Способ разработки подводных траншей и дноуглубления и устройство для его осуществления

 

Способ разработки подводных траншей и дноуглубления и устройство для его осуществления.

Использование: в области гидромеханизации. Сущность изобретения: способ включает разрыхление подводного грунта фрезой, подачу грунта внутрь трубы-приемника, транспортировку гидросмеси вверх по трубе-приемнику и по отводным трубопроводам за пределы разрабатываемой траншеи и перемещение устройства на новую точку забора грунта. Подачу гидросмеси внутрь трубы-приемника осуществляют струей воды, которую создают вращением гребного винта или осевого насоса на входном сечении трубы-приемника. Перемещение устройства для осуществления способа обеспечивают тросами стрелы самоходного робота-манипулятора либо за счет буксировки непосредственно судном обслуживания. Устройство для осуществления способа включает трубу-приемник для гидросмеси с двумя отводными трубопроводами, установленный в трубе-приемнике вал с приводом его вращения, закрепленные на валу фрезу и узел подачи гидросмеси и магистрали для подвода энергии. Узел подачи гидросмеси выполнен в виде гребного винта или насоса осевого действия, установленного на входном сечении трубы-приемника, а отводные трубопроводы снабжены задвижками. Кроме того, устройство может быть снабжено камерой для размещения привода вала, размещенной в средней части трубы-приемника, при этом привод установлен в камере с кольцевым зазором, площадь которого равна площади поперечного сечения трубы-приемника. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к подводным разработкам грунта и могут быть использованы в речном и морском дноуглублении, а также для разработки подводных траншей для укладки трубопроводов, кабелей, строительных конструкций и т.п.

Известны способы проведения подводно-технических работ в грунте рек и водоемов с использованием средств подводной гидромеханизации, в которых основным рабочим органом является струя воды и система струй. Струи взрыхляют, размывают, взвешивают несвязные грунты, режут слежавшиеся глинистые породы, приводят в действие эжекторные аппараты. В этих средствах подводной гидромеханизации для создания больших напоров и мощностей при малых расходах воды используют высоконапорные насосы, как правило, центробежного типа.

Известен также способ и устройство для создания воронки в донных отложениях. (2) (прототип). Известный способ заключается в том, что погружной механизм устройства гидромеханизации создает воронку в донных отложениях, вертикально опускаясь в эту воронку по мере ее образования. Реализующий этот способ механизм имеет продолговатый трубчатый корпус, закрытый в верхней части и имеющий в нижней части бурав, приводимый во вращение реверсивным гидромотором. Вращаясь в одну сторону, бурав врезается в грунт дна и поднимает насыщенный водой донный материал в смесительную камеру, образованную в корпусе между внешней частью бурава и закрытым верхним концом корпуса. В верхней части трубчатого корпуса с противоположных сторон имеются отверстия для впуска чистой воды в смесительную камеру и для разгрузки гидросмеси. С этими отверстиями соединен насос, который обеспечивает подачу чистой воды в камеру и разгрузку гидросмеси из смесительной камеры.

В предлагаемом способе разработки подводных траншей и дноуглубления подводный грунт разрыхляют фрезой. Подачу масс донного грунта внутрь трубы-приемника устройства для разработки подводных траншей и дноуглубления осуществляют струей воды, которую создают вращением гребного винта или рабочего колеса осевого насоса на входном сечении трубы-приемника. Гидросмесь, состоящую из донного грунта и воды, транспортируют вертикально вверх по трубе-приемнику и далее по отводным трубопроводам за пределы кромок разрабатываемой траншеи. Перемещение устройства для разработки траншеи на новую точку забора грунта обеспечивают за счет его размещения на тросах стрелы самоходного робота-манипулятора, поступательно перемещающегося вдоль отрываемой траншеи в автоматическом режиме по командам от сопровождаемого судна либо за счет буксировки непосредственно судном.

На фиг.1 изображена схема разработки подводной траншеи устройством, подвешенным на стреле робота-манипулятора.

На фиг. 2 и 3 изображено схематично устройство для разработки подводных траншей в разном исполнении.

Устройство для разработки подводных траншей и дноуглубления состоит из трубы-приемника 1 гидросмеси, в которой установлен вал 2 с гидроприводом его вращения. На входном сечении трубы-приемника 1 на валу 2 насажен гребной винт или рабочее колесо осевого насоса З, на нижнем конце вала 2 закреплена фреза 4. Труба-приемник в верхней части имеет два отводных трубопровода 5 расположенных с противоположных сторон трубы-приемника и снабженных задвижками 6, предназначенными для перекрытия одного из отводных трубопроводов 5 в случае необходимости увеличения ширины разрабатываемой траншеи 7 на величину, превышающую размер диаметра трубы-приемника 1, и обеспечения сброса гидросмеси на материковую (неразрабатываемую) поверхность дна водоема. Вал 2 соединен с гидроприводом 8, размещенным в верхней части приемника 1 над отводными трубопроводами 5. Питание гидропривода осуществляется по шлангу 9 от гидронасоса 10, установленного на сопровождающем судне 11. Устройство подвешено на тросах 12 стрелы 13, установленной на самоходном роботе-манипуляторе 14, управление которым осуществляется по командам с судна 11 в соответствии с показаниями телеметрических датчиков и телеизмерительных приборов, которые установлены на всех частях подводного механического комплекса.

Труба-приемник 1 может быть выполнена состоящей из трех частей, жестко соединенных друг с другом. В нижней части установлен гребной винт или рабочее колесо осевого насоса и фреза. Средняя часть выполнена из трубы большего диаметра, чем верхняя и нижняя части, и имеет внутри камеру для размещения гидропривода 8. Площадь кольцевого зазора камеры 15, в которой установлен гидропривод 8, равна площади поперечного сечения трубы-приемника 1. В верхней части трубы-приемника 1 расположены отводные трубопроводы 5.

Устройство работает следующим образом. Труба-приемник 1 устройства для разработки подводных траншей, соединенного с роботом-манипулятором 14, подводится к начальной точке разрабатываемой траншеи 7. По команде с судна 11 в соответствии с показаниями датчиков и приборов происходит запуск гидропривода 8, создающего вращательное движение на валу 2, которое передается насаженным на вал 2 гребному винту или рабочему колесу осевого насоса 3 и фрезе 4. Фреза 4 врезается в грунт дна водоема, разрыхляя его. Гребной винт или рабочее колесо осевого насоса 3 создает всасывающую струю, которая обеспечивает вертикальный подъем частиц донного грунта (в составе гидросмеси) и подачу их во взвешенном состоянии внутрь трубы-приемника 1. Далее поток воды транспортирует гидросмесь по обоим отводным трубопроводам 5 в случае, когда обе задвижки 6 открыты, и выбрасывает ее за пределы кромок разрабатываемой траншеи 7. Либо когда одна из задвижек 6 закрыта, гидросмесь выбрасывается за пределы одной из кромок траншеи 7.

Труба-приемник 1 может опускаться на полную глубину разрабатываемой траншеи 7. Скорость поступательного перемещения устройства вдоль траншеи 7 зависит от гранулометрического состава разрабатываемых грунтовых пород дна водоема.

Устройство способно работать в любом наклонном положении в зависимости от условий производства подводно-технических работ. В походном состоянии устройство вместе с роботом-манипулятором 14 размещается на палубе сопровождающего судна 11.

Формула изобретения

1. Способ разработки подводных траншей и дноуглубления, включающий разрыхление подводного грунта фрезой, подачу масс донного грунта внутрь трубы-приемника, транспортировку гидросмеси вертикально вверх по трубе-приемнику и по отводным трубопроводам за пределы кромок разрабатываемой траншеи и перемещение устройства для разработки по донному грунту на новую точку забора грунта, отличающийся тем, что подачу гидросмеси внутрь трубы-приемника осуществляют струей воды, которую создают вращением гребного винта или рабочего колеса осевого насоса на входном сечении трубы-приемника, причем перемещение устройства для разработки подводных траншей обеспечивают за счет его размещения на тросах стрелы самоходного робота-манипулятора, поступательно перемещающегося вдоль отрываемой траншеи в автоматическом режиме по командам от судна сопровождения либо за счет буксировки непосредственно судном.

2. Устройство для разработки подводных траншей и дноуглубления, включающее трубу-приемник для гидросмеси с двумя отводными трубопроводами в верхней части, установленный в трубе-приемнике вал с гидроприводом его вращения, закрепленную на нижнем конце вала фрезу с размещенным над фрезой узлом подачи гидросмеси и магистрали для подвода энергии, отличающееся тем, что узел подачи гидросмеси в трубу-приемник выполнен в виде гребного винта или насоса осевого типа, установленного на входном сечении трубы-приемника, а отводные трубопроводы снабжены задвижками.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно снабжено камерой для размещения гидропривода, установленной в средней части трубы-приемника, причем гидропривод установлен в камере с кольцевым зазором, площадь которого равна площади поперечного сечения трубы-приемника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3