CC BY
78
УДК 621.14
СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ЗАКРЫТЫХ ДРЕНАЖНЫХ СИСТЕМ
© 2014 г. А.В. Михеев
Представлена ресурсоэнергосберегающая технология очистки коллекторно-дренажной сети, основанная на применении в качестве ведущей дренопромывочной машины ДПМ-1.
Ключевые слова: дренажные системы, очистка, рабочие органы, комплекс машин.
The resource-energy-saving technology of the collector and drainage network cleaning based on drainage-flushing machine DPM-1 as the leading device is submitted.
Key words: drainage systems, cleaning, operative parts, machinery complex.
Ресурсоэнергосберегающая технология очистки коллекторно-дренажной сети основана на применении в качестве ведущей дренопромывочной машины ДПМ-1. В комплект дренопромывочной машины ДПМ-1 входят: два трактора МТЗ-80;
две емкости ВУ-3; насосная станция с барабаном для навивки водоподающего шланга; шлангоподающее устройство и сменные рабочие органы активного типа (рисунок 1) [1].
Рисунок 1 - Дренопромывочная машина ДПМ-1 Шлангоподающее устройство (рису- чих органов активного типа и водоподаю-нок 2) предназначено для равномерной по- щего шланга внутри дренажного трубопро-дачи с заданной скоростью сменных рабо- вода. Шлангоподающее устройство (патент
РФ № 78895) состоит из станины, ведущего шкива и плавающего прижимающего устройства. Привод устройства обеспечивается от штатной гидросистемы трактора МТЗ-80. Гидромотор МГП-125, установленный на станине шлангоподающего устройства, подключается к гидросистеме трактора с помощью гибких рукавов. Вращающий момент от гидромотора на вал ведущего шкива передаётся через двухступенчатую цепную передачу [1].
Рабочие органы активного типа (патент РФ № 31342) обеспечивают высокоэффективную очистку внутренней полости коллекторно-дренажных трубопроводов от илистых отложений до 86% (рисунок 3). Наиболее целесообразно применение данных рабочих органов при восстановлении работоспособности дренажной сети или при наличии внутри коллекторно-дренажных трубопроводов водонепроницаемых пробок.
Рисунок 2 - Шлангоподающее устройство
Рисунок 3 - Количество илистых отложений, оставшихся в дренажной трубе после её очистки Комплект сменных рабочих органов ными струями (а); дренопромывочного активного типа (рисунок 4) состоит из: устройства с тыльными струями (б). дренопромывочного устройства с фронталь- В процессе очистки дренажных или
коллекторных труб дренопромывочную
машину ДПМ-1 устанавливают так, чтобы водоподающий шланг можно было размотать вдоль трассы дрены или коллектора. На дне смотрового колодца располагают шлангоподающее устройство (рисунок 5), к которому предварительно подсоединяют водоподающий шланг. Дренопромывочное устройство подают в дрену на расстояние 0,5-0,7 м. После этого включают в работу дренопромывочную машину ДПМ-1 и шлангоподающее устройство. Пульпу, сливающуюся в смотровой колодец, откачи-
вают насосом и подают в осветлитель, где происходит отделение илистых отложений от воды. Осветленную воду повторно используют для очистки дренажной сети. В процессе работы дренопромывочной машины ДПМ-1 одна из ёмкостей ВУ-3 находится рядом с дренопромывочной машиной. Ёмкость соединяется шлангом с всасывающей линией насоса машины. С помощью второй ёмкости и трактора МТЗ-80 подвозят воду к машине и перекачивают её в первую ёмкость.
Рисунок 4 - Рабочие органы активного типа
Рисунок 5 - Установка шлангоподающего устройства на дне смотрового колодца
Ресурсоэнергосберегающая технология очистки коллекторно-дренажной сети на основе дренопромывочной машины ДПМ-1 состоит из нескольких последова-
тельно выполняемых технологических процессов (рисунок 6). На предварительном этапе производят очистку смотровых колодцев механическим способом, а затем
выполняют следующие основные технологические операции [1]:
1. Промывают дренажную трубу дре-нопромывочным устройством с тыльными струями из низового колодца на уклон дренажной линии на расстояние 270 м.
2. Перемещают дренопромывочную машину ДПМ-1 к центральному смотровому колодцу.
3. Промывают дренажную трубу дре-нопромывочным устройством с тыльными
струями на уклон дренажной линии на расстояние 270 м.
4. Не меняя позиции, промывают нижележащую дренажную линию дренопромывоч-ным устройством с фронтальными струями.
5. Перемещают ДПМ-1 к верховому смотровому колодцу.
6. Промывают оставшуюся часть дренажной трубы дренопромывочным устройством с фронтальными струями.
а
¡4 =0,5£к
¡з =0,5ЬК
¡2 =0,5£к
¡1 =0,5£к
5 / 10 опер. ип 2 1 7 опер. ип 4 опер. ип 1 опер. ип
б
270м
¡1 =^к-260 м
270м
¡2 =^к-260 м
5 4 опер. ипф 6 опер. ипф
- Г \
а - по существующей технологии; б - по предлагаемой технологии; 1 - коллектор; 2 - дрена; 3, 4, 5 - центральный, верховой и низовой смотровые колодцы; 6 - технологический шурф (объем земляных работ - 32 м ); 1 опер. ... 12 опер. - основные технологические операции; Ьк - расстояние между смежными смотровыми колодцами на дренажной линии; ¡1, ¡2, ¡з, ¡4 - длина очищаемого участка дрены с одной позиции Рисунок 6 - Схемы производства работ На заключительном этапе производят При промывке дренажных труб из
повторную очистку смотровых колодцев и центрального или низового смотрового ко-закрывают крышки колодцев. лодцев герметично закрывают нижележа-
щую дренажную трубу или коллектор, а пульпу откачивают насосом.
Ресурсоэнергосберегающая технология очистки коллекторно-дренажной сети на основе дренопромывочной машины ДПМ-1 по сравнению с существующей имеет ряд преимуществ (рисунок 6), а именно: количество основных технологических операций по данной технологии - 6, по существующей - 12. По существующей технологии требуется отрывка технологических шурфов, что значительно увеличивает стоимость производства работ и снижает производительность комплекса машин по очистке коллекторно-дренажной сети [1].
Основной причиной отрывки технологических шурфов является применение ручного способа подачи дренопромывочно-го устройства с водоподающим шлангом в дрену, который не обеспечивает необходимой длины промываемого участка дрены между смотровыми колодцами с одной позиции. Для реализации ручного способа частично используется реактивная тяга дре-нопромывочного устройства и мускульная сила оператора, размещающегося на дне
Эффективность применения ресурсо-энергосберегающей технологии очистки коллекторно-дренажной сети на основе
смотрового колодца или шурфа, глубина которого может достигать 4 м.
Для очистки дренажных и коллекторных трубопроводов зарубежными машинами также требуется отрывка технологических шурфов. Среди зарубежных компаний ведущей является фирма StoneAge (США), которая разрабатывает и производит машины для очистки трубопроводов высоконапорным способом. Рабочее давление воды на выходе из насоса машины составляет до 3,0 МПа, что обеспечивает эффективное тяговое усилие не более 360 Н, за счёт которого перемещается дре-нопромывочное устройство внутри дрены на расстояние до 60 м. При этом требуется присутствие оператора на дне смотрового колодца. Кроме того, оператор находится в наиболее опасной для жизни зоне, так как водоподающий шланг, с которым он имеет непосредственный контакт, находится под очень высоким давлением. Оператор направляет водоподающий шланг и подаёт его в дрену [2].
Сравнительная техническая характеристика дренопромывочной машины ДПМ-1 представлена в таблице 1.
дренопромывочной машины ДПМ-1 подтверждается повышением производительности комплекса машин (таблица 1) с 35 м/ч
Таблица 1 - Сравнительная техническая характеристика ДПМ-1 [2]
Параметры Дренопромывочные машины
ПДТ-125 (РФ) Stone-Age (США) ДПМ-1(РФ)
Производительность, м/ч 35 50 135
Рабочее давление на выходе из насоса, МПа 0,25 3,0 0,1
Длина очищаемого участка дрены с одной позиции, м до 125 до 60 до 270
Отрывка технологических шурфов да да нет
Число проходов по очищаемому участку дрены 4-6 2 2
Способ подачи дренопромывочного устройства ручной реактивная тяга механический
Скорость подачи дренопромывочного устройства, м/с 0,1-0,25 0,1-0,3 0,05-0,4
Удельный расход воды на очистку дрены, л/м 70 36 17
Степень очистки дрены, % до 65 до 85 до 86
Диаметр очищаемых труб, мм 100-300 100-300 100-300
Стоимость очистки дрены, руб./м 48 34 26
(по отечественной технологии) и с 50 м/ч (по технологии фирмы Stone-Age США) до 135 м/ч, уменьшением количества единиц техники с 10 до 7 (таблицы 2, 3), численности обслуживающего персонала с 11 до 7 человек (таблицы 2, 3) и получением годового экономического эффекта (таблица 4) в размере 852,4 тыс. рублей (по сравнению с отечественной технологией) или 310 тыс. рублей (по сравнению с технологией фирмы Stone-Age США).
При этом повышается эффективность работы коллекторно-дренажной сети на 2126%, снижается уровень грунтовых вод на орошаемом участке на 14-18% и уменьшается минерализация грунтовых вод на 12-15%. Все это исключает угрозу вторичного засоления орошаемых земель, приводит к улучшению эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель и, как следствие, к увеличению продуктивности мелиорируемых земель.
№ Наименование орудия Тип орудия Марка орудия Кол-во Обслуж. персонал
1 Дренопромывочная машина Высоконапорная полуприцепная ПДТ-125 1 3
2 Трактор Гусеничный ДТ-75 1 2
3 Цистерна Полуприцепная, колесная ВУ-3,3 м3 -
4 Экскаватор Обратная лопата ЭО-3322А 1 1
5 Бульдозер На гусеничном тракторе ДТ-75М ДЗ-42 1 1
6 Трактор Колесный МТЗ-80 1
7 Прицеп Колесный ПТС-4М 1 -
8 Кран Автомобильный КС-2561 1 3
Всего в комплексе 10 11
Таблица 3 - Состав комплекса машин и численность обслуживающего персонала для очистки коллекторно-дренажной сети оросительных систем по предлагаемой технологии с ведущей дренопромывочной машиной ДПМ-1
№ Наименование Тип орудия Марка Кол-во Обслуж.
орудия орудия персонал
1 Дренопромывочная Низконапорная, ДПМ-1 1 2
машина полуприцепная
2 Трактор Колесный МТЗ-80 2 2
3 Цистерна Полуприцепная, колесная ВУ-3, 3 м3 2 -
4 Кран Автомобильный КС-2561 1 3
5 Поддон-отстойник Навесной ПО-1 1 -
Всего в комплексе 7 7
Таблица 2 - Состав комплекса машин и численность обслуживающего персонала
для очистки коллекторно-дренажной сети оросительных систем по существующей технологии с ведущей дренопромывочной машиной ПДТ-125
Таблица 4 - Показатели экономической эффективности применения ресурсоэнергосберегающей технологии очистки коллекторно-дренажной системы на основе дренопромывочной машины ДПМ-1 [2]
Основные показатели Ед. изм. Комплекс машин
Существующий Предлагаемый, ведущая ДПМ-1
Вариант I, Ведущая ПДТ-125 Вариант II, Stone-Age (США)
Производительность м/ч 35 50 135
Годовой объем работ м 10045 14350 38745
Удельные капитальные вложения руб./м 52 53 48
Удельные эксплуатационные затраты руб./м 40,2 26 18,8
Удельные приведенные затраты руб./м 48 34 26
Годовой экономический эффект тыс. руб. - - I - 852,4 II - 310
Следовательно, применение ресурсо-энергосбережения технологии очистки кол-лекторно-дренажной системы дренопро-мывочной машины позволяет при производительности 135 м/ч и годовом объеме работ 38745 м получить экономический эффект до 852,4 тыс. руб./год.
Литература
1. Михеев, А.В. Усовершенствованная дренопромывочная машина ДПМ-1 / А.В. Михеев // Мелиорация и водное хозяйство. - 2013. - № 3. - С. 41-43.
2. Stone-Age - Режим доступа http://www.stoneagetool s.com.
Сведения об авторе
Михеев Александр Васильевич - канд. техн. наук, доцент, декан факультета механизации Новочеркасского инженерно-мелиоративного института ФГБОУ ВПО ДГАУ.
Information about author
Mikheev Alexander Vasilievich - Candidate of Technical Sciences, associate professor, dean of the mechanization faculty, Novocherkassk Engineering Meliorative Institute FSBEE HPE "Don State Agrarian University".
