Опыт применения грунтозаборных устройств в сельском хозяйстве

Сельскохозяйственная техника и оборудование / 18 октября 2012


Приведены конструктивные решения грунтозаборных устройств. Рассмотрены грунтозаборные устройства лопастного и гидравлического типов. Описана установка для добычи илистых грунтов в ледовых условиях.

Приведены конструктивные решения грунтозаборных устройств. Рассмотрены грунтозаборные устройства лопастного и гидравлического типов. Описана установка для добычи илистых грунтов в ледовых условиях.  

В настоящее время в сельском хозяйстве применяются различные грунты, добыча которых осуществляется современными техническими средствами. Наиболее широкое применение получили илистые грунты – сапропели. Разработка сапропелевых отложений способствует увеличению производства местных удобрений и подкормок, а так же улучшению водообеспеченности населения, поскольку в результате очистки озер улучшается их водный баланс и создаются дополнительные источники водоснабжения. Условия различных водоемов, наличие специфических свойств илистых грунтов требуют создания разномодульных комплексов добывающего оборудования. Охрана и рациональное использование озер, как источников чистой воды, борьба с их преждевременным заилением и зарастанием является важнейшей экологической задачей.

В современных условиях сельскохозяйственного производства для использования сапропеля в животноводстве в качестве подкормки, при малых объемах добычи, применяются в основном грунтозаборные устройства насосного типа.

Основными требованиями к устройствам являются:

1) всесезонность добычи (добыча в летнее и зимнее время). Применение сапропеля в качестве подкормки животным наиболее эффективно в зимнее время;

2) качество добываемого продукта. (ТУ 499-3945035-001-90. Сапропель кормовой);

3) надежность эксплуатации устройств в суровых условиях;

С учетом этих требований нами создано несколько вариантов установок для подводной добычи илистых грунтов в ледовых условиях. Хорошо себя зарекомендовал вариант (рис. 1.).

Рис. 1. Схема установки для зимней добычи грунта:

1 – рама; 2 – насос; 3 – стрела; 4 – привод насоса; 5 – механизм подъема-опускания; 6 – пульпопровод.

Установка имеет вид навесного насосно-бурового оборудования к колесному трактору с приводом всех узлов от  ВОМ трактора и карданное соединение. Она предназначена для добычи илистых грунтов зимой со льда, а летом на плаву. Она состоит из рамы 1, насоса 2, стрелы 3, привода насоса 4, механизма подъема – опускания 5 и пульпопровода 6. Рама является основанием всей конструкции установки и служит для монтажа деталей, узлов и механизмов. Она представляет собой неразборную конструкцию, сваренную из швеллеров, труб и уголков. Насос шнекового типа служит для забора и подачи грунта в транспортные средства. На вал шнека монтируется рыхлитель лопастного типа, который отделяет частицы грунта из залежи, смешивает их с водой и подает к всасывающему отверстию насоса. Кроме того, на этот же вал монтируется ледобур, которым механизируется процесс бурения льда толщиной до 1,5 м. Стрела неразборная – сварена из труб и уголка и навешивается на стойки рамы. Она служит для регулирования глубины разработки грунта. Привод насоса состоит из системы карданных валов, конического одноступенчатого редуктора с передаточным отношением 1,6 и предохранительной муфты. Механизм подъема-опускания служит для развертывания установки в рабочее положение. Он состоит из двух силовых гидроцилиндров двустороннего действия, гидрошлангов высокого давления, штуцеров, предохранительных клапанов и соединительных муфт. Механизм работает от гидросистемы трактора. Пульпопровод служит для подачи  пульпы от напорной трубы насоса в транспортные средства и представляет собой гофрированный резино-тканевый рукав диаметром 150 мм, длиной 6000 мм.

Основные технические показатели установки:

Производительность  (по грунту), м3

Частота вращения вала насоса, об/мин

Привод насоса

Глубина разработки, м

Габариты с трактором  МТЗ-82Р, мм

транспортное положение:

длина

ширина

высота

рабочее положение:            

длина

ширина

высота

Масса установки, кг

Обслуживающий персонал

Монтируется на колесные тракторы типа:

30

1450

от вала отбора мощности трактора

3,5

 

 

7895

1965

2600

 

7200

1965

464

1050

2 чел.

МТЗ, Т-40 и Т-25А

 

Установка комплектуется рыхлителем закрытого типа четырехлопастным (рис. 2.) и ледобуром чашечного типа четырехножевым (рис. 3.).

Рис. 2. Рыхлитель закрытого типа четырехлопастной

Рис. 3. Ледобур чашечного типа четырехножевой

Рыхлитель состоит из лопаток 1, служащих для подачи грунта, корпуса 2, к которому крепятся подающие лопатки 3 и втулки 4, посредством которой рыхлитель соединяется с валом 5 насоса 7 болтовым соединением 6. Рыхлитель закрыт кожухом, который ограждает место забора грунта от доступа воды из верхних слоев залежи.

В результате испытаний установлено, что рыхлитель данного типа обеспечивает оптимальную подачу пульпы при частоте вращения вала до        1500 об/мин, так как при более высоких частотах вращения вала насоса подача значительно снижается. Для улучшения работы рыхлителя необходима регулировка угла наклона ножей к оси вращения в пределах от 10 до 250.  

Ледобур состоит из корпуса 1 с жестко закрепленной к нему втулкой 2, посредством которой он монтируется на вал привода насоса. Ледобур имеет забурник 6, который выполнен в виде трубы, и служит для наводки бура на требуемую точку бурения. Бурение льда осуществляется ножами 4, смена и регулировка которых предусмотрена болтовыми соединениями 5. Для удаления ледовой стружки имеется винтовая поверхность 3. Достоинством забуревания трубчатым забурником является то, что лед вынимается в виде керна, вследствие чего значительно снижаются затраты энергии. Этот способ имеет более высокую производительность ввиду малого лобового и бокового сопротивлений в процессе работы забурника. Наличие механизма наклона направляющей стрелы сапропеледобывающей установки позволяет стабилизировать забурник при работе в строго вертикальном положении. Режущая часть забурника, выполненного в виде кольца, исключает смещение ледобура в начальный момент его работы от стартового положения. Расположение ножей в шахматном порядке позволяет стабилизировать процесс работы шнека – беспрепятственно выбрасывать ледовую стружку из скважины, а регулировка ножей посредством специальных шайб – производить работы в любых климатических условиях. Новизна технических решений защищена авторскими свидетельствами.

Для добычи илистых грунтов в больших объемах, преимущественно для использования в качестве удобрения под различные культуры, применяются технические средства на основе земснарядов, с различного типа рыхлителями:

1. механические;
2. гидравлические;
3. комбинированные.

Нами создан рыхлитель гидравлического типа (рис. 4.)

Рис. 4. Рыхлитель гидравлического типа

Гидрорыхлитель состоит из всасывающей трубы земснаряда, рамы, электродвигателя, предохранительной муфты, насоса, напорной трубы, коллектора и форсунок. Ключевым элементом гидрорыхлителя является насосный агрегат (рис. 5.).

Рис. 5. Насосный агрегат

Устройство работает следующим образом: вода из зоны забора грунта по всасывающей трубе насосом, приводимым в движение от электродвигателя через предохранительную муфту, по напорной трубе подается в коллектор, состоящий из форсунок. Вода, в виде направленных струй, выбрасывается форсунками в сторону забоя. В результате этого воздействия частицы грунта из залежи вымываются и подаются в заборник грунтового насоса земснаряда.

В настоящее время проводятся исследования по созданию различных типов струенаправляющих экранов, которые позволят стабилизировать процесс добычи грунтов.

В.Н. Бакшеев, В.В. Бакшеев
Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
г. Тюмень, Россия
 

Источник: BORONA.net



Другие статьи