Основной недостаток рассмотренных выше конструкций - низкая эксплуатационная производительность, которая зависит от площади акватории водоема, т. к. после загрузки бункера земснаряд перемещается к месту выгрузки сапропеля, а после выгрузки возвращается к месту грунтозабора, т. е. часть рабочего времени земснаряда расходуется непроизводительно, что снижает коэффициент использования земснаряда по времени. Поэтому была разработана новая конструкция земснаряда [1], где для трубопроводного транспортирования сапропеля на берег применяется насос объемного типа. Схема земснаряда проекта 258.60СШ приведена на рисунке 9.
Конструкции земснаряда и шнековой грунтонасосной установки разработаны на основании патента на полезную модель № 71127 и патентов на изобретения № 1609888, 1744207 и 2014401. Земснаряд состоит из грунтозаборного устройства 1, шарнирно подвешенного на корпусе 2 с помощью рамоподъемного устройства 3. Грунтозаборное устройство 1 включает шнековый насос 4, соединенный с приводным электродвигателем 5 валопроводом 6, установленными на раме 7. Шнековый насос 4 последовательно соединен с винтовым насосом 8, установленным в корпусе земснаряда в насосном отделении, трубопроводом 9 (следовательно, шнековый насос 4 является бустерным). Перемещения земснаряда вдоль траншеи осуществляются носовой 10 и кормовой 11 становыми лебедками. Боковые перемещения выполняются четырьмя папильонажными лебедками 12.
Рисунок 9 - Схема земснаряда проекта 258.60СШ
Работа земснаряда осуществляется следующим образом. Грунтозаборное устройство опускается в нижнее рабочее положение, когда насос 4 своим скрепером захватывает грунт. С помощью становой лебедки 10 земснаряд перемещается вперед, забирая сапропель из массива. Шнековым насосом 4 грунт подается по трубопроводу 9 во всасывающую часть винтового насоса 8. Дале винтовым насосом грунт транспортируется по плавучему и береговому грунтопроводам до места складирования или переработки. Общий вид земснаряда показан на рисунке 10.
Земснаряд может применяться для добычи лечебной грязи, очистки водоемов и отстойников от илистых отложений, очистки прудов рыбоводческих хозяйств без слива воды, отстойников животноводческих комплексов с гидросмывом, ирригационных каналов и оросительных систем. Эксплуатация земснаряда допускается в интервале температур наружного воздуха от минус 5 °С до 40 °С.
Рисунок 10 - Общий вид земснаряда проекта 258.60СШ
Технические характеристики земснаряда проекта 258.60СШ приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Технические характеристики земснаряда
проекта 258.60СШ
|
Наименование |
Технические |
|
|
Производительность по сапропелю естественной влажности, м3/ч |
60 |
|
|
Дальность транспортировки грунта при высоте подъема от уровня воды до 5 м, м |
700 |
|
|
Глубина грунтозабора, м: |
||
|
минимальная |
0,7 |
|
|
максимальная |
5 |
|
|
Осадка максимальная, м, не более |
0,55 |
|
|
Одновременно потребляемая мощность установленными механизмами, кВт, не более |
85 |
|
|
Масса земснаряда (без приставки под дизель-генератор), т |
14 |
|
|
Размеры корпуса земснаряда, м: |
||
|
длина |
11,5 |
|
|
ширина |
2,4 |
Опыт эксплуатации земснаряда в навигации в 2011-2012 гг. в Тюменской области аграрной фирмой «КРиММ» показал, что сапропель естественной влажности можно транспортировать по полиэтиленовым трубам винтовым насосом. Земснаряд разрабатывал залежи сапропеля, донные слои которого заросли травой. Грунтозаборным шнеком, установленным перед шнековым насосом, трава перерубалась на куски, которые проходили через шнековый и винтовой насосы. Благодаря герметичному соединению трубопровода с винтовым насосом, разработка месторождения успешно проводилась также на участках со скоплением «болотного газа».
На основе вышесказанного можно сделать следующие краткие выводы: новые конструкции технологического оборудования для земснарядов с центробежными грунтовыми насосами обеспечивают забор высоконасыщенной водогрунтовой смеси (с объемной концентрацией не менее 28 %), а земснаряды с шнековыми грунтонасосными установками добывают сапропель естественной влажности без разбавления его водой; применение рассматриваемых конструкций обеспечивает значительное энергосбережение при выполнении работ по очистке водоемов.
Список использованных источников
1. Арефьев, Н. Н. Научное обоснование технических решений и разработка на их основе средств повышения эффективности судовых энергетических установок землесосных снарядов: автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.08.05 / Арефьев Николай Николаевич. - Нижний Новгород, 2011. - 41 с.
2. Грунтозаборное устройство: пат. 2390612 Рос. Федерация: МПК E02F3/88 / Арефьев Н. Н.; заявитель и патентообладатель Арефьев Н. Н. - № 2008121676/03; заявл. 28.05.2008; опубл. 10.12.2009, Бюл. № 15. - 6 с.
3. Харин, А. И. Разработка грунтов плавучими землесосными снарядами / А. И. Харин - М.: Стройиздат, 1966. - 235 с.
4. Арефьев, Н. Н. Теоретическое обоснование внедрения гидромониторного грунтоприемника с принудительным подводом грунта / Н. Н. Арефьев // Гидротехническое строительство. - 2010. - № 6. - С. 36-39.
5. Арефьев, Н. Н. Новые способы и средства повышения консистенции засасываемой земснарядом водогрунтовой смеси / Н. Н. Арефьев, А. В. Согин, О. Н. Тарасова // Гидромеханизация / По материалам четвертого съезда гидромеханизаторов России: темат. прилож. к Горному информ.-аналит. бюл. - 2006: - Вып. 4. - М.: Изд-во МГГУ, 2006. - С. 183-189.
6. Москалев, Н. М. Напорный гидротранспорт ила: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.08.05 / Москалев Николай Михайлович. - М., 1957. - 22 с.
7. Голуб, А. В. Исследование технологии намыва сапропелей на поля передвижными установками при очистке водоемов: автореф. дис. ... канд. техн. наук / А. В. Голуб. - М., 1979. - 21 с.
8. Методические указания по расчету гидравлического транспорта сапропелей: утв. НТС Главнечерноземводстроя при Минводхозе СССР / Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР. Главнечерноземводстрой. ВНИИГиМ им. А. Н. Костякова). - М., 1981. - 78 с.