книги из ГПНТБ / Бородулин, Я. Ф. Дноуглубительный флот и дноуглубительные работы учебник

в насос крупных твердых предметов, имеющих размер больше диаметра отверстия во всасывающей головке.

Для работы эжекторного насоса используется кинетическая энергия струи пускаемой в него воды.

Рабочая жидкость — вода из межтрубного пространства — под давлением, обтекая снаружи направляющий конус смесительной камеры, устремляется в кольцевое сопло 2, образованное обтекателем смесителя и кольцевой полостью всасывающей головки грунтоприем­ ника. Так как кольцевое сопло имеет малое сечение, то вода из него выходит с большой скоростью в смеситель, увлекая за собой воздух

в смеситель и смешиваться там с рабочей жидкостью (водой). В рас­ ширяющемся патрубке-диффузоре 7 скорость смеси жидкости умень­ шается, в результате чего создается напор, под которым жидкость по­ ступает в сосуновую трубу, а следовательно, в напорный грунтопро­ вод. Если зев грунтоприемника приблизить к грунту, то поступающая в него вода будет размывать грунт и увлекать его в грунтоприемник.

Для улучшения грунтозабора применяют гидравлическое разрых­ ление грунта перед всасыванием. Для этого на грунтоприемнике уста­

Рис. 66. Эжекторный насос

Основным недостатком эжекторного грунтозабора является низ­ кий к. п. д. (0,15-^0,20). Однако этот недостаток в значительной степени компенсируется устойчивой работой эжекторного землесоса, высокой консистенцией пульпы и простотой конструкции насоса.

120

§ 37. Землесосы-эрлифты

Производительность самоотвозных землесосов в значительной сте­ пени зависит от консистенции засасываемой пульпы. При работе землесоса на вязко-пластичных илистых грунтах из-за недостаточной всасывающей способности грунтовых насосов при плотности пульпы 1,20—1,23 т/м3 наблюдается срыв вакуума, поэтому всасывается пульпа с низкой консистенцией.

Илистый грунт плохо осаждается в грунтовом трюме, и работа зем­ лесоса с переливом не приводит к заметному увеличению количества грунта в трюме, поэтому землесос на свалку отвозит не грунт, а смесь, содержащую 40—70% воды.

Повышение производительности самоотвозных землесосов при ра­ боте на илистых грунтах требует доведения консистенции смеси до возможного максимума.

Эрлифтный способ для подъема воды из глубоких шахт, добычи полезных ископаемых и строительных материалов широко используется в Советском Союзе и за рубежом.

Принцип действия эрлифта основан на том, что сжатый воздух, поступая через форсунку в нижний конец трубы, опущенной в воду, и смешиваясь с водой, образует водо-воздушную смесь (эмульсию), удельный вес которой ниже удельного веса окружающей воды. Благо­ даря разности удельных весов и давления столба воды водо-воздушная смесь поднимается вверх.

Если нижний конец трубы соединить с грунтопрпемником и приб­ лизить его зев к грунту, то вместе с водой начинает поступать в трубу и грунт.

Работа эрлифта, поднимающего песчаный грунт (малосвязанную смесь), характеризуется тем, что в трубе одновременно движется не­ сколько перемещающихся слоев воздуха и жидкости с твердыми части­ цами грунта.

При работе эрлифта на вязко-пластичных илистых грунтах в трубе грунт движется не перемешивающимися с эмульсией пробками, поэ­ тому эрлифт в этом случае работает в импульсном режиме.

В 1968 г. по проекту Ростовского ЦПКБ на заводе «Красный моряк» была переоборудована самоходная грунтоотвозная шаланда «Онега» в опытный промышленный эрлифтный землесос (рис. 68).

Землесос предназначался для проведения экспериментальных и опытно-эксплуатационных дноуглубительных работ эрлифтным спо­ собом при извлечении илистых и несвязных грунтов на подходных каналах и акваториях морских портов.

На правом борту было установлено одно грунтозаборное устройство, состоящее из грунтоприемника 16, форсунки 15, грунтопровода 13, гибкого соединения 9 и телескопического соединения 7, при помощи которого вываливали грунтопровод за борт и опускали грунтоприемник на необходимую глубину.

Грунтопровод поднимали и опускали при помощи заваливающейся стрелы 14, системы тросов и блоков 12, паровой грузовой лебедки 6 максимальной грузоподъемностью 4,5 тс. Извлекаемый грунт посту-

122

пал в распределительное устройство / / - трубу с отверстиями в нижней части, расположенную над грунтовым трюмом 10.

На левом борту землесоса на площадке над грунтовым трюмом была установлена рубка, в которой располагались: центробежный нагнетатель 3 для подачи сжатого воздуха в форсунку, приводимый

Рис. 68. Опытный землесос-эрлифт па груитоотвозпой шаланде «Опега»

пени, а также вспомогательные механизмы для обслуживания дизеля и нагнетателя 7.

Сжатый воздух от нагнетателя 3 по трубопроводу 5 подводился через гибкий патрубок 8 к форсунке 15. К трубопроводу 5 были под­ ключены два ресивера 4.

123

Для проведения исследований грунтозаборное устройство комплек­

и глубины извлечения грунта растет производительность, а при умень­ шении угла наклона грунтопровода производительность падает. Основное преимущество эрлифта — возможность грунтозабора с боль­ ших глубин.

Другим преимуществом эрлифта является то, что в нем нет быстро­ изнашивающихся частей и имеется возможность пропуска твердых предметов диаметром, почти равным диаметру грунтопроводной

транспортировать извлекаемый грунт в горизонтальном направле­ нии и низкий к. п. д., — не выше 0,5.

При разработке песчаных грунтов эрлифтным способом должен быть

§ 38. Гидромониторные снаряды

в конце прошлого столетия. У этого снаряда в носовой части под углом к диамет­ ральной плоскости судна были установлены две трубы с большим количеством сопел. Трубы при работе снаряда опускались под воду ближе к разрабатываемому

В настоящее время гидромониторные снаряды применяются в ос­ новном при прокладке дюкеров, кабелей, при аварийно-спасательных работах.

Гидромониторный размыв находит все большее распространение для интенсификации грунтозабора при работе траншейных якорных

124

МНОГОЧЕРПАКОВЫЕ СНАРЯДЫ

Г л а в а V

МНОГОЧЕРПАКОВЫЕ ШАЛАНДОВЫЕ СНАРЯДЫ

§ 39. Устройство многочерпаковых шаландовых снарядов

Многочерпаковым шаландовым снарядом называется многочерпаковый снаряд, у которого извлеченный грунт транспортируется на свал­ ку на грунтоотвозных шаландах (см. рис. 3). Они предназначаются

Многочерпаковый шаландовый снаряд (рис. 69) состоит из рабо­ чего устройства, энергетической установки, судовых устройств и кор­ пуса.

Р а б о ч е е у с т р о й с т в о снаряда предназначено для отделе­ ния грунта от дна, подъема его на поверхность и погрузки в грунтоотвозные шаланды. Оно состоит из бесконечной цепи 9, составленной из черпаков и промежуточных звеньев (майонов), верхнего ведущего 3 и нижнего ведомого (направляющего) 6 черпаковых барабанов, черпаковой рамы 7, несущей на себе нижний черпаковый барабан и черпаковую цепь, и других деталей.

Верхний конец черпаковой рамы шарнирно закреплен на башне 2, а нижний с помощью полиспаста 5 подвешен к рамоподъемной башне (копру) 4 и может опускаться или подниматься в зависимости от глу­ бины грунтозабора.

Рабочий участок черпаковой цепи удерживается от провисания (под действием собственного веса) роульсами, расположенными на всем протяжении верхнего пояса черпаковой рамы; а нижняя часть цепи свободно провисает между верхним и нижним черпаковыми бара­ банами.

При вращении верхнего черпакового барабана, благодаря наличию на нем граней, черпаковая цепь начинает перемещаться. При этом чер­ паки, находящиеся в соприкосновении с грунтом, срезают лежащие перед их режущими кромками слои грунта, который наполняет полости

125

черпаков и поднимается в них по раме к верхнему черпаковому бара­ бану. Здесь черпаки опрокидываются и находящийся в их полости грунт вываливается в грунтовой колодец 8 — шахту прямоугольного сечения, образованную стенками башни 2. В зависимости от положения распределительного (перекидного) клапана грунт направляется в грунтоотводный лоток правого или левого борта и по нему в грунтоотвоз-

Рис. 69. Многочерпаковый шаландовый снаряд

ную шаланду. Грунтоотводный лоток состоит из неподвижной части, расположенной в пределах корпуса снаряда, и подвижной, выходящей за борт.

Шаланды загружают попеременно с обоих бортов, а по окончании

чается для приведения в движение рабочего устройства, гребных винтов (у самоходных снарядов) и вспомогательных механизмов. Она подраз­ деляется на главную, обслуживающую привод черпаковой цепи и гребных винтов, и вспомогательную — для привода вспомогательных механизмов.

В качестве главной энергетической установки могут быть применены: паровая установка, дизельная, а чаще — дизель-электрическая.

126

нения операций по дноуглублению, и 2) общесудовые устройства, обес­ печивающие безопасное плавание судна, проведение маневренных, швартовных и других операций, а также и судовые системы.

Судовые устройства первой группы зависят от типа снаряда и сос­ тоят из:

авантово-папильонажного устройства, обеспечивающего рабочие перемещения снаряду во время грунтозабора;

рамоподъемного устройства, предназначенного для подъема и опус­ кания нижнего конца черпаковой рамы на необходимую глубину чер­ пания;

лоткоподъемного устройства, обеспечивающего подъем и опускание подвижных частей лотков;

устройства для перекидки распределительного клапана, обеспечи­ вающего перекидку клапана в грунтовом колодце при поочередной за­ грузке шаланд.

Судовые устройства второй группы зависят от размеров снаряда; к ним относятся общесудовые устройства (якорное, рулевое, спасатель­

и вспомогательные помещения /. Он обеспечивает также необходимую плавучесть и остойчивость при производстве дноуглубительных работ и при переходах между портами.

Характерной особенностью корпуса является наличие в нем: проре­

(рис. 70, б), не имеющей у нижнего конца черпаковой рамы поперечной переборки.

Открытая прорезь чаще применяется на снарядах с кормовым рас­ положением черпаковой цепи, а закрытая — с носовым.

Если черпаковая цепь выходит за пределы корпуса (открытая про­ резь), снаряд может разрабатывать участки с глубинами, меньшими его осадки.

Расположение черпаковой цепи на снаряде (носовое или кормовое) зависит от возможности размещения энергетической установки, жи­ лых, служебных и других помещений, а также от удифферентовки судна.

Поперечные стенки прорези / и 2 у днища корпуса имеют скруг­ ленный плавный переход к днищу для уменьшения сопротивления при движении снаряда на переходах. Продольные стенки 3 прорези

127

вертикальные; на них устанавливают направляющие 4 (стальные поло­ сы или деревянные брусья), чтобы черпаковая рама не терлась об об­ шивку стенки.

Ширина черпаковой прорези а должна быть несколько шире черпаковой рамы. У снарядов с закрытой прорезью в районе нижнего черпакового барабана прорезь имеет увеличенную ширину а' для свободного прохода нижнего черпакового барабана при подъеме рамы.

В верхней части поперечная стенка / прорези имеет наклон в сто­ рону черпаковой башни, чтобы обеспечить необходимый зазор в ниж­

За черпаковой прорезью располагается черпаковая башня, на ко­ торой устанавливается верхний черпаковый барабан с верхней частью его привода, подвешивается верхний конец черпаковой рамы и разме­ щается грунтовой колодец с грунтоотводными лотками. Черпаковая башня прочно соединена с корпусом при помощи двух ферм, распо­ ложенных вдоль черпаковой прорези, и двух поперечных ферм, на­ ходящихся в районе колодца и грунтоотводных лотков. Эти фермы на­ дежно соединяются с днищевым и палубным набором, который в ме­ стах соединения имеет усиление. Конструкция черпаковой башни за­ висит от производительности снаряда и от условий его работы (глуби­ на черпания, род грунта и др.).

а) в ; 2 5)

На черпаковой башне имеется площадка, на которой установлены подшипники вала верхнего черпакового барабана и валов черпаково­ го привода.

Грунтовой колодец снаряда размещается в верхней части черпа­ ковой башни. Он с четырех сторон (по внутренним стенкам колонн) обшит стальными листами, которые с наружной стороны для жестко­ сти подкреплены угольниками.

В стенке грунтового колодца, обращенной к черпаковой прорези, имеется полукруглый вырез для прохода черпаков. Его размеры долж­ ны обеспечить проход черпаков при опускании рамы на наибольшую

128

глубину черпания. При работе на малых глубинах черпания между вырезом и черпаками получается большой зазор, через который боль­ шое количество грунта попадает в черпаковую прорезь. Чтобы избе­ жать это, устанавливают съемные щиты, уменьшающие величину вы­ реза; при работе снаряда на большой глубине черпания щиты снимают.

Рис. 7.1. Дно грунтового колодца снаряда производительностью 750 м3/ч

Дно грунтового колодца выполняется двухскатным с наклоном от диаметральной плоскости к бортам.

Угол наклона дна должен равняться 25—33° к горизонту, чтобы обеспечить транспортировку грунта под влиянием силы тяжести.

Дно грунтового колодца (рис. 71) имеет повышенную прочность, так как оно испытывает сильные удары от падающего из черпаков грун­