RU2013497C1

RU2013497C1 - Suction-tube dredge

Info

Publication number: RU2013497C1
Authority: RU
Inventors: Иван Иванович Шеховцов; Галина Сергеевна Ожог
Original assignee: Иван Иванович Шеховцов; Галина Сергеевна Ожог
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: hydraulic engineering. SUBSTANCE: suction-tube dredge has two articulated pontoons. Pontoon accommodates suction dredge pump and wash-out pump. The latter is connected by water conduit to hydropulper in the form of two tubular headers with nozzles. Rear part of the pontoon has water suction chamber with replaceable fish fencing grates and water-intake pipe. Suction pipe is connected to dredge pump by flexible hose. The pipe is moved vertically by crane. Displacement mechanism of the dredge has rotating platform with pull rope. Water propulsion apparatus includes water-jet motor, anchor connected by rope with winch, and frame. The frame has two articulated links. The platform is mounted on base by means of support rollers and central shaft. The base is attached to the body of dredge by brackets. EFFECT: higher dredging efficiency. 4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к гидромеханизации и предназначено для подводной разработки грунта и очистки узких каналов землесосными снарядами от нефтепродуктов и т. п. The invention relates to hydromechanization and is intended for underwater excavation and cleaning narrow channels with dredging shells of oil products, etc.

Известен землесосный снаряд, включающий плавучий корпус с всасывающей трубой и ее наконечником, грунтовый насос с всасывающим и напорным патрубками, водовсасывающий патрубок и дополнительную водоподводящую трубу [1] . Known dredging projectile, including a floating body with a suction pipe and its tip, a soil pump with a suction and pressure pipes, a water suction pipe and an additional water supply pipe [1].

Недостатками этого снаряда являются низкая эффективность его работы как на связных, так и несвязных грунтах ввиду отсутствия гидрорыхлителя. The disadvantages of this projectile are the low efficiency of its work on both cohesive and incoherent soils due to the lack of a hydraulic ripper.

Известен землесосный снаряд прототип, включающий плавучий корпус, состоящий из двух понтонов, установленные на одном из них грунтовый насос со всасывающим и напорным патрубками и насос гидроразмыва, соединенный водоводом с наконечником, аппарат напорного хода и механизм рабочих перемещений [2] . Known dredger projectile prototype, including a floating casing, consisting of two pontoons, mounted on one of them a soil pump with suction and pressure nozzles and a hydraulic washing pump connected by a water conduit to the tip, a pressure stroke apparatus and a working movement mechanism [2].

Недостатками этого снаряда являются невысокая эффективность его работы, невозможность использовать его для очистки открытых водоемов от нефтепродуктов и т. д. The disadvantages of this shell are the low efficiency of its work, the inability to use it to clean open water from oil products, etc.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки грунтов путем активного их гиодрорыхления по всему фронту подводного забоя за счет сохранения оптимального положения напорных струй по отношению к разрабатываемому грунту. Кроме того, при работе данного земснаряда повышается его производительность благодаря выполнению наконечника в форме уширенного диффузора в сочетании с гидравлическим рыхлителем. The aim of the invention is to increase the efficiency of soil development by actively hyro-loosening them along the entire front of the underwater face by maintaining the optimal position of the pressure jets in relation to the soil being developed. In addition, during the operation of this dredger, its productivity increases due to the implementation of the tip in the form of an expanded diffuser in combination with a hydraulic cultivator.

При работе данного земснаряда всос разрыхленного грунта происходит не только через устье наконечника, а по всей его площади за счет выполнения его решетчатым. Также выполнение наконечника обуславливает снижение гидравлических потерь на входе. During the operation of this dredger, the loosened soil is absorbed not only through the mouth of the tip, but over its entire area due to its trellised implementation. Also, the execution of the tip causes a decrease in hydraulic losses at the inlet.

Особенностями предлагаемого земснаряда являются также:
забор воды, подаваемой на гидрорыхление непосредственно из акватории забоя через водовсасывающую камеру, что исключает наличие дополнительных установок для подвода воды к насосу гидроразмыва и ведет к упрощению конструкции;
данный земснаряд может быть использован как нефтемусоросборщик с поверхности водоема при некотором заглублении всасывающей трубы в воду, т. е. при этом возникает оперативный эффект для очистки открытых водоемов от нефтепродуктов и мусора;
решетки на водовсасывающей камере устанавливаются съемными, их меняют по мере их засорения включениями забортной воды;
выполнение аппарата напорного хода, так как не требуется трудоемкой работы по перезаколке свай для перемещения земснаряда вперед, а лишь его подтягивание после папильонажных проходок (рабочих перемещений) к месту заколки якоря.The features of the proposed dredger are also:
the intake of water supplied to the hydraulic loosening directly from the water face through the water-suction chamber, which eliminates the presence of additional installations for supplying water to the hydraulic washing pump and leads to a simplification of the design;
this dredger can be used as an oil collector from the surface of a reservoir with some deepening of the suction pipe into the water, that is, there is an operational effect for cleaning open reservoirs of oil products and garbage;
the grilles on the water-suction chamber are installed removable, they are changed as they become clogged with inclusions of sea water;
the execution of the pressure head apparatus, since it does not require laborious work on piling the piles to move the dredger forward, but only pulling it after papillage penetrations (working movements) to the place of the anchor pin.

На фиг. 1 изображен земснаряд, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - крепление троса на выходе звена и поперечной балке рамы аппарата напорного хода; на фиг. 5 - узел I на фиг. 2; на фиг. 6 - вид Б на фиг. 5; на фиг. 7 - вид В на фиг. 1; на фиг. 8 - вид Г на фиг. 7. In FIG. 1 shows a dredger, side view; in FIG. 2 - the same, top view; in FIG. 3 is a view A in FIG. 1; in FIG. 4 - fastening the cable at the output of the link and the transverse beam of the frame of the pressure head apparatus; in FIG. 5 - node I in FIG. 2; in FIG. 6 is a view B in FIG. 5; in FIG. 7 is a view B in FIG. 1; in FIG. 8 is a view D in FIG. 7.

Землесосный снаряд включает плавучий корпус, состоящий из понтонов 1 и 2, которые соединены между собой посредством пеперечных балок 3. В понтоне 1 установлен грунтовый насос 4 с двигателем 5. К грунтовому насосу 4 подключены всасывающий 6 и напорный 7 патрубки. В понтоне 1 смонтирован насос 8 гидроразмыва с водоводом 9. В понтоне 2 размещен компрессор 10 с воздухоподводящей трубой (не показана) к напорному патрубку грунтового насоса 4. Понтон 2 служит для размещения запчастей: водоподводящих шлангов, решеток водовсасывающей камеры и т. п. The dredging projectile includes a floating casing, consisting of pontoons 1 and 2, which are interconnected by means of transverse beams 3. In the pontoon 1 there is a soil pump 4 with an engine 5. A suction 6 and a pressure pipe 7 are connected to the soil pump 4. In the pontoon 1, a hydraulic washing pump 8 with a water conduit 9 is mounted. In the pontoon 2 there is a compressor 10 with an air supply pipe (not shown) to the discharge pipe of the soil pump 4. Pontoon 2 is used to place spare parts: water supply hoses, grilles of the water intake chamber, etc.

К всасывающему патрубку 6 грунтового насоса 4 присоединена при помощи гибкого шланга 11 всасывающая труба 12 с наконечником 13, выполненным в форме уширенного диффузора (см. фиг. 7), стенки которого состоят из решеток 14. Последние соединены по бокам наконечника между собой. Наконечник 13 присоединен к всасывающей трубе 12 при помощи фланца 15. A suction pipe 12 with a tip 13 made in the form of a widened diffuser (see Fig. 7) is connected to the suction pipe 6 of the soil pump 4 by means of a flexible hose 11, the walls of which consist of gratings 14. The latter are connected to each other on the sides of the tip. The tip 13 is connected to the suction pipe 12 by means of a flange 15.

В носовой части понтона 1 к водоводу 9 присоединен гибкий шланг 16 (см. фиг. 1 и 7), который при помощи трубопровода 17 подводит воду от насоса 8 гидроразмыва к гидрорыхлителю. Последний выполнен из двух трубчатых коллекторов 18 и 19 с соплами 20 (см. фиг. 7 и 8). Коллектор 18 охватывает с наружной стороны всасывающий наконечник 13 а коллектор 19 установлен параллельно большей оси щелевидного устья наконечника. In the bow of the pontoon 1, a flexible hose 16 is attached to the water conduit 9 (see FIGS. 1 and 7), which, using a pipe 17, supplies water from the hydraulic washing pump 8 to the hydraulic ripper. The latter is made of two tubular collectors 18 and 19 with nozzles 20 (see Figs. 7 and 8). The collector 18 extends externally around the suction tip 13 and the collector 19 is mounted parallel to the larger axis of the slotted mouth of the tip.

В кормовой части понтона 1 выполнена водовсасывающая камера с двумя сорорыбозаградительными съемными решетками 21 и крышкой 22. В камере находится водозаборный патрубок 23, подключенный к насосу 8 гидроразмыва. Кроме того, в кормовой части понтона 1 имеется водометный движитель 24, связанный с напорным патрубком 7 грунтового насоса 4. Всасывающая труба 12 снабжена дополнительной трубой 25 с направляющей 26, выполненной в виде хомута, и может перемещаться в вертикальной плоскости относительно корпуса земснаряда при помощи крана 27, установленного в носовой части понтона 1. В последнем размещена также кабина 28 управления (багермейстерская), в которой находится привод (не показан) механизма рабочих перемещений земснаряда. Приводом механизма рабочих перемещений может быть штурвал, снабженный гидроусилителем, или электрический привод. In the aft part of the pontoon 1 there is a water-suction chamber with two sorbing removable grilles 21 and a cover 22. In the chamber there is a water intake pipe 23 connected to the hydraulic washing pump 8. In addition, in the aft part of the pontoon 1 there is a jet propulsion device 24 connected to the discharge pipe 7 of the soil pump 4. The suction pipe 12 is provided with an additional pipe 25 with a guide 26 made in the form of a clamp and can be moved in a vertical plane relative to the dredger body using a crane 27 installed in the bow of the pontoon 1. The latter also houses the control cabin 28 (Bagermeister), in which there is a drive (not shown) of the mechanism for working movements of the dredger. The drive of the mechanism of working movements can be a steering wheel equipped with a hydraulic booster, or an electric drive.

В носовой части корпуса при помощи кронштейнов 29 крепится основание 30, на котором посредством опорных роликов 31 и центральной оси 32 установлена поворотная платформа 33. Последнюю огибает тяговый канат 34, связанный с приводом механизма рабочих перемещений. In the bow of the casing, with the help of brackets 29, a base 30 is mounted on which a rotary platform 33 is mounted by means of the support rollers 31 and the central axis 32. The trailing rope 34 bends around the latter, connected with the drive of the working displacement mechanism.

Аппарат напорного хода земснаряда выполнен в виде плавучего якоря 35, связанного при помощи троса 36 с лебедкой 37, установленной на платформе 33, рамы, состоящей из двух звеньев 38 и 39, шарнирно соединенных между собой. Кроме того, звенья 38 и 39 соединены между собой посредством поперечной балки 40 и пружин 41. На платформе 33 расположены, кроме лебедки 37, ее электродвигатель 42, тормоз 43 и редуктор 44 (см. фиг. 6 и 5). По обе стороны от лебедки 37 на платформе 33 жестко установлены патрубки 45, в которые устанавливается телескопически звено 39 рамы аппарата напорного хода и закрепляется в них при помощи фиксаторов 46, например, в виде закладных пальцев. На выходе звена 38 и на поперечной балке 40 расположены направляющие для троса 36, выполненные, например, в виде роликов (см. фиг. 4). The pressure stroke apparatus of the dredger is made in the form of a floating anchor 35 connected by a cable 36 with a winch 37 mounted on the platform 33, a frame consisting of two links 38 and 39, hingedly connected to each other. In addition, the links 38 and 39 are interconnected by means of the transverse beam 40 and springs 41. On the platform 33, in addition to the winch 37, its electric motor 42, brake 43 and gearbox 44 are located (see Figs. 6 and 5). On both sides of the winch 37, nozzles 45 are rigidly mounted on the platform 33, into which the link 39 of the pressure stroke apparatus frame is telescopically mounted and secured to them with the help of clamps 46, for example, in the form of embedded fingers. At the output of the link 38 and on the transverse beam 40 are guides for the cable 36, made, for example, in the form of rollers (see Fig. 4).

В зависимости от физико-механических свойств разрабатываемого грунта (при связных грунтах) на верхнюю часть наконечника 13 может надеваться крышка (не показана), а разработанный грунт может транспортироваться на берег при помощи плавучего пульпопровода (не показан), подключенного к напорному патрубку 7 грунтового насоса 4 и размещенного на поплавках (не показаны). Depending on the physicomechanical properties of the developed soil (with cohesive soils), a cap (not shown) can be put on the top of the tip 13, and the developed soil can be transported ashore using a floating pulp line (not shown) connected to the discharge pipe 7 of the soil pump 4 and placed on floats (not shown).

Снаряд работает следующим образом. The projectile works as follows.

В собранном виде земснаряд устанавливается на месте разработки, при этом всасывающая труба 12 с трубой 25 находится в горизонтальном положении, а якорь 35 отводится на небольшое расстояние и заводится в подводный грунт. Затем опускают нужную глубину при помощи крана 27 трубы 12 и 25, при опускании направляющая 26 свободно скользит вдоль всасывающей трубы 12 и при достижении необходимой глубины направляющая (хомут) 26 жестко фиксируется относительно трубы 12. Включают в работу насос 8 и вода из акватории забоя (ее верхний слой) поступает через сорорыбозаградительные решетки 21 в камеру, а из нее - в водозаборный патрубок 23. Далее вода через водовод 9 и гибкий шланг 16 поступает в трубопровод 17, от которого распределяется в трубчатые коллекторы 18 и 19 с соплами 20. Последние, оказываясь непосредственно в толще грунта, интенсивно разрыхляют забой. Затем выключают насос 8 гидроразмыва и включают в работу грунтовый насос 4, в результате начинается процесс активного всасывания уже разрыхленного и взвешенного грунта в наконечник 13 (возможна при необходимости и параллельная работа насосов 4 и 8). При этом разработку грунта ведут по веерной схеме, т. е. по дуге слева направо и справа налево. Это достигается за счет принудительного поворота корпуса земснаряда, осуществляемого с помощью огибающего платформу 33 тягового каната 34, заведенного на привод механизма рабочих перемещений, находящегося в кабине 28. Разработанный грунт поступает по всасывающей трубе 12 через патрубок 6 и грунтовый насос 4 в напорный патрубок 7, к которому присоединена воздухоподводящая труба от компрессора 10 для улучшения транспортирования грунта на береговой плавучий трубопровод. When assembled, the dredger is installed at the development site, while the suction pipe 12 with the pipe 25 is in a horizontal position, and the anchor 35 is diverted a short distance and is brought into the underwater soil. Then, the desired depth is lowered using the crane 27 of the pipe 12 and 25, when lowering, the guide 26 slides freely along the suction pipe 12 and when the required depth is reached, the guide (clamp) 26 is rigidly fixed relative to the pipe 12. Turn on the pump 8 and water from the bottom of the water ( its upper layer) enters through the sorbing screens 21 into the chamber, and from it into the water inlet 23. Then, water through the water conduit 9 and flexible hose 16 enters the pipe 17, from which it is distributed into the tubular manifolds 18 and 19 with nozzles 20. The last ie, appearing directly in the thickness of the soil, loosen intensive culling. Then, the hydraulic washing pump 8 is turned off and the soil pump 4 is turned on, as a result, the process of active absorption of the already loosened and suspended soil into the tip 13 begins (parallel operation of pumps 4 and 8 is also possible if necessary). In this case, soil development is carried out according to a fan pattern, i.e., along an arc from left to right and from right to left. This is achieved due to the forced rotation of the dredger body, carried out using the envelope of the platform 33 of the traction rope 34, which is connected to the drive of the working displacement mechanism located in the cab 28. The developed soil enters through the suction pipe 12 through the pipe 6 and the soil pump 4 into the discharge pipe 7, to which an air supply pipe is connected from the compressor 10 to improve soil transportation to the onshore floating pipeline.

После первой проходки всасывающей трубы 12 включается в работу аппарат напорного хода для перемещения корпуса земснаряда вперед (при выключенных насосах 4 и 8 и при поднятой в горизонтальное положение всасывающей трубы 12 с помощью крана 27). Для этого включают в работу лебедку 37 и наматыванием на нее троса 36 корпуса земснаряда подтягивается и передвигается вперед, при этом якорь 35 остается заведенным в грунте. При подтягивании корпус вперед кратковременно включают грунтовый насос 4 и за счет всасываемого им поверхностного слоя воды из водоема срабатывает водометный движитель 24 и гидрореактивная сила струи, выбрасываемая из него, способствует движению земснаряда вперед. Затем продолжает папаильонирование грунта справа налево и слева направо и т. д. до полной выборки грунта на участке, устье всасывающего наконечника 13 - якорь 35 до тех пор, когда расстояние между ними окажется минимальным. Далее процесс разработки грунта повторяется. After the first penetration of the suction pipe 12, the pressure head apparatus is turned on to move the dredger body forward (with pumps 4 and 8 turned off and with the suction pipe 12 raised to a horizontal position using a crane 27). To do this, turn on the winch 37 and by winding the cable 36 of the dredger body onto it, it is pulled and moved forward, while the anchor 35 remains wound in the ground. When pulling the housing forward, briefly turn on the soil pump 4 and due to the surface layer of water that it sucks in from the reservoir, the water jet propulsion 24 is activated and the hydroreactive jet force ejected from it facilitates the forward movement of the dredger. Then he continues to papillon the soil from right to left and from left to right, etc., until the soil is completely sampled at the site where the mouth of the suction tip 13 is anchor 35 until the distance between them is minimal. Further, the process of soil development is repeated.

При этом трос 36 от лебедки 37 проходит между направляющими роликами 47 (см. фиг. 2), установленными на выходе звена 38 и поперечной балке 40 аппарата напорного хода и предотвращающими его выпадение. In this case, the cable 36 from the winch 37 passes between the guide rollers 47 (see Fig. 2) installed at the output of the link 38 and the transverse beam 40 of the pressure head apparatus and preventing it from falling out.

Выполнение рамы аппарата напорного хода двухзвенной обусловлено тем, что при подводной разработке грунта вероятно столкновение всасывающей трубы 12 с препятствием (коряга, камень и т. п. ), для смягчения удара служит звено 38, которое подпружинено относительно звена 39. Последнее закрепляется в патрубках 45 и фиксируется при помощи фиксаторов 46 для работы земснаряда в зависимости от заданной глубины разработки. При максимально выдвинутом из патрубков 45 звена 39 весь аппарат напорного хода работает более жестко, так как при этом уменьшается свободная длина якорного троса 36 (провисание его), который является пружиной. The implementation of the frame of the two-link pressure path apparatus is due to the fact that during underwater excavation of the suction pipe 12 there is likely to collide with an obstacle (driftwood, stone, etc.), to mitigate the impact, link 38 is used, which is spring-loaded relative to link 39. The latter is fixed in nozzles 45 and is fixed using clamps 46 for the operation of the dredger, depending on a given depth of development. When the link pressure unit 39 is extended as far as possible from the nozzles 45 of the link 39, the entire pressure stroke apparatus works more rigidly, since this reduces the free length of the anchor cable 36 (its sagging), which is a spring.

Внедрение данного самоходного разборного снаряда позволяет повысить эффективность и производительность работы как при подводной разработке связных, так и вязкопластичных грунтов (сапропелей). Кроме того, возможно использовать его и как нефтемусоросборщик. The introduction of this self-propelled collapsible projectile can improve the efficiency and productivity of both underwater development of cohesive and visco-plastic soils (sapropels). In addition, it is possible to use it as an oil collector.

Claims

1. EARTHWORK EQUIPMENT, including a floating casing, articulated from two pontoons, a ground pump with a suction and pressure nozzles and a water wash pump connected to a water conduit with a hydraulic ripper, a suction pipe with a tip, a pressure stroke apparatus and a working movement mechanism with a drive installed on one of them characterized in that it is equipped with a water-suction chamber made in the stern of the hull with removable waste filter racks and a water inlet connected to the hydraulic washing pump, and a suction pipe uba is connected to the suction pipe of the soil pump by means of a flexible hose with the possibility of its vertical movement relative to the housing by means of a crane rotatable in the horizontal plane installed in the bow of the housing, while the dredger working movement mechanism is made of a horizontal rotatable and mounted on the base of the platform with its envelope a rope associated with the drive of the mechanism of working movements, and the pressure head apparatus is made of a jet propulsion device installed at the stern and connected with the pressure pipe, from an anchor connected by a cable to a winch located on the platform of the working movement mechanism, on both sides of which pipes are rigidly mounted, and from a frame made of two links pivotally connected to each other by means of a transverse beam and springs, while the nozzles are installed with the possibility of placing in them one of the links of the pressure apparatus apparatus frame, and the hydraulic ripper is made of two tubular manifolds connected with a water conduit with nozzles, one of which is coverage Vaeth outer side tip and the other is located in front of his mouth, the tip is shaped broadened a diffuser whose walls are formed by two interconnected bars on its sides.

2. Dredging projectile according to claim 1, characterized in that the suction pipe is equipped with an additional pipe with a guide made in the form of a clamp.

3. Dredging projectile according to claim 1, characterized in that the platform is installed on the base by means of support rollers and a central axis.

4. Dredger shell according to paragraphs. 1 and 3, characterized in that the base of the platform is mounted on the housing by means of brackets.