Спосіб видобутку ґрунту з дна річки

Реферат: Спосіб видобутку ґрунту з дна річки включає використання кінетичної енергії потоку води річки, яка забезпечує роботу видобувного комплексу, розміщеного на плавзасобі. Забирає ґрунт з дна річки, піднімає його на поверхню з наступним розвантаженням на площадку складування або в відповідні транспортні, переважно плаваючі засоби, розташовані поруч з видобувним комплексом. Кінетичну енергію потоку річки відбирають гребним колесом/колесами, закріпленими на плавзасобі, а більшу частину крутного моменту колеса/коліс передають видобувному комплексу ланцюговою/карданною або іншою системою передачі енергії річки. UA 100162 U (12) UA 100162 U UA 100162 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до землерийних робіт. Відомі різні способи розробки ґрунту екскаваторами (Інтернет “Разработка грунта: механизированная экскаватором…”). Але всі ці способи відносяться переважно до здійснення робіт на суходолі. В разі ж необхідності видобутку ґрунту з дна річки, виникають суттєві ускладнення - стосовно розташування екскаваторів на відповідних плавзасобах, забезпечення належної безпеки та збереження ефективності цих робіт. Тому, виникла велика потреба в створенні спеціальних технологій з застосуванням плаваючих механізмів, що називаються земснарядами, котрі можуть бути, як дизельними, так і електричними [Інтернет "Земснаряд электрический ГТ1800Э"]. Нас стосується саме електричний варіант. Хоч і всі інші види земснарядів мають суттєві вади через необхідність використання значних енергоресурсів для їх функціонування. Але особливо яскраво цей недолік проявляється саме в електричних земснарядах, і йдеться про наступне. Технологія застосування електричних земснарядів на річці має парадоксальну невідповідність використання електричної енергії. Зокрема, якщо не повністю, то в значній мірі електроенергія, що застосовується електричним земснарядом видобувається з тої самої річки на ГЕС, хоч це не принципово, бо електроенергія будь-якої ГЕС вливається в загальну електроенергетичну систему. Разом з тим, значною мірою енергія річки пропливає мимо працюючого земснаряду абсолютно безкорисно для вирішення нашої конкретної проблеми видобутку ґрунту з дна річки. І виходить, що цю безкорисність, а по суті втрати, ми додатково посилюємо роботою земснаряду, який витрачає добуту на річці електроенергію. Навіть якщо перейти з електричних земснарядів на дизельні, жодного виграшу не відбувається, бо електрична енергія замінюється не менш вартісним дизельним пальним, а втрата потенціалу енергії річки, що пропливає мимо земснаряду, залишається в повній мірі. Чи можна усунути цей негатив? Необхідність відповіді на це питання визначила задачу корисної моделі, яка полягає в міркуваннях наступного абзацу. До того ж, як буде показано далі, крім вказаного наміру отримати позитивний результат, забезпечуються додаткові суттєві позитивні наслідки запропонованого рішення. Поставлена задача корисної моделі вирішується наступним рішенням. Спосіб видобутку ґрунту з дна річки, що включає використання кінетичної енергії потоку води річки, яка забезпечує роботу видобувного комплексу, розміщеного на плавзасобі, що забирає ґрунт з дна річки, піднімає його на поверхню з наступним розвантаженням на площадку складування або в відповідні транспортні, переважно плаваючі засоби, розташовані поруч з видобувним комплексом, згідно з корисною моделлю кінетичну енергію потоку річки відбирають гребним колесом/колесами, закріпленими на плавзасобі, а більшу частину крутного моменту колеса/коліс передають видобувному комплексу ланцюговою/карданною або іншою системою передачі енергії річки. Суть рішення представлена на: - фіг. 1 - вид збоку, - фіг. 2 - вид в плані, - фіг. 3 - аксонометрія. Зображення установки, на якій показаний спосіб, являється схематичним та спрощеним, щоб не затуляти головну сутність рішення. Один в варіантів реалізації корисної моделі представлені на фігурі 4, де показані всі головні види технологічного комплексу без спеціального визначення цифрових позицій обладнання, що входять в цей комплекс. Отже, спосіб видобутку ґрунту з дна річки здійснюється на технологічному комплексі, який включає плавзасіб в формі катамарана з двох поплавців 1, та палуби 2, на які за допомогою поворотних опор 3 закріплені гребні колеса 5, об'єднані валом 4 в єдину обертальну систему, крутний момент від котрої передається ланцюговою передачею 6 на агрегат 7, що містить зчеплення та гальма, поєднані відповідно з лебідкою 8, трос 9 котрої через блоки, закріплені на рамі 10, тримає грейфер 11. Вся технологічна плавуча система утримується в належному місці річки, анкеруванням її на якорі 12, розміщеному на дні річки та з'єднаному з плавзасобом тросом 13. Здійснюється запропонований спосіб наступним чином. Гребні колеса 5 під дією потоку води в річці (позначено стрілкою) обертаються (також позначено стрілкою). Будучи жорстко з'єднаними з валом 4, колеса 5 передають йому крутний момент, який вони створюють, і котрий ланцюговою передачею 6 передається на агрегат 7, що являє собою комплексне поєднання механізму зчеплення та гальма. Через агрегат 7 крутний момент (утворений колесами 5) передається на вал лебідки 8, трос 9 котрої через відповідні 1 UA 100162 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 блоки (закріплені на рамі 10) тримає ківш грейферу 11. Вказаний набір технологічних процедур дозволяє здійснювати головні операції - опускати грейфер (в розкритому стані) на дно річки, заповнювати його ґрунтом, в результаті закриття його при тяговому зусиллі троса 9 вгору, та подальше підняття закритого грейферу нагору з розкриттям його при розвантаженні в відповідні транспортні засоби - в нашому випадку плавучі, котрі підходять в належне місце в зоні дії грейфера 11. Далі представлена деталізація загальної схеми цього способу. Як вже зазначено, початком циклу нашого способу вважаємо ситуацію, коли грейфер 11 перебуває в верхній точці в розкритому стані (фіг. 1 і фіг. 3). Щоб це становище було фіксованим, зчеплення в агрегаті 7 повинно бути виключеним, тобто крутний момент від пари коліс 5 не передається на весь подальший технологічний ланцюжок. В цей же час гальма включені, що дозволяє фіксувати грейфер 11 в верхній точці. Після виключення гальм, грейфер 11 під дією власної ваги опускається до дна річки, показаного на фігурі 1. Зрозуміло, що швидкість опущення грейфера 11 регулюється і контролюється гальмами, щоб не створювати непотрібні динамічні навантаження на сам грейфер, та й на всю плавучу систему представленого видобувного плавучого комплексу. Після опущення грейферу 11 на дно річки, зчеплення на агрегаті 7 включається, а гальма залишаються виключеними. В результаті цього, крутний момент від пари коліс 5 через ланцюгову передачу 6 починає передаватись на вал лебідки 8, трос котрої починає рухатись вверх, змушуючи зводитись щелепи грейфера 11, який через це починає наповнюватись ґрунтом на дні річки. Після заповнення грейфера ґрунтом підйомна сила тросу 9 продовжується, і заповнений ґрунтом грейфер 11 здійснює підйом до верхньої точки, при досягненні котрої включаються гальма, зчеплення виключається, а грейфер розвантажується. Тобто цикл замкнувся ситуацією, представленою вище (на фіг. 1 і фіг. 3), і все повторюється в послідовності, поясненій вище. До цього необхідно додати, що робота зчеплення і гальм повинна здійснюватись з належною синхронністю та плавністю цих операцій, щоб, як вже було зазначено, не створювати непотрібних та шкідливих динамічних навантажень на все обладнання. Процедура розвантаження грейферу 11 в транспортні плавзасоби умовно не позначена. Вважаючи, що умов цієї вантажно-транспортної операції може бути багато, в залежності від необмежених варіантів конкретних обставин. Але, скільки б цих варіантів не було, означена схема представленого способу видобутку ґрунту з дна річки залишається незмінною. Це надзвичайно суттєва обставина, бо саме вона забезпечує позитивний ефект корисної моделі, що потребує детальнішого пояснення. Перше і головне полягає в тому, що представлена технологія дозволяє незалежно від усяких зовнішніх обставин використовувати кінетичну енергію потоку води в річці. Адже традиційним електричним земснарядам всіх видів потрібна електроенергія, яка повертається на ту ж річку, пройшовши величезний ланцюг перетворень, в якому головними являються створення ГЕС і всіх потрібних для неї атрибутів, включаючи мережі електропередачі до самого земснаряду. А якщо земснаряд дизельний, (повторимось) він не працює без пального, тому навряд чи він дешевший, ніж земснаряд електричний. Додатковою ілюстрацію визначеного позитиву являються зображення на вище згаданій фігурі 4, де спосіб здійснюється при більшій компактності з забезпечення енергетичного потенціалу в півтора рази - через створення трьох гребних коліс, на відміну від попереднього варіанту, де маємо два колеса. До цього необхідно дати певні пояснення стосовно зафіксованого фактору - більшу частину крутного моменту колеса/коліс передають видобувному комплексу. Йдеться про те, що безперечно на представленому плаваючому технологічному комплексі головним функціональним призначенням являється видобуток ґрунту з дна річки. Але ж при забезпеченні цього призначення виникає достатньо супутніх проміжних технологічних процедур і операцій, котрим також потрібна певна енергія. Тому, цілком очевидно, що для нашого способу нема жодних протипоказань або, і якихось нездійсненних технологічно-конструкторських прийомів, що дозволяють частину крутного моменту коліс 5 відводити для вказаних проміжних, та обслуговуючих потреб для здійснення головної задачі - видобутку ґрунту з на річки. Тому наголошуємо особливо, що вище згаданий відмінний фактор більшу частину крутного моменту колеса/коліс передають видобувному комплексу стосується саме вище приведеного пояснення. Повторимось також щодо того, що питання розподілення крутного моменту між головними і проміжними функціональними потребами в нашій корисної моделі не потребує жодних пояснень та тлумачень. Бо цю задачу можна вирішувати любим відомим способом, і питання буде стояти лише в тому, як з усіх існуючих можливостей вирішення даної задачі вибрати найбільш доцільний та ефективний варіант в кожній конкретній ситуації. Необхідно також зазначити, що питання співвідношення, тобто розділення крутного моменту коліс 5 між головною та проміжною 2 UA 100162 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 частиною вирішується також в кожній конкретній ситуації окремо, в залежності від реальних обставин цієї ситуації. Що одначе не створює ніяких незручностей, чи якихось суттєвих ускладнень, бо технологічно-конструкторське вирішення цієї задачі може бути здійснено любим відомим способом, використовуючи відомі пристрої, які так і називаються - відбір потужності, розуміючи, що переведення величини крутного моменту в відповідну йому потужність це автоматична функція згідно відомих принципів механіки. Тобто, потрібно лише визначитись в певних орієнтовних межах (зрозуміло з певним запасом) потреб кожної частини крутного моменту коліс 5. Крім головних позитивних факторів випливає немало додаткових, які навіть непросто всі врахувати. Одним з таких потрібно вважати наступне. Багато ситуацій, коли, при відносно невеликих об'ємах видобутку ґрунту з дна річки, досить накладно використовувати земснаряди навіть невеликої потужності. Та ще й в віддалених місцевостях, куди не всякий транспорт проходить, і де внаслідок цих обставин виникає маса додаткових непорозумінь, які в більшості взагалі неможливо передбачити. Навіть, якщо вдасться отримати і влаштувати потрібну землевидобувну техніку, через брак кваліфікованих спеціалістів, користі від неї буде мало, не кажучи про те, що некваліфікована експлуатація виведе взагалі її з ладу. Наш же варіант всі ці проблеми, і багато інших пов'язаних з ними негараздів, усуває повністю. Тим більше, що комплекс обладнання для запропонованого способу настільки простий і непривабливий, що, на додаток до цього важливого позитивного фактору, забезпечується абсолютно реальна можливість створювати це обладнання максимально збірно-розбірним, при найпростіших операціях цієї трансформації. Тобто, створюючи цей позитив, ми забезпечуємо можливість - в максимально стислі строки любими видами транспорту, включаючи авіацію (літаки, вертольоти), доставляти це обладнання куди завгодно. Причому геніальна простота корисної моделі, це прояв геніальності самої Природи, яка без нас створила свої ріки, і вимагає лише вміння користатись її дарами. В тому числі вміння використовувати її енергію без створення вбивчих шкідливостей для екології. Адже любий двигун внутрішнього згоряння в природній глибинці це шкода перш за все для неї. Ми показали варіант, де маємо лише два колеса 5, розташованих збоку плавзасобу, на котрому вони закріплені. Але ефективність запропонованого рішення настільки значна, що потужність запропонованого способу можна підвищувати на одному і тому плавзасобі багатократно. Наприклад, на варіанті, показаному на нашому креслені, можливо підвищенні потужності в 910 разів. Ілюстрація з цього приводу на фігурі 4, лише дає напрям для здійснення вказаного підвищення. Зокрема, за рахунок збільшення розмірів і кількості коліс 5, які можна розміщувати не тільки збоку плавзасобу, але й в його середин, та ще й здійснювати цю технологічно-конструктивну процедуру - шляхом створення вздовж плавзасобу декількох рядів гребних коліс. Ми показали плавзасіб в виді катамарану з двома поплавцями, але поплавців може бути і більше, в залежності від вказаної потреби збільшення потужності способу. До того ж, не розкриваючи суті, дана корисна модель дозволяє багатократно збільшувати вантажопідйомність любого виду плавзасобу без збільшення його матеріалоємності. При традиційному підході, це в принципі нереальна задача, а в нас вона стає геніально реальною, (знову повторимось) в силу геніальності самої Природи, закликам котрої ми максимально слідуємо. Що стосується загального погляду безпосередньо на плавзасіб, на котрому здійснюється наш спосіб, то обмеження форм і конструктивних можливостей їх здійснення практично не існує. Це не ефемерні чи фантазійні особливості, а ґрунтовна основа для подальшого розвитку та вдосконалення запропонованого рішення. Адже, наприклад, чого тільки варте в позитивному смислі знайдення можливості створення плавзасобів безпосередньо з матеріалів і засобів, які не потрібно вести в зону проведення робіт на величезні відстані. Як конкретний варіант запропонованого способу, в порядку ілюстрації, представлена технологія з використанням грейферу. Тому маємо наголосити, що люба відома технологія видобутку ґрунту з дна річки підпадає до можливості використання запропонованим рішенням. Тобто способом, який забезпечує пряме використання кінетичної енергії річки, яка безпосередньо передається виконавчому механічному органу, варіанти котрого нічим не обмежуються, крім виявлення найбільш доцільних і ефективних засобів в кожній конкретній ситуації. В цьому відношенні не можна не згадати ерліфтні та інжекторні способи видобутку ґрунту, які саме в постановці корисної моделі, в певних сприятливих геологічних ситуаціях, можуть стати найбільш ефективними. 3 UA 100162 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб видобутку ґрунту з дна річки, що включає використання кінетичної енергії потоку води річки, яка забезпечує роботу видобувного комплексу, розміщеного на плавзасобі, який забирає ґрунт з дна річки, піднімає його на поверхню з наступним розвантаженням на площадку складування або в відповідні транспортні, переважно плаваючі засоби, розташовані поруч з видобувним комплексом, який відрізняється тим, що кінетичну енергію потоку річки відбирають гребним колесом/колесами, закріпленими на плавзасобі, а більшу частину крутного моменту колеса/коліс передають видобувному комплексу ланцюговою/карданною або іншою системою передачі енергії річки. 4 UA 100162 U 5 UA 100162 U 6 UA 100162 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7