эжекторное грунтозаборное устройство

Формула изобретения

Эжекторное грунтозаборное устройство с насадкой гидрорыхлителя, включающее корпус, крышку, соосно расположенные всасывающий патрубок и смесительную камеру, водоподводящий патрубок с нагнетательной камерой, пространство, ограниченное стенкой смесительной камеры и всасывающим патрубком, образующее кольцевое сопло со строго параллельными стенками, отличающееся тем, что в смесительной камере установлены сменные броневые вкладыши для снижения абразивного износа стенок смесительной камеры и усиления дезинтеграции засасываемого грунта, а нагнетательная и смесительная камеры сообщаются тороидальным каналом, выполненным в крышке, при этом крепление крышки к корпусу и всего устройства к трубопроводам осуществляется с помощью конусно-фланцевых соединений.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при подводной разработке грунтов землесосными снарядами.

Известно эжекторное грунтозаборное устройство, включающее нагнетательный трубопровод, приемный трубопровод с гидромонитором и регулируемое кольцевое сопло. Устройство снабжено рабочей камерой с боковыми фиксаторами и эластичным пневмопоясом, который расположен между фиксаторами (а.с. СССР №894085, кл. Е 02 F 3/88, опубл. 30.12.1981).

Недостатком известного устройства являются то, что наличие регулируемого сопла будет вести к снижению кпд эжектора.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству является грунтозаборное устройство, включающее эжекторный всасывающий наконечник с водяным коллектором и гидрорыхлитель (а.с. СССР №407010, кл. Е 02 F 3/92, опубл. 21.11.1973).

Известное устройство имеет водяной коллектор, выполненный в виде вихревой камеры, в которой закручивание потока воды достигается применением тангенциального питающего патрубка, и гибкий управляемый ствол гидрорыхлителя.

Недостатками известного устройства является сложность конструкции для достижения объявленной цели (превышение давления воды в гидрорыхлителе над давлением в эжекторе), необходимость которой не очевидна. С другой стороны, предлагается управление стволом гидрорыхлителя в горизонтальной плоскости, что совершенно не нужно, т.к. гидрорыхлитель эффективен, когда он расположен снизу эжектора неподвижно.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет увеличения его эжектирующей способности и возможности подъема грунта с больших глубин.

Для достижения отмеченного выше технического результата в эжекторном грунтозаборном устройстве с насадкой гидрорыхлителя, включающем корпус, крышку, пространство, ограниченное стенкой смесительной камеры и всасывающим патрубком, образующие кольцевое сопло со строго параллельными стенками, соосно расположенные всасывающий патрубок и смесительную камеру, водоподводящий патрубок с нагнетательной камерой, согласно заявляемому изобретению в смесительной камере для снижения абразивного износа стенок смесительной камеры и усиления дезинтеграции засасываемого грунта установлены сменные защитные броневые вкладыши, нагнетательная и смесительная камеры сообщаются тороидальным каналом, выполненным в крышке, а крепление крышки к корпусу и всего устройства к трубопроводам, осуществляется с помощью конусно-фланцевых соединений, позволяющих быстро заменить защитные вкладыши.

Было установлено, что заявленная конструкция эжекторного грунтозаборного устройства, состоящая из соосно расположенных всасывающего патрубка и смесительной камеры, позволяет рабочее сопло в месте сопряжения последних выполнить таким образом, чтобы поток воды направить строго параллельно стенкам смесительной камеры, за счет чего зона кавитации растягивается, уменьшая энергию воздействия на стенки камеры смешения, при этом сам поток воды частично защищает стенки, которые подвергаются наибольшему износу. Тем самым увеличивается производительность эжектора.

Эксперименты показали, что применение сопла со строго параллельными стенками, направляющими поток параллельно поверхности защитных вкладышей, позволяет снизить абразивный износ стенок и усилить дезинтеграцию засасываемого грунта. Это, в свою очередь, позволяет улучшить качество получаемого на карте намыва материала (обломочный материал очищается не только от глины, но и от корочек различных окислов).

Экспериментально было подтверждено, что использование в качестве элемента крепления конусно-фланцевого соединения, в котором фланцы скреплены не болтами, а конусным хомутом, позволяет быстро разбирать эжектор при смене защитных броневых вкладышей, которые подвергаются быстрому износу, и тем самым повысить эффективность его работы.

На фиг.1 изображено эжекторное грунтозаборное устройство, продольный разрез. На фиг.2 дан вид сбоку на это устройство.

Эжекторное грунтозаборное устройство включает корпус 1, крышку 2, соосно расположенные всасывающий патрубок 3 и смесительную камеру 4, водоподводящий патрубок 5 с нагнетательной камерой 6. Пространство, ограниченное стенкой смесительной камеры 4 и всасывающим патрубком 3, образует кольцевое сопло 7. В смесительной камере 4 установлены защитные вкладыши 8, выполненные из стали или чугуна. Крышка 2 крепится к корпусу 1 с помощью конусно-фланцевого соединения 9. Снизу эжекторного грунтозаборного устройства расположена насадка гидрорыхлителя 10, а само устройство крепится к трубопроводам (водоподводящему и пульпоотводящему) с помощью конусно-фланцевых соединений 11.

Устройство работает следующим образом.

С корпуса землесосного снаряда устройство опускается на дно водоема, подлежащего разработке. Напорная вода из насоса поступает в гидрорыхлитель 10 и струя воды из гидрорыхлителя размывает грунт в забое. При этом создается пульпа, которая засасывается эжектором. Вода для эжектора подается через водоподводящий патрубок 5 в нагнетательную камеру 6. Из камеры 6 через кольцевое сопло 7 вода попадает в смесительную камеру 4, при этом создается разрежение и всасывание грунта у приемной решетки всасывающего патрубка 3. Затем размытый грунт с твердыми включениями (пульпа) через смесительную камеру 4 попадает в транспортный трубопровод.

Выполненные строго параллельными стенки кольцевого сопла 7, выполняющие роль направляющих, позволяют растянуть зону кавитации и уменьшить энергию воздействия на внутренние стенки смесительной камеры 4, которые подвержены наибольшему износу. Для этой же цели в самой смесительной камере установлены сменные броневые защитные вкладыши.

Использование конусно-фланцевых соединений 9 и 11 позволяет при смене защитных вкладышей быстро разобрать и собрать устройство.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет за счет предлагаемой конструкции эжектора повысить эффективность его работы по забору грунта, что даст возможность земснаряду, использующему данное эжекторное грунтозаборное устройство, отрабатывать месторождения до глубины более 30 м и увеличить его производительность.