Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для очистки водоёмов и добычи илистых грунтов

Изобретение относится к технике очистки водоемов от гумоидных образований и добычи илистых грунтов (сапропеля).

Известно рыбоподъемное устройство, содержащее U-образный корпус с рабочими камерами, рукав из эластичного материала, концы которого вывернуты и закреплены на внутренних стенках рабочих камер, и системы подачи рабочего агента и воды с молодью рыбы [АС СССР на изобретение №1521815, МПК Е02В 8/08, 1987 г. - аналог].

Недостатками указанного устройства являются высокие энергозатраты на перемещение рукава.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является устройство для очистки водоемов и добычи илистых грунтов, включающее заборный рабочий орган, содержащий корпус U-образной формы с рабочими камерами, рукав из эластичного материала, концы которого вывернуты и закреплены на внутренних стенках рабочих камер, и систему подачи рабочего агента. Заборный рабочий орган снабжен тором из эластичного материала, а в корпусе выполнена управляющая камера, расположенная между рабочими камерами и сообщенная с ними, при этом тор размещен в управляющей камере и установлен на рукаве с возможностью продольного перемещения совместно с рукавом. Управляющая камера сообщена с системой подачи рабочего агента, а поперечное сечение управляющей камеры меньше поперечного сечения каждой из рабочих камер. Средство перемещения заборного рабочего органа выполнено из герметичной камеры, расположенного в ней приводного барабана, рукава, намотанного одним концом на приводном барабане, лент, закрепленных на рукаве и соединенных с корпусом посредством роликов, при этом другой конец рукава вывернут и закреплен на корпусе герметичной камеры, а последняя сообщена с системой подачи рабочего агента [патент РФ на изобретение №2028427, 1995 г. - прототип].

Недостатками устройства по прототипу являются сравнительно меньший срок службы из-за неравномерного смятия стенок внутреннего рукава и стенок тора, а также возможность перетекания текучей среды через внутренние стенки вывернутого рукава и возможность перетекания газа через внутренние стенки тора.

Задачей изобретения является повышение срока службы и надежности устройства.

Решение технической задачи

Для решения поставленной задачи в устройстве для очистки водоемов и добычи илистых грунтов, включающем заборный рабочий орган, содержащий корпус U-образной формы с рабочими камерами, рукав из эластичного материала, концы которого вывернуты и закреплены на внутренних стенках рабочих камер, и систему подачи рабочего агента, заборный рабочий орган снабжен тором из эластичного материала, а в корпусе выполнена управляющая камера, расположенная между рабочими камерами и сообщенная с ними, при этом тор размещен в управляющей камере и установлен на рукаве с возможностью продольного перемещения совместно с рукавом, причем управляющая камера сообщена с системой подачи рабочего агента, а поперечное сечение управляющей камеры меньше поперечного сечения каждой из рабочих камер, средство перемещения заборного рабочего органа выполнено из герметичной камеры, расположенного в ней приводного барабана, рукава, намотанного одним концом на приводном барабане, лент, закрепленных на рукаве и соединенных с корпусом посредством роликов, при этом другой конец рукава вывернут и закреплен на корпусе герметичной камеры, а последняя сообщена с системой подачи рабочего агента, внутренние стенки вывернутого рукава, расположенного в рабочих камерах, и внутренние стенки тора винтообразно скручены относительно их центральных осей, скрученность внутренних стенок рукава и тора однонаправлена, причем степень скрученности внутренних стенок рукава должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута, а степень скрученности внутренних стенок тора должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута плотно охватывающего скрученные стенки рукава.

Сущность изобретения заключается в том, что внутренние стенки вывернутого рукава, расположенного в рабочих камерах, и внутренние стенки тора винтообразно скручены относительно их центральных осей, скрученность внутренних стенок рукава и тора однонаправлены, причем степень скрученности внутренних стенок рукава должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута, а степень скрученности внутренних стенок тора должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута плотно охватывающего скрученные внутренние стенки рукава.

Такие новые признаки, как винтообразные скрученности внутренних стенок рукава и тора, позволяют заявленному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в достижении равномерного смятия всей поверхности эластичного рукава и всей поверхности тора. Другой новый признак, заключающийся в однонаправленности скрученностей внутренних стенок рукава и внутренних стенок тора, позволяет предложенному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в наиболее простом и надежном взаимозацеплении внутренних стенок тора и рукава при контактном взаимодействии в процессе работы. Следующий новый признак, заключающийся в том, что степень крученности внутренних стенок рукава должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута, позволяет заявленному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в достижении оптимальной механической структуры внутренних стенок вывернутого рукава, позволяющей не достигать перенапряженности и выхода внутренних стенок рукава за пределы линейного равновесия, указанный новый признак позволяет достигнуть еще одного нового свойства, позволяющего предложенному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в предотвращении просачивания текучей среды через внутренние стенки вывернутого рукава. Последний новый признак, заключающийся в том, что степень скрученности внутренних стенок тора должна быть такой, чтобы достигалось формирование плотного линейного жгута плотно охватывающего скрученные внутренние стенки рукава, позволяют предложенному техническому решению достигнуть новых свойств, заключающихся в достижении оптимальной механической структуры внутренних стенок тора, совместно с охваченными ими скрученных внутренних стенок рукава, позволяющей не достигать перенапряженности и выхода, связанных между собой внутренних стенок тора и рукава за пределы линейного равновесия, а также в предотвращении просачивания газа через внутренние стенки тора.

Указанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть эффектов, заключающихся в повышении срока службы и надежности устройства.

Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг. 1 схематически дан общий вид предлагаемого устройства для очистки водоемов и добычи илистых грунтов.

Устройство

Устройство для очистки водоемов и добычи илистых грунтов (сапропеля) содержит герметичную камеру 1, сообщающуюся с системой 2 подачи рабочего агента (газа), при этом в камере 1 установлен приводной барабан 3, на который намотан рукав 4, вывернут и закреплен другим концом в герметичной камере 1. На рукаве 4 закреплены ленты 5, пропущенные через ролики 6, закрепленные на заборном рабочем органе. Заборный рабочий орган выполнен в виде U-образной камеры 7, имеющей управляющую камеру 8, в которой установлен тор 9. Через тор 9 пропущен рукав 10, концы которого вывернуты и прикреплены к внутренним стенкам камеры 7 с образованием полостей 11 и 12, сообщенных с помощью шлангов 13 и 14 с системой 15 подачи рабочего агента в камеру 7. В стенке камеры 7 по обеим сторонам мест сужения 8 выполнены всасывающие отверстия 16 и 17. Для отвода сапропеля (продукта очистки) отводящие отверстия на торцах U-образной камеры 7 снабжены обратными клапанами 18 и 19. Внутренние стенки 20 вывернутого рукава 10 и внутренние стенки 21 тора 9 винтообразно скручены.

Работа устройства

Устройство для очистки водоемов и добычи илистых грунтов (сапропеля) работает следующим образом. Системой 2 через герметичную камеру 1 в рукав 4 подают агент (газ). Рукав 4 при этом сматывается с барабана 3 и, распрямляясь, в длину, выносит заборный рабочий орган к месту разработки. По шлангу 13 из системы 15 через полый вал приводного барабана 3 в полость 11 подается газ. В результате под воздействием газа рукав 10 смещается (перекатывается), одновременно с ним смещается (перекатывается) тор 9, занимая крайнее положение (ближе к отводящему отверстию). Взаимодействуя с тором 9 и рукав 10 проходит расстояние в два раза больше, чем тор 9. Тор 9 достигает упора и останавливается, смещение рукава 10 в эту сторону прекращается. В это время освобождается отверстие 17, через него всасывается сапропель в полость камеры 7. Затем шлангом 14 рабочий агент подается в полость 12, при этом рукав 10 смещается в противоположную сторону до тех пор, пока тор 9 вместе с ним сместится до упора, при этом выдавливается сапропель через отверстие с клапаном 19. В это время через освободившееся отверстие 16 в полость камеры 7 (в соответствующую ее часть) всасывается сапропель. При следующем смещении рукава 10 с тором сапропель выдавливается через отводящее отверстие с клапаном 19. Дальше циклы всасывания и отвода сапропеля реверсивно повторяются.

Рукав 10 и тор 9 в различных этапах работы устройства при подаче газа в полости 11 и 12 перемещаются (перекатываются) в стороны клапанов 18 и 19. При подаче газа в полость 11 рукав 10 начинает перемещаться по часовой стрелке (вправо), при этом с левого торца рукава 10 внешние его стенки начинают закручиваться и переходя во внутренние стенки 20 полностью формируют перемещающийся вправо скрученный жгут. Одновременно с этим с правого торца рукава 10 его внутренние стенки 20 переходя во внешние начинают раскручиваться, и, входя во внешние стенки рукава, полностью расправляются. Одновременно с вышеуказанным действом рукава 10 под воздействием скрученных стенок 20 по часовой стрелке (вправо) перемещается (перекатывается) тор 9. При этом с левого торца тора 9 его внешние стенки переходя во внутренние стенки 21 начинают закручиваться, захватывают скрученные внутренние стенки 20 рукава, образуя тем самым сложный жгут скрученных внутренних стенок 21 и 20. Одновременно с этим с правого торца тора 9 ее скрученные внутренние стенки 21 переходя во внешние стенки тора начинают раскручиваться, отходят от скрученных внутренних стенок 20 рукава и перейдя во внешние стенки тора 9 полностью расправляются. При подаче газа в полость 12 все действия рукава 10 и тора происходят в обратном порядке.

Использование предложенного технического решения, по сравнению с устройством-прототипом, позволяет повысить срок службы устройства из-за равномерного смятия и износа стенок рукава и тора, а также повысить надежность устройства в работе за счет предотвращения перетекания текучей среды через внутренние стенки рукава и предотвращения перетекания газа через внутренние стенки тора.