5. Черпаковые устройства

Черпаковые устройства основаны на механических способах разруше­ния и транспортировки грунта. Земснаряды, оборудованные ими, называются землечерпательными снарядами, или землечерпалками (рис. 183, б).

Конструкций черпаковых устройств очень много. Различают одно- и многочерпаковые рабочие органы.

Одночерпаковые рабочие органы аналогичны сменному рабочему оборудованию одноковшовых экскаваторов. Они малопроизводи­тельны и поэтому в строительстве магистральных трубопроводов, как правило, не применяются.

Рабочим органом многочерпакового земснаряда является черпа- ковая цепь, представляющая собой бесконечную шарнирную ленту с закрепленными на ней черпаками.

Черпаковая цепь располагается на раме, на концах которой смон­тированы барабаны.

Верхней частью черпаковая рама шарнирно крепится к башне, установленной на корпусе земснаряда.

В башне, под местом опрокидывания черпаков, расположен грун- тозаборный колодец, оканчивающийся бункером. Попадающий в него грунт размывается водой, подаваемой туда специальным насосом. Образующаяся пульпа засасывается гидроэлеватором и транспорти­руется по пульпопроводу к месту сброса.

Рабочий участок черпаковой цепи поддерживается и направляется роликовыми скатами, устанавливаемыми на верхнем поясе черпаковой рамы. Роль направляющего органа для черпаковой цепи выполняет к нижний барабан, представляющий собой массивную стальную от­ливку или сварную конструкцию, свободно вращающуюся на своей оси. Тяговое усилие цепи сообщается верхним черпаковым барабаном.

Конструкция черпаковых барабанов напоминает многогранник с ребордами. Число граней у барабанов всегда принимается различ­ным во избежание резонанса.

У верхнего барабана число граней берется меньше, поскольку при этом уменьшается необходимый крутящий момент. У нижнего — наоборот, так как вызванное этим удлинение рабочего хода черпака благоприятно сказывается на процессе разрушения грунта. Поэтому число граней у нижнего барабана принимается на единицу больше, чем у верхнего. Обычно соотношение числа граней верхнего и нижнего барабанов соответственно составляет 4 : 5 или 5 : 6. Увеличение этого числа содействует равномерности работы цепи, но одновременно по­вышает момент сопротивления и может привести к проворачиванию верхнего барабана на валу при внезапно застопорившейся цепи в случае встречи черпака с препятствием.

Черпак представляет собой довольно сложный по форме грунто- заборный орган (рис. 190, а). Его основанием служит каретка 1, к которой крепится верхняя плоская часть 2, получившая название спинки. Главную часть внешней поверхности черпака образует так называемый шинельный лист 3, близкий по форме к конусу, усе­ченному двумя взаимно перпендикулярными плоскостями. К листу примыкает боковая стенка 4 и сферическое донышко 5, составляющие вместе с ним и спинкой объем, заполняемый грунтом. Режущая кромка шинельного листа, непосредственно разрушающая грунт, делается утолщенной и именуется резаком. Каретка имеет отверстия, через которые к ней посредством черпаковых пальцев присоединяются чер- паковые звенья 6, образующие с черпаками общую цепь

Рис. 190. Схема землечерпательного рабочего органа:

а — черпаковое звено; б — расположение черпакового звена на верхнем барабане; в ■— расположение черпакового звена на нижнем барабане.

. СКРЕПЕРНО-ЗЕМЛЕСОСНЫЕ УСТАНОВКИ

Скреперно-землесосные установки предназначены для разработки подводных траншей по дну неглубоких водоемов методом скреперова- ния. Они отличаюся от обычных канатно-скреперных установок тем, что имеют закрытый ковш двухстороннего действия, грунт из которого отсасывается по мере поступления при помощи землесосного или' эжекторного рабочего органа или вымывается за пределы траншеи высоконапорными струями воды. К ковшу при помощи канатов кре­пится находящаяся на плаву насосная станция, расположенная на понтонах и перемещаемая по поверхности водоема вслед за ковшом при помощи тех же канатов (рис. 191).

На насосной станции установлен двигатель внутреннего сгора­ния, приводящий во вращение вал землесоса или насоса, подающего под напором чистую воду по гибкому или шарнирному трубопроводу к гидроэлеватору или гидроразрыхлителям, расположенным на ковше.

Ковш сварной конструкции представляет собой полую емкость с двумя щелевидными отверстиями для забора грунта, находящимися по его концам и поочередно закрываемыми заслонками с таким расче­том, чтобы всегда была открыта та щель, в сторону которой движется ковш. Нижняя кромка каждой щели является рабочей и наплавлена износостойким материалом или оснащена зубьями. Во внутренней полости ковша установлены гидравлические разрыхлители, размыва­ющие поступающий в него грунт.

Образующаяся, таким образом, пульпа поступает во всасывающий трубопровод при помощи землесоса или гидроэлеватора и удаляется из ковша.

Удаление пульпы может производиться и без помощи землесоса или гидроэлеватора, а только под давлением струй размывочной воды от гидроразрыхлителей, вытесняющим пульпу из ковша по короткому пульпопроводу, сбрасывающему ее вниз по течению. Установки такого типа называют также скрепер-пульпометами. Последнее название лучше отражает принцип их действия

ПОДВОДНЫЕ ТРУБОЗАГЛУБИТЕЛИ

Область применения земснарядов с рабочим оборудованием земле- сосно-эжекторного или землечерпательного типа, как правило, огра­ничена возможной глубиной опускания и эффективной работы рабо­чего органа (обычно 8—12 м, а иногда до 20—25 м). Кроме того, ширина но дну разрабатываемой ими траншеи превышает диаметр укладываемого трубопровода в 8—12 раз, что необходимо для пред­отвращения заноса донным грунтом в период, предшествующий укладке трубопровода, а также для обеспечения попадания дюкера в траншею при его протаскивании

Машины, предназначенные для разработки подводных траншей непосредственно под выложенным по дну трубопроводом, называются подводными трубозаглубителями

Плавучесть рабочих органов создается понтонами, монтируемыми в их центральной части или внешне крепящимися к ней, и может регу­лироваться в необходимых пределах путем заполнения понтонов водой, полной или частичной их продувкой сжатым воздухом от компрессора.

Рабочий орган любого типа соединяется с энергетической базой при помощи стальных тросов и гибких шлангов.

В процессе заглубления трубопровода рабочий орган передви­гается по нему на роликах при помощи энергетической базы, которая перемещается поверху водоема с помощью оперативных лебедок.

Передвигаясь по трубопроводу, трубозаглубитель разрабатывает под ним траншею, в которую тот опускается под действием собствен­ного веса, веса трубозаглубителя и пригрузки, равномерно располо­женной вдоль трубопровода.

По окончании трубозаглубительных работ рабочий орган подни­мают на поверхность.