи, основные и дополнительные, выполнены разновеликими, с различной высотой относительно оси приводного вала фрезерного рыхлителя.
В грунтозаборном устройстве дополнительные ножи выполнены высотой, равной 1,5-1,7 высоты основных ножей от приводного вала.
Предлагаемая конструкция грунтозаборного устройства позволяет в процессе эксплуатации изменять как диаметр рабочего органа, так и расстояние между режущими ножами и фрезерным рыхлителем, и, соответственно, изменять объем зоны разработки при исключении потерь грунтовой массы в процессе эксплуатации на разработке грунтов различного характера (глина, суглинок, супесь, песок, ил, торф, сапропель и т.д.), а также условий разработки: верхний ил - текучий - возможна большая зона рыхления при определенной мощности); нижний иловый слой - плотный, зона рыхления уменьшена.
Грунтозаборное устройство землесосного снаряда поясняется чертежами, где на: фиг.1 представлен схематично общий вид устройства, продольный разрез; на фиг.2 - вид спереди на Грунтозаборное устройство; на фиг.3 - разрез по Б-Б (на фиг.1); на фиг.4 - разрез по В-В (на фиг.1).
Грунтозаборное устройство землесосного снаряда включает всасывающий наконечник 1 с установленным на нем приводным валом 2, несущим фрезерный рыхлитель 3 на торце, по меньшей мере, пару режущих Г-образных пластинчатых основных ножей 4, жестко смонтированных на
фланце 5, размещенном на валу 2 между рыхлителем 3 и торцом наконечника 1, и обращенных полками к фрезерному рыхлителю 3, режущие пластинчатые дополнительные ножи 6, по меньшей мере 2. Дополнительные ножи 6 диаметрально разнесены на фланце 5, установлены зеркально основным ножам 4, под углом 90° к ним в вертикальной плоскости, и размещены, по меньшей мере один, перед входным отверстием наконечника 1 с возможностью его частичного перекрытия. Фрезерный рыхлитель 3 выполнен в виде пары шнеков 7, 8 с однонаправленными винтовыми лопастями и установленными на приводном валу 2 диаметрально под углом 90° друг к другу. Режущие пластинчатые ножи 6, дополнительные, как и основные 4 выполнены Г-образными. Режущие ножи 4 и 6 установлены на фланце 5 с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения относительно приводного вала 2 посредством их размещения в радиальных пазах 9, выполненных или во фланце 5 или в теле ножей 4, 6. Крепление ножей 4, 6 осуществляется болтами 10. Режущие Г-образные пластинчатые ножи, основные 4 и дополнительные 6, выполнены разновеликими, с различной высотой относительно оси приводного вала 2, при этом дополнительные ножи 6 выполнены с высотой от вала, равной 1,5-1,7 высоты основных ножей 4.
Количество ножей может изменяться. Вершины (полки) ножей могут быть загнуты в сторону вала, угол загиба и наклона ножей может быть разным. Приемное - входное отверстие 11 наконечника выполнено эллиптическим, выгнутым по наружному диаметру фланца 5 рыхлителя 3, и расположено эксцентрично относительно оси приводного вала 2 в пределах расстояния, меньшего длины (высоты относительно вала) дополнительных ножей 6 в их максимально раздвинутом состоянии.
При вращении приводного вала 2 (в подшипниковом узле 11 от привода (не показ.) и продольном перемещении устройства шнеки 7, 8 и Г-образные ножи 4, 6, основные и дополнительные внедряются в грунт, разрезают его послойно, осуществляют фрезерование, при этом комья и растительные остатки скользят по криволинейным поверхностям шнеков 7, 8, что
способствует их самоочищению. Г-образные ножи 4, 6, выполненные зеркально отраженными, играют роль отвалов, поднимают разрезанный послойно грунт и смешивают его с водой. При этом при вращении ножи 4, 6 и шнеки 7, 8, образующие рабочие режущие пары, срезают за счет защемления между Г-образными ножами и шнеками имеющиеся стебли растений. Зону среза (выработки) грунта можно регулировать изменением положения ножей 4, 6 как на валу - вдоль него, так и относительно него изменением их положения в пазах 9 с последующей фиксацией крепежными болтами 10 соответственно, выбирая (в зависимости от грунта) оптимальный зазор между режущими кромками ножей и шнеков и расстояния от всасывающего наконечника 1. Срезанная стружка грунта движется Г-образными ножами в полость фрезерного шнекового рыхлителя 3. Разрыхленная одновременным воздействием ножей 4, 6 и шнеков 7, 8 масса, оказываясь в активной зоне всасывания, полностью захватывается потоком воды и, подталкиваемая вновь поступающими порциями грунта, транспортируется через всасывающий наконечник 1 во всасывающий грунтопровод 12 и к грунтовому насосу (не показ.)
Толщина породной стружки (комьев) при работе данным устройством определяется связностью разрабатываемой массы, например, ила, торфа, сапропеля, а оптимальный режим забора грунта достигается заданной (необходимой) установкой элементов устройства.
Предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность грунтозабора за счет одновременного бокового и торцевого уменьшения потерь грунта при разработке торфяных, илистых грунтов, сапропелей, сплавин, донных отложений. Кроме того, наличие зеркально расположенных режущих ножей в совокупности со шнеками, обеспечивающими возможность заглубления и увеличивающими зону разработки и осевую скорость потока, позволяет транспортировать упомянутые грунты естественной влажности по трубам с диаметром, меньшим диаметра всасывающего отверстия, а также позволяет снизить износ элементов грунтозаборного устройства, облегчить складирование поднятого грунта. Предложенная конструкция
грунтозаборного устройства предотвращает засорение всасывающей линии земснаряда крупными включениями добываемого материала.
Эффективность устройства повышается также за счет выполнения входного отверстия всасывающего наконечника с эллипсовидным сечением и всегда расположенным большей осью сечения параллельно плоскости откоса разрабатываемого грунта, чем достигается наибольшая интенсивность грунтозабора полезного грунта.
Для производства предлагаемого грунтозаборного устройства не требуется специального оборудования, дорогостоящих материалов, оно может быть установлено как в новых конструкциях, так и модернизируемых грунтозаборных устройствах.