EA008036B1 - Устройство для подводной выемки и всасывания грунта - Google Patents
Устройство для подводной выемки и всасывания грунта Download PDFInfo
- Publication number
- EA008036B1 EA008036B1 EA200600355A EA200600355A EA008036B1 EA 008036 B1 EA008036 B1 EA 008036B1 EA 200600355 A EA200600355 A EA 200600355A EA 200600355 A EA200600355 A EA 200600355A EA 008036 B1 EA008036 B1 EA 008036B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- suction head
- inlet
- suction
- nozzles
- cross
- Prior art date
Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 32
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 2
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 9
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
- E02F3/8858—Submerged units
- E02F3/8866—Submerged units self propelled
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
- E02F3/90—Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
- E02F3/92—Digging elements, e.g. suction heads
- E02F3/9256—Active suction heads; Suction heads with cutting elements, i.e. the cutting elements are mounted within the housing of the suction head
- E02F3/9262—Active suction heads; Suction heads with cutting elements, i.e. the cutting elements are mounted within the housing of the suction head with jets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Устройство для подводной выемки и всасывания грунта содержит всасывающую головку (1), имеющую входное отверстие (3) на свободном наружном конце и выходное отверстие (12), соединенное со всасывающим шлангом (10), расположенным на расстоянии от входного отверстия (3). Всасывающая головка (1) установлена на гидравлической управляющей руке (13) и снабжена у входного отверстия (3) механическими и гидравлическими средствами измельчения твердого материала (отложений). Гидравлические средства содержат множество струйных сопел (7), а механические средства содержат стержни (4, 5). Площадь поперечного сечения входного отверстия (3) больше площади поперечного сечения выходного отверстия (12).
Description
Настоящее изобретение относится к устройству для подводной выемки и перемещения твердого материала. В частности, изобретение относится к устройству для подводной выемки и всасывания, имеющему всасывающую головку со средствами измельчения твердого материала, установленную на управляемой руке.
Предпосылки создания изобретения
При проведении подводных работ часто возникает необходимость в перемещении твердого материала, обычно называемого сыпучим материалом. Это может потребоваться при выравнивании поверхности грунта, рытье траншей, укладке труб и кабелей или удалении балластировочного гравия. Кроме того, перемещение твердого материала может производиться в связи с работами вблизи набережных, гаваней или дамб.
Во многих случаях сыпучий материал состоит из плотного ила, глины или других твердых материалов, что создает множество проблем, в первую очередь, обусловленных трудностью измельчения материала из-за его твердости.
В то же время сыпучий материал содержит мелкие частицы, которые ухудшают видимость из-за их рассеяния или растворения в воде. Могут также возникать проблемы из-за разламывания материала на довольно крупные куски, которые трудно перемещать. Эти проблемы добавляются к тому, что к проводимым работам предъявляются высокие требования по точности, чтобы избежать разрушения хрупких установок.
Уровень техники
В патенте США № 4479741 описан траншеекопатель, т.е. устройство, предназначенное для удаления отложений вдоль подводной трубы или шлюза. Описано гусеничное транспортное средство, предпочтительно с отдельными эжекторами с каждой стороны трубы или шлюза. Эжекторы предназначены для всасывания и выдувания отложений вдоль трубы или шлюза. Эжекторы имеют насадки, которые могут телескопически выдвигаться по вертикали, причем площадь поперечного сечения насадки соответствует площади поперечного сечения шланга или трубы, через которые будут выдуваться отложения.
В патенте Норвегии N 311639 (Ρ0Τ/ΝΘ01/00142) описано устройство для транспортировки под водой отложений, в том числе довольно крупных камней. Устройство содержит ленточное или колесное транспортное средство, содержащее всасывающий шланг, снабженный эжектором, и всасывающую головку, расположенную на управляемой гидравлически руке. Важная особенность этого устройства состоит в том, что всасывающий шланг или всасывающая труба имеет, по существу, одинаковое поперечное сечение по всей длине и что входное отверстие всасывающей головки не должно быть больше поперечного сечения шланга или трубы, чтобы избежать риска застревания в них крупных кусков. Всасывающая головка снабжена соплами, создающими струйные потоки воды для разрыхления плотных отложений/сыпучего материала.
В заявке Норвегии N 20016361 (ΡΟΤ/ΝΘ02/00491) описана всасывающая головка для землечерпальных работ, содержащая два отдельных входных отверстия, одно из которых предназначено для всасывания смеси отложений с водой, а второе расположено так, что оно не имеет контакта с морским дном и потому будет всасывать только воду. В данной конструкции предусмотрено автоматическое управление мощностью всасывания всасывающей головкой в зависимости от концентрации твердого материала в каждый момент времени. Благодаря этому уменьшается опасность забивания всасывающей головки.
Из литературы известны также устройства для подводной транспортировки или перемещения твердого материала/отложений, выполненные на базе дистанционно управляемого подводного аппарата. Технические решения, касающиеся транспортировки материала, для этих устройств, как правило, основаны на одном из указанных выше альтернативных способов перемещения твердого материала. Например, известны устройства, в которых так называемые Ζίρ-насосы создают всасывающую силу во всасывающем шланге, используемом для данной цели.
Что касается наземных машин для перемещения сыпучего материала, то предлагались экскаваторы с ковшами или черпаками различной формы и с различными степенями свободы, перемещаемыми, как правило, посредством подвижных управляемых гидравлически рук. Движение черпака чаще всего представляет собой вертикальный поворот вокруг горизонтальной оси, однако, в некоторых машинах допускается поворот в боковом направлении вокруг вертикальной оси, а также имеются варианты (Мсп/иписк). где один элемент подвижной руки является телескопическим и позволяет черпаку двигаться вперед и назад вдоль телескопической оси. Для подводных работ разработаны также «простые» экскаваторы, которые могут перемещать материал только механическим способом, без использования струйных сопел или всасывающих шлангов/эжекторов.
Общий недостаток всех известных устройств для подводной транспортировки грунта или сыпучего материала состоит в том, что они не являются универсальными в отношении их применения для различных целей и работы с различного рода твердыми материалами. Ни одно из известных устройств не годится в особенности для перемещения большого количества отложений или другого твердого материала, собранного в кучу и содержащего, с одной стороны, отдельные камни и частицы, сильно отличающиеся по размерам, а с другой стороны, плотную глину.
- 1 008036
Цели изобретения
Целью изобретения является создание устройства для подводной выемки и всасывания грунта, всасывающая головка которого обеспечивает лучшее измельчение твердых и вязких материалов типа глины и которое может перемещать разрыхленный или выкопанный материал на определенное расстояние, например к месту засыпки грунта под водой.
Другая цель изобретения состоит в создании универсального устройства, т.е. способного работать с материалом различной природы и имеющего производительность, позволяющую выкапывать и перемещать материал за определенный период времени.
Следующая цель изобретения состоит в обеспечении возможности выемки материала, состоящего из мелких частиц, таким образом, чтобы не происходило значительного ухудшения видимости в воде.
Еще одной целью изобретения является создание устройства, которое может использоваться для придания поверхности грунта точной формы, например для его выравнивания перед установкой на дне какой-либо конструкции, для рытья траншей и т. п.
Сущность изобретения
Устройство согласно изобретению охарактеризовано в п.1 формулы.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы.
Изобретение позволяет осуществлять быстрое рытье даже очень плотного глинистого грунта и отложений/сыпучего материала, имеющих различную природу и содержащих частицы различного размера. Для этого устройство согласно изобретению содержит всасывающую головку, закрепленную на гидравлической руке и имеющую входное отверстие, площадь поперечного сечения которого больше площади поперечного сечения всасывающего шланга, через который выводится твердый материал. Всасывающая головка снабжена механическими и гидравлическими средствами измельчения твердого (сыпучего) материала.
При работе устройства с плотной глиной используются гидравлические средства в виде сопел, создающих водяные струи. Эти сопла, называемые далее первичными струйными соплами, расположены, по существу, по всей периферии входного отверстия и предпочтительно направлены, по существу, перпендикулярно к входному отверстию, а жидкость (вода), выбрасываемая из сопел, может резать глинистый грунт и другой плотный материал и разламывать его на куски.
Для максимального использования воды входное отверстие всасывающей головки с помощью управляющей руки вводится в непосредственный контакт с удаляемым материалом и отверстия сопел прижимаются к материалу или входят в него. Для этого всасывающая головка закреплена на управляющей руке подвижно и предпочтительно имеет несколько степеней свободы. Особенно предпочтительно, чтобы всасывающая головка могла поворачиваться по воображаемой окружности.
Всасывающая головка содержит также механические средства измельчения отложений/сыпучего материала в виде по меньшей мере одного жесткого стержня, расположенного поперек входного отверстия. Поэтому можно с силой ударять всасывающей головкой по материалу для его измельчения.
Предпочтительно, чтобы всасывающая головка и в особенности все или некоторые ее края 6|-64. окружающие входное отверстие, были выполнены из подходящего материала соответствующей толщины, позволяющего всасывающей головке действовать как механический инструмент для измельчения материала, который нужно удалить. Особенно предпочтительно, если все или некоторые края 61-64, окружающие входное отверстие, выполнены с выступающей кромкой или выступающим профилем, в основном клиновидным профилем, и чтобы сопла были выполнены за одно целое с этой выступающей кромкой.
Благодаря отличительным особенностям изобретения, с помощью всасывающей головки с конструкцией, приспособленной для решения данной задачи, и с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение, которое обычно имеет всасывающий шланг, транспортирующий удаляемый материал, можно гидравлически и механически воздействовать на материал, например на глину, и разрыхлять его. Введение первичных струйных сопел в очень плотный материал позволяет разбивать даже очень плотную глину водой под умеренным давлением. Эта способность усиливается, если первичные сопла имеют форму зубьев или отбойной клиновидной кромки, которая может входить в материал, или выполнены за одно целое с такими зубьями или отбойной кромкой.
Благодаря тому, что площадь поперечного сечения всасывающей головки больше, предпочтительно намного больше, площади поперечного сечения всасывающего шланга, используемого для удаления материала, достигается особенно быстрая выемка и транспортировка материала. Однако это решение требует, чтобы операция измельчения отложений выполнялась быстро и эффективно, что, насколько известно изобретателям, до сих пор не удавалось.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1 изображает спереди устройство для выемки и всасывания грунта согласно изобретению.
Фиг. 2 изображает сбоку всасывающую головку устройства, показанного на фиг. 1.
Фиг. 3 изображает спереди альтернативный вариант выполнения устройства для выемки и всасывания грунта согласно изобретению.
- 2 008036
Фиг. 4 изображает спереди еще один вариант выполнения устройства для выемки и всасывания грунта согласно изобретению.
Фиг. 5а, 5Ь изображают в увеличенном масштабе два варианта выполнения сопел в устройстве согласно изобретению.
Фиг. 6 изображает сбоку четвертый вариант выполнения устройства для выемки и всасывания грунта согласно изобретению.
Фиг. 7 изображает сбоку узел, состоящий из опоры для инструмента (шасси) и устройства для выемки и всасывания грунта согласно изобретению.
Фиг. 8 изображает сверху узел, показанный на фиг. 7.
На фиг. 1 схематично показан спереди предпочтительный вариант выполнения всасывающей головки 1, являющейся главным элементом устройства для выемки и всасывания грунта. На свободном наружном конце всасывающей головки (см. нижнюю часть чертежа) имеется входное отверстие 3, разделенное на 8 практически одинаковых входных секций 31-38 (каждая из которых обозначается 31) тремя короткими стержнями 41-43 и одним длинным поперечным стержнем 5, расположенным перпендикулярно к стержням 41-43, а также наружными стенками 61-64 всасывающей головки. По краям всех входных секций 31 всасывающей головки расположено множество первичных струйных сопел 71. Таким образом, часть первичных струйных сопел расположена на наружных стенках 61 (в оригинале ошибочно обозначены 51) всасывающей головки, а часть - на стержнях 41 и 5. В верхней части фиг. 1 показана подающая труба 8 для подачи воды под давлением, соединенная со всасывающей головкой 1 через вертлюг 9 и имеющая отводы к каждому из сопел 71 в виде множества труб для подачи воды под давлением меньшего диаметра. На фиг. 1 также показан всасывающий шланг 10, соединенный через сочленение 11с отверстием 12 в задней части всасывающей головки 1. Между всасывающим шлангом 10 и подающей трубой 8 находится управляющая рука 13, соединенная со всасывающей головкой 1 шарнирным соединением 14. На фиг. 1 дано схематичное изображение, так как шарнир 14 обычно имеет две отдельные оси, на которых установлены несущая рука и управляющая рука соответственно, так что всасывающая головка может поворачиваться вперед и назад путем выдвигания и вдвигания управляющей руки относительно несущей руки гидравлическими средствами.
Первичные сопла на фиг. 1 расположены на фиксированном расстоянии друг от друга. Такое расположение сопел может быть удобным, но не является обязательным. Часто бывает желательно, чтобы первичные сопла 71 на нижнем крае 63 всасывающей головки имели малый размер и были расположены очень близко друг к другу, обеспечивая плоскую гладкую поверхность разреза. Другие первичные сопла могут быть большего размера и находиться на большем расстоянии друг от друга.
Режущий эффект может быть в особенности достигнут первичными соплами 71, расположенными на нижнем крае 63, если они установлены с наклоном (не показано) относительно обычного направления перемещения всасывающей головки 1 при работе, т.е. направления, перпендикулярного или по существу перпендикулярного к поверхности, определяемой краями 63-64, окружающими входное отверстие. Если стенки или поверхности всасывающей головки, оканчивающиеся краями 62 и 64, считать ее боковыми стенками, то первичные струйные сопла 71 на нижнем крае 63, которые расположены ближе к краю 62, чем к краю 64, могут иметь наклон от боковой стенки, имеющей край 62, к боковой стенке, имеющей край 64. Соответственно, первичные струйные сопла 71 на нижнем крае 63, которые расположены ближе к краю 64, чем к краю 62, могут иметь наклон от боковой стенки, имеющей край 64, к боковой стенке, имеющей край 62. Если указанные первичные сопла 71 расположены в одной плоскости, то струи из сопел, находящихся на крае 63, при прямолинейном перемещении всасывающей головки вперед будут описывать непрерывную поверхность. Очевидно, что первичные струйные сопла 71, расположенные, например, на верхнем крае 61, могут иметь аналогичный наклон.
Режущий эффект может быть также получен при расположении всех или некоторых первичных струйных сопел 71 с наклоном вниз относительно оси, перпендикулярной к входному отверстию, например с наклоном 10° или больше.
Всасывающая головка 1 может быть снабжена механическим средством в виде разделительной стенки 14 или подобного элемента для направления твердых частиц к выходному отверстию 12.
На фиг. 2, где всасывающая головка показана сбоку, видно, что сопла 7 выполнены за одно целое с зубьями 16, выступающими из края 6 всасывающей головки 1, по существу, перпендикулярно к поверхности, определяемой входным отверстием 3 всасывающей головки, или в виде этих зубьев 16. Однако даже если всасывающая головка 1 снабжена выступающими зубьями 16, первичные сопла 7 могут быть расположены также или альтернативно между ними. Не все первичные сопла 7 должны иметь одинаковую ориентацию. Например, большинство сопел на верхнем и нижнем краях могут иметь одинаковую ориентацию для создания параллельных струй, перпендикулярных к входному отверстию, а каждое четвертое или каждое пятое сопло 7, на верхнем крае 61 может иметь ориентацию, позволяющую создавать наклонные вниз струи перед входным отверстием, в то время как каждое четвертое или каждое пятое сопло на нижнем крае может иметь ориентацию, позволяющую создавать наклонные вверх струи перед входным отверстием.
- 3 008036
На фиг. 3 показан альтернативный вариант выполнения устройства согласно изобретению, в котором всасывающая головка 31 имеет большую ширину, а высота входного отверстия уменьшена так, что общая площадь входного отверстия не слишком велика по сравнению с поперечным сечением всасывающего шланга, чтобы не снизилась скорость прохождения материала через входное отверстие и, соответственно, всасывающая способность. Как видно на фиг. 3, имеются только стержни 41-42, расположенные в одном направлении, а горизонтальные поперечные стержни отсутствуют.
На фиг. 4 показан вариант, в котором, в противоположность варианту согласно фиг. 3, всасывающая головка 41 выполнена узкой и с большой высотой. Ширина этой всасывающей головки обычно определяется в зависимости от конкретной задачи, выполняемой устройством, например, определяется шириной траншеи на дне моря для укладки трубы. Выходное отверстие имеет только горизонтальные стержни и не имеет вертикальных. Площадь поперечного сечения входного отверстия по сравнению с площадью всасывающей головки во всех трех вариантах, показанных на фиг. 1, 3 и 4, имеет одинаковую величину.
Во всех трех вариантах осуществления изобретения стержни 41, 51 служат для двух целей. Вопервых, они образуют решетку, не пропускающую во всасывающую головку 1 частицы, поперечное сечение которых больше поперечного сечения каждой входной секции 31, т.е. стержни выполняют функцию фильтра. Во-вторых, они выполняют более активную функцию, образуя части инструмента для гидравлического и механического измельчения отложений или сыпучего материала, подлежащего транспортировке.
Расстояние между стержнями 41 и 51 выбирается предпочтительно таким, что площадь поперечного сечения любой входной секции 31 меньше или по меньшей мере не больше площади поперечного сечения выходного отверстия 12 всасывающей головки.
Кроме первичных струйных сопел 71, которые измельчают материал, в основном, снаружи всасывающей головки 31, могут быть предусмотрены вторичные струйные сопла для создания водяных струй, в основном, поперек к направлению перемещения воды и твердого материала через всасывающую головку. Благодаря этому производится дополнительное измельчение материала внутри всасывающей головки. Как правило, такие вторичные сопла расположены в один или несколько рядов поперек направления перемещения материала через всасывающую головку, причем по меньшей мере один ряд расположен вблизи входного отверстия.
Одно или большее количество вторичных струйных сопел может быть расположено вблизи выходного отверстия для измельчения длинных и узких частиц, которые прошли через входную секцию и затем, из-за большой длины, не могут пройти через сочленение 11, где прикреплен всасывающий шланг.
В любом из описанных вариантов внутри всасывающей головки могут находиться сопла, направленные, в основном, от входного отверстия к выходному для облегчения транспортировки частиц в этом направлении. Такие сопла могут быть названы третичными соплами, так как их функция отличается от функции первичных и вторичных сопел, служащих для измельчения материала.
На фиг. 5а и 5Ь показаны два варианты выполнения струйных сопел. В варианте на фиг. 5а имеется выступающий клиновидный край или соответственно выступающие зубья 16, расположенные (непрерывно или прерывисто) перпендикулярно к плоскости чертежа, а в варианте на фиг. 5Ь имеются только отверстия 17 (показано одно) в стенке трубы 18, предназначенной для подачи воды под давлением и проходящей на фиг. 5Ь, в основном, перпендикулярно к плоскости чертежа. В этих вариантах труба или трубы 18 для подачи воды под давлением имеют круглое сечение, однако, могут использоваться овальные трубы, например, чтобы занимать меньше места в определенном направлении внутри всасывающей головки или чтобы увеличить их жесткость в определенном направлении.
На фиг. 6 показан особый вариант выполнения всасывающей головки 61 согласно изобретению, предназначенный для откапывания трубы 19 в траншее 20, заполненной рыхлой глиной или подобным грунтом, который можно извлечь сравнительно легко. Входное отверстие всасывающей головки 41 (61) имеет участки на нескольких ее сторонах, а площадь поперечного сечения входного отверстия значительно больше, чем в других обычных вариантах выполнения всасывающей головки. Кроме того, всасывающий шланг 10' проходит внутри всасывающей головки, чтобы всасывать материал из ее нижней части.
На фиг. 7 показан узел, в котором устройство согласно изобретению установлено на гусеничном шасси 22 или содержит это шасси. Как видно на фиг. 7, устройство установлено с помощью зубчатого венца или подобной поворотной платформы 23, чтобы увеличить дальность действия и расширить возможности применения устройства. На выходном конце всасывающего шланга 10, имеющего, по существу, одинаковое поперечное сечение по всей длине, установлена короткая труба 24 в форме диффузора для уменьшения потерь в шланге. Это является предпочтительной особенностью устройства согласно изобретению.
На фиг. 8 изображен вид сверху на узел согласно фиг. 7. На фиг. 8 видно, что короткая труба 24 может поворачиваться между двумя или несколькими различными положениями для достижения большей универсальности в отношении направления, в котором выгружается материал. Очевидно, что эта
- 4 008036 особенность может быть предусмотрена и в случае, когда выходная короткая труба не имеет форму диффузора.
Стержни могут быть изготовлены из различных материалов и иметь различные формы. Особым видом стержня является такой, в котором труба для подачи воды под давлением выполнена из материала, толщина и профиль которого подходят для работы в качестве стержней. Следует отметить, что не требуется, чтобы трубы для подачи воды под давлением имели круглое поперечное сечение; они могут иметь овальное, ромбовидное сечение или сечение другой формы, что может оказаться желательным, например, для уменьшения занимаемого места в определенном направлении или для придания особой жесткости (прочности на изгиб) в определенном направлении. В общем трубы для подачи воды под давлением к соплам выполнены как часть всасывающей головки и влияют на ее жесткость и прочность.
Для уменьшение потерь на трение до минимума выходное отверстие 12 обычно имеет скругленную форму.
Для ускорения работы желательно, чтобы входное отверстие имело большее поперечное сечение, чем выходное отверстие. Однако отношение этих поперечных сечений не должно быть слишком большим и предпочтительно выбирается так, чтобы средняя скорость воды через входное отверстие составляла по меньшей мере 30% от скорости воды через выходное отверстие, более предпочтительно по меньшей мере 50% от скорости воды через выходное отверстие.
Для дальнейшей оптимизации операции выемки и всасывания грунта всасывающая головка может иметь подвижный в боковом направлении шарнир (для наклона или поворота), соответствующий лопатам, которыми пользуются, например, садовники-дизайнеры, и/или управляющая рука может быть снабжена телескопическим элементом, чтобы можно было легко перемещать всасывающую головку по прямой линии.
В зависимости от конкретных задач всасывающая головка может иметь различное конструктивное выполнение. Для выравнивания поверхности грунта может использоваться всасывающая головка шириной несколько метров, но с очень низким входным отверстием, например ниже 20 см, а для рытья канав и траншей может использоваться довольно узкая, но очень высокая всасывающая головка. Ширина канавы и, соответственно, ширина всасывающей головки не обязательно должна быть много больше ширины кабеля или трубы. Для обеспечения желательной свободы движения всасывающей головки 1 всасывающий шланг 10 и труба 8 для подачи воды под давлением прикреплены к ней гибким или шарнирным соединением. Это соединение может быть различным в зависимости от характера движения всасывающей головки. Для всасывающей головки, которая может поворачиваться вокруг оси, используется вертлюг. Альтернативой гибкому всасывающему шлангу 10 является гибкий шланг между всасывающей головкой и жесткой выходной трубой. Если управляющая рука 13 содержит телескопический элемент, то выходная труба 10, как правило, тоже имеет такой телескопический элемент в том же месте.
Всасывание во всасывающий шланг 10 может осуществляться с помощью одного эжекторного сопла или нескольких эжекторных сопел, расположенных снаружи относительно поперечного сечения всасывающего шланга, чтобы площадь его поперечного сечения была постоянной. Тем самым можно избежать застревания камней или других крупных предметов. Выходное отверстие, расположенное предпочтительно за шасси или опорой для инструмента, может быть снабжено диффузором (конической насадкой) для экономии энергии. Кроме того, выгодно, если выходное отверстие/диффузор могут поворачиваться из стороны в сторону, так как в этом случае можно изменять направление выгрузки материала относительно направления течения воды, что позволяет в значительной степени сохранять видимость в воде. Диаметр всасывающего шланга обычно лежит в пределах 200-350 мм.
Как указано выше, всасывающий шланг 10 соединен с выходным отверстием всасывающей головки; при этом согласно изобретению, он может составлять жесткую шарнирную конструкцию, которая может быть выполнена за одно целое с эжектором, обеспечивающим желательную величину всасывания во всасывающей головке.
В данном описании подразумевается, что источником воды под давлением может быть либо резервуар, в котором вода находится под давлением, либо вода, нагнетаемая из резервуара к соплам с помощью соответствующего насоса.
Claims (23)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Устройство для подводной выемки и всасывания грунта, полностью погружаемое в воду, содержащее всасывающую головку (1), закрепленную подвижно на гидравлической управляющей руке (13) и имеющую входное отверстие (3) на свободном наружном конце и выходное отверстие (12), соединенное со всасывающим шлангом (10), расположенным на расстоянии от входного отверстия (3), причем всасывающая головка имеет средства измельчения твердого материала, а площадь ее поперечного сечения у входного отверстия (3) больше, чем у выходного отверстия (12), отличающееся тем, что всасывающая головка содержит как гидравлические, так и механические средства измельчения твердого материала, причем гидравлические средства содержат множество первичных струйных сопел, расположенных вдоль края (6), окружающего входное отверстие (3), и сообщающихся с источником жидкости под давлением, а- 5 008036 механические средства содержат по меньшей мере один стержень (4, 5), разделяющий входное отверстие (3) на входные секции (31) и имеющий форму и размеры, позволяющие осуществлять механическое измельчение твердого материала (отложений).
- 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один из краев (6,-64) имеет форму и размеры, позволяющие осуществлять механическое измельчение твердого материала.
- 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что все края (61-64) имеют форму и размеры, позволяющие осуществлять механическое измельчение твердого материала.
- 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что множество первичных струйных сопел (7) расположены так, чтобы подавать жидкость в направлении, по существу, прямо вперед от входного отверстия (3), т.е. в направлении, в основном, противоположном направлению перемещения материала (отложений), всасываемого во входное отверстие (3).
- 5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что множество первичных струйных сопел (7) расположены параллельно друг другу и настолько близко друг к другу, что при работе в отложениях образуется, по существу, гладкая режущая кромка.
- 6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что внутри всасывающей головки (1) расположено множество вторичных струйных сопел (15) для дальнейшего измельчения отложений, причем вторичные струйные сопла (15) сообщаются с жидкостью под давлением и расположены, в основном, перпендикулярно к направлению перемещения отложений, всасываемых во входное отверстие (3).
- 7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые из первичных (7) и/или вторичных (15) струйных сопел образованы отверстиями, расположенными по одной линии на участках трубы (18) для подачи жидкости от указанного источника жидкости под давлением.
- 8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые из первичных сопел (7) расположены в клинообразных зубьях (16), выступающих из всасывающей головки вокруг ее входного отверстия (3).
- 9. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые из первичных сопел (7) расположены в клинообразном крае, выступающем из всасывающей головки вокруг ее входного отверстия.
- 10. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые стержни (4, 5) снабжены первичными струйными соплами (7).
- 11. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения входных секций (31), по существу, равна и не больше площади поперечного сечения выходного отверстия (12).
- 12. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанные стержни (4 или 5) разделяют входное отверстие (3) всасывающей головки (1) на секции в виде решетки в одном направлении.
- 13. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанные стержни (4 или 5) разделяют входное отверстие (3) всасывающей головки (1) на секции в виде решетки в двух направлениях.
- 14. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что вторичные сопла (15) для создания струйных потоков, в основном, поперек к направлению перемещения твердого материала, всасываемого во всасывающую головку (1), расположены вблизи ее выходного отверстия (12).
- 15. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что вблизи выходного отверстия (12) расположено сопло для создания обратного потока с целью временного изменения направления транспортировки через всасывающий шланг (10) на обратное.
- 16. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что всасывающий шланг (10) снабжен боковым отверстием или клапаном, которые открываются при заданном понижении давления для уменьшения силы всасывания и тем самым опасности засорения.
- 17. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения входного отверстия (3) всасывающей головки (1) выбрана такой, что средняя скорость воды через входное отверстие (3) составляет по меньшей мере 30% от скорости воды через выходное отверстие (12).
- 18. Устройство по любому из пп.1-17, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения входного отверстия (3) всасывающей головки (1) выбрана такой, что средняя скорость воды через входное отверстие (3) составляет по меньшей мере 50% от скорости воды через выходное отверстие (12).
- 19. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что гидравлическая управляющая рука (13) имеет наружную телескопическую руку для линейного перемещения всасывающей головки.
- 20. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что гидравлическая управляющая рука (13) имеет подвижность, позволяющую перемещать всасывающую головку (1) в стороны или поворачивать ее.
- 21. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что всасывающая сила во всасывающей головке (10) обеспечивается с помощью эжектора с одним или несколькими соплами, рас- 6 008036 положенными под углом (наклонно) снаружи относительно поперечного сечения всасывающего шланга (Ю).
- 22. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно установлено на гусеничном шасси (22) или содержит это шасси.
- 23. Устройство по и.22, отличающееся тем, что шасси (22) содержит платформу (23), установленную с возможностью поворота вокруг зубчатого венца или подобного средства.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20033872A NO323879B1 (no) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | Undervanns grave- og sugeanordning |
PCT/NO2004/000255 WO2005021878A1 (en) | 2003-09-01 | 2004-08-30 | Subsea excavation and suction device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200600355A1 EA200600355A1 (ru) | 2006-08-25 |
EA008036B1 true EA008036B1 (ru) | 2007-02-27 |
Family
ID=28787010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200600355A EA008036B1 (ru) | 2003-09-01 | 2004-08-30 | Устройство для подводной выемки и всасывания грунта |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7395618B2 (ru) |
EA (1) | EA008036B1 (ru) |
GB (1) | GB2421967B (ru) |
NO (1) | NO323879B1 (ru) |
WO (1) | WO2005021878A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU193805U1 (ru) * | 2019-09-12 | 2019-11-15 | Александр Максимович Скоков | Устройство для среза откосов оврага |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2459700B (en) * | 2008-05-01 | 2012-11-14 | Rotech Holdings Ltd | Improvements in and relating to underwater excavation apparatus |
US8631638B2 (en) | 2010-08-11 | 2014-01-21 | Rene Carlos | Method, system and apparatus for providing water to a heat engine via a dammed water source |
US9951496B2 (en) * | 2011-03-18 | 2018-04-24 | Susanne F. Vaughan | Systems and methods for harvesting natural gas from underwater clathrate hydrate deposits |
GB2491570A (en) * | 2011-05-28 | 2012-12-12 | John Simon Blight | Suction dredging head with water jets |
US20130025169A1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | Panther Hydro Excavating, Inc. | Excavating systems and methods |
GB2497505B (en) | 2011-10-03 | 2015-07-29 | Marine Resources Exploration Internat Bv | Suction mouth for a subsea mining tool |
US9382688B2 (en) | 2012-06-26 | 2016-07-05 | Vac-Tron Equipment, Llc | System and method to excavate using pneumatic shock wave |
US20130340297A1 (en) * | 2012-06-26 | 2013-12-26 | Don M. Buckner | System and method to excavate using vacuum excavator |
US9745715B2 (en) * | 2015-02-20 | 2017-08-29 | Liquid Waste Technology, Llc | Dredge with water-jet cutterhead |
CN107328601B (zh) * | 2017-07-21 | 2023-12-05 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | 一种海底表面固体矿物取样装置及取样方法 |
US10392085B2 (en) * | 2017-12-29 | 2019-08-27 | American Marine Research Company | Remote operated vehicle for selectively harvesting target species |
US20200318313A1 (en) * | 2019-04-04 | 2020-10-08 | Richard E Asherman | Excavator bucket for underwater use |
US11828042B2 (en) * | 2020-05-25 | 2023-11-28 | Wing Marine Llc | Material handling systems and methods |
CN113756382B (zh) * | 2021-10-20 | 2022-04-12 | 湖北兴禹水利工程有限责任公司 | 一种水利工程施工用高效率清淤设备 |
CN116771352B (zh) * | 2023-07-13 | 2023-12-29 | 中国海洋大学 | 一种垮塌式海砂抽采的采集装备及方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2952083A (en) * | 1956-07-27 | 1960-09-13 | John H Forkner | Dredge construction |
GB1262660A (en) * | 1969-01-23 | 1972-02-02 | Frederick Wheelock Wanzenberg | Apparatus for and methods of recovering minerals and/or mineral-bearing material from an underwater ore bed |
US4418484A (en) * | 1979-11-15 | 1983-12-06 | Ballast-Nedam Groep N.V. | Method of dredging and dredging implement |
US4631844A (en) * | 1985-07-15 | 1986-12-30 | Deal Troy M | Hydraulic shovel dredge system |
US5970635A (en) * | 1998-01-29 | 1999-10-26 | Wilmoth; Daryl | Jet agitation dredging system |
US6449883B1 (en) * | 1998-02-13 | 2002-09-17 | Dredging International B.V. | Method and device for dredging underwater ground layers |
US20040010947A1 (en) * | 2002-07-19 | 2004-01-22 | Hutchinson Robert J. | Excavation system employing a jet pump |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3916634A (en) * | 1973-03-12 | 1975-11-04 | Roy J Woodruff | Method for forming holes in earth and setting subterranean structures therein |
AU619836B2 (en) * | 1988-05-13 | 1992-02-06 | Cowper, Norman T. | Submerged fluid induction device for transport of particulate solids |
US4839061A (en) * | 1988-06-13 | 1989-06-13 | Manchak Frank | Method and apparatus for treatment of hazardous material spills |
JP3046549B2 (ja) * | 1996-09-09 | 2000-05-29 | 株式会社栗本鐵工所 | 土砂採取用サンドポンプの吸込み口構造 |
JP4091872B2 (ja) * | 2003-04-16 | 2008-05-28 | 扶桑技研株式会社 | 地中埋設物探査方法 |
-
2003
- 2003-09-01 NO NO20033872A patent/NO323879B1/no not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-08-30 GB GB0604129A patent/GB2421967B/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-08-30 WO PCT/NO2004/000255 patent/WO2005021878A1/en active Application Filing
- 2004-08-30 EA EA200600355A patent/EA008036B1/ru not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-08-30 US US10/569,550 patent/US7395618B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2952083A (en) * | 1956-07-27 | 1960-09-13 | John H Forkner | Dredge construction |
GB1262660A (en) * | 1969-01-23 | 1972-02-02 | Frederick Wheelock Wanzenberg | Apparatus for and methods of recovering minerals and/or mineral-bearing material from an underwater ore bed |
US4418484A (en) * | 1979-11-15 | 1983-12-06 | Ballast-Nedam Groep N.V. | Method of dredging and dredging implement |
US4631844A (en) * | 1985-07-15 | 1986-12-30 | Deal Troy M | Hydraulic shovel dredge system |
US5970635A (en) * | 1998-01-29 | 1999-10-26 | Wilmoth; Daryl | Jet agitation dredging system |
US6449883B1 (en) * | 1998-02-13 | 2002-09-17 | Dredging International B.V. | Method and device for dredging underwater ground layers |
US20040010947A1 (en) * | 2002-07-19 | 2004-01-22 | Hutchinson Robert J. | Excavation system employing a jet pump |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU193805U1 (ru) * | 2019-09-12 | 2019-11-15 | Александр Максимович Скоков | Устройство для среза откосов оврага |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20033872D0 (no) | 2003-09-01 |
NO323879B1 (no) | 2007-07-16 |
US7395618B2 (en) | 2008-07-08 |
GB2421967A (en) | 2006-07-12 |
WO2005021878A1 (en) | 2005-03-10 |
NO20033872L (no) | 2005-03-02 |
GB0604129D0 (en) | 2006-04-12 |
US20070166107A1 (en) | 2007-07-19 |
GB2421967B (en) | 2008-08-13 |
EA200600355A1 (ru) | 2006-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7395618B2 (en) | Subsea excavation and suction device | |
US5487229A (en) | Apparatus for pneumatic excavation | |
EP2729629B1 (en) | Drag head and trailing suction hopper dredger | |
KR101995332B1 (ko) | 수중 도랑파기 장치 | |
EP2281091B1 (en) | Improvements in and relating to underwater excavation apparatus | |
JPS62295790A (ja) | 水底の沈でん物の移動装置及び移動方法 | |
EP2317016B2 (en) | Underwater excavation apparatus | |
US10883250B2 (en) | Dredging apparatus and method of dredging | |
US5638620A (en) | Dredging vessel, dredging assembly and method of dredging | |
JP4195214B2 (ja) | 屈曲部に開口部を有するパイプを用いた浚渫装置 | |
EP0259472A1 (en) | EXCAVATOR. | |
JP4411418B2 (ja) | 水底堆積土砂の輸送方法およびその装置 | |
CN212534274U (zh) | 一种环保绞吸挖泥船刮铲式清淤机具 | |
JP7252099B2 (ja) | 浚渫用アタッチメント及び浚渫システム | |
IE81020B1 (en) | Dredging system | |
RU2107776C1 (ru) | Способ выполнения подводных земляных работ с использованием дноуглубительного земснаряда и гидромониторное устройство для разработки траншей под водой, гидромониторный трубозаглубитель-траншеекопатель (варианты), трубозаглубитель-траншеекопатель (варианты) | |
JP2006097343A (ja) | 浚渫搬送装置 | |
KR102482050B1 (ko) | 퇴적물 준설로봇 | |
CN112049175B (zh) | 一种多功能桥梁施工用平台式清淤装置 | |
EP0521032B1 (en) | Improvements in fluid-based excavating | |
NO347058B1 (en) | Device and method for removing granular material | |
JP2005030135A (ja) | グラブバケットを用いる浚渫装置及び浚渫方法 | |
SU994639A1 (ru) | Грунтозаборное устройство земснар да | |
JP3424008B2 (ja) | 水底土砂除去工法、及び水底土砂除去装置 | |
WO2023055242A1 (en) | Subsea blower device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ KZ TM RU |