защитное устройство земснаряда

Формула изобретения

ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ЗЕМСНАРЯДА, включающее установленный на имеющей грунтозаборный наконечник всасывающей трубе клапан с приводом, отличающееся тем, что устройство снабжено размещенным соосно с всасывающей трубой тройником с отводным патрубком, а клапан установлен на отверстии патрубка и выполнен в виде закрепленной шарнирно по оси симметрии двухлопастной заслонки с закрепленным грузом на одной из лопастей, причем привод клапана выполнен в виде шарнирно установленной на валу в полости тройника со стороны грунтозаборного наконечника пластины с возможностью перекрытия сечения всасывающей трубы под собственным весом, при этом заслонка кинематически связана с пластиной посредством зубчатого зацепления, часть обода зубчатого колеса, связанного с валом пластины, выполнена гладкой, а в рабочем положении защитного устройства сумма гравитационных моментов заслонки и пластины не превышает момента силы на валу пластины от давления пульпы на пластину.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию гидромеханизации и может быть использовано в землесосных снарядах.

В настоящее время стоит задача по созданию защитного оборудования для земснарядов, дающего возможность безаварийной и эффективной эксплуатации землесосных устройств.

Известен землесосный снаряд, расположенный на плавучем понтоне и снабженный всасывающей трубой с грунтозаборным наконечником. При завале грунтозаборного наконечника внезапно обрушившимся грунтом возникает кавитация, которая приводит к внезапной остановке землесоса и, как следствие этого, образованию грунтовых пробок в пониженных участках напорного пульповода. Ликвидация завалов и грунтовых пробок требует длительного времени и значительных трудозатрат [1]

Известно устройство, состоящее из всасывающей трубы, на которой расположены отверстия с подпружиненными клапанами изнутри. Недостатком известного устройства является неэффективность его работы из-за того, что открытие клапана связано с упругой деформацией пружины, сила сопротивления которой пропорциональна величине деформации. Возрастающая сила сопротивления не позволяет достичь необходимой степени открытия отверстия для вывода землесоса из кавитационного режима [2]

В основу изобретения положена задача создания защитного устройства землесосного снаряда, способного обеспечить безкавитационный режим работы, исключающий срывы и остановки землесоса.

Достигается это тем, что защитное устройство земснаряда, включающее установленный на имеющей грунтозаборный наконечник всасывающей трубе клапан с приводом, дополнительно снабжено размещенным соосно с всасывающей трубой тройником с отводным патрубком, а клапан установлен на отверстии патрубка и выполнен в виде закрепленной шарнирно по оси симметрии двухлопастной заслонкой с закрепленным грузом на одной из лопастей, причем привод клапана выполнен в виде шарнирно установленной на валу в полости тройника со стороны грунтозаборного наконечника пластины с возможностью перекрытия сечения всасывающей трубы под собственным весом, при этом заслонка кинематически связана с пластиной посредством зубчатого зацепления, часть обода зубчатого колеса, связанного с валом пластины, выполнена гладкой, а в рабочем положении защитного устройства сумма гравитационных моментов заслонки и пластины не превышает момента силы на валу пластины.

На фиг.1 изображен общий вид земснаряда с защитным устройством; на фиг.2 защитное устройство земснаряда, вид сбоку; на фиг.3 то же, вид сверху; на фиг. 4 то же, продольный разрез; на фиг.5 шестеренчатый механизм; на фиг.6 защитное устройство (приложение).

Защитное устройство 1 представляет собой пустотелый корпус, выполненный в виде тройника, прямоугольные поперечного сечения, соединенного с одной стороны с грунтозаборным наконечником 2, а с другой со всасывающей трубой 3 землесоса.

В торце бокового патрубка 4, установленного в вертикальной плоскости и направленного вверх, выполнено отверстие 5 прямоугольной формы. В плоскости отверстия 5, по оси его симметрии, направленной перпендикулярно защитному устройству, расположен вал 6, к которому жестко закреплены клапан 7, выполненный в виде двухлопастной заслонки, с возможностью поворота и перекрытия отверстия 5 одной 8 лопастью снизу, а другой 9, на которой закреплен груз 10 сверху. Снаружи, сбоку защитного устройства расположен шестеренчатый механизм 11, соединяющий из трех зубчатых колес, одно 12 из которых жестко закреплено на валу 6 клапана 7, а другое 13 на валу 14, к которому жестко прикреплена пластина 15, расположенная внутри защитного устройства 1. На всю ширину корпуса и бокового патрубка 4 с возможностью поворота и скольжения по нижней стенке между положениями I-II и прижатия к упору 16 стенке. Вал 14 располагают вплотную к поперечной стенке бокового патрубка 4. Зубчатые колеса 12 и 13 соединены между собой зубчатым колесом 17. На зубчатом колесе 13 часть его обода выполнена гладкой, без зубьев с возможностью поворота на некоторый угол относительно зубчатого колеса 16 в том случае, когда пластина 15 находится в секторе , а клапан 7 в закрытом положении. Лопасть 9 клапана 7 соединена (проводом или тросом не показан) с сигнальным устройством, расположенным в кабине машиниста, для подачи сигнала о завале грунтозаборного наконечника. Отверстие 5 соединено с защитной трубой 18.

Защитное устройство работает следующим образом. При работе земснаряда в нормальном режиме, с рабочей скоростью V_р гидропульпа поступает через защитное устройство 1 от грунтозаборного наконечника 2 во всасывающую трубу 3. Под действием гидродинамического давления гидропульпы пластина 15 находится в секторе или в прижатом к упору 16 положении (в соответствии условия 4). Зубчатое колесо 13 обращено гладкой частью своего обода к зубчатому колесу 17. Положение пластины 15 в диапазоне определяется величиной рабочей скорости гидропульпы V_р, которая зависит от степени открытия входного отверстия грунтозаборного наконечника 2. Повороты пластины 15 в диапазоне никак не затрагивает положение клапана 17, который при этом находится в закрытом положении II под действием груза 16, закрепленного на лопасти 9. Отверстие 5 закрыто, поступление заборной воды через которое отсутствует.

При завале грунтозаборного наконечника 2 грунтом прекращается движение гидропульпы через защитное устройство, т.е. скорость ее движения V_р ->> 0, гидродинамическое давление на пластину F ->> 0. Пластина 15 в этих условиях из устойчивого положения II под действием гравитационного момента, образованного ее весом, делает поворот вниз и занимает другое крайнее положение, т.е. свободное, отвесное положение I. Одновременно с этим зубчатое колесо 13 вступает в зацепление с колесом 17 и поворачиваясь, приводит во вращательное движение зубчатое колесо 12 и в том числе и клапан 7, преодолевая гравитационный момент его груза 10. Клапан 7 займет положение 1, открыв отверстие 5, через которое произойдет поступление заборной воды во всасывающую трубу 3, обеспечивая таким образом нормальный режим работы землесоса на воде, при этом сохраняя вакуумметрическое давление во всасывающей трубе 3 и грунтозаборном наконечнике 2.

Изобретение может быть использовано для защиты землесосных снарядов от завалов.