Технические характеристики гидромониторов

Специфика производства земляных работ при строительстве мостов обусловлена подводной разработкой грунта в котлованах опор, во внутренних полостях свай-оболочек, при дноуглублении и т.п.

Как правило, строители стремятся удалить грунт из котлованов опор до начала работ по устройству свайного фундамента. Это позволяют высокопроизводительные экскаваторы типа обратная лопата, драглайны, грунторазрабатывающее навесное оборудование (грейферы) на краны. Если несвязный грунт из затопленных котлованов приходится удалять после погружения свай, используют специальные средства гидромеханизации - гидроэлеваторы и эрлифты, которые применяют также для разработки несвязного грунта во внутренних полостях свай-оболочек.

Гидроэлеватор (от гидро... и элеватор), насос струйного типа для подъёма и перемещения по трубопроводу жидкостей и гидросмесей. Работа гидроэлеватора основана на использовании энергии струи поды, подводимой к насадке под напором. Проходя с большой скоростью через проточную часть Гидроэлеватор (рис.), струя воды создаёт при вылете из насадки перепад давления. Это вызывает поступление в смесительную камеру Гидроэлеватор транспортируемого материала. Из смесительной камеры струя рабочей жидкости увлекает образующуюся гидросмесь в диффузор. В диффузоре скорость движения гидросмеси снижается, но повышается её давление за счёт перехода части кинетической энергии струи в потенциальную энергию потока, чем и обеспечивается перемещение гидросмеси по трубопроводам. Гидроэлеватор не имеет движущихся частей и прост в конструктивном исполнении, но его кпд не превышает 20—25%.

Рис. Гидроэлеватор.

Гидроэлеватор применяются для транспортировки материалов на незначительные расстояния (до нескольких сотен м), при гидромеханизации горных и строительных работ, для удаления шламов на обогатительных фабриках, шлака и золы в котельных и на электростанциях, для транспортировки песка и гравия.

Принцип работы гидроэлеватора основан на известном положении о том, что с увеличением скорости движения струи жидкости давление в ее зоне снижается. В зону пониженного давления устремляется пульпа (взвесь частиц грунта в воде), которая, смешиваясь с напорной водой, получает от нее кинетическую энергию и поднимается по трубе. При давлении воды 0,4 - 0,8 МПа высота всасывания Н достигает 1 - 1,5 м, высота нагнетания h - 6 - 7 м. Воду подают по водоводу насосом высокого давления (с напором 30-150 м).

Производительность гидроэлеватора зависит от расстояния между отверстием всасывающей трубы и поверхностью разрабатываемого грунта. Его оптимальное значение определяют по содержанию грунта в пульпе. Для этого гидроэлеватор подвешивают к крюку крана, постепенно перемещая его концентрическими кругами по площади котлована, и выбирают положение, соответствующее выходу пульпы с максимальным содержанием грунта. Гидроэлеватор работает тем производительнее, чем меньше высота подъема пульпы. Он может работать при минимальном заглублении (10 - 20 см) низа всасывающей трубы в воду. Расход воды - 50-100 м³ на 1 м³ пульпы. Эти устройства надежны в работе, но обладают низким к.п.д.

А б в

Рис.5. Принципиальная схема устройства и работы гидроэлеватора:

а – принципиальная схема; 1 – смесительная камера гидроэлеватора, куда поступает под напором вода, вытекающая с большой скоростью из насадки; 2 – транспортный трубопровод (пульповод);

б - схема гидроэлеватора: 1 - нагнетательный трубопровод; 2 - всасывающий патрубок; 3 - сопло (насадка); 4 - смесительная камера; 5 - диффузор.

в – работа гидроэлеватора; 1 – труба, по которой поступает пульпа; 2 – приёмная камера, где смешивается пульпа с напорной водой, вытекающей с большой скоростью из насадки; 3 – горловина; 4 – подъёмная труба; 5 – насадка.

Рис.6. Схема разработки грунта гидроэлеватором:

а - положение гидроэлеватора в котловане; б - схема работы; 1 - грунт; 2 - вода;

3 - гидроэлеватор; 4 - пульпопровод; 5 - резиновый шланг: 6 - трос; 7 - шланг для воды; 8 - водовод; 9 - всасывающая труба; 10 - крышка камеры; 11 - кольцевая щель; 12 - камера; 13 - фланцево-болтовой стык; 14 - стык водовода; 15 – сетка.

Гидроэлеватор, подвешивают к крану. Это делают для того, чтобы выбрать оптимальное расположение низа всасывающей трубы по отношению к поверхности разрабатываемого грунта. При этом требуется, чтобы величина заглубления низа эрлифта в воду в 2-3 раза превышала высоту подъема пульпы над уровнем воды в котловане. Применение гидроэлеваторов целесообразно при глубине погружения до 15 м.

Рис.7. Применение гидроэлеватора.

Таблица 2