Грунтозаборное устройство.

Совокупность процессов, в результате которых происходит отделение грунта от дна водоема и поступление его в грунтовой насос, называют грунтозабором. В комплекс этих процессов входят: разработка грунта, всасывание водогрунтовой смеси и транспортирование ее к насосу.

Устройство, предназначенное для осуществления грунтозабора, называется грунтозаборным и состоит из следующих узлов: рыхлителя, грунтоприемника (всасывающего наконечника), всасывающего грунтопровода, состоящего из подвижной части (всасывающей трубы), гибкого соединения и корпусного неподвижного грунтопровода, подключенного к всасывающему патрубку грунтового насоса. Кроме того, это устройство включает в себя раму, на которой размещены всасывающая труба с грунтоприемником, рыхлитель, а также рамоподъемный механизм.

На землесосных снарядах, выполняющих дноуглубительные работы, применяют два типа грунтоприемников с гидрорыхлителями: щелевидный траншейный грунтоприемник с гидравлическим рыхлителем криволинейного фронта размыва, разработанный Горьковским институтом инженеров водного транспорта (ГИИВТом), и уширенный грунтоприемник экранного типа с принудительным подводом грунта.

У щелевидного грунтоприемника с гидравлическим рыхлителем над уширенным всасывающим грунтоприемником, зев которого подобен щели, установлен коллектор гидрорыхлителя с насадками. По напорному трубопроводу гидрорыхлителя забортная вода нагнетается в коллектор и под давлением выходит из насадков с большой скоростью. Если насадки находятся в непосредственной близости от грунта, то струи воды, выходящие из них, размывают грунт. Образуемая при этом водогрунтовая смесь всасывается через зев грунтоприемника и поступает через патрубок во всасывающую трубу. В комплект гидрорыхлителя входит также водяной центробежный насос, приводимый в действие электродвигателем.

Коллектор рыхлителя, снабженный установленными в ряд насадками, изготовлен из трубы, на высокопроизводительных землесосных снарядах коллектор имеет коробочную форму. Коллектор располагают над зевом грунтоприемника. Насадки рыхлителя делают съемными. Для этого в коллектор на месте установки насадков вварены втулки с внутренней резьбой.

Гидравлические параметры гидрорыхлителя определяют из условия, что скорость струи, выходящей из насадков в зоне так называемого сплошного размыва, будет достаточной для разрушения грунта. Фронтом сплошного размыва называют зону, в которой струи воды, выходящие из насадков диаметром , расширяясь, пересекаются со струями соседних насадков. Обычно расстояние S от насадков до этой зоны не превышает 0,5-0,8 м. Если фронт сплошного размыва будет находиться ближе этого расстояния, то струи гидрорыхлителя будут мешать всасыванию грунта, вымывая его из сферы всасывания. При значительном удалении этой зоны от зева грунтоприемника размытый струями гидрорыхлителя грунт будет рассеиваться в стороны, не попадая в грунтоприемник, а при наличии течения воды в районе разработки возможно отложение этого грунта ниже землесосного снаряда, на разработанном участке.

Практически на современных снарядах удельный расход воды, потребляемой гидравлическими рыхлителями при разработке песчано-гравийных слабослежавшихся грунтов, составляет 1 на 1 извлеченного грунта. Напор воды, создаваемый насосом гидрорыхлителя, принимается в зависимости от характера грунта равным 50-60 м.

У гидрорыхлителей, разработанных ГИИВТом, фронт сплошного размыва имеет криволинейную форму, т.е. расстояние S от средней части коллектора гидрорыхлителя наименьшее, а от краев - наибольшее. Это достигается тем, что по краям коллектора устанавливают насадки с большим диаметром, а в центре – с меньшим. При наличии криволинейного фронта наиболее интенсивное воздействие на грунт оказывают струи крайних насадков.

Применение щелевидных грунтоприемников с гидрорыхлителями криволинейного фронта размыва позволяет уменьшить переуглубление участка из-за неровности выработки, что способствует сокращению времени на разработку данного участка при обеспечении заданной глубины. Кроме того, улучшаются условия грунтозабора, режим работы грунтового насоса становится более благоприятным.

Наиболее совершенным является грунтоприемник экранного типа с принудительным подводом грунта, разработанный д-ром техн. наук А.С.Стариковым. Грунтоприемник состоит из экрана, над которым установлен козырек для предотвращения подсоса чистой воды. На экране установлены группами насадки рыхлителя. Отверстия насадков направлены с правой и левой частей экрана в сторону всасывающего грунтопровода, т.е. к центру экрана. Вода от насоса рыхлителя по трубопроводу подается к насадками через коллектор. В центре экрана установлен отсекатель, исключающий противодействие встречных потоков и направляющих их в зев всасывающей трубы, который огражден мусорозащитной решеткой. При попадании грунта на экран грунтоприемника строи воды, выходящие из насадков, размывают его и перемещают в виде сплошного потока водогрунтовой смеси к центру экрана, т.е. к зеву всасывающей трубы.

Грунтоприемники такого типа имеют принципиальное отличие от других: струи гидрорыхлителя одновременно с разрушением грунта транспортируют пульпу в сторону всасывающей трубы. Применяя грунтоприемник экранного типа , делать запас глубины на неровность выработки не требуется. Поэтому разработку участка ведут без переуглубления. Кроме того, повышается производительность снаряда вследствие равномерного поступления грунта в грунтонасосную установку, что способствует эффективному применению средств автоматизации рабочих процессов.

Для разработки глин, суглинков, супесей, плотных сцементированных песков, илистых и гравелистых грунтов применяют механические рыхлители. На землесосных снарядах, используемых для дноуглубительных работ, применяют механические рыхлители, рабочим органом которых является фреза. Используют три вида фрезерных рыхлителей: открытого типа – для разработки плотных грузов; закрытого типа – для разработки песчаных, гравелистых и плотных илистых грунтов; плужного типа – для разработки липких грунтов.

Главный пульт управления

Рисунок 5.

На рисунке 5, изображен главный вид ГПУ (Главного пульта управления) он служит для управления клинкетами и насосами непосредственно с мостика.

(Черным цветом обозначен грунтовый трубопровод; Синим цветом обозначен трубопровод гидроразрыхления.)

Дноуглубительным оборудованием управляет два или три человека – вахтенный багермейстер, и один или два оператора. Багермейстер занимается маневрированием землесоса и управлением грунтозаборной системой и системой гидроразрыхления. Оператор обслуживает волочащийся сосун или атакующие сосуны и рабочие лебедки.