RU2415993C1

RU2415993C1 - Method and device for cleaning of river and canal beds from sediment load

Info

Publication number: RU2415993C1
Application number: RU2009132583/21A
Authority: RU
Inventors: Светлана Александровна Ногай (RU); Светлана Александровна Ногай
Original assignee: Светлана Александровна Ногай
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2011-04-10

Abstract

FIELD: construction. ^ SUBSTANCE: method to clean river and canal beds from sediment load includes cutting and grinding of bottom sediments with a cutting toll with exposure of sediments to water, and their subsequent evacuation. At the same time a water wheel under impact of the water flow rotates the cutting tool. During rotation of the cutting tool, bottom sediments are cut, ground and circularly moved, which causes occurrence of centrifugal forces, which take sediments and water away from the grinding zone, and underpressure that sucks water through water inlet holes into a zone of active grinding of cut sediments, and their stirring-up. The discharged pulp is washed with the water flow downwards along with the flow. The device for cleaning of river and canal beds from sediments comprises a drive and a cutting tool. At the same time the rotation drive of the cutting tool is arranged in the form of the water wheel joined to the cutting tool arranged in the form of a disc. Water inlet holes are arranged in the central part of the disc. Cutting elements are installed on the disc according to configuration of working blades of the centrifugal wheel. ^ EFFECT: reduced power inputs for cleaning of river and canal beds from sediment load. ^ 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при очистке от наносов русел рек или каналов.The invention relates to hydraulic engineering and can be used when cleaning sediment from riverbeds or channels.

Известен способ выполнения дноуглубительных работ, включающий разрушение грунта рабочими кромками одночерпакового моторизованного земснаряда, а также извлечение и эвакуацию грунта им [1].There is a method of dredging, including the destruction of the soil by the working edges of a single-pack motorized dredger, as well as the extraction and evacuation of soil [1].

Недостатком данного технического решения является достаточно дорогостоящее техническое решение в виде одночерпакового моторизованного земснаряда, осуществляющего извлечение и эвакуацию грунта со дна русла реки или канала, не использующего энергию потока воды в русле, что позволило бы экономить значительные средства.The disadvantage of this technical solution is a rather expensive technical solution in the form of a single-pack motorized dredger that extracts and evacuates soil from the bottom of a river channel or channel that does not use the energy of the water flow in the channel, which would save significant costs.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ выполнения дноуглубительных работ, включающий разрушение грунта рабочими кромками механических режущих средств, установленных на вращающейся коронке, перемещаемой горизонтально и попеременно в обоих направлениях перпендикулярно оси ее вращения, при одновременной и принудительной подаче в область взаимодействия механических режущих средств коронки с разрушаемым грунтом высокоскоростных струй воды высокого давления, последующее извлечение и эвакуацию грунта [2].The closest technical solution to the proposed invention is a method for dredging, including the destruction of the soil by the working edges of mechanical cutting tools mounted on a rotating crown, which is moved horizontally and alternately in both directions perpendicular to the axis of rotation, while simultaneously and forcing mechanical cutting means into the interaction area destructible soil crowns of high-speed high-pressure water jets, subsequent extraction and evacuation iju primer [2].

Известно устройство для осуществления способа, содержащее установленные на базовом судне источник воды высокого давления и снабженный приводом вращения и механизмами установочного и управляемого реверсивного горизонтального перемещения рабочий орган в виде полого вала, установленного в опорах вращения на несущей раме и на выходном конце которого закреплена режущая коронка, оснащенная механическими режущими средствами и струеформирующими насадками, которые через каналы подвода к ним воды, вращающийся трубопровод, помещенный внутри полого вала, гидросъемник и не вращающийся трубопровод соединены с источником воды высокого давления, причем корпус распределительного устройства жестко соединен с входным концом полого вала. При этом, по крайней мере, часть вращающегося трубопровода выполнена многоканальной, струеформирующие насадки объединены в группы, число которых равно числу каналов многоканальной части трубопровода и каждая группа подсоединена к выходу одного из каналов, входные концы которых подсоединены к распределительному устройству, при этом многоканальная часть трубопровода помещена в компенсирующий закрутку полого вала корпус, соединенный одним концом с корпусом распределительного устройства, а другим - с выходным концом полого вала [2].A device for implementing the method is known, comprising a source of high pressure water installed on the base vessel and equipped with a rotation drive and mechanisms of installation and controlled reverse horizontal movement of the working body in the form of a hollow shaft mounted in rotation supports on a supporting frame and at the output end of which a cutting crown is fixed, equipped with mechanical cutting tools and jet-forming nozzles, which through the channels for supplying water to them, a rotating pipe placed inside the hollow shaft, the hydraulic scraper and the non-rotating pipeline are connected to a high-pressure water source, the switchgear housing being rigidly connected to the input end of the hollow shaft. At the same time, at least part of the rotating pipeline is multi-channel, jet forming nozzles are combined into groups, the number of which is equal to the number of channels of the multi-channel part of the pipeline and each group is connected to the output of one of the channels, the input ends of which are connected to the distribution device, while the multi-channel part of the pipeline placed in a compensating swirl of the hollow shaft housing connected at one end to the housing of the switchgear, and the other with the output end of the hollow shaft [2].

Недостатком данного технического решения является достаточно сложное, дорогостоящее техническое решение, не использующее энергию потока воды в русле, что позволило бы экономить значительные средства.The disadvantage of this technical solution is a rather complex, expensive technical solution that does not use the energy of the water flow in the channel, which would save significant costs.

Задача изобретения - снижение энергозатрат на очистку от наносов русел рек и каналов.The objective of the invention is the reduction of energy consumption for cleaning sediment from riverbeds and canals.

Поставленная задача решается тем, что способ очистки от наносов русел рек и каналов включает срез и размол донных наносов режущим инструментом с воздействием на наносы воды с последующей их эвакуацией. При этом водяное колесо под воздействием водного потока вращает режущий инструмент, при вращении которого происходит размол донных наносов и возникают центробежные силы, выносящие наносы из зоны размола, которые водный поток смывает вниз по течению. Устройство очистки от наносов русел рек и каналов содержит привод и режущий инструмент. При этом привод вращения режущего инструмента выполнен в виде водяного колеса, связанного с режущим инструментом, выполненным в виде диска, имеющего водовпускные отверстия в центральной части и режущие элементы, установленные по конфигурации рабочих лопастей центробежного колеса.The problem is solved by the fact that the method of cleaning sediment from riverbeds and canals includes cutting and grinding bottom sediments with a cutting tool with impact on water sediments with their subsequent evacuation. At the same time, the water wheel rotates the cutting tool under the influence of the water flow, during the rotation of which the sediment is ground and centrifugal forces arise, which carry sediment out of the grinding zone, which the water flow rinses downstream. A device for removing sediment from riverbeds and channels contains a drive and a cutting tool. In this case, the rotation drive of the cutting tool is made in the form of a water wheel associated with a cutting tool made in the form of a disk having water inlets in the central part and cutting elements mounted according to the configuration of the working blades of the centrifugal wheel.

На чертеже схематично изображено устройство очистки от наносов русел рек и каналов.The drawing schematically shows a device for removing sediment from riverbeds and canals.

В очищаемом русле реки 1 устанавливается устройство очистки от наносов, которое содержит режущий инструмент 2, направляющую 3, которая одновременно служит индикатором глубины размыва донных наносов, механизм передачи крутящего момента 4 к режущему инструменту, имеющий вертикальную свободу, передаточный механизм 5, водяное колесо 6, на валу 7, закрепленное на поплавке 8. Режущий инструмент 2 снабжен в центральной части диска водовпускными отверстиями 9, на котором также установлены режущие элементы по конфигурации рабочих лопастей центробежного колеса, которые выступают за диск.In the riverbed being cleaned 1, a sediment cleaning device is installed, which contains a cutting tool 2, a guide 3, which simultaneously serves as an indicator of the depth of erosion of bottom sediments, a mechanism for transmitting torque 4 to the cutting tool, having vertical freedom, a transmission mechanism 5, a water wheel 6, on the shaft 7, mounted on the float 8. The cutting tool 2 is equipped with water inlet holes 9 in the central part of the disk, on which the cutting elements are also installed according to the configuration of the centrifugal blades th wheel, are in favor of the disk.

Устройство очистки от наносов русел рек и каналов работает следующим образом.A device for removing sediment from riverbeds and canals works as follows.

Устройство устанавливается в канале или русле реки. Водный поток, обтекая устройство, вращает водяное колесо 6, закрепленное на поплавке 8, отдавая ему кинетическую энергию. Водяное колесо 6 через передаточный механизм 5 и вал передает кинетическую энергию через механизм передачи крутящего момента 4, имеющего вертикальную свободу, режущему инструменту 2, который, вращаясь, срезает осевшие наносы, перемещает их по кругу. На срезанные частицы наносов при перемещении и размоле их начинают действовать центробежные силы, под воздействием которых они перемещаются к периферии режущего инструмента. Вода, под воздействием разряжения, через водовпускные отверстия всасывается в полость, образованную режущим инструментом 2 и донными наносами, т.е. в зону активного размола срезанных наносов и их взмучивания. Образованная пульпа под воздействием центробежных сил выбрасываются по окружности режущего инструмента. В результате донные наносы смываются протекающим водным потоком. Глубину размыва донных наносов показывает направляющая 3. При достижении заданной глубины размыва режущий инструмент приподнимается и фиксируется в таком состоянии (устройство подъема на чертеже не показано), и далее устройство перемещается на новую позицию.The device is installed in a channel or river channel. The water stream, flowing around the device, rotates the water wheel 6, mounted on the float 8, giving it kinetic energy. The water wheel 6 through the transmission mechanism 5 and the shaft transmits kinetic energy through the vertical torque transmission mechanism 4, which has vertical freedom, to the cutting tool 2, which, rotating, cuts off settled sediments, moves them in a circle. Centrifugal forces begin to act on the cut-off sediment particles when moving and grinding them, under the influence of which they move to the periphery of the cutting tool. Water, under the influence of vacuum, is sucked through the water inlets into the cavity formed by the cutting tool 2 and bottom sediments, i.e. into the zone of active grinding of cut sediments and their agitation. Formed pulp under the influence of centrifugal forces are ejected around the circumference of the cutting tool. As a result, bottom sediments are washed away by a flowing water stream. The depth of erosion of the bottom sediments is shown by the guide 3. Upon reaching the specified depth of erosion, the cutting tool is lifted and fixed in this state (the lifting device is not shown in the drawing), and then the device moves to a new position.

Предлагаемый способ очистки от наносов русел рек и каналов имеет существенно меньшие энергозатраты так как использует для свой работы даровую энергию водного потока.The proposed method of cleaning sediment from riverbeds and canals has significantly lower energy costs because it uses for its work the free energy of the water stream.

Источники информацииInformation sources

1. Санкт-Петербургское Гос. Унитарное Предпр. по очистке и благоустройству водоемов "ЛЕНВОДХОЗ" URL http://www.mop.su/?award=laureate&id=1&part=19&laureate=97 (дата обращения 15.07.2009) (аналог).1. St. Petersburg State. Unitary Enterprise on cleaning and improvement of reservoirs "LENVODHOZ" URL http://www.mop.su/?award=laureate&id=1&part=19&laureate=97 (accessed July 15, 2009) (analog).

2. Патент RU №2272870, кл. E02F 3/88, 27 марта 2006 (прототип).2. Patent RU No. 2272870, cl. E02F 3/88, March 27, 2006 (prototype).

Claims

1. A method of cleaning sediment from riverbeds and canals, including cutting and grinding bottom sediments with a cutting tool with impact on water sediments, followed by their evacuation, characterized in that the water wheel rotates the cutting tool under the influence of a water stream, during the rotation of which a cut occurs, grinding and circular movement of bottom sediment, causing the appearance of centrifugal forces that carry sediment and water from the grinding zone, and rarefaction, sucking water through water inlets into the zone of active grinding of cut sediment, and x turbidity forming the discharged pulp, which aqueous flow washes away downstream.

2. A device for removing sediment from riverbeds and channels, comprising a drive and a cutting tool, characterized in that the rotation tool of the cutting tool is made in the form of a water wheel associated with a cutting tool made in the form of a disk having water inlets in the central part and cutting elements mounted on the disk according to the configuration of the rotor blades of the centrifugal wheel.