Строй-Техника.ру

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Гидромониторы и землесосные снаряды

Гидромониторы предназначены для создания компактной скоростной струи воды и направления ее на размываемый грунт. Гидромонитор (рис. 8.1) состоит из неповоротного нижнего колена, установленного на салазках, поворотного верхеего колена, ствола, на резьбовой конец которого навинчена сменная насадка, и системы управления. Нижнее (входное) колено гидромонитора при помощи фланца соединено с напорным трубопроводом, по которому под давлением подается вода от насосной станции. Энергия напора воды в трубопроводе преобразуется с помощью ствола и насадки в скоростной напор струи, которая имеет определенные размеры и форму. Каждый гидромонитор снабжается комплектом сменных насадок для получения требуемой скорости струи при разработке грунтов различной прочности. Так, гидромониторы с диаметром входного отверстия 100 и 250 мм комплектуются сменными насадками диаметром соответственно 17—25 мм и 51 —125 мм. Скорость струи резко уменьшается помере удаления ее от насадки гидромонитора. Поэтому расстояние между насадкой гидромонитора и поверхностью размываемого грунта (т. е. дальность полета струи) выбирается таким образом, чтобы разрушающая скорость струи в момент соприкосновения ее с преградой (стенкой забоя) составляла не менее 10—12 м/с для песков, 18—25 м/с для супесей и суглинков, и 30—35 м/с для средних и тяжелых глин.

Для направления струи в нужную точку забоя гидромонитор имеет два шарнира: горизонтальный — между нижним и верхним коленами для поворота ствола на 360° в горизонтальной плоскости и шаровой — между о верхним коленом и стволом для повоем рота ствола на 45—75° в вертикальной g плоскости вокруг оси. Для облегчения поворота ствола горизонтальный шарнир имеет упорный подшипник 1-4 качения. Герметичность шарниров создается сальниковыми уплотнениями.

Управление поворотами ствола гидромонитора может быть ручным при помощи уравновешивающего рычага — водила 2, прикрепленного к верхнему колену и стволу, или при помощи гидроцилиндров, работающих от масляного насоса. Дистанционное управление гидроприводом производится с выносного пульта. Оно позволяет повысить эффективность разработки грунта за счет приближения гидромонитора к размываемой поверхности (стенке) забоя и исключает возможность завала грунтом оператора. Для питания гидромониторов водой применяют центробежные (обычно многоступенчатые) насосы с напором 0,6— 1,25 МПа и производительностью от 50 до 1500 м3/ч. Насосы подбирают по заданной производительности гидромонитора.

Рис. 8.2. Центробежный грунтовой насос

Землесосы — центробежные грунтовые насосы — предназначены для всасывания и перемещения под напором по трубам пульпы — смеси воды с грунтом. Могут перекачивать пульпу, содержащую крупные каменистые включения (до 0,28 м в поперечнике). Землесос (рис. 8.2)—одноступенчатый центробежный насос, рабочим органом которого служит колесо с несколькими (тремя-четырьмя) спиральными лопатками, консольно закрепленное на приводном валу. Радиальные усилия вала воспринимаются двумя подшипниками , а осевые — упорным подшипником, смонтированными на подшипниковой опоре. Приводной вал землесоса соединен с валом электродвигателя эластичной муфтой. При вращении рабочего колеса создается разряжение (вакуум) на вводе в насос, в результате чего пульпа засасывается через всасывающий патрубок корпуса и под действием центробежных сил и лопаток колеса отбрасывается в напорный трубопровод. Так как наиболее интенсивному изнашиванию под истирающим и ударным воздействием частиц грунта подвергается корпус насоса, его стенки внутри защищены сменными броневыми дисками из износостойкой стали. Регулирование уплотнителшых зазоров между броневыми дисками и рабочим колесом производят двумя кольцами — уплотнительным и установочным. Для защиты уплотиительных зазоров от проникновения частиц грунта под броневые диски подводится под давлением вода. Очистку и проверку состояния корпуса и рабочего колеса производят через специальный люк.

Отечественные грунтовые насосы выпускаются производительностью (по пульпе) 200—4500 м3/ч с полезным напором до 0,6 МП а при мощности двигателя до 1250 кВт.

Землесосные установки (грунтовой насос с приводом) выполняют стационарными или передвижными—на рамах-салазках, перемещаемых тягачами или при помощи лебедок, на двухосных автоприцепах, самоходных гусеничных шасси и плавучих средствах (землесосные снаряды).

Плавучие землесосные снаряды (земснаряды) применяют для подводной разработки грунтов I—IV категорий. Различают земснаряды общего назначения, которые используют для ведения дноуглубительных работ, и специальные — траншейные, предназначенные для разработки и последующей засыпки подводных траншей при прокладке трубопроводов через водные препятствия (реки, водоемы и т. д.) глубиной до 20 м, а также для размыва береговых урезов.

Земснаряд состоит из стального корпуса, собранного из нескольких (3—5) жестко соединенных между собой -понтонов, рабочего и вспомогательного оборудования, силовой установки и надстройки. Основным элементом рабочего оборудования земснарядов, разрабатывающих грунты на глубине до 10—12 м, служат землесосы. Для разработки грунтов на больших глубинах (до 20 м) применяют гидроэжекторные устройства или комбинированные землесосяо-эжекторные установки. Наиболее распространены земснаряды, оборудованные землесосами.

Землесос (рис. 8.3, а) засасывает пульпу через грунтопровод (с грунтоприемником на конце) и создает напор в транспортном пульповоде для ее эвакуации к месту укладки грунта. Несвязные грунты (песок, мелкий гравий) разрабатываются земснарядом без предварительного рыхления. Для работы в связных грунтах земснаряды оборудуют гидравлическими и механическими разрыхлителями, которые располагаются перед зевом грунтопри-емника землесоса. В качестве гидравлических разрыхлителей применяют гидромониторы (рис. 8.3,6) или устройства в виде системы сопл (рис. 8.3,г), к которым под напором подается вода от специальных центробежных насосов. Струи воды, выбрасываемые из сопл с большой скоростью, рыхлят грунт в районе всасывания. Однако гидравлический размыв эффективен лишь на легких однородных грунтах. Широкое распространение получили механические разрыхлители (рис. 8.3, в) в виде концевых фрез с зубьями или роторно-ковшовых устройств с одним или двумя роторами, способные разрабатывать грунты до IV категории включительно на глубине до 15 м. Привод таких разрыхлителей может быть гидравлическим или от электродвигателя. Механический рыхлитель совместно с грунтоприемником (см. рис. 8.3, а) и всасывающей трубой землесоса (т. е. рыхлительно-всасываю-щее устройство) монтируют на подъемной шарнирной раме, подвешенной к стреле, которая установлена в носовой части корпуса земснаряда. Стрела имеет постоянный угол наклона и удерживается расчалками. Подъем и опускание рамы с рыхлительно-вса-сывающим устройством производятся лебедкой через полиспаст. Всасывающий трубопровод землесоса соединен шаровым шарниром с трубопроводом на понтоне. При вращении рыхлителя смесь разрушенного грунта с водой поступает по всасывающему трубопроводу к землесосу с приводом и транспортируется к месту укладки грунта по гибкому плавучему пульповоду. Отдельные секции пульповода поддерживаются поплавками и соединены между собой шаровыми шарнирами. При питании земснаряда от внешней силовой сети к пульповоду крепится гибкий электрокабель. Поступательное движение земснаряда во время работы и веерообразное перемещение рыхлительно-всасывающего устройства поперек забоя (патшльонирование) обеспечиваются папильо-нажными лебедками с индивидуальным электроприводом и свайным аппаратом, установленным в кормовой части корпуса снаряда.

Рис. 8.3. Земснаряд

Для надводной разработки береговых урезов некоторые типы траншейных земснарядов оборудуются гидромониторной установкой, способной также производить рыхление грунта и под водой. Для удобства доставки на место работ транспортными средствами земснаряды выполняют сборно-разборными.

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум