Эжекторное грунтозаборное устройство земснаряда - RU183522U1

Чертежи

Описание

Предполагаемая полезная модель относится к гидромеханизации, в частности, к техническим средствам для добычи полезных ископаемых из-под воды.

Известно эжекторное грунтозаборное устройство земснаряда, содержащее всасывающий наконечник с диффузором и водоподводящий коллектор с эжектирующим и размывающим насадками, установленными перед наконечником, который снабжен патрубком, установленным коаксиально всасывающего наконечника (а.с. СССР №1146375, E02F 3/92, 1983). Недостатком известного устройства является низкая эффективность перемешивания и передачи энергии от рабочей воды к засасываемой из наконечника водогрунтовой смеси, что снижает к.п.д. устройства. Это связано с тем, что струи рабочей воды монотонно вытекают из эжектирующего насадка и передают энергию засасываемой водогрунтовой смеси только за счет турбулентных вихрей.

Известно грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее всасывающий наконечник со смесительной камерой и решеткой и коллектор с размывочной и эжектирующей насадками, которое снабжено патрубком, присоединенным к торцу смесительной камеры со стороны входного сечения, и обтекателем, закрепленным на решетке и расположенным перед патрубком с образованием кольцевого зазора (а.с. СССР на изобретение №1308716 E02F 3/88, 28.05.1985). Благодаря кольцевому зазору образуется дополнительная эжектирующая струя, повышающая эффективность работы. Недостатком известного устройства является низкая эффективность перемешивания и передачи энергии к засасываемой из наконечника водогрунтовой смеси от рабочей воды, вытекающей в виде струи как из эжектирующего насадка, так и дополнительной кольцевой струи, что снижает к.п.д. устройства. Это связано с тем, что струи рабочей воды монотонно вытекают из эжектирующего насадка и из кольцевого зазора и передают энергию засасываемой водогрунтовой смеси только за счет турбулентных вихрей.

Известно грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее всасывающий наконечник со смесительной камерой и эжектором, содержащим размещенный в нем коллектор, соединенный с эжекторной насадкой, и эжекторную головку с центральными эжекторной и размывающей насадками, соединенную водоводом с коллектором, в котором коллектор выполнен в виде камеры с кольцевыми стенками, а эжекторная насадка коллектора выполнена в виде нескольких сопел, продольные оси которых сфокусированы на продольной оси смесительной камеры (а.с. СССР на изобретение №1416617 E02F 3/88, 27.08.1986). Благодаря эжекторной насадке, выполненной в виде нескольких сопел, образуется дополнительная эжектирующая ступень, повышающая эффективность работы устройства. Недостатком известного устройства является низкая эффективность перемешивания и передачи энергии к засасываемой из наконечника водогрунтовой смеси от рабочей воды, вытекающей в виде струй как из центральной эжекторной насадки, так и из дополнительных сопел, что снижает к.п.д. устройства. Это связано с тем, что струи рабочей воды монотонно вытекают из эжектирующих насадок обеих ступеней и передают энергию засасываемой водогрунтовой смеси только за счет турбулентных вихрей.

Известно и принято за прототип эжекторное грунтозаборное устройство земснаряда, содержащее всасывающий наконечник, эжектирующие насадки, камеру смешения, канал подвода рабочей воды (см. Цейтлин Ф.Д., Аляев А.Н. Гидромеханизация погрузочно-разгрузочных работ в речных портах. - М.: Транспорт, 1977, с. 24, рис. 9). Недостатком известного устройства является низкая эффективность перемешивания и передачи энергии от рабочей воды к засасываемой из наконечника водогрунтовой смеси, что снижает к.п.д. устройства. Это связано с низкой интенсивность массообмена в камере смешения, так как струи рабочей воды монотонно вытекают из эжектирующих насадок и передают энергию засасываемой водогрунтовой смеси в камере смешения только за счет турбулентных вихрей.

Решаемая предполагаемой полезной моделью задача – увеличение к.п.д. устройства за счет повышения интенсивности массообмена в камере смешения между рабочей водой и засасываемой водогрунтовой смесью.

Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого технического решения, – создание пульсаций давления в струях рабочей воды, вытекающих из эжектирующих насадок.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном грунтозаборном устройстве земснаряда, содержащим всасывающий наконечник, эжектирующие насадки, камеру смешения, канал подвода рабочей воды, согласно предполагаемой полезной модели грунтозаборное устройство снабжено кавитационными генераторами пульсаций давления воды, выполненными в виде трубки Вентури, установленными перед эжектирующими насадками.

Возможны дополнительные варианты грунтозаборного устройства земснаряда, в которых целесообразно, чтобы:

- кавитационные генераторы пульсаций давления воды были соединены с эжектирующими насадками;

- кавитационный генератор пульсаций давления воды был установлен в канале подвода рабочей воды.

Указанные преимущества, а также особенности предполагаемой полезной модели поясняются вариантами ее осуществления со ссылками на чертежи: на фиг. 1 - эжекторное грунтозаборное устройство центрального типа с пульсатором, установленным в канале подвода рабочей воды; на фиг. 2 показано эжекторное грунтозаборное устройство центрального типа с пульсатором, соединенным с эжектирующей насадкой; на фиг. 3 - эжекторное грунтозаборное устройство кольцевого типа с пульсатором, установленным в канале подвода рабочей воды; на фиг. 4 - эжекторное грунтозаборное устройство струйно-кольцевого типа с пульсатором, установленным в канале подвода рабочей воды; на фиг. 5 - эжекторное грунтозаборное устройство струйно-кольцевого типа с пульсаторами, соединенными с эжектирующими насадками; на фиг. 6 - эжекторное грунтозаборное устройство, в котором эжектирующая насадка установлена перед всасывающим наконечником, с пульсатором, установленным в канале подвода рабочей воды; на фиг. 7 - эжекторное грунтозаборное устройство, в котором эжектирующая насадка установлена перед всасывающим наконечником, с пульсатором, соединенным с эжектирующей насадкой.

Эжекторное грунтозаборное устройство земснаряда содержит всасывающий наконечник 1, эжектирующие насадки 2, камеру смешения 3, канал подвода рабочей воды 4, а также кавитационные генераторы пульсаций давления воды 5 и 6, выполненные в виде трубки Вентури и установленные перед эжектирующими насадками. Кавитационные генераторы пульсаций давления воды 5 установлены в канале подвода рабочей воды 4, а кавитационные генераторы пульсаций давления воды 6 соединены с эжектирующими насадками 2. Устройство может быть также снабжено коллектором рабочей воды 7, насадком 8 для размыва грунта и защитной решеткой 9.

Эжекторное грунтозаборное устройство земснаряда работает следующим образом. В процессе грунтозабора подается рабочая вода по каналу 4 к эжектирующим насадкам 2 от насоса (не показан). Струи рабочей воды, вытекающие из эжектирующих насадок 2 с высокими скоростями, смешиваются в камере смешения 3 с подсасываемыми потоками водогрунтовой смеси, поступающими из всасывающего наконечника 1, и передают кинетическую энергию подсасываемым потокам в результате массообмена. При этом рабочая вода, истекая в виде струй из насадок 2, предварительно проходит по кавитационным генераторам пульсаций давления 5 или 6, выполненными в виде трубок Вентури, в которых происходит преобразование стационарного течения жидкости в пульсирующее (см. Пилипенко В.В. Кавитационные автоколебания. – Киев: Наук. думка, 1989, с. 5–79). Гидродинамическое взаимодействие пульсирующих струй с подсасываемыми потоками водогрунтовой смеси значительно повышает интенсивность массообмена в камере смешения 3 между рабочей водой и засасываемой водогрунтовой смесью, так как при этом наряду с турбулентными вихрями в процессе массообмена участвуют пульсации потока, вызывающие как изменения давления, так и изменение скорости потока. Благодаря этому увеличивается к.п.д. эжекторного грунтозаборного устройства земснаряда.

Для повышения интенсивности пульсаций потока кавитационные генераторы пульсаций давления воды 6 могут быть соединены с эжектирующими насадками 2. Необходимо отметить, что это несколько повысит к.п.д., но усложнит конструкцию грунтозаборного устройства.

Реферат

Предполагаемая полезная модель относится к гидромеханизации, в частности, к техническим средствам для добычи полезных ископаемых из-под воды. Решаемая предполагаемой полезной моделью задача – увеличение к.п.д. устройства за счет повышения интенсивности массообмена в камере смешения между рабочей водой и засасываемой водогрунтовой смесью. Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого технического решения, – создание пульсаций давления в струях рабочей воды, вытекающих из эжектирующих насадок. Сущность предполагаемой полезной модели. Эжекторное грунтозаборное устройство земснаряда содержит всасывающий наконечник 1, камеру смешения 3, канал подвода рабочей воды 4, эжектирующие насадки 2, перед которыми установлены кавитационные генераторы пульсаций давления рабочей воды 5, выполненные в виде трубки Вентури. В процессе грунтозабора подается рабочая вода по каналу 4 к эжектирующим насадкам 2 от насоса. Струи рабочей воды, вытекающие из эжектирующих насадок 2 с высокими скоростями, смешиваются в камере смешения 3 с подсасываемыми потоками водогрунтовой смеси, поступающими из всасывающего наконечника 1, и передают кинетическую энергию подсасываемым потокам в результате массообмена. При этом рабочая вода, истекая в виде струй из насадок 2, предварительно проходит по кавитационным генераторам пульсаций давления 5, в которых происходит преобразование стационарного течения жидкости в пульсирующее. Гидродинамическое взаимодействие пульсирующих струй с подсасываемыми потоками водогрунтовой смеси значительно повышает интенсивность массообмена в камере смешения 3 между рабочей водой и засасываемой водогрунтовой смесью, так как при этом наряду с турбулентными вихрями в процессе массообмена участвуют пульсации потока, вызывающие как изменения давления, так и изменение скорости потока. Благодаря этому увеличивается к.п.д. эжекторного грунтозаборного устройства земснаряда.

Формула