книги из ГПНТБ / Упоров, Н. Г. Землесосные снаряды и перекачивающие установки учебник

Конические и цилиндрические наконечники всасывающего пуль­ попровода применяют для разработки песчаных грунтов без круп­ ных (негабаритных) включений; щелевидный наконечник — для разработки забоев, засоренных негабаритными включениями (кам­ нями, древесными остатками).

При наличии в разрабатываемом грунте негабаритных камней и древесных остатков, если наконечник выполняют с щелевидным раструбом, размер щели по высоте выбирают в соответствии с мини­ мальным размером проходного канала рабочего колеса, а по ши­ рине в зависимости от потребной площади оголовка. Для ограниче­ ния ширины проходящих камней поперек щели устанавливают ме­ таллические ножи.

Иногда в цилиндрических наконечниках при разработке забоев, засоренных негабаритными включениями, применяют ограничитель­ ные решетки из прутьев, однако они являются очагом для закли­ нивания камней и местом сбора мелких корней и травы, что резко снижает входные (проходные) сечения и приводит к перегрузке вса­ сывающей линии. Меньше засоряется цилиндрический наконечник с ограничителем в виде серповидного крюка, изготовленного из круглой стали; трава и корни соскальзывают с него по кривой и ухо­

ления проходное сечение суживается. Для обеспечения нормального режима работы грунтового насоса имеется канал 6, через который проходит пульпа.

Питание всасывающей трубы при разработке несвязных грунтов происходит за счет неподдающихся регулированию оползней. По­ этому при избыточном поступлении грунта наконечник засыпается и нарушается нормальное образование пульпы из-за недостатка воды. При этом происходит повышение вакуума, развиваемого грунтовым насосом, и могут возникнуть явления кавитации.

При первых признаках кавитации следует немедленно открыть доступ воды к приемному отверстию наконечника, приподняв вса­ сывающую трубу, и нормальное пульпообразование восстановится.

91

На всасывающих трубах земснарядов несколько выше всасыва­ ющего наконечника устанавливают жалюзи с дистанционным управ­ лением (рис. 54, а) . В момент завала всасывающей трубы жалюзи открываются и обеспечивают доступ в нее воды, поддерживая нор­ мальный режим работы грунтового насоса, чем обеспечивается по­ следующая разработка обвалившегося грунта. Из-за сложности конструкции описанное устройство большого распространения не получило.

Рис. 54. Схемы устройств, предупреждающих срыв вакуума:

резервной воды, позволяющей избежать срыв вакуума при обвале грунта и обеспечить последующую его разработку. Вдоль всасыва­ ющей трубы 4 в нижней части ее приварена дополнительная тру­ ба 3, не доходящая до приемного отверстия наконечника на рас­ стояние, равное 1—2 диаметрам всасывающей трубы. При завале наконечника грунтом под влиянием имеющегося разрежения в зоне приемного отверстия наконечника по трубе 3 к приемному отвер­ стию будет поступать вода, которая постепенно размоет обвалив­ шийся грунт.

Разработан автоматический затвор, открывающий доступ воде по дополнительной трубе к приемному отверстию по сигналу от ва­ куумметра.

При наличии в забое прослоек плотных илов или суглинков при­ меняют гидравлические рыхлители, в которых используется разру­ шающее действие струи воды, подаваемой специальным насосом к одной или нескольким насадкам. Целесообразность применения гид­ равлических рыхлителей в каждом конкретном случае может быть установлена только опытным путем. Насадки устанавливают вбли­ зи приемного отверстия. Истекающие из них с большой скоростью струи воды разрушают плотный грунт прослойки, открывая доступ к расположенному ниже песку. Эффективность размыва в значи-

92

/

тельной мере зависит от расположения насадок и параметров пода­ ваемой к ним воды. На земснарядах строительной гидромеханиза­ ции применяют насосы производительностью 250—300 м3/ч при на­ поре 60—70 м (насосы бНДв и бНДс).

На основании длительного опыта установлено, что наивыгодней­ шим является расположение насадки для разработки прослоек плотного грунта, предложенное Д. Г. Кащеевым (рис. 55, а). На­ садка 1 вынесена вперед на расстояние, равное 1,6—1,9 диаметра всасывающей трубы. При опускании всасывающего устройства на­

батываемого грунта и отделены от него значительным слоем воды, преодолевая который истекающие из насадок струи теряют почти всю свою энергию.

При необходимости разработки несвязных грунтов с глубин бо­ лее 15 м всасывающая способность грунтового насоса не перекры­ вает возникающей вакуумной загрузки во всасывающей линии даже при относительно невысокой консистенции пульпы и работа ведется либо при кавитационном режиме, либо на его грани. Для улучше­ ния режима работы грунтового насоса в этих случаях применяют устройство (рис. 56) в виде кольцевого эжектора, установленного вместо наконечника всасывающей трубы. Эжектор создает не толь­ ко дополнительное разрежение, но и дополнительный напор в са­ мой всасывающей трубе. При этом грунтовый насос является как бы второй ступенью (перекачивающей станцией) по отношению к эжек­ тору, который выполняет роль первой ступени, создающей разре­ жение на входе в наконечник всасывающей трубы.

Эжектирующее устройство значительно упрощает запуск грунто­ вого насоса, так как он оказывается под напором и операция закач­ ки становится ненужной.

93

этапа. Вначале подрезают подошву при непрерывном горизонталь­ ном перемещении фрезы для обеспечения постоянного контакта ее ножей с грунтом и нарезания стружки, засасываемой введенным внутрь фрезы наконечником всасывающей трубы земснаряда. Этот этап характерен меньшей производительностью, так как нет подте­ кания грунта. После обрушения забоя и нарушения структуры грун­ та разработку его ведут подбойным методом.

При разработке грунтов, структура которых после обрушения остается неповрежденной, применяют послойный метод: последова­ тельные перемещения фрезы по горизонтали с периодическим опу­ сканием фрезы на величину ее диаметра на границах разрабаты­ ваемой прорези. В этом случае производительность земснаряда оп­ ределяется объемом срезаемого фрезой грунта и степенью чистоты его подбора. Следовательно, она зависит от диаметра фрезы и ско­ рости ее перемещения по забою, а также от правильного располо­ жения всасывающего наконечника по отношению к нарезаемой но­ жами фрезы стружке.

Рис. 57. Фрезерный рыхлитель:

Рама служит основой для размещения фрезы 5 и ее привода, со­ стоящего из электродвигателя 9 и редуктора 1. Редуктор понижает число оборотов вала 8 фрезы, расположенного вдоль оси рамы. Фреза 5 посажена на конце головного вала 6, параллельно которо­ му расположен наконечник 4, входящий внутрь полости фрезы.

Рама рыхлителя шарнирно соединена с корпусом земснаряда и подвешена к стреле подъема по аналогии с рамой всасывающей трубы. На ней также расположены блоки 3 для папильонажных тросов 7, перемещающих рыхлитель по горизонтали.

Фрезы для разработки грунта подразделяют по конструкции на два основных типа: открытые и закрытые. Открытая фреза (рис. 58, а) представляет собой ряд (пять и более) ножей 2, распо­ ложенных по окружности под некоторым углом к оси вращения. Ножи закреплены посредством спид 3 к центральной ступице 4, имеющей коническое отверстие для посадки на головной вал.

95

Ножи служат не только для отделения грунта от массива, но и для направления его к приемному отверстию наконечника, поэтому им придан некоторый угол по отношению к тыльному кольцу /, сое­ диняющему концы ножей для создания необходимой жесткости всей конструкции фрезы. Спицам также придан наклон подобно лопа­ стям шнека для подачи грунта с торца фрезы к приемному отвер­ стию наконечника. Фрезы с прямыми ножами наиболее просты в изготовлении и предназначены для разработки связных, но не нали­ пающих грунтов.

2

Рис. 58. Фрезы открытого типа:

а — с прямыми ножами. 6 — типа «Монзунд», в — ложковая; / — тыльное кольцо, 2 — нож, 3 — спица, 4 — ступица

Фреза «Монзунд» (рис. 58, б) предназначена для разработки очень плотных и налипающих грунтов. Она отличается особой вол­ нообразной формой режущей кромки, уменьшающей потребные уси­ лия резания и налипаемость грунта. Ложковой фрезой (рис. 58, з) разрабатывают тяжелые налипающие грунты.

Для разработки очень тяжелых ломовых глин применяют фрезы с мощными ножами, режущие кромки которых снабжены сменными зубьями наподобие режущих кромок экскаваторных ковшей.

Закрытые фрезы типа митра (рис. 59, а) отличаются от откры­ тых фрез наличием в передней части ножа 2 изгиба, приваренного к ступице 1. Задние концы ножей соединены тыльным кольцом 3 для придания им необходимой жесткости. Расположение ножа в пространстве аналогично расположению ножей открытых фрез. Для разрезания пластов грунта, переплетенных корневой системой водо­ рослей и камыша, к основным ножам фрезы приваривают попереч­ ные ножи.

Имеются конструкции митрообразных фрез со сменными зубья­ ми (рис. 59, б).

Главным недостатком всех фрез, перечисленных выше, является одностороннее направление их вращения, что обеспечивает нормаль­ ные условия резания грунта лишь при движении (проходке) рыхли­ теля в одну сторону, т. е. в том случае, когда ножи движутся сни­ зу вверх, в подрез.

96

тительных и прочих включений, а также уменьшает сопротивление передвижению грунта к всасывающему наконечнику. Кроме того, у них усилены отвально-режущие элементы: ножи для повышения прочности увеличены по толщине и развиты по ширине в головной части. Плужные фрезы предназначены для разработки связных грунтов с включениями корней и других растительных остатков.

§ 31. Роторно-ковшовые рыхлители с бункером

Роторно-ковшовые рыхлители с бункером, предложенные В. А. Морозом, имеют ряд преимуществ перед другими видами ме­ ханических рыхлителей и получают все большее распространение.

Принцип действия этого устройства весьма сходен с принципом действия роторного экскаватора. Различаются они лишь системой удаления разработанного грунта. Разработанный ротором экскава­ тора грунт, проваливаясь через ковши в полубункер, далее посту­ пает на ленточный транспортер, который передает его на отваль­ ный мост. Грунт, разработанный роторным рыхлителем, через без­ донные ковши поступает в бункер, расположенный внутри ротора, а затем в подведенную к бункеру всасывающую трубу грунтового насоса. Роторные рыхлители могут быть двух модификаций: одпо-

цилиндрический бункер 6, открытый сверху. В боковую (неподвиж­ ную) стенку бункера вварена всасывающая труба 5. При вращении ротора ковши захватывают грунт, который в момент прохождения над раскрытой частью бункера высыпается в него и, смешиваясь с поступающей через ранее опорожненные ковши водой, попадает в зону всасывания.

Снаружи, на задней стенке каждого ковша приварен ограничи­ тель 4, защищающий последующий ковш от негабаритных камней, которые вначале задерживаются между режущей кромкой ковша и ребрами ограничителя, а затем перебрасываются в пространство позади ротора, что исключает их повторное попадание в ковши.

Ось вращения вала 1 ротора расположена перпендикулярно про­ дольной оси рамы, что определяет неизменно оптимальные условия резания грунта снизу вверх. Как и у роторного экскаватора, реза­ ние грунта производится боковой стенкой ковша со стороны направ­ ления движения ротора.

Отличительной чертой грунтозаборного устройства данной кон­ струкции является способность принудительно и равномерно загру­ жать всасывающую трубу грунтом в строго определенном оптималь­ ном количестве. Равномерность загрузки бункера создает благо­ приятные условия для работы грунтового насоса, а прямоточное по­ ступление (сверху вниз) хорошо перемешанных грунта и воды зна­ чительно снижает гидравлические потери на входе во всасывающую

100