Грунтозабірний пристрій

Ґрунтозабірний пристрій для видобутку корисних копалин із підводних родовищ, що містить корпус із всмоктувальним патрубком, напірну порожнину, у якій розміщена сполучена з нею головка з форсунками, який відрізняється тим, що має додаткову групу форсунок, встановлених на головці з можливістю зміни кута їх нахилу та фіксації в заданому напрямку. Корисна модель відноситься до гідромеханізації в гірничодобувній промисловості. Найбільш ефективне застосування корисної моделі для видобутку корисних копалин із підводних родовищ, які можуть бути розпушені струменем води. Відомий створений у лабораторії гідромеханізації ЦНДІСа робочий орган із гідравлічним розпушувачем, що становить собою кільце, яке охоплює всмоктувальний наконечник, і виготовлене з труби діаметром 200мм [Д.В. Рощупкин. Разработка грунтов землесосними снарядами. - М. Транспорт. - 1969. -135с]. На кільці встановлені вісім насадок, нахилених так, що струмені у перспективі спрямовані в одну точку, що лежить перед всмоктувальним наконечником на його осі. Струмені вимивали пісок, що заповнював проміжки між частками гравію, відривали ці частки, приводили завислий стан, підхоплювали їх і заносили у всмоктувач. Не менш ефективна дія гідравлічного розпушувача при розробці тріщинуватих прошарків порфіріта, що зустрічалися в корисних баластових покладах. Струмені розпушувача вдаряли в тріщини, розширювали їх, сколювали і приводили в завислий стан платівки порфіріта. Прошарки глини напірними струменями роздрібнювалися до тонких суспензій, частина яких відтискалася від зони всмоктування й осідала на дно за межами вибою, а частина, що потрапила на карту намиву, скидалася разом із водою. Відомий ґрунтозабірний пристрій конструкції М.М. Цимаховського, що рекомендував і здійснив практично спільну роботу напірних струменів і гідроелеватора [СП. Огородников, Гидромеханиза ция разработки грунтов. - М., Стройиздат. -1986. 256с]. Гідромоніторна частина агрегату має підпушувач з чотирма насадками - однієї вертикальної та трьох горизонтальних, розташованих під кутом 120° щодо один одного, який напівохоплює всмоктувач. Приймальний отвір знаходиться нижче горизонтальних насадок гідромонітора. Відомий ґрунтозабірник, який складається з грушоподібного корпусу вхідного патрубка, всмоктувача, напірної порожнини, розмиваючих форсунок [СП. Огородников. Гидромеханизация разработки грунтов. - М.: Стройиздат. -1986. -256с]. Такий ґрунтозабірник виявився ефективним при розробці незв'язних ґрунтів за рахунок своєї гідравлічне обтічної форми. У результаті роботи цього ґрунтозабірного пристрою корисна копалина, яка відділена від вибою гідравлічним розпушувачем, всмоктується в суміші з водою прямо із зони підпушення, що знаходиться на поверхні дна. Проте перерахованим аналогам властиві деякі загальні недоліки: - протилежно спрямовані потоки розпушення та всмоктування, при цьому потік, що розпушує, утворений струменями води з розмиваючих форсунок, перешкоджає переміщенню зважених часток корисної копалини до всмоктувального патрубка, що призводить до зниження технічної продуктивності; - всмоктування ґрунту безпосередньо з поверхні дна, при цьому насичення пульпи ґрунтом здійснюється тільки знизу та дещо з боків всмоктувального патрубка, що також призводить до зниження технічної продуктивності; со Csl О CM 7202 - всмоктування ґрунту безпосередньо з поверхні дна також призводить до зкаламучення водойми, знищенню поверхні дна, тобто до порушення водної екосистеми Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є ґрунтозабірний пристрій [7 МПК Е21С50/00 патент України №46197], який складається з корпусу із всмоктувальним патрубком та напірною порожниною, у всмоктувальному патрубку якого розташована головка з форсунками При цьому головка жорстко закріплена в корпусі, сполучена з напірною порожниною та виступає за межі усмоктувального патрубка, а сопла форсунок звернені назустріч напрямку руху пульпи у всмоктувальному патрубку На корпусі вище всмоктувального патрубку встановлені нерухомо радіальні форсунки Такий ґрунтозабірний пристрій призначений для роботи у піддонному вибої при розробці незв'язних ґрунтів У результаті роботи цього пристрою пульпа, яка утворюється в результаті впливу на масив ґрунту струменів води, що витікають із форсунок, всмоктується ґрунтозабірником через усмоктувальний патрубок Введення головки із форсунками в усмоктувальний патрубок забезпечує всмоктування в зоні зворотних потоків пульпи, що сприяє інтенсифікації процесу всмоктування Ґрунтозабірний пристрій призначений для видобутку ґрунтів із зони підпушення, розташованої під поверхнею дна, тому при розробці ґрунтів виключаться скаламучення водойми та повне порушення ЦІЛІСНОСТІ та структури поверхневих прошарків дна Проте недоліками даного пристрою є - встановлення на головці форсунок, сопла яких спрямовані тільки вниз, при цьому розпушення корисної копалини та утворення зворотних потоків пульпи виконується тільки перед всмоктуючим патрубком, що при заглибленому у корисну копалину ґрунтозабірнику забезпечує з часом зменшення КІЛЬКОСТІ ґрунту перед всмоктувальним патрубком та призводить до зниження технічної продуктивності, - встановлення горизонтально розташованих форсунок вище всмоктувального патрубку, тому потік, що розпушує, утворений струменями води з цих форсунок, перешкоджає переміщенню зважених часток корисної копалини до всмоктувального патрубка, що також призводить до зниження технічної продуктивності, - встановлення нерухомо горизонтально розташованих форсунок не дозволяє пристосовувати ґрунтозабірний пристрій до роботи на різних ґрунтах, які відрізняються за своїми властивостями В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення ґрунтозабірного пристрою, в якому шляхом встановлення додаткової групи форсунок, закріплених на головці з можливістю зміни кута їх нахилу та фіксації в заданому напрямку, забезпечується розпушення корисної копалини перед та з боків усмоктувального патрубку, всмоктування утвореної пульпи в зоні зворотних потоків та за рахунок цього інтенсифікацію процесу видобутку ґрунту з піддонної зони розмиву Поставлена задача вирішується тим, що відомий ґрунтозабірний пристрій, який містить корпус із всмоктувальним патрубком, напірну порожнину, головку з форсунками, згідно з корисною моделлю, забезпечений додатковою групою форсунок, встановлених на головці з можливістю зміни кута їх нахилу та фіксації в заданому напрямку Один із можливих варіантів реалізації корисної моделі наведений у фігурі Ґрунтозабірний пристрій містить корпус 1 (фіг), усмоктувальний патрубок 2, напірну порожнину З, головку 4, що розташована в усмоктувальному патрубку 2 та виступає за його межі, форсунки 5 першої групи, сопла яких спрямовані вздовж подовжньої осі ґрунтозабірного пристрою, та форсунки 6 додаткової групи, осі яких розташовані під кутом нахилу від подовжньої осі ґрунтозабірного пристрою Кожна з форсунок 6 додаткової групи встановлена з можливістю повертання та фіксації в заданому напрямку за допомогою шарніра 7, з'єднаного з головкою 4 патрубком 8 Ґрунтозабірний пристрій, що заявляється працює таким чином робоча вода від головного насоса подається під тиском у напірну порожнину З З напірної порожнини 3 вода через форсунки першої групи 5 витікає в масив ґрунту безпосередньо перед ґрунтозабірним пристроєм, а через форсунки додаткової групи 6 витікає в масив ґрунту з боків ґрунтозабірного пристрою, розмиває ґрунт і наповнює його водою Пульпа, яка утворилася в результаті впливу на масив ґрунту струменів води, що витікають із форсунок першої 5 та додаткової 6 груп, всмоктується ґрунтозабірником через усмоктувальний патрубок 2 та подається до місця складування Введення головки 4 із форсунками першої 5 та другої 6 груп в усмоктувальний патрубок 2 дозволяє вести всмоктування в зоні зворотних потоків пульпи, зменшити можливість забивання усмоктувального патрубку та форсунок при забурюванні, що сприяє інтенсифікації процесу всмоктування та у такий спосіб збільшує технічну продуктивність пристрою В особливих випадках, коли властивості ґрунту, який підлягає видобутку, потребують змінити умови розмивання ґрунту, ґрунтозабірний пристрій підіймається на поверхню води, форсунки додаткової групи вручну повертаються на шарнірах на потрібний кут нахилу та закріплюються у такому положенні Таким чином можна інтенсифікувати розмивання ґрунту у подовжньому напрямку, наприклад, при заглибленні ґрунтозабірного пристрою у ЩІЛЬНІ донні ґрунти (глина, зцементований мул або черепашка, тощо) Ґрунтозабірний пристрій, що заявляється, призначений для видобутку ґрунтів із зони розмиву, розташованої під поверхнею дна Таким чином, при розробці ґрунтів виключається зкаламучення водойми та повне порушення ЦІЛІСНОСТІ та структури поверхневих прошарків дна, збільшується експлуатаційна продуктивність видобутку у зв'язку зі збільшенням концентрації пульпи 7202 Фіг. Комп'ютерна верстка А Крижанівський Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601