RU2061818C1 - Method for development of underwater trenches and bottom deepening and device for implementing the same - Google Patents

Method for development of underwater trenches and bottom deepening and device for implementing the same Download PDF

Info

Publication number
RU2061818C1
RU2061818C1 RU94019616A RU94019616A RU2061818C1 RU 2061818 C1 RU2061818 C1 RU 2061818C1 RU 94019616 A RU94019616 A RU 94019616A RU 94019616 A RU94019616 A RU 94019616A RU 2061818 C1 RU2061818 C1 RU 2061818C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
receiver
receiver pipe
hydraulic
hydraulic mixture
Prior art date
Application number
RU94019616A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94019616A (en
Inventor
Г.Н. Сизов
С.А. Вагнер
В.А. Стручков
К.В. Максимов
Original Assignee
Сизов Георгий Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сизов Георгий Николаевич filed Critical Сизов Георгий Николаевич
Priority to RU94019616A priority Critical patent/RU2061818C1/en
Publication of RU94019616A publication Critical patent/RU94019616A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2061818C1 publication Critical patent/RU2061818C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Underground Or Underwater Handling Of Building Materials (AREA)

Abstract

FIELD: hydraulic engineering. SUBSTANCE: method includes loosening underwater ground with a tiller, soil feed inside pipe- receiver, conveying hydraulic mixture upward along pipe- receiver and outlet pipelines beyond the trench being excavated, and displacing the device to new point of soil intake. Water jet is used to feed hydraulic mixture into pipe-receiver. Device is displaced both using cables of boom of self-moving manipulator-robot, or towing by service-ship. Device for implementing the method includes pipe-receiver for hydraulic mixture with two outlet pipelines, shaft and its drive installed in the pipe-receiver, tiller secured to the shaft, and unit to feed hydraulic mixture, and power mains. Hydraulic mixture feed unit is made in the form of propeller or pump of axial action installed at inlet of pipe-receiver, and outlet pipelines are provided with gate vales. Besides the device may be provided with a chamber for shaft drive location. The chamber is placed in the middle of pipe-receiver. The drive is installed in the chamber with ring gap. Ring gap area is equal to cross section area of pipe-receiver. EFFECT: high productivity. 3 cl, 3 dwg

Description

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. The invention relates to underwater mining of soil and can be used in river and sea dredging, as well as for the development of underwater trenches for laying pipelines, cables, building structures, etc.

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. Known methods for conducting underwater technical work in the soil of rivers and ponds using means of underwater hydromechanization, in which the main working body is a water jet and a system of jets. Jets loosen, erode, weigh incoherent soils, cut compacted clay rocks, and operate ejector apparatuses. In these means of underwater hydromechanization, high-pressure pumps, usually of a centrifugal type, are used to create large heads and capacities at low water flow rates.

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. There is also a known method and device for creating a funnel in bottom sediments. (2) (prototype). The known method consists in the fact that the submersible mechanism of the hydromechanization device creates a funnel in the bottom sediments, vertically dipping into this funnel as it forms. The mechanism that implements this method has an elongated tubular body, closed in the upper part and having a drill in the lower part, driven by a reversible hydraulic motor. Rotating in one direction, the drill cuts into the soil of the bottom and raises the bottom material saturated with water into the mixing chamber formed in the housing between the outer part of the drill and the closed upper end of the housing. In the upper part of the tubular housing from opposite sides there are openings for the intake of clean water into the mixing chamber and for unloading the hydraulic mixture. A pump is connected to these openings, which ensures the supply of clean water to the chamber and the discharge of the hydraulic mixture from the mixing chamber.

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. In the proposed method for the development of underwater trenches and dredging, underwater soil is loosened with a mill. The mass of bottom soil is fed into the receiver pipe of the device for developing underwater trenches and dredging by a jet of water, which is created by rotating the propeller or impeller of the axial pump at the inlet section of the receiver pipe. The hydraulic mixture, consisting of bottom soil and water, is transported vertically up the receiver pipe and then along the bypass pipelines beyond the edges of the developed trench. The device for the development of the trench is moved to a new point of soil intake due to its placement on the boom cables of a self-propelled robotic arm, translationally moving along the torn trench in automatic mode by commands from the escorted vessel or by towing directly by the vessel.

На фиг.1 изображена схема разработки подводной траншеи устройством, подвешенным на стреле робота-манипулятора. Figure 1 shows a diagram of the development of an underwater trench device suspended on the boom of a robotic arm.

На фиг. 2 и 3 изображено схематично устройство для разработки подводных траншей в разном исполнении. In FIG. 2 and 3 show schematically a device for developing underwater trenches in different designs.

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. A device for the development of underwater trenches and dredging consists of a receiver pipe 1 of a hydraulic mixture, in which a shaft 2 with a hydraulic drive for its rotation is installed. At the inlet section of the receiver pipe 1, a propeller or an impeller of the axial pump 3 is mounted on the shaft 2, a cutter 4 is fixed at the lower end of the shaft 2. The receiver pipe has two outlet pipes 5 located on opposite sides of the receiver pipe and equipped with valves 6, designed to block one of the branch pipelines 5, if necessary, to increase the width of the developed trench 7 by an amount exceeding the diameter of the receiving pipe 1, and to ensure the discharge of the slurry onto the mainland (non-developed Pipeline) surface of the bottom. The shaft 2 is connected to the hydraulic actuator 8, located in the upper part of the receiver 1 above the branch pipelines 5. The hydraulic actuator is powered by a hose 9 from the hydraulic pump 10 mounted on the accompanying vessel 11. The device is suspended on cables 12 of the boom 13 mounted on a self-propelled robot manipulator 14, which is controlled by commands from the vessel 11 in accordance with the readings of telemetric sensors and telemetry devices that are installed on all parts of the underwater mechanical complex.

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. The receiver pipe 1 can be made up of three parts, rigidly connected to each other. At the bottom there is a propeller or impeller of the axial pump and a mill. The middle part is made of a pipe of larger diameter than the upper and lower parts, and has a chamber inside to accommodate the hydraulic actuator 8. The annular gap of the chamber 15 in which the hydraulic actuator 8 is installed is equal to the cross-sectional area of the receiver pipe 1. In the upper part of the receiver pipe 1, branch pipelines 5 are located.

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. The device operates as follows. The receiver pipe 1 of the device for developing underwater trenches connected to the robotic arm 14 is brought to the starting point of the developed trench 7. On command from the vessel 11, in accordance with the readings of the sensors and devices, the hydraulic actuator 8 starts, creating a rotational movement on the shaft 2, which transmitted by a propeller or an impeller of an axial pump 3 mounted on a shaft 2 and a milling cutter 4. The milling cutter 4 cuts into the soil of the bottom of a reservoir, loosening it. The propeller or impeller of the axial pump 3 creates a suction jet, which ensures the vertical lifting of particles of the bottom soil (as part of the hydraulic mixture) and their suspension in suspension inside the receiver pipe 1. Next, the water flow transports the hydraulic mixture through both bypass pipes 5 in the case when both valves 6 are open, and throws it beyond the edges of the developed trench 7. Or, when one of the valves 6 is closed, the slurry is thrown outside one of the edges of the trench 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. The receiver pipe 1 can sink to the full depth of the developed trench 7. The speed of the translational movement of the device along the trench 7 depends on the particle size distribution of the developed soil rocks of the bottom of the reservoir.

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. ЫЫЫ2 The device is able to work in any inclined position, depending on the conditions of production of underwater technical work. In the stowed state, the device, together with the robot manipulator 14, is placed on the deck of the accompanying vessel 11. L2

Claims (3)

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. 1. A method of developing underwater trenches and dredging, including loosening the underwater soil with a mill, feeding the mass of bottom soil into the receiver pipe, transporting the slurry vertically up the receiver pipe and along the bypass pipelines beyond the edges of the trench being developed and moving the development device along the bottom soil to a new point of soil sampling, characterized in that the flow of the hydraulic mixture inside the receiver pipe is carried out by a stream of water, which is created by rotating the propeller or the impeller axial sucking at the inlet section of the receiver pipe, and the device for developing underwater trenches is moved by placing it on the boom cables of a self-propelled robotic arm that translates along the trench in automatic mode by commands from the escort vessel or by towing directly by the vessel. 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. 2. A device for the development of underwater trenches and dredging, including a receiver pipe for a hydraulic mixture with two branch pipes in the upper part, a shaft mounted in the receiving pipe with a hydraulic drive of its rotation, a mill mounted on the lower end of the shaft with a hydraulic mixture supply unit and a main for supplying energy, characterized in that the fluid mixture supply unit to the receiver pipe is made in the form of a propeller or an axial type pump mounted on the inlet section of the receiver pipe, and the discharge pipelines are provided enes valves. 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. 3. The device according to p. 2, characterized in that it is equipped with a camera to accommodate a hydraulic actuator installed in the middle of the receiver pipe, the hydraulic actuator installed in the chamber with an annular gap, the area of which is equal to the cross-sectional area of the receiver pipe.
RU94019616A 1994-05-26 1994-05-26 Method for development of underwater trenches and bottom deepening and device for implementing the same RU2061818C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94019616A RU2061818C1 (en) 1994-05-26 1994-05-26 Method for development of underwater trenches and bottom deepening and device for implementing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94019616A RU2061818C1 (en) 1994-05-26 1994-05-26 Method for development of underwater trenches and bottom deepening and device for implementing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94019616A RU94019616A (en) 1996-02-10
RU2061818C1 true RU2061818C1 (en) 1996-06-10

Family

ID=20156460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94019616A RU2061818C1 (en) 1994-05-26 1994-05-26 Method for development of underwater trenches and bottom deepening and device for implementing the same

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2061818C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103758166A (en) * 2014-02-24 2014-04-30 上海交通大学 Ditcher jet propulsion position control system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Кладко С.Н. "Технология строительных работ на водных путях", М., Транспорт, 1986, с. 316-320. 2. Патент США N 4979322, НКИ: 37-65, 1990. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103758166A (en) * 2014-02-24 2014-04-30 上海交通大学 Ditcher jet propulsion position control system
CN103758166B (en) * 2014-02-24 2016-05-25 上海交通大学 Ditcher jet propulsion control position system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5542782A (en) Method and apparatus for in situ installation of underground containment barriers under contaminated lands
US5765965A (en) Apparatus for in situ installation of underground containment barriers under contaminated lands
US4352251A (en) Hand operated suction dredge head and hydraulic submersible pump assembly
EP2729629B1 (en) Drag head and trailing suction hopper dredger
EP2281091B1 (en) Improvements in and relating to underwater excavation apparatus
US5957624A (en) Apparatus and method for in Situ installation of underground containment barriers under contaminated lands
CN108442443A (en) A kind of underwater hole dredging method and system based on underwater robot
CN106193153B (en) A kind of cutter suction dredger
KR20090052923A (en) Remote control underwater dredging robot
US5083386A (en) Apparatus and method for forming a crater in material beneath a body of water
KR20100000477A (en) Remote control underwater dredging apparatus
JP4938045B2 (en) Acupuncture method and apparatus
JP4675169B2 (en) Underwater suction and conveying device, dredging method using the same, caisson filling material removal method, and sediment removal method in foundation pile
US3909960A (en) Loose material recovery system having a mixing box
CN213143168U (en) Soft and hard garbage isolation treatment resistance-reducing blockage-free dredging, digging and sucking integrated device
KR100947078B1 (en) Silt removal apparatus by using barge and underwater robot
RU2061818C1 (en) Method for development of underwater trenches and bottom deepening and device for implementing the same
CN106013307B (en) A kind of structure improved dredger
CN111576517A (en) Integrated high-pressure anti-blocking suction excavation dredging equipment
CN110847267A (en) Shipborne multifunctional sand taking island-building excavator
JP7252099B2 (en) Dredging attachments and dredging systems
KR20140043425A (en) Dredging and dredged soil transfer apparatus and methods with high pressure water pumps and attractive force generators and vortex generators and air compressors
CN210013704U (en) Large-scale karst cavity processing apparatus in karst tunnel
US3310124A (en) Method and apparatus of excavation
JP2006097343A (en) Dredging carrying device