WO2022079648A1 - Device for cleaning bodies of water of silt deposits and extracting sapropel at natural moisture content - Google Patents
Device for cleaning bodies of water of silt deposits and extracting sapropel at natural moisture content Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022079648A1 WO2022079648A1 PCT/IB2021/059436 IB2021059436W WO2022079648A1 WO 2022079648 A1 WO2022079648 A1 WO 2022079648A1 IB 2021059436 W IB2021059436 W IB 2021059436W WO 2022079648 A1 WO2022079648 A1 WO 2022079648A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- chamber
- sapropel
- pump
- bucket
- cover
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 24
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 11
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 235000001954 papillon Nutrition 0.000 description 3
- 244000229285 papillon Species 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 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
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
- E02F5/28—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for cleaning watercourses or other ways
- E02F5/285—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for cleaning watercourses or other ways with drag buckets or scraper plates
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C50/00—Obtaining minerals from underwater, not otherwise provided for
Definitions
- the invention relates to the field of hydro-mechanized cleaning of reservoirs from silt deposits, including the extraction of natural moisture sapropel (NWS) and its use, for example, as a fertilizer, filler in the production of building materials, in medicine.
- NWS natural moisture sapropel
- GZU soil intake devices
- confuser-scraper type GTD-1.8 or GD-3.5;
- screw-scraper type UDS-15, ANB-752;
- milling screw type FSHDU.
- FSHDU milling screw type
- a device according to patent No. 2348762 is known, where a scraper bucket equipped with a soil pump installed behind the back wall of the bucket is considered as a GZU, and a vibrator and a mixer are placed inside the bucket.
- the vertical arrangement of pipelines or the chamber itself contributes to a fairly rapid flow of water from above along the walls of the chamber and vertical sleeves to the entrance to the GZU, which leads to the erosion of sapropel with water along the walls and makes it impossible to carry out a stable excavation of sapropel of natural moisture (hereinafter referred to as NWM) for a long time with one site, and the movement of such a GZU in sapropel is difficult.
- NWM natural moisture
- the gas pump in the form of a pipe during operation should have the largest possible deviation from the vertical, for example 45 degrees, but the slope increases the length of the gas pump and the load from its horizontal movement in sapropel, which leads to very large bending moments in the support nodes of the main memory unit and can lead to emergency situations.
- the objective of the claimed invention is to eliminate these disadvantages.
- EFFECT increased reliability of the device by eliminating pump breakdowns when sapropel is drawn in in a natural viscoplastic consistency, reduced labor costs by eliminating additional operations for cleaning the extracted sapropel and improving the quality of the resulting sapropel.
- the proposed device for cleaning reservoirs from silt deposits and extracting sapropel including a chamber equipped with a soil pump with a suction pipe, an intake element, a discharge element in which, according to the invention: - an eccentric screw pump is installed in the chamber as a soil pump with adjustable rotor speed;
- the intake element is made in the form of a scraper bucket, equipped with a lid and a mesh-knife at the inlet, installed with the possibility of horizontal movement;
- the chamber is made combined with a scraper bucket, the lid of which is attached to the bottom of the chamber;
- the front end wall of the chamber is installed at an acute angle to the bottom of the chamber, while the bottom of the chamber, the cover and the bottom of the scraper bucket are parallel to each other;
- the soil pump is fixed on the bottom of the chamber with the help of fixing elements, while the flange of its suction pipe is fixed on the bottom of the chamber coaxially with the through holes in the bottom of the chamber and the bucket cover;
- the pump is equipped with an outlet pipe with a flange located at the rear end wall of the chamber and connected to the outlet element, made in the form of a flexible pressure pipeline.
- a GZU will ensure the retraction of sapropel in a natural viscous-plastic consistency, and not from the surface, but from the inside of the deposit from under the covering layer of sapropel with its transfer to a more mobile consistency without dilution with water.
- the maximum suction capacity of the MSD will be provided by an eccentric screw pump with an adjustable rotor speed, built into the chamber to reduce the input resistance, and capable of creating a high vacuum at the input, regardless of performance.
- the proposed pump will provide SWS supply to the surface and further transportation to the shore through the pressure pipeline.
- Combining the bucket with the camera has a number of the following advantages.
- the bucket due to horizontal movement, makes it possible to cut off (separate, cut off) the calculated volume of SWS from the pillar (without the formation of a suspension cloud) and prepare it for retraction by the pump (due to the destruction of the structural bonds of sapropel by cutting into small segments of the separable volume of SWS when it passes through the mesh-knife ), thereby reducing the shear resistance of small segments of the SEB by providing greater mobility between the cut segments of sapropel in front of the pump inlet.
- the pump must retract the SEV due to the discharge (vacuum) created by the pump at the inlet pipe.
- the vacuum created by self-priming pumps does not usually exceed 0.06-0.08 MPa (megapascals, or 6-8 meters), which allows them to work with a viscosity of the pumped material up to 200 MPa-s (mi-pascals-second). Therefore, to reduce friction losses at the inlet, the pumps are lowered inlet and brought closer to the gas chamber, thereby reducing the length of the inlet pipe.
- the retracting capacity of this GZU is increased due to: - the use of an eccentric screw pump (EVP) operating with very viscous media (up to 1,000,000 mPa-s), which ensures the supply of WW to the surface and even its transportation to the shore through a pressure pipeline, since another indisputable advantage of the EVP is its ability to provide stable pressure on output up to 4.8 MPa, which cannot be allowed by any soil pump;
- EVP eccentric screw pump
- the combination of the bucket and the submersible chamber with the EWH located in it allows, on the one hand, to minimize the resistance of the SEV at the inlet, and on the other hand, to increase (strengthen) the retracting capacity of the EWH by creating an external hydraulic support for it, which will ensure the guaranteed retraction of viscous SEV.
- Fig. 1a, 16, 1c schematically depict the design of the submersible chamber and ladle (options).
- Fig. 2a, 26, 2e schematically depict the respective types of bucket construction.
- FIG. 3a, 36, 3d schematically depict the respective views of the construction of the chamber and ladle shown in FIG. 1a and 16, 1c.
- Fig. 4 schematically depicts a dredger equipped with an attachment in the form of a submersible chamber equipped with an eccentric screw pump and combined with a scraper bucket, which excavates sapropel from under the covering layer.
- the device (Fig. 1a, 16) contains a horizontal chamber 1 with an intake element made in the form of a scraper bucket 2.
- the chamber 1 has a cross-sectional shape in the form of an arch 3 supported by two vertical 4 (Fig. 1a) or inclined 5 (Fig. 16) side walls resting on the flat bottom 6 of the chamber 1.
- the bottom 6 on each longitudinal side has an external protrusion (shelves ) 7 with holes for attaching chamber 1 to bucket 2, and equipped with hole 8 for entry of sapropel from the bucket into the chamber (Fig. 1c).
- Bucket 2 (Fig. 2a) of the scraper type, the bottom 9 of which is equipped with a cutting edge 10 at the entrance, and the side walls 11,12 at the entrance to the bucket have two loops 13 (Fig. 26) for attaching a two-branch sling 14 to the tension cable 15 (Fig. 4).
- the lid 16 of the bucket has two rows of pins 17 protruding from above, located along the side walls 12, for attaching the bucket to the bottom 6 of the submersible chamber.
- In the lid 16 of the bucket there is an outlet 18 for the sapropel outlet, around which there are fastener holes 19 of the inlet pipe 20 of the pump 21.
- the bucket 2 has a cross-sectional shape in the form of a rectangle with rounded corners 22 (Fig. 1a) or a trapezoid with rounded corners 23 (Fig. . sixteen).
- In the rear tail part of the cover 16 there is a row of holes 24 of the transverse attachment of the bucket to the bottom 6 of the chamber (Fig. 2
- the geometric shapes of the main storage device including both bucket 2 and chamber 1, are of great importance for ensuring the efficient operation of the main storage device:
- the frontal surface of the MGD has a sharp angle of attack relative to the longitudinal axis of the MGD, including the grid-knife 25 and the front wall 26 of the chamber, thereby providing reduced resistance to penetration into the SEV and its movement in the thickness of the SEV, and also has a stabilizing effect on the horizontal movement of the MGD, since the thrust vector of the tension cable 15 has a pulling effect on the bucket 2.
- the conicity of the chamber 1 along the longitudinal axis also helps to reduce the resistance to the movement of the bucket 2 in the vertical plane and eliminates the SEV hanging over the bucket during the vertical lifting of the main storage device, as if the main storage bucket had only a flat horizontal cover 16.
- the side walls 12 of the bucket can also be installed with an inward slope to reduce the protruding longitudinal shelves 7 formed between the base of the walls 12 of the chamber and the lid 16 of the bucket. This will also prevent the sapropel from hanging and reduce the resistance when lifting the GZU from the deposit.
- the front end wall 26 of the chamber is installed at an acute angle to the bottom 6 of the chamber, and the mesh-knife 25 blocking the entrance to the bucket can be installed at different angles: acute (Fig. 3a), straight (Fig. 36), blunt (Fig. Sv ) to the bottom 6 of the chamber, while the bottom 6 of the chamber, the bottom 9 and the cover 16 of the bucket are parallel to each other.
- Grid-knife 25 (removable or stationary) completely blocks the entrance to the bucket in order to prevent large objects from entering the pump, and the step of the knives is taken within the capacity of the pump 21.
- the plane of the grid-knife 25 and the front wall 26 of the chamber can be combined in one plane in the case of working with a viscous-flowing or viscous-plastic medium, or they can have opposite overlapping at an acute angle in the case of working with a stiff-plastic medium or compacted high-ash sapropels or mineral silts. If the mesh-knife 25 is made non-removable, then an inspection hatch is made in one of the side walls 11 or 12 of the bucket, through which the bucket will be cleaned from inclusions that have fallen into it. In the case of a removable variant, the mesh-knife 25 is removed to clean the bucket.
- the front wall 26 (Fig. Za-c) of the chamber is installed at an acute angle to the bottom 6 to reduce resistance and press the GZU to the bottom when the GZU moves forward, and the rear end wall of the chamber is made in the form of a removable cover 27, installed vertically to the bottom 6 and fixed bolted all around chamber using the end flange 28 of the chamber 1 through a sealed gasket (not shown), while the back cover 27 is equipped with a branch pipe 29, to which a flexible connecting sleeve 30 is hermetically attached.
- the sleeve 30 (Fig. 4) is connected to the watercraft (dredger) 31 along an outwardly curved curve, exceeding the chamber immersion depth by at least 1.7 times in length in order to stabilize the GZU in height during its horizontal movement in the thickness of the sapropel.
- Sleeve diameter 30 is sufficient to accommodate:
- an eccentric screw pump (EVP) 21 is installed with an adjustable SEV supply rate, the flange of the outlet pipe 33 of which is located at the rear end wall 27 of the chamber 1 and is connected to the flange of the pressure hose 32, and the flange of the inlet (receiving) pipe 20 of the pump 21 is attached to the bottom 6 of the chamber with bolts 19. Due to the fact that the EWH pump is eccentric (the rotor axis is displaced relative to the stator axis), vibrations occur when the rotor rotates. When the pump is installed on a rigid base, these vibrations are damped by rigid fastening of the pump foundation to the concrete base.
- the vibrations from the pump are transmitted to the entire body of the gas pump, including the bucket.
- the GZU chamber is in a suspended state with a large degree of freedom of movement in three planes, therefore, vibrations from the pump 21 transmitted to the chamber and bucket, are transferred to the surrounding viscous medium, quenched in it, destroying structural bonds and reducing the shear resistance of the CEB.
- the bottom of the chamber 6 and the cover 16 of the bucket 2 each have one coaxial hole, 8 and 18, respectively, for the passage of sapropel from the bucket to the pump.
- the flange of the inlet pipe 20 of the pump 21 is located on the same axis with the holes 8 and 18, and is bolted to the bottom 6 of the chamber 1 through the holes 19 located around the inlet 8 of the chamber 1.
- the diameter of the inlet 8 of the chamber 1 coincides with the diameter of the inlet pipe 20 of the pump 21 , and the diameter of the hole 18 in the lid 16 of the bucket 2 exceeds the diameter of the inlet 8 of the chamber 1 by an amount sufficient to allow the caps of the mounting bolts to pass through the hole 18 in the lid 16 of the bucket 2 when connecting the chamber 1 to the bucket 2.
- Around the inlet 18 above the lid 16 of the bucket 2 has a recess for placing a rubber sealing ring in it.
- the GZU is equipped with a system of three cables: tension 15, to move the GZU forward; suspended 42, for raising or lowering the GZU to a given depth; safety 41, to prevent the loss of the GZU or the breakage of the connecting sleeve in the event of, for example, a break in the suspension or tension cables.
- the safety cable 41 perceives tensile stresses from the flexible connecting sleeve 30, which occur in it during the horizontal movement of the HMS forward in the viscous sapropel layer.
- Ground intake device operates as follows (Fig. 4).
- the submersible device in the form of a chamber 1 connected to a bucket 2 and a flexible sleeve 30, on a suspension cable 42 begin lower from the deck of the dredger 31 under water to a predetermined depth.
- the winch 44 at the same time continues to unwind the cable 15, making sure that the lifting cable 42 remains always in a vertical position in tension under its own weight. Dredger 31 stands still.
- the motor 36 of the pump 21 is turned on at the lowest speed so that the pump stator is filled with water.
- the GZU continues to sink into the thickness of the sapropel due to its own weight as the length of the suspension cable 42 increases.
- the tension cable 15 remains weakened all the time due to the unwinding of the tension winch 44.
- the winch 44 switches to winding the cable 15 to tension it.
- the speed of rotation of the rotor of the pump 21 is gradually increased so that the retraction of the SEV begins at a given depth, and at the same time, the consistency of the supplied sapropel at the outlet of the pressure pipeline 32, which is made of a composite material with reinforcement, is controlled.
- the number of revolutions of the stator is increased using the hydraulic station 37 and the sapropel receiving bin 34 is filled. pumping SEV from the receiving hopper 34 of the dredger 31 to the onshore storage hopper through a floating high-pressure pipeline.
- the pump 21 and the dredger transfer pump (not shown) are set to operate in synchronism with the same capacity.
- the operator constantly monitors the consistency of the sapropel entering the hopper 34.
- the dredger 31 due to the front (or 2 front) papillon winches (not shown), begins to slowly move forward along the water surface of the reservoir, pulling the submerged GZU, which remains at a given depth, by means of a tension cable 15, while gradually increasing the speed pump rotor 21 and a transfer pressure pump (both of these pumps must work synchronously).
- the dredger 31 stops, both pumps stop, the GZU with the help of a lifting winch 43 rises on the lifting cable 42 of the cable from the water, and the dredger 31 with the help of the rear papillon winches returns back to the starting point of the entry. After that, the process described above repeats again.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
The invention relates to the field of hydromechanically cleaning bodies of water of silt deposits, with the extraction of sapropel at natural moisture content. The technical result is a more reliable device, a reduction in labour costs and an increase in the quality of the sapropel obtained. The claimed device for cleaning bodies of water of silt deposits and extracting sapropel comprises: a chamber equipped with a dredging pump having a suction pipe; an intake element; and a discharge element. Furthermore, the dredging pump mounted in the chamber is a progressive cavity pump with an adjustable rotor speed, which is fastened to the bottom of the chamber. The intake element is configured in the form of a scraper scoop provided with a cover and, at its inlet, a mesh/blade, and is mounted for horizontal movement. The chamber is integrated with the scraper scoop, the cover of which is fastened to the bottom of the chamber. The front end wall of the chamber is mounted at an acute angle to the bottom of the chamber, wherein the bottom of the chamber, the cover and the bottom of the scraper scoop are parallel with one another. The bottom of the chamber and the cover of the scoop each have one coaxial opening for the passage of sapropel. The suction pipe of the dredging pump is arranged coaxially with said openings for the passage of sapropel and is fastened to the bottom of the chamber. The pump is provided with an outlet pipe disposed at the rear end wall of the chamber and connected to the discharge element, which is configured in the form of a pressure pipe connected to a floating vessel.
Description
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДОЕМОВ ОТ ИЛИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И ДОБЫЧИ САПРОПЕЛЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЛАЖНОСТИ DEVICE FOR CLEANING WATER BODIES FROM SLUD DEPOSITS AND EXTRACTION OF NATURAL HUMIDITY SAPROPEL
Изобретение относится к области гидромеханизированной очистки водоемов от илистых отложений, включая добычу сапропеля естественной влажности (СЕВ) и его использования, например, в качестве удобрения, наполнителя при производстве строительных материалов, в медицине. The invention relates to the field of hydro-mechanized cleaning of reservoirs from silt deposits, including the extraction of natural moisture sapropel (NWS) and its use, for example, as a fertilizer, filler in the production of building materials, in medicine.
Известно большое количество типов грунто-заборных устройств (ГЗУ), созданных для добычи сапропелей There are a large number of types of soil intake devices (GZU) designed for the extraction of sapropels.
1. конфузорно-скреперующего типа: ГТД-1,8 или ГД-3,5; 1. confuser-scraper type: GTD-1.8 or GD-3.5;
2. роторно-ковшевого типа: РКГУ; 2. rotary bucket type: RKGU;
3. шнеково-скреперующего типа: УДС-15, АНБ-752; 3. screw-scraper type: UDS-15, ANB-752;
4. фрезерно-шнекового типа: ФШДУ. Перед всасыванием пульпы производится рыхление грунта и смешивание его с водой, в результате чего в воде в зоне забоя возникает облако взвеси, а пульпа в насос поступает с плотностью значительно ниже плотности разрабатываемой илистой породы за счет смешивания ее с водой в соотношении 1:4... 1 :25 поскольку все они были спроектированы под всасывание и работу с грунтовыми центробежными или осевыми насосами. А этот основной технологический недостаток используемого оборудования приводит к целому ряду других негативных последствий, возникающих от использования этих устройств: 4. milling screw type: FSHDU. Before the suction of the pulp, the soil is loosened and mixed with water, as a result of which a suspension cloud appears in the water in the bottomhole zone, and the pulp enters the pump with a density significantly lower than the density of the developed silty rock by mixing it with water in a ratio of 1:4.. 1:25 because they were all designed for suction and work with centrifugal or axial flow pumps. And this main technological drawback of the equipment used leads to a number of other negative consequences arising from the use of these devices:
- всасыванию больших объемов воды с транспортировкой их на берег, что приводит к падению уровня воды в водоеме с подмывом и обрушением береговой кромки водоема; - suction of large volumes of water with their transportation to the shore, which leads to a drop in the water level in the reservoir with washing and collapse of the coastal edge of the reservoir;
- замутнению воды взвешенным илом в при-забойной зоне с распространением облака взвеси на больших площадях, и особенно в проточных водоемах; - turbidity of water by suspended silt in the bottomhole zone with the spread of a cloud of suspension over large areas, and especially in flowing reservoirs;
- дренированию и возврату осветленной воды в больших объемов с отчуждением больших береговых площадей для создания чеков-отстойников.- drainage and return of clarified water in large volumes with the alienation of large coastal areas for the creation of settling checks.
- большому времени отстаивания, промораживания, обезвоживания и сушки сапропеля в чеках отстойниках, на что уходит до 12 месяцев времени.
При этом основным экологическим требованием при разработке озерных месторождений сапропеля является сохранность и недопустимость нарушения сплошной верхней зоны сапропелевой залежи, а также распространение в воде облака взвеси, что приводит к массовой гибели гидробионтов (планктона и бентоса) - long settling time, freezing, dehydration and drying of sapropel in settling tanks, which takes up to 12 months. At the same time, the main environmental requirement in the development of lake deposits of sapropel is the safety and inadmissibility of disturbing the continuous upper zone of the sapropel deposit, as well as the spread of suspended matter in the water, which leads to the mass death of hydrobionts (plankton and benthos)
Имеются другие устройства, использующие погружные насосы типа ИНГИ (погружной низконапорный грунтовой насос), а так же погружные колодцы, которым присущи все указанные выше недостатки. There are other devices that use submersible pumps of the INGI type (submersible low-pressure soil pump), as well as submersible wells, which have all the above disadvantages.
Известно устройство по патенту №2348762, где в качестве ГЗУ рассмотрен скреперный ковш, оснащенный грунтовым насосом, установленным за задней стенкой ковша, а внутри ковша размещен вибратор и мешалка. A device according to patent No. 2348762 is known, where a scraper bucket equipped with a soil pump installed behind the back wall of the bucket is considered as a GZU, and a vibrator and a mixer are placed inside the bucket.
За прототип взято устройство по патенту №2418914, где в качестве ПЗУ использована погружная или полупогружная камера с установленным в ней насосом с гидравлическим приводом. The device according to patent No. 2418914 was taken as a prototype, where a submersible or semi-submersible chamber with a hydraulically driven pump installed in it was used as a ROM.
Недостатком данного устройства является тот факт, что работа такого устройства возможна лишь в случае, когда сапропель находится в очень текучем состоянии, а это существует только в самом верхнем слое в пределах 1 м, глубже сапропель всегда имеет ярко выраженную пластичность и без приложения усилия не течет. Кроме этого, вертикальное расположение трубопроводов или самой камеры способствует довольно быстрому поступлению воды сверху вдоль стенок камеры и вертикальных рукавов к входу в ГЗУ, что приводит к размыву сапропеля водой вдоль стенок и делает невозможным вести устойчивую выемку сапропеля естественной влажности (далее СЕВ) длительное время с одной стоянки, а перемещение такого ГЗУ в сапропеле затруднено. The disadvantage of this device is the fact that the operation of such a device is possible only when the sapropel is in a very fluid state, and this exists only in the uppermost layer within 1 m, deeper the sapropel always has a pronounced plasticity and does not flow without the application of force. . In addition, the vertical arrangement of pipelines or the chamber itself contributes to a fairly rapid flow of water from above along the walls of the chamber and vertical sleeves to the entrance to the GZU, which leads to the erosion of sapropel with water along the walls and makes it impossible to carry out a stable excavation of sapropel of natural moisture (hereinafter referred to as NWM) for a long time with one site, and the movement of such a GZU in sapropel is difficult.
Для предотвращения поступления воды вдоль стенок ГЗУ и трубопровода сверху, ГЗУ в виде трубы при работе должно иметь как можно большее отклонение от вертикали, например 45 градусов, но наклон увеличивает длину ГЗУ и нагрузки от его горизонтального перемещения в сапропеле, что приводит к
очень большим изгибающим моментам в опорных узлах ГЗУ и может привести к аварийным ситуациям. To prevent water from flowing along the walls of the gas pump and the pipeline from above, the gas pump in the form of a pipe during operation should have the largest possible deviation from the vertical, for example 45 degrees, but the slope increases the length of the gas pump and the load from its horizontal movement in sapropel, which leads to very large bending moments in the support nodes of the main memory unit and can lead to emergency situations.
Задачей заявленного изобретения является устранение указанных недостатков.The objective of the claimed invention is to eliminate these disadvantages.
Технический результат - повышение надежности устройства за счет исключения поломок насоса при втягивании сапропеля в естественной вязкопластичной консистенции, снижение трудозатрат за счет исключения дополнительных операций по очистке добытого сапропеля и повышения качества получаемого сапропеля. EFFECT: increased reliability of the device by eliminating pump breakdowns when sapropel is drawn in in a natural viscoplastic consistency, reduced labor costs by eliminating additional operations for cleaning the extracted sapropel and improving the quality of the resulting sapropel.
Это достигается тем, что предлагается устройство для очистки водоемов от илистых отложений и добычи сапропеля, включающее камеру, снабженную грунтовым насосом с всасывающим патрубком, заборный элемент, отводящий элемент, в котором, согласно изобретению: — в камере установлен в качестве грунтового насоса эксцентриковый винтовой насос с регулируемой частотой вращения ротора; This is achieved by the proposed device for cleaning reservoirs from silt deposits and extracting sapropel, including a chamber equipped with a soil pump with a suction pipe, an intake element, a discharge element in which, according to the invention: - an eccentric screw pump is installed in the chamber as a soil pump with adjustable rotor speed;
- заборный элемент выполнен в виде скреперного ковша, снабженного крышкой и сеткой-ножом на входе, установленного с возможностью горизонтального перемещения; - the intake element is made in the form of a scraper bucket, equipped with a lid and a mesh-knife at the inlet, installed with the possibility of horizontal movement;
- камера выполнена совмещенной со скреперным ковшом, крышка которого прикреплена к днищу камеры; - the chamber is made combined with a scraper bucket, the lid of which is attached to the bottom of the chamber;
- передняя торцевая стенка камеры установлена под острым углом к днищу камеры, при этом днище камеры, крышка и днище скреперного ковша параллельны между собой; - the front end wall of the chamber is installed at an acute angle to the bottom of the chamber, while the bottom of the chamber, the cover and the bottom of the scraper bucket are parallel to each other;
- днище камеры и крышка ковша имеют по одному соосному отверстию; - the bottom of the chamber and the bucket cover have one coaxial hole each;
- грунтовой насос закреплен на днище камеры с помощью фиксирующих элементов, при этом флянец его всасывающего патрубка закреплен на днище камеры соосно проходным отверстиям в днище камеры и крышке ковша; - the soil pump is fixed on the bottom of the chamber with the help of fixing elements, while the flange of its suction pipe is fixed on the bottom of the chamber coaxially with the through holes in the bottom of the chamber and the bucket cover;
- насос снабжен выходным патрубком с флянцем, расположенным у задней торцевой стенки камеры и соединенный с отводящим элементом, выполненным виде гибкого напорного трубопровода.
Такое ГЗУ обеспечит втягивание сапропеля в естественной вязко-пластичной консистенции, причем не с поверхности, а изнутри залежи из-под покрывающего слоя сапропеля с переводом его в более подвижную консистенцию без разбавления водой. - the pump is equipped with an outlet pipe with a flange located at the rear end wall of the chamber and connected to the outlet element, made in the form of a flexible pressure pipeline. Such a GZU will ensure the retraction of sapropel in a natural viscous-plastic consistency, and not from the surface, but from the inside of the deposit from under the covering layer of sapropel with its transfer to a more mobile consistency without dilution with water.
Максимальную втягивающую способность ГЗУ обеспечит эксцентриковый винтовой насос с регулируемой частотой вращения ротора, встроенный в камеру для уменьшения входного сопротивления, и способный создавать высокое разряжение на входе в независимости от производительности. The maximum suction capacity of the MSD will be provided by an eccentric screw pump with an adjustable rotor speed, built into the chamber to reduce the input resistance, and capable of creating a high vacuum at the input, regardless of performance.
Предлагаемый насос обеспечит подачу СЕВ на поверхность и далее транспортировку на берег по напорному трубопроводу. Совмещение ковша с камерой имеет ряд следующих преимуществ. The proposed pump will provide SWS supply to the surface and further transportation to the shore through the pressure pipeline. Combining the bucket with the camera has a number of the following advantages.
Ковш за счет горизонтального перемещения позволяет отрезать (отделять, срезать) расчетный объем СЕВ от целика (без образования облака взвеси) и подготавливать его к втягиванию насосом (за счет разрушения структурных связей сапропеля резанием на мелкие сегменты отделяемого объема СЕВ при прохождении его через сетку-нож), уменьшая тем самым сопротивление мелких сегментов СЕВ сдвигу за счет обеспечения большей подвижности между нарезанными сегментами сапропеля перед входным патрубком насоса. The bucket, due to horizontal movement, makes it possible to cut off (separate, cut off) the calculated volume of SWS from the pillar (without the formation of a suspension cloud) and prepare it for retraction by the pump (due to the destruction of the structural bonds of sapropel by cutting into small segments of the separable volume of SWS when it passes through the mesh-knife ), thereby reducing the shear resistance of small segments of the SEB by providing greater mobility between the cut segments of sapropel in front of the pump inlet.
Насос должен произвести втягивание СЕВ за счет разряжения (вакуума), создаваемого насосом на входном патрубке. Разряжение, создаваемое грунтовыми самовсасывающими насосами, не превышает как правило 0,06-0,08 МПа (мегапаскалей, или 6-8 метров), что позволяет им работать при вязкости перекачиваемого материала до 200 мПа-c (мили-паскалей-секунда). Поэтому для уменьшения потерь на трение на входе насосы опускают подводу и приближают к ГЗУ, сокращая тем самым длину входного патрубка. С учетом того, что вязкость СЕВ значительно выше указанного предела вязкости (200 мПа-c) и может достигать 1400 мПа-c, необходимо решение, позволяющее увеличить втягивающую способность ГЗУ для работы с вязкими СЕВ. The pump must retract the SEV due to the discharge (vacuum) created by the pump at the inlet pipe. The vacuum created by self-priming pumps does not usually exceed 0.06-0.08 MPa (megapascals, or 6-8 meters), which allows them to work with a viscosity of the pumped material up to 200 MPa-s (mi-pascals-second). Therefore, to reduce friction losses at the inlet, the pumps are lowered inlet and brought closer to the gas chamber, thereby reducing the length of the inlet pipe. Taking into account the fact that the viscosity of CEB is much higher than the specified viscosity limit (200 mPa-s) and can reach 1400 mPa-s, a solution is needed to increase the suction capacity of the HZU for working with viscous CEB.
Втягивающая способность настоящего ГЗУ увеличена за счет:
- применения эксцентрикового винтового насоса (ЭВН), работающего с очень вязкими средами (до 1000000 мПа-c), что обеспечивает подачу СЕВ на поверхность и даже его транспортировку на берег по напорному трубопроводу, поскольку другим неоспоримым преимуществом ЭВН является его способность обеспечивать устойчивое давление на выходе до 4,8 МПа, чего не может позволить ни один грунтовой насос; The retracting capacity of this GZU is increased due to: - the use of an eccentric screw pump (EVP) operating with very viscous media (up to 1,000,000 mPa-s), which ensures the supply of WW to the surface and even its transportation to the shore through a pressure pipeline, since another indisputable advantage of the EVP is its ability to provide stable pressure on output up to 4.8 MPa, which cannot be allowed by any soil pump;
- за счет размещения ЭВН в погружной камере, поскольку применение погружной камеры позволяет использовать внешнее гидростатическое давление жидкой среды, и насос, размещенный в такой камере, испытывает гидростатический подпор на входе, равный глубине погружения камеры. На глубине, например, в -6 метров, СЕВ под давлением 0,06 МПа будет давить на стенки погружной камеры, обеспечивая таким образом дополнительный подпор и увеличивая тем самым втягивающую способность ГЗУ. - by placing EWH in a submersible chamber, since the use of a submersible chamber makes it possible to use the external hydrostatic pressure of the liquid medium, and the pump placed in such a chamber experiences a hydrostatic backwater at the inlet equal to the depth of the chamber immersion. At a depth of, for example, -6 meters, SEV under a pressure of 0.06 MPa will put pressure on the walls of the submersible chamber, thus providing additional backwater and thereby increasing the retracting capacity of the GZU.
Совмещение ковша и погружной камеры с размещенным в ней ЭВН позволяет, с одной стороны, до минимума снизить сопротивление СЕВ на входе, а с другой стороны, увеличить (усилить) втягивающую способность ЭВН за счет создания для него внешнего гидравлического подпора, что обеспечит гарантированное втягивание вязких СЕВ. The combination of the bucket and the submersible chamber with the EWH located in it allows, on the one hand, to minimize the resistance of the SEV at the inlet, and on the other hand, to increase (strengthen) the retracting capacity of the EWH by creating an external hydraulic support for it, which will ensure the guaranteed retraction of viscous SEV.
Предлагаемое устройство показано на чертежах, на которых согласно изобретению: The proposed device is shown in the drawings, in which, according to the invention:
Фиг. 1а, 16, 1в схематично изображают конструкцию погружной камеры и ковша (варианты). Fig. 1a, 16, 1c schematically depict the design of the submersible chamber and ladle (options).
Фиг. 2а, 26, 2д схематично изображают соответствующие виды конструкции ковша. Fig. 2a, 26, 2e schematically depict the respective types of bucket construction.
Фиг. За, 36, Зд схематично изображают соответствующие виды конструкции камеры и ковша, представленной на фиг. 1а и 16, 1в. Fig. 3a, 36, 3d schematically depict the respective views of the construction of the chamber and ladle shown in FIG. 1a and 16, 1c.
Фиг. 4 схематично изображает земснаряд, оборудованный навесным устройством в виде погружной камеры, оснащенной эксцентриковым винтовым
насосом и совмещенной со скреперным ковшом, совершающим выемку сапропеля из-под покрывающего слоя. Fig. 4 schematically depicts a dredger equipped with an attachment in the form of a submersible chamber equipped with an eccentric screw pump and combined with a scraper bucket, which excavates sapropel from under the covering layer.
Устройство (Фиг. 1а, 16) содержит горизонтальную камеру 1 с заборным элементом, выполненным в виде скреперного ковша 2. The device (Fig. 1a, 16) contains a horizontal chamber 1 with an intake element made in the form of a scraper bucket 2.
Камера 1 имеет форму поперечного сечения в виде арки 3, поддерживаемой двумя вертикальными 4 (фиг. 1а) или наклонными 5 (фиг. 16) боковыми стенками, опирающимися на плоское днище 6 камеры 1. Днище 6 с каждой продольной стороны имеет наружный выступ (полки) 7 с отверстиями для крепежа камеры 1 к ковшу 2, и оснащено отверстием 8 для входа сапропеля из ковша в камеру (фиг. 1в). The chamber 1 has a cross-sectional shape in the form of an arch 3 supported by two vertical 4 (Fig. 1a) or inclined 5 (Fig. 16) side walls resting on the flat bottom 6 of the chamber 1. The bottom 6 on each longitudinal side has an external protrusion (shelves ) 7 with holes for attaching chamber 1 to bucket 2, and equipped with hole 8 for entry of sapropel from the bucket into the chamber (Fig. 1c).
Ковш 2 (фиг. 2а) скреперного типа, днище 9 которого на входе оснащено режущей кромкой 10, а боковые стенки 11,12 на входе в ковш имеют две петли 13 (фиг. 26) для крепления двух-ветвевого стропа 14 к натяжному тросу 15 (Фиг. 4). Крышка 16 ковша имеет два ряда выступающих сверху шпилек 17, расположенных вдоль боковых стенок 12, для крепления ковша к днищу 6 погружной камеры. В крышке 16 ковша имеется выходное отверстие 18 для выхода сапропеля, вокруг которого расположены отверстия крепежа 19 входного патрубка 20 насоса 21. Ковш 2 имеет форму поперечного сечения в виде прямоугольника со скругленными углами 22 (фиг. 1а) или трапеции со скругленными углами 23 (фиг. 16). В задней хвостовой части крышки 16 имеется ряд отверстий 24 поперечного крепежа ковша к днищу 6 камеры(фиг. 2в). Bucket 2 (Fig. 2a) of the scraper type, the bottom 9 of which is equipped with a cutting edge 10 at the entrance, and the side walls 11,12 at the entrance to the bucket have two loops 13 (Fig. 26) for attaching a two-branch sling 14 to the tension cable 15 (Fig. 4). The lid 16 of the bucket has two rows of pins 17 protruding from above, located along the side walls 12, for attaching the bucket to the bottom 6 of the submersible chamber. In the lid 16 of the bucket there is an outlet 18 for the sapropel outlet, around which there are fastener holes 19 of the inlet pipe 20 of the pump 21. The bucket 2 has a cross-sectional shape in the form of a rectangle with rounded corners 22 (Fig. 1a) or a trapezoid with rounded corners 23 (Fig. . sixteen). In the rear tail part of the cover 16 there is a row of holes 24 of the transverse attachment of the bucket to the bottom 6 of the chamber (Fig. 2c).
Геометрические формы ГЗУ, в том числе как ковша 2, так и камеры 1 имеют большое значение для обеспечения эффективной работы ГЗУ: The geometric shapes of the main storage device, including both bucket 2 and chamber 1, are of great importance for ensuring the efficient operation of the main storage device:
Фронтальная поверхность ГЗУ имеет острый угол атаки относительно продольной оси ГЗУ, включая сетку-нож 25 и фронтальную стенку 26 камеры, обеспечивая тем самым уменьшенное сопротивление проникновению в СЕВ и его перемещению в толще СЕВ, а так же оказывает стабилизирующее воздействие на горизонтальное перемещение ГЗУ, поскольку вектор тяги натяжного троса 15 оказывает выдергивающее воздействие на ковш 2.
Конусность камеры 1 вдоль продольной оси так же способствует уменьшению сопротивления перемещению ковша 2 в вертикальной плоскости и исключает зависание СЕВ над ковшом при вертикальном подъеме ГЗУ, как в случае, если бы ковш ГЗУ имел только плоскую горизонтальную крышку 16. The frontal surface of the MGD has a sharp angle of attack relative to the longitudinal axis of the MGD, including the grid-knife 25 and the front wall 26 of the chamber, thereby providing reduced resistance to penetration into the SEV and its movement in the thickness of the SEV, and also has a stabilizing effect on the horizontal movement of the MGD, since the thrust vector of the tension cable 15 has a pulling effect on the bucket 2. The conicity of the chamber 1 along the longitudinal axis also helps to reduce the resistance to the movement of the bucket 2 in the vertical plane and eliminates the SEV hanging over the bucket during the vertical lifting of the main storage device, as if the main storage bucket had only a flat horizontal cover 16.
При увеличенных размерах ГЗУ (при большой ширине ковша) боковые стенки 12 ковша (фиг. 2в) можно так же устанавливать с уклоном внутрь для уменьшения выступающих продольных полок 7, образующихся между основанием стенок 12 камеры и крышкой 16 ковша. Это так же предотвратит зависание сапропеля и снизит сопротивление при подъеме ГЗУ из залежи. With increased dimensions of the GZU (with a large width of the bucket), the side walls 12 of the bucket (Fig. 2c) can also be installed with an inward slope to reduce the protruding longitudinal shelves 7 formed between the base of the walls 12 of the chamber and the lid 16 of the bucket. This will also prevent the sapropel from hanging and reduce the resistance when lifting the GZU from the deposit.
Передняя торцевая стенка 26 камеры установлена под острым углом к днищу 6 камеры, а сетка-нож 25 перекрывающая вход в ковш, может быть установлена под разными углами: острым (фиг. За), прямым(фиг. 36), тупым (фиг. Зв) к днищу 6 камеры, при этом днище 6 камеры, днище 9 и крышка 16 ковша параллельны между собой. Сетка-нож 25 (съемная или стационарная) полностью перекрывает вход в ковш с целью предотвращения попадания в насос крупных предметов, а шаг ножей при этом принят в пределах пропускающей способности насоса 21. Плоскости сетки-ножа 25 и фронтальной стенки 26 камеры могут быть совмещены в одной плоскости в случае работы с вязко-текучей или вязко-пластичной средой, или могут иметь противоположное пересекающееся под острым углом совмещение в случае работы с туго-пластичной средой или уплотненными высокозольными сапропелями или минеральными илами. Если сетка-нож 25 делается несъемной, тогда в одной из боковых стенок 11 или 12 ковша делается смотровой люк, через который будет производиться очистка ковша от попавших в него включений. При съемном варианте для очистки ковша снимается сетка-нож 25. The front end wall 26 of the chamber is installed at an acute angle to the bottom 6 of the chamber, and the mesh-knife 25 blocking the entrance to the bucket can be installed at different angles: acute (Fig. 3a), straight (Fig. 36), blunt (Fig. Sv ) to the bottom 6 of the chamber, while the bottom 6 of the chamber, the bottom 9 and the cover 16 of the bucket are parallel to each other. Grid-knife 25 (removable or stationary) completely blocks the entrance to the bucket in order to prevent large objects from entering the pump, and the step of the knives is taken within the capacity of the pump 21. The plane of the grid-knife 25 and the front wall 26 of the chamber can be combined in one plane in the case of working with a viscous-flowing or viscous-plastic medium, or they can have opposite overlapping at an acute angle in the case of working with a stiff-plastic medium or compacted high-ash sapropels or mineral silts. If the mesh-knife 25 is made non-removable, then an inspection hatch is made in one of the side walls 11 or 12 of the bucket, through which the bucket will be cleaned from inclusions that have fallen into it. In the case of a removable variant, the mesh-knife 25 is removed to clean the bucket.
Передняя стенка 26 (фиг. За-в) камеры установлена под острым углом к днищу 6 для снижения сопротивления и придавливания ГЗУ ко дну при движении ГЗУ вперед, а задняя торцевая стенка камеры выполнена в виде съемной крышки 27, установленной вертикально к днищу 6 и закрепленной на болтах по периметру
камеры с помощью торцевого фланца 28 камеры 1 через герметичную прокладку (не показана), при этом задняя крышка 27 оснащена патрубком 29, к которому герметично прикреплен гибкий соединительный рукав 30. The front wall 26 (Fig. Za-c) of the chamber is installed at an acute angle to the bottom 6 to reduce resistance and press the GZU to the bottom when the GZU moves forward, and the rear end wall of the chamber is made in the form of a removable cover 27, installed vertically to the bottom 6 and fixed bolted all around chamber using the end flange 28 of the chamber 1 through a sealed gasket (not shown), while the back cover 27 is equipped with a branch pipe 29, to which a flexible connecting sleeve 30 is hermetically attached.
Рукав 30 (фиг. 4) соединен с плавсредством (земснарядом) 31 по выгнутой наружу кривой, превосходящей по длине глубину погружения камеры не менее чем в 1,7 раза с целью стабилизации ГЗУ по высоте при его горизонтальном перемещении в толще сапропеля. Диаметр рукава 30 достаточен для размещения в нем: The sleeve 30 (Fig. 4) is connected to the watercraft (dredger) 31 along an outwardly curved curve, exceeding the chamber immersion depth by at least 1.7 times in length in order to stabilize the GZU in height during its horizontal movement in the thickness of the sapropel. Sleeve diameter 30 is sufficient to accommodate:
- напорного рукава 32 для подачи СЕВ, соединяющего фланец выходного патрубка 33 насоса 21 с приемным бункером 34 сапропеля, - pressure hose 32 for supplying SEV, connecting the flange of the outlet pipe 33 of the pump 21 with the sapropel receiving hopper 34,
- гидравлических шлангов 35, соединяющих гидравлический привод 36 насоса 21 с гидравлической станцией 37, - hydraulic hoses 35 connecting the hydraulic drive 36 of the pump 21 with the hydraulic station 37,
- электрических кабелей 38, соединяющих датчик уровня воды в камере с пультом управления 40 и, в случае электрического варианта -электропривод 36 насоса 21 с пультом управления 40 - electrical cables 38 connecting the water level sensor in the chamber with the control panel 40 and, in the case of the electric version, the electric drive 36 of the pump 21 with the control panel 40
- и страховочного троса 41, соединяющего камеру 1 с плавсредством 31. - and a safety cable 41 connecting the chamber 1 with the craft 31.
В камере 1 установлен эксцентриковый винтовой насос (ЭВН) 21 с регулируемой производительностью подачи СЕВ, фланец выходного патрубка 33 которого расположен у задней торцевой стенки 27 камеры 1 и соединен с фланцем напорного рукава 32, а фланец входного (приемного) патрубка 20 насоса 21 прикреплен к днищу 6 камеры болтами 19. В связи с тем, что насос ЭВН является эксцентриковым (ось ротора смещена относительно оси статора), при вращении ротора возникают вибрации. При установке насоса на жестком основании эти вибрации гасятся за счет жесткого крепежа фундамента насоса к бетонному основанию. В случае крепежа насоса 21 к днищу 6 камеры 1, вибрации от насоса передаются на весь корпус ГЗУ, включая ковш. Камера ГЗУ находится в подвешенном состоянии с большой степенью свободы перемещению в трех плоскостях, поэтому вибрации от насоса 21, передаваемые на камеру и ковш,
передаются окружающей вязкой среде, гасятся в ней, разрушая структурные связи и уменьшая сопротивление сдвигу СЕВ. In chamber 1, an eccentric screw pump (EVP) 21 is installed with an adjustable SEV supply rate, the flange of the outlet pipe 33 of which is located at the rear end wall 27 of the chamber 1 and is connected to the flange of the pressure hose 32, and the flange of the inlet (receiving) pipe 20 of the pump 21 is attached to the bottom 6 of the chamber with bolts 19. Due to the fact that the EWH pump is eccentric (the rotor axis is displaced relative to the stator axis), vibrations occur when the rotor rotates. When the pump is installed on a rigid base, these vibrations are damped by rigid fastening of the pump foundation to the concrete base. In the case of fastening the pump 21 to the bottom 6 of the chamber 1, the vibrations from the pump are transmitted to the entire body of the gas pump, including the bucket. The GZU chamber is in a suspended state with a large degree of freedom of movement in three planes, therefore, vibrations from the pump 21 transmitted to the chamber and bucket, are transferred to the surrounding viscous medium, quenched in it, destroying structural bonds and reducing the shear resistance of the CEB.
Таким образом, используя ЭВН 21 в качестве подающего насоса в ГЗУ, отпадает необходимость в дополнительном применении вибраторов, функции которых в данной конструкции ГЗУ выполняет сам ЭВН. Thus, using EWH 21 as a feed pump in the MCD, there is no need for additional use of vibrators, the functions of which in this design of the MCD are performed by the EWH itself.
Днище камеры 6 и крышка 16 ковша 2 имеют по одному соосному отверстию, 8 и 18 соответственно, для прохода сапропеля из ковша в насос. Фланец входного патрубка 20 насоса 21 расположен на одной оси с отверстиями 8 и 18, и закреплен болтами к днищу 6 камеры 1 через отверстия 19, расположенные вокруг входного отверстия 8 камеры 1. Диаметр входного отверстия 8 камеры 1 совпадает с диаметром входного патрубка 20 насоса 21, а диаметр отверстия 18 в крышке 16 ковша 2 превышает диаметр входного отверстия 8 камеры 1 на величину, достаточную для прохода шляпок крепежных болтов через отверстие 18 в крышке 16 ковша 2 при соединении камеры 1 с ковшом 2. Вокруг входного отверстия 18 над крышкой 16 ковша 2 имеется углубление для размещения в нем герметизирующего уплотнительного кольца из резины. The bottom of the chamber 6 and the cover 16 of the bucket 2 each have one coaxial hole, 8 and 18, respectively, for the passage of sapropel from the bucket to the pump. The flange of the inlet pipe 20 of the pump 21 is located on the same axis with the holes 8 and 18, and is bolted to the bottom 6 of the chamber 1 through the holes 19 located around the inlet 8 of the chamber 1. The diameter of the inlet 8 of the chamber 1 coincides with the diameter of the inlet pipe 20 of the pump 21 , and the diameter of the hole 18 in the lid 16 of the bucket 2 exceeds the diameter of the inlet 8 of the chamber 1 by an amount sufficient to allow the caps of the mounting bolts to pass through the hole 18 in the lid 16 of the bucket 2 when connecting the chamber 1 to the bucket 2. Around the inlet 18 above the lid 16 of the bucket 2 has a recess for placing a rubber sealing ring in it.
ГЗУ оснащено системой из трех тросов: натяжного 15, для продвижения ГЗУ вперед; подвесного 42, для поднимания или опускания ГЗУ на заданную глубину; страховочного 41, для предотвращения потери ГЗУ или обрыва соединительного рукава в случае, например, обрыва подвесного или натяжного тросов. Страховочный трос 41 воспринимает растягивающие напряжения от гибкого соединительного рукава 30, возникающие в нем при горизонтальном перемещении ГЗУ вперед в вязкой сапропелевой толще. The GZU is equipped with a system of three cables: tension 15, to move the GZU forward; suspended 42, for raising or lowering the GZU to a given depth; safety 41, to prevent the loss of the GZU or the breakage of the connecting sleeve in the event of, for example, a break in the suspension or tension cables. The safety cable 41 perceives tensile stresses from the flexible connecting sleeve 30, which occur in it during the horizontal movement of the HMS forward in the viscous sapropel layer.
Грунто-заборное устройство (ГЗУ) работает следующим образом (Фиг. 4). Ground intake device (GZU) operates as follows (Fig. 4).
При помощи натяжной лебедки 44 дается слабина натяжному тросу 15 таким образом, чтобы стык троса 15 и натяжной траверсы 14 провис ниже днища 9 ковша 2. With the help of a tension winch 44, slack is given to the tension cable 15 so that the joint of the cable 15 and the tension beam 14 sags below the bottom 9 of the bucket 2.
После чего с помощью лебедки 43 погружное устройство в виде камеры 1, соединенной с ковшом 2 и гибким рукавом 30, на подвесном тросе 42 начинают
опускать с палубы земснаряда 31 под воду на заданную глубину. Лебедка 44 при этом так же продолжает отмотку троса 15, следя за тем, чтобы подъемный трос 42 оставался все время в вертикальном положении в натяжении под собственным весом. Земснаряд 31 при этом стоит на месте. Then, using a winch 43, the submersible device in the form of a chamber 1 connected to a bucket 2 and a flexible sleeve 30, on a suspension cable 42 begin lower from the deck of the dredger 31 under water to a predetermined depth. The winch 44 at the same time continues to unwind the cable 15, making sure that the lifting cable 42 remains always in a vertical position in tension under its own weight. Dredger 31 stands still.
При погружении ГЗУ под воду на 1-1,5 метра включается мотор 36 насоса 21 на самых малых оборотах с тем, чтобы произошло заполнение статора насоса водой.When the GZU is immersed under water by 1-1.5 meters, the motor 36 of the pump 21 is turned on at the lowest speed so that the pump stator is filled with water.
ГЗУ при этом продолжает погружаться в толщу сапропеля за счет собственного веса по мере увеличения длины подвесного троса 42. Натяжной трос 15 при этом остается все время ослабленным за счет отматывания натяжной лебедки 44. At the same time, the GZU continues to sink into the thickness of the sapropel due to its own weight as the length of the suspension cable 42 increases. The tension cable 15 remains weakened all the time due to the unwinding of the tension winch 44.
При достижении заданной глубины днищем 9 лебедка 44 переключается на намотку троса 15 для его натяжения. После чего плавно увеличивается скорость вращения ротора насоса 21 с тем, чтобы на заданной глубине началось втягивание СЕВ, и при этом контролируется консистенция подаваемого сапропеля на выходе напорного трубопровода 32, который выполнен из композитного материала с армированием. Как только на выходе напорного трубопровода 32 появляется СЕВ, увеличивают число оборотов статора с помощью гидравлической станции 37 и заполняют приемный бункер сапропеля 34. После чего включается магистральный напорный насос (этот насос не показан, он установлен в непосредственно близости с бункером 34), который осуществляет перекачку СЕВ из приемного бункера 34 земснаряда 31 в береговой накопительный бункер по плавающему высоко напорному трубопроводу. When the bottom 9 reaches a predetermined depth, the winch 44 switches to winding the cable 15 to tension it. After that, the speed of rotation of the rotor of the pump 21 is gradually increased so that the retraction of the SEV begins at a given depth, and at the same time, the consistency of the supplied sapropel at the outlet of the pressure pipeline 32, which is made of a composite material with reinforcement, is controlled. As soon as SEV appears at the outlet of the pressure pipeline 32, the number of revolutions of the stator is increased using the hydraulic station 37 and the sapropel receiving bin 34 is filled. pumping SEV from the receiving hopper 34 of the dredger 31 to the onshore storage hopper through a floating high-pressure pipeline.
Насос 21 и перекачивающий насос земснаряда (не показан) настраивают на синхронную работу с одинаковой производительностью. The pump 21 and the dredger transfer pump (not shown) are set to operate in synchronism with the same capacity.
При этом оператор ведет постоянный контроль за консистенцией поступающего в бункер 34 сапропеля. In this case, the operator constantly monitors the consistency of the sapropel entering the hopper 34.
Как только консистенция поступающего в бункер 34 сапропеля меняется, из пастообразной густой массы он становится более подвижным и текучим, необходимо уменьшить обороты вращения ротора насоса 21 и перекачивающего напорного насоса (не показан) соответственно, и начать горизонтальное
продвижение ГЗУ вперед. С этой целью земснаряд 31 за счет передней (или 2х передних) папильонажных лебедок (не показаны) начинает медленно продвигаться вперед по водной глади водоема, подтягивая за собой за счет натяжного троса 15 погруженное ГЗУ, остающееся на заданной глубине, постепенно увеличивая при этом частоту вращения ротора насоса 21 и перекачивающего напорного насоса (оба эти насоса должны работать синхронно).As soon as the consistency of the sapropel entering the hopper 34 changes, from a pasty thick mass it becomes more mobile and fluid, it is necessary to reduce the rotational speed of the rotor of the pump 21 and the transfer pressure pump (not shown), respectively, and start horizontal advancing the GZU forward. To this end, the dredger 31, due to the front (or 2 front) papillon winches (not shown), begins to slowly move forward along the water surface of the reservoir, pulling the submerged GZU, which remains at a given depth, by means of a tension cable 15, while gradually increasing the speed pump rotor 21 and a transfer pressure pump (both of these pumps must work synchronously).
После того, как троса передних папильонажных лебедок намотаны, земснаряд 31 останавливается, оба насоса останавливаются, ГЗУ с помощью подъемной лебедки 43 поднимается на подъемном тросе 42 тросе из воды, и земснаряд 31 с помощью задних папильонажных лебедок возвращается назад в исходную точку заходки. После чего описанью выше процесс повторяет снова. After the ropes of the front papillon winches are wound, the dredger 31 stops, both pumps stop, the GZU with the help of a lifting winch 43 rises on the lifting cable 42 of the cable from the water, and the dredger 31 with the help of the rear papillon winches returns back to the starting point of the entry. After that, the process described above repeats again.
При малых размерах водоема, небольшой дальности транспортировки, небольшой глубине выемки и малой высоте подъема, возможно осуществлять транспортировку СЕВ по напорному рукаву 32 не в бункер 34 на земснаряде 31, а сразу в береговой накопительный бункер, подсоединив для этого рукав 32 к плавающему напорному трубопровду через ножевую задвижку соответствующего диаметра, чтобы при необходимости предотвратить обратное поступление сапропеля из напорного трубопровода. With a small size of the reservoir, a short distance of transportation, a small excavation depth and a low lifting height, it is possible to carry out the transportation of SEV along the pressure hose 32 not to the hopper 34 on the dredger 31, but immediately to the onshore storage bin, by connecting the sleeve 32 to the floating pressure pipeline through a knife gate valve of the appropriate diameter, in order to prevent the backflow of sapropel from the pressure pipeline if necessary.
1 - камера 1 - camera
2 - ковш, заборный элемент в виде скреперного ковша 2 - bucket, intake element in the form of a scraper bucket
3 - арка камеры 3 - chamber arch
4 - вертикальные боковые стенки камеры 4 - vertical side walls of the chamber
5 - наклонные боковые стенки камеры 5 - inclined side walls of the chamber
6 - днище камеры 6 - chamber bottom
7 - продольные полки днища с отверстиями для крепежа камеры к ковшу7 - longitudinal shelves of the bottom with holes for fastening the chamber to the bucket
8 - входное отверстие камеры для прохода сапропеля из ковша в камеру 8 - inlet of the chamber for the passage of sapropel from the bucket into the chamber
9 - днище ковша 9 - bucket bottom
10 - режущая кромка днища ковша 10 - cutting edge of the bucket bottom
11 - боковые стенки ковша (вертикальный вариант)
12 - боковые стенки ковша (наклонный вариант) 11 - side walls of the bucket (vertical version) 12 - side walls of the bucket (inclined version)
13 - две петли для крепления тянущего двух ветвевого стропа 13 - two loops for attaching a pulling two branch sling
14 - двух ветвевой тянущий строп 14 - two branch pull sling
15 - натяжной трос 15 - tension cable
16 - крышка ковша 16 - bucket cover
17 - два ряда выступающих сверху шпилек ковша 17 - two rows of bucket studs protruding from above
18 - выходное отверстие ковша для выхода сапропеля из ковша в камеру18 - ladle outlet for sapropel exit from the ladle into the chamber
19 - крепеж (болтовой) входного патрубка насоса 19 - fasteners (bolted) of the pump inlet pipe
20 - входной патрубок насоса с фланцем 20 - inlet pipe of the pump with a flange
21 - насос ЭВН 21 - EVN pump
22 - скругленные углы (вариант прямоугольного сечения ковша) 22 - rounded corners (rectangular bucket option)
23 - скругленные углы (вариант трапецеидального сечения ковша) 23 - rounded corners (trapezoidal bucket option)
24 - ряд отверстий поперечного крепежа 24 - a row of holes for transverse fasteners
25 - сетка-нож 25 - mesh-knife
26 - фронтальная (передняя торцевая) стенка камеры 26 - front (front end) wall of the chamber
77 - задняя торцевая стенка камеры в виде съемной крышки 77 - rear end wall of the chamber in the form of a removable cover
28 - торцевой фланец камеры 28 - end flange of the chamber
29 - патрубок съемной крышки для крепежа гибкого соединительного рукава29 - branch pipe of a removable cover for fastening a flexible connecting sleeve
30 - гибкий соединительный рукав 30 - flexible connecting sleeve
31 - плавсредство (земснаряд) 31 - watercraft (dredger)
32 - напорный рукав для подачи СЕВ 32 - pressure hose for supplying SEV
33 - фланец выходного патрубка насоса 33 - pump outlet flange
34 - приемный бункер сапропеля 34 - sapropel receiving bunker
35 - гидравлические шланги 35 - hydraulic hoses
36 - гидравлический привод насоса (гидромотор) или электродвигатель 36 - hydraulic pump drive (hydraulic motor) or electric motor
31 - гидравлическая станция 31 - hydraulic station
38 - электрические кабели датчика воды и запитки элеткродвигателя насоса38 - electrical cables of the water sensor and power supply of the pump motor
(вариант) (option)
39 - датчик уровня воды в камере
- пульт управления - страховочный трос - подвесной трос - подъемная лебедка - натяжная лебедка
39 - water level sensor in the chamber - control panel - safety rope - suspension rope - lifting winch - tension winch
Claims
1. Устройство для очистки водоемов от илистых отложений и добычи сапропеля, включающее камеру, снабженную грунтовым насосом с всасывающим патрубком, заборный элемент, отводящий элемент, отличающееся тем, что 1. A device for cleaning reservoirs from silt deposits and extracting sapropel, including a chamber equipped with a soil pump with a suction pipe, an intake element, a discharge element, characterized in that
- в камере в качестве грунтового насоса установлен эксцентриковый винтовой насос с регулируемой частотой вращения ротора, закрепленный на днище камеры;- in the chamber, an eccentric screw pump with an adjustable rotor speed is installed as a soil pump, fixed on the bottom of the chamber;
- заборный элемент выполнен в виде скреперного ковша, снабженного крышкой и сеткой-ножом на входе, установленного с возможностью горизонтального перемещения; - the intake element is made in the form of a scraper bucket, equipped with a lid and a mesh-knife at the inlet, installed with the possibility of horizontal movement;
- камера выполнена совмещенной со скреперным ковшом, крышка которого прикреплена к днищу камеры; - the chamber is made combined with a scraper bucket, the lid of which is attached to the bottom of the chamber;
- передняя торцевая стенка камеры установлена под острым углом к днищу камеры, при этом днище камеры, крышка и днище скреперного ковша параллельны между собой; - the front end wall of the chamber is installed at an acute angle to the bottom of the chamber, while the bottom of the chamber, the cover and the bottom of the scraper bucket are parallel to each other;
- днище камеры и крышка ковша имеют по одному соосному отверстию для прохода сапропеля; - the bottom of the chamber and the cover of the ladle have one coaxial hole for the passage of sapropel;
- всасывающий патрубок грунтового насоса размещен соосно отверстиям для прохода сапропеля и закреплен на днище камеры; - the suction pipe of the soil pump is placed coaxially with the holes for the passage of sapropel and is fixed on the bottom of the chamber;
- насос снабжен выходным патрубком, расположенным у задней торцевой стенки камеры и соединенным с отводящим элементом, выполненным виде напорного трубопровода, соединенного с плавающим средством. - the pump is equipped with an outlet pipe located at the rear end wall of the chamber and connected to a discharge element made in the form of a pressure pipeline connected to the floating vehicle.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера выполнена погружной. 2. The device according to claim 1, characterized in that the chamber is submersible.
3. Устройство по пп. 1, 2, отличающееся тем, что камера имеет форму поперечного сечения в виде арки, поддерживаемой двумя вертикальными или наклонными боковыми стенками, опирающимися на плоское днище, при этом края днища с каждой из боковых сторон имеют наружные выступы с отверстиями для крепежа камеры к крышке ковша.
3. The device according to paragraphs. 1, 2, characterized in that the chamber has a cross-sectional shape in the form of an arch, supported by two vertical or inclined side walls resting on a flat bottom, while the edges of the bottom on each side have external protrusions with holes for fastening the chamber to the bucket lid .
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что напорный трубопровод выполнен из композитного материала с армированием, превосходящим по длине глубину погружения камеры не менее чем в 1,7 раза.
4. The device according to claim 1, characterized in that the pressure pipeline is made of a composite material with reinforcement exceeding the length of the chamber immersion depth by at least 1.7 times.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133942 | 2020-10-15 | ||
RU2020133942A RU2745146C1 (en) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | Device for cleaning reservoirs from oily sediments and production of sapropel of natural humidity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2022079648A1 true WO2022079648A1 (en) | 2022-04-21 |
Family
ID=75159074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/IB2021/059436 WO2022079648A1 (en) | 2020-10-15 | 2021-10-14 | Device for cleaning bodies of water of silt deposits and extracting sapropel at natural moisture content |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2745146C1 (en) |
WO (1) | WO2022079648A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113202157A (en) * | 2021-04-22 | 2021-08-03 | 陈伟 | Dredging head with separation function for hydraulic engineering and dredging method thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1242329A (en) * | 1968-06-17 | 1971-08-11 | Giovanni Faldi | Dredging plant with compressed air pump and digging shovel for dredging muddy and sandy soundings, even of a compact texture |
RU2418914C1 (en) * | 2010-03-22 | 2011-05-20 | Владимир Александрович ДЕМЕНТЬЕВ | Device to produce silt deposits (versions) |
RU2562304C1 (en) * | 2014-11-28 | 2015-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206672C1 (en) * | 2002-04-08 | 2003-06-20 | Шадрин Александр Сергеевич | Facility to clean bottom of water reservoir |
RU2348762C1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-03-10 | Владимир Александрович ДЕМЕНТЬЕВ | Device for cleaning of water bodies from uliginous depositions and procurement of sapropel (versions) |
RU2447234C1 (en) * | 2010-10-11 | 2012-04-10 | Владимир Александрович ДЕМЕНТЬЕВ | Device for production of sapropel of natural moisture |
-
2020
- 2020-10-15 RU RU2020133942A patent/RU2745146C1/en active
-
2021
- 2021-10-14 WO PCT/IB2021/059436 patent/WO2022079648A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1242329A (en) * | 1968-06-17 | 1971-08-11 | Giovanni Faldi | Dredging plant with compressed air pump and digging shovel for dredging muddy and sandy soundings, even of a compact texture |
RU2418914C1 (en) * | 2010-03-22 | 2011-05-20 | Владимир Александрович ДЕМЕНТЬЕВ | Device to produce silt deposits (versions) |
RU2562304C1 (en) * | 2014-11-28 | 2015-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2745146C1 (en) | 2021-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6209698B1 (en) | Improvement method of underwater ground, work boat, pressure control system in bucket | |
US4696607A (en) | Slurry trench method and apparatus for constructing underground walls | |
JP5785634B2 (en) | Siphon water feeding device and siphon water feeding method | |
CN217896618U (en) | A desilting device for water conservancy reservoir | |
WO2022079648A1 (en) | Device for cleaning bodies of water of silt deposits and extracting sapropel at natural moisture content | |
CN109457689A (en) | Continuously hang down film wall building machine for underground | |
CN110512675B (en) | Environment-friendly dredging dredger and use method thereof | |
CN111636502A (en) | Sand mining construction process based on cutter suction dredger | |
USRE28945E (en) | Method and apparatus for excavating settled body of solids | |
US2361404A (en) | Apparatus for excavating subaqueous material | |
CN214940523U (en) | River silt dredging equipment | |
AU2012272512B2 (en) | Dredging system | |
CN210013260U (en) | Dredger | |
JP5731243B2 (en) | Fixed dam construction method | |
RU2818871C1 (en) | Device for deep-water extraction of silt deposits and treatment of water bodies | |
CN220580957U (en) | Rectangular deep hole drilling machine with horizontal cantilever and step-by-step type structure adapting to soil stratum | |
RU193805U1 (en) | Device for cutting slopes of a ravine | |
CN214940580U (en) | Dredger fill-out screening barge platform | |
CN220580956U (en) | Asynchronous rectangular deep hole drilling machine with haunched horizontal cantilever and suitable for soil stratum | |
EP0034857A1 (en) | Movable dredging device | |
CN220580953U (en) | Drill bit diversion rectangular deep hole drilling machine suitable for soil stratum | |
KR20100136027A (en) | Dredger transferring a dredging substance using booster boat | |
JP6393004B1 (en) | Backfill device and backfill method | |
CN117211674A (en) | Rectangular anti-slide pile mechanical hole forming method capable of reaming step-by-step drilling and horizontal cantilever | |
CN117072058A (en) | Rectangular pile mechanical hole forming method capable of reaming step by step and drilling rectangular pile with haunched horizontal cantilever |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21879636 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21879636 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |