Землесосный снаряд

008069 Область изобретения Изобретение относится к области гидротехники, а именно к землесосным снарядам для выполнения подводной добычи и транспортировки грунтов гидравлическим способом. Уровень техники Известен землесосный снаряд, включающий плавучее средство, грунтовой насос и всасывающую трубу с грунтоприемником, соединенную кран-балкой с плавучим средством, при этом в полости грунтоприемника размещен эжектор-разрыхлитель, а в полости всасывающей трубы - нагнетательные патрубки, соединенные вспомогательной нагнетательной трубой с насосом (патент РФ 2139392, МПКE02F 3/90, опубл. 10.10.1999). Недостатком известного устройства является слишком сложная дорогостоящая и энергоемкая конструкция. Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является установка, включающая плавсредство с размещенным на нем эжекторным грунтозаборным устройством, колонна которого по длине состоит из нескольких составных частей, соединенным с корпусом плавсредства и со средством для подъема и опускания грунтозаборного устройства (патент РФ 2272146 МПК Е 21 С 50/00, E02F 3/88 опубл. 20.03.2006). Известная установка включает корпус, выполненный в виде П-образного в поперечном сечении понтона с размещенным на нем грунтозаборным устройством. Грунтозаборное устройство выполнено в виде скважинного гидродобычного снаряда, колонна которого содержит пульповод и напорный водовод и по длине состоит из головной и хвостовой частей, соединенных между собой посредством шарнира. Грунтозаборное устройство соединено с корпусом посредством шарнира, который может быть размещен или в носовой, или в кормовой части корпуса. Для подъема и опускания грунтозаборного устройства в носовой и кормовой частях понтона размещены портальные краны. По обоим наружным бортам корпуса установлены дополнительные понтоны, каждый из которых имеет возможность перемещаться вдоль борта в направляющих посредством привода. Перевод скважинного гидродобычного снаряда в вертикальное положение осуществляют путем первоначального опускания его головной части. В случае, когда глубина разработки превышает длину головной части 8, дальнейшую разработку осуществляют за счет опускания скважинного гидродобычного снаряда путем его поворота относительно шарнира 5, расположенного на корпусе. Недостатком известного устройства является низкая эффективность его работы, обусловленная рядом конструктивных особенностей. Так, использование понтонного корпуса плавсредства с П-образным в поперечном сечении понтоном не позволяет полностью использовать длину судна для размещения на нем грунтозаборного устройства, что приводит к нежелательному ограничению длины последнего. Шарнирное соединение составных частей колонны грунтозаборного устройства приводит к ее искривлению, что значительно снижает КПД установки. Кроме того, при увеличении числа шарниров известная конструкция не может обеспечить достаточную производительность. К числу существенных недостатков известного устройства следует также отнести неоправданно сложную и дорогую систему выравнивания дифферента. Сущность изобретения Заявляемое изобретение направлено на разработку простой и экономичной конструкции землесосного снаряда, обеспечивающей возможность его эффективной работы при изменяющихся глубинах разработки. Технический результат заявляемого изобретения состоит в повышении эффективности работы землесосного снаряда, повышении КПД устройства, снижении себестоимости. Отмеченный выше технический результат достигается конструкцией землесосного снаряда, включающего плавсредство с размещенным на нем эжекторным грунтозаборным устройством, выполненным с возможностью изменения его рабочей длины, соединенным с плавсредством и со средством для подъема и опускания грунтозаборного устройства, в котором согласно заявляемому изобретению в качестве плавсредства используют судно катамаранного типа, между корпусами которого установлено эжекторное грунтозаборное устройство, выполненное секционным с возможностью жесткого соединения секций между собой при наращивании рабочей длины устройства, а на его наружной поверхности снизу размещен поплавок, установленный с возможностью его переустановки вдоль продольной оси грунтозаборного устройства. Кроме того, поплавок грунтозаборного устройства дополнительно снабжен устройством автоматического регулирования давления воздуха, связанным с воздушным компрессором, дополнительно установленным в корпусе снаряда. Термин рабочая длина по отношению к грунтозаборному устройству в настоящем изобретении означает его длину, необходимую для выработки грунта с конкретной глубины водоема. Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем. В результате проведенных исследований было предложено использовать судно катамаранного типа,между корпусами которого устанавливают эжекторное грунтозаборное устройство. Указанное грунтоза-1 008069 борное устройство с одного конца закреплено в палубных шарнирах, размещенных на корме, с подвеской другого конца на канате лебедки, расположенной на носовом портале. Использование судна катамаранного типа позволяет максимально использовать длину самого судна для обеспечения глубины разработки. Выполнение грунтозаборного устройства секционным с возможностью жесткого соединения секций между собой при наращивании рабочей длины устройства позволяет изменять длину грунтозаборного устройства после достижения максимальной для него глубины разработки и при этом, устранив возможные искривления, обеспечить прямолинейность потока засасываемой пульпы, повысить КПД установки в целом. Для обеспечения жесткого соединения секций грунтозаборного устройства последние снабжены, например, фланцами с проточкой, позволяющей фланцам жестко входить друг в друга. Оснащение устройства поплавком, размещенным снизу на наружной поверхности грунтозаборного устройства и установленным с возможностью переустановки вдоль его продольной оси, позволяет избежать чрезмерного дифферента корпуса землесосного снаряда при подъеме и опускании грунтозаборного устройства и снизить нагрузку на лебедку. Поплавок, перемещаясь вместе с грунтозаборным устройством, создает выталкивающую силу, которая при различных углах его поворота благоприятно сказывается на дифференте. Так, эта сила при горизонтальном положении грунтозаборного устройства убирает дифферент в нос, а при максимальном угле наклона грунтозаборного устройства препятствует увеличению дифферента в корму. Учитывая значительную массу грунтозаборного устройства и широкие пределы его перемещения вдоль диаметральной плоскости судна, без применения данного решения, как показали эксперименты,дифферент в нос при поднятом грунтозаборном устройстве и в корму при максимальных углах наклона приобретает неприемлемые величины. Кроме того, выталкивающая сила поплавка, снижая нагрузку на подъемное устройство, позволяет при удлинении грунтозаборного устройства сохранять неизменные параметры подъемного устройства и плавбазы, что положительно сказывается на экономической эффективности работы установки и технического проекта в целом. Размещение поплавка снизу на наружной поверхности грунтозаборного устройства обеспечивает дополнительную выталкивающую силу при подъеме последнего над водой и снижает нагрузку на подъемное устройство. Координаты (параметры) установки поплавка определяются исходя из условия достижения оптимальных результатов, применительно к конкретным размерам грунтозаборного устройства, глубины разрабатываемого водоема и т.п., что составляет предмет "ноу-хау" для заявляемого изобретения. Поплавок при больших глубинах разработки подвергается значительному гидростатическому давлению. Для избежания разрушения поплавка было предложено дополнительно снабдить его устройством автоматического регулирования давления воздуха, связанным с воздушным компрессором, размещенным в корпусе землесосного снаряда. Отмеченный прием, как показали эксперименты, позволяет поддерживать избыточное давление воздуха в полости поплавка, что позволяет сделать конструкцию поплавка более легкой и менее металлоемкой. Без применения наддува воздухом пришлось бы изготавливать громоздкие, повышенной прочности поплавки, что соответственно повлекло бы за собой увеличение прочности всей колонны, то есть изменение конструкции земснаряда, что отрицательно отразилось на экономичности установки в целом. Таким образом, заявляемая совокупность признаков обеспечивает высокую эффективность работы установки, снижение ее себестоимости. Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг. 1, 2. На фиг. 1 схематично изображен землесосный снаряд (вид сверху) с грунтозаборным устройством,расположенным между корпусами катамарана. На фиг. 2 схематично изображен землесосный снаряд (вид сбоку) в рабочем состоянии, то есть с погруженным в водоем грунтозаборным устройством. Землесосный снаряд катамаранного типа состоит из двух корпусов 1, включающих два или три понтона с каждого борта, состыкованных по длине, двух порталов 2 в корме и носу судна, служащих для скрепления левой и правой частей катамарана, грунтозаборного устройства 3, шарнирно закрепленного в корме судна, эжектора 4, расположенного на конце грунтозаборного устройства и снабженного гидрорыхлителем 5, насосного агрегата 6 для питания эжектора 4, механизма подъема грунтозаборного устройства, состоящего из лебедки 7, установленной на носовом портале, которая посредством каната, закрепленного на конце грунтозаборного устройства 3, опускает в забой и поднимает его. Снизу на наружной поверхности колонны грунтозаборного устройства 3 размещен поплавок 8, выполненный с возможностью его переустановки вдоль продольной оси устройства. Поплавок снабжен устройством автоматического регулирования давления воздуха 9, связанным с воздушным компрессором 10, установленным на земснаряде. Для обеспечения жесткого соединения с дополнительными секциями грунтозаборное устройство 3 снабжено фланцами 11 с проточкой (на чертеже не показано). Заявляемый землесосный снаряд работает следующим образом.-2 008069 Земснаряд плавает в водоеме, со дна которого добывается несвязный грунт. При малых глубинах разработки земснаряд оборудуется одной секцией грунтозаборного устройства 3, длина которой ограничивается в общем случае длиной корпуса 1. После достижения максимальной глубины разработки для данного грунтозаборного устройства оно наращивается в длину на необходимую величину (до 70-80% от первоначальной длины), путем жесткого соединения с дополнительными секциями с помощью фланцев 11, что позволяет соответственно увеличить глубину разработки грунта. После наращивания длины грунтозаборного устройства 3 поплавок 8 переустанавливают вдоль продольной оси грунтозаборного устройства. Координаты (параметры) установки поплавка определяются в зависимости от длины грунтозаборного устройства, глубины разрабатываемого водоема и т.п. Без применения поплавка 8, закрепленного снизу на наружной поверхности грунтозаборного устройства 3, увеличение его рабочей длины было бы невозможно, так как привело к недопустимому дифференту земснаряда в нос при поднятом грунтозаборном устройстве 3 и в корму при полностью опущенном. Кроме того, в этом случае потребовалась бы замена механизма подъема грунтозаборного устройства на более мощный. Устройство 9 автоматического регулирования давления воздуха, связанное с воздушным компрессором 10, обеспечивает подачу в полость поплавка 8 сжатого воздуха, противодействующего наружному давлению. Таким образом, заявляемая конструкция землесосного снаряда позволяет, при снижении себестоимости установки в целом, повысить эффективность работ по забору грунта при разработке значительно больших глубин при фиксированных размерах корпуса и мощностях средства для подъема грунтозаборного устройства. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Землесосный снаряд, включающий плавсредство с размещенным на нем эжекторным грунтозаборным устройством, выполненным с возможностью изменения его рабочей длины, соединенным с плавсредством и со средством для подъема и опускания грунтозаборного устройства, отличающийся тем,что в качестве плавсредства используют судно катамаранного типа, между корпусами которого установлено эжекторное грунтозаборное устройство, выполненное секционным с возможностью жесткого соединения секций между собой при наращивании рабочей длины устройства, а на его наружной поверхности снизу размещен поплавок, установленный с возможностью его переустановки вдоль продольной оси грунтозаборного устройства. 2. Землесосный снаряд по п.1, отличающийся тем, что поплавок грунтозаборного устройства дополнительно снабжен устройством автоматического регулирования давления воздуха, связанным с воздушным компрессором, дополнительно установленным в корпусе снаряда.