CC BY
103
© Я.Я. Урисман, М.М. Фридман, 2006
Я.Я. Урисман, М.М. Фридман
ЗЕМСНАРЯДЫ РАЗБОРНЫЕ КА ТАМАРАННЫЕ С ПОГРУЖНЫМ ГРУНТОВЫМ НАСОСОМ, ВЫПУСКАЕМЫЕ ОАО «ПРОМГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ»
ОАО «Промгидромеханизация» уже 30 лет активно участвует в разработке, изготовлении и внедрении погружных грунтовых насосов.
Инициатором данного направления является один из основателей отечественной гидромеханизации Шкундин Б.М.
Постепенно шаг за шагом, предприятие накапливало опыт и к концу 20 века перешло от модернизации эксплуатируемых земснарядов за счет оснащения их погружными грунтовыми насосами к выпуску земснарядов по принципиально новой конструктивной схеме.
Конструкция погружного грунтового насоса защищена несколькими авторскими сведетельствами.
Новые рыночные условия в экономике привели к необходимости разработки земснарядов различного класса и модефикаций.
В настоящее время разработаны три типоразмера разборных земснарядов с погружным грунтовым насосом: особо малого (водоизмещение 16 т.); малого (водоизмещение 46 т.) и среднего класса (водоизмещение 75 т.)
С мая 2005 г. на Сухаревском карьере (Подмосковье) эксплуатируется земснаряд с погружным грунтовым насосом ГрАТ 1400/40 на базе корпуса земснаряда 200-50БК (см. фото).
Грунтозаборное устройство (ГЗУ) этого земснаряда с погружным грунтовым насосом и насосом для гидрорыхления, а также система подвески ГЗУ с грузоподъемной лебедкой и портал с установленным на нем обслуживающим краном были разработаны и изготовлены ОАО «Промгидромеханизация».
Земснаряд является дизельэлектрическим, при этом ДЭС мощностью 315 кВт служит для главного привода той же мощности и ДЭС мощностью 100 кВт - для прочих приводов.
Отсутствие обычно принятого запаса мощности ДЭС для главного привода достигнуто за счет применения известного раскру-точного устройства, обеспечивающего с помощью электродвигателя мощностью 30 кВт и текстропной передачи предварительную раскрутку на холостом ходу погружного грунтового насоса до номинальной частоты вращения.
Кроме того, раскруточное устройство снимает ограничение на частоту запусков главного агрегата, регламентируемую заводами-поставщиками приводных электродвигателей общепромышленного исполнения.
Принципиальная конструктивная схема нового земснаряда ЗДЭК1400/40 является традиционной для земснарядов, выпускаемых ОАО «Промгидромеханизация», т.е. основана на:
- наличии погружного грунтового насоса с приводом от стандартного, расположенного над горизонтом воды электродвигателя общепромышленного исполнения;
- катамаранном корпусе;
- отсутствии машинного зала;
- разборности.
Как и в освоенных ранее меньших земснарядах, трансмиссия привода погружного грунтового насоса выполнена в виде длинного двухопорного вала с находящимся под водой опорным резино-
металлическим подшипником и - над водой, радиально-упорным подшипником качения.
Нижний подшипник смазывается водой от насоса системы гидрорыхления; для повышения долговечности подшипника и сменных втулок на валу вода проходит через фильтр.
Верхний роликоподшипник - сферический самоустанавли-вающийся на консистентной смазке, с системой водяного охлаждения.
Конструкция привода погружного грунтового насоса обеспечивает его надежность, долговечность и экологическую чистоту, что подтверждено результатами работы земснаряда в 2005 году.
В качестве погружного были использованы детали проточной части двухкорпусного грунтового насоса ГрАТ 1400/40 Бобруйского машиностроительного завода. При этом стандартное сальниковое уплотнение напорной стороны насоса было заменено более совершенным двухманжетным резиновым (см. рис.), при котором промывочная вода (1,5-2,5 % от подачи грунтового насоса) подается в межманжетное пространство, где поджимает внешнюю манжету и, отжимая внутреннюю, поступает в полость грунтового насоса.
Указанное двухманжетное уплотнение было разработано еще в 90-х годах проектной конторой «Гидромехпроект» треста «Энергогидромеханизация» для землесоса 20Р-11М и должно было, как более совершенное, заменить собой одноманжетное уплотнение, которое, разработанное там же, к этому времени широко и успешно применялось почти на всех грунтовых насосах треста. Однако известные события начала 90-х годов надолго остановили всякий технический прогресс.
С 2002 года указанное двухманжетное уплотнение успешно работает на одном из земснарядов ЗЭК 400/20 (в ЗАО «Балашей-ские пески») на погружном грунтовом насосе ГрАУ 400/20.
Манжеты уплотнения вырезаны из листовой резины и с некоторым натягом острой кромкой надеты на защитную втулку вала.
Данные уплотнения показали весьма высокую долговечность порядка 500 маш-час, несопоставимую с долговечностью сальниковой набивки. Практически был решен вопрос их замены без разборки грунтового насоса.
Необходимо отметить, что если применение одно- и двухманжетных уплотнений для непогружных грунтовых насосов
является полезным, то для погружных - с приводом на основе ре-зино-металлического подшипника, такое техническое решение является просто необходимым. Обычное сальникивое уплотнение из-за значительных деформаций и износа резины подшипника, а также износа защитных сменных втулок на валу практически неработоспособно.
Большим недостатком примененного грунтового насоса ГрАТ 1400/40, резко снизившим практические результаты его работы и даже поставившим под вопрос целесообразность его применения в данном конкретном карьере, явились его недостаточные проходные сечения (130 мм), поскольку ошибочными оказались геологические данные. В результате, чистки рабочего колеса насоса или решетки на всасе составляли до 20-25 за смену.
Так как Бобруйским заводом не освоен насос ГрУ 1400/40, возможное решение - замена насоса ГрАТ 1400/40 насосом ГрУ 2000/63 с заменой штатного элетродвигателя с п=600 об/мин на п=500 об/мин, что превращает его в насос ГрУ 1400/46 с проходными сечениями 225 мм.
С освоением описанного земснаряда ряд базовых моделей земснарядов, выпускаемых ОАО «Промгидроиеханизация», пополнился и включает теперь в себя не только особо малый - типа ЗДЭК 400/20, малый - типа ЗДЭК 700/40, но и земснаряд среднего класса типа ЗДЭК 1400/40 (см. таблицу).
Таким образом, все земснаряды, выпускаемые ОАО «Промги-дромеханизация», могут быть как с внешним (ЗЭК), так и с автономным энергоснабжением (ЗДЭК).
Земснаряды предназначены для разработки песчаных и песчано-гравийных грунтов из обводненных карьеров, дноуглубительных и других видов работ с возможностью транспортирования по пульпопроводу разработанного грунта и укладки его в земляные сооружения или на склад готовой продукции.
Указанные земснаряды успешно работают в различных природно-климатических и гидрогеологических условиях.
Совершенствование указанных земснарядов, особенно с напором 40 м вод.ст., видится в применении регулируемого привода главного агрегата за счет использования частотных преобразователей. То же относится к приводу папильонажных лебедок при наличии фрезерного рыхлителя.
Техническая характеристика земснарядов, выпускаемых ОАО «Промгидромеханизация»
Показатели Базовые модели земснарядов
ЗДЭК400/20* ЗДЭК700/40 ЗДЭК1400/40
Тип земснаряда дизельэлектрический катамаранный
Производительность, мз/ч:
по пульпе 400 700 1400
по грунту 60 100 200
Глубина разработки, м: 1 1,5 2
минимальная максималь- 8 8 -
ная с фрезой
максимальная с гидро- 11,5 12 16
рыхлителем
Дальность транспортиро- 600 1200 1200
вания пульпы по горизон-
тали, м
Водоизмещение, т 17 46 75
Осадка средняя, мм 540 860 900
Установленная мощность, 90 235 420
кВт
Высота в транспортном 3 6.2 6.2
положении над горизон-
том воды, м
Размеры корпуса, м:
длина 11,5 14,5 18,5
ширина 4,6 7,1 7,1
высота борта 1 1,5 1,5
Погружной грунтовый на-
сос:
типоразмер производительность, мз/ч ГрАУ400/20 400 10ГрУЛ-8 740 ГрАТ1400/40 1400
напор вод.ст., м 20 39 40
частота вращения, об/мин 965 730 730
мощность, кВт 55 160 315
наибольшая крупность 105 150 130
включении, пропускае-
мых насосом, мм
*З - земснаряд; Д - дизель; Э - электрический; К - катамаранный Земснаряд с электрическим приводом именуется соответственно:
ЗЭК 400/20, ЗЭК 700/40, ЗЭК 1400/40
Известные преимущества погружных грунтовых насосов, являющихся основой конструктивной схемы указанных земснарядов, обеспечивают им высокую экономическую эффективность при высокой надежности, мобильности и экологической безопасности для окружающей среды.
Всасывающий оголовок выполнен с экраном такой формы, площадь кольцевых сечений которого равна площади устья всаса, имеющего диаметр 160 мм, до которого плавно сужается всасывающая труба Dу 200 мм. Такая форма всаса обеспечивает при номинальной производительности 400 м3/ч по пульпе скорость всасывания 5,5 м/сек на всем пути от забоя до собственно всаса. Существенное увеличение скорости на всасе по сравнению с обычно принятым становится возможным благодаря дополнительному подпору за счет заглубления грунтового насоса. Повышенная скорость всасывания уменьшает просор и способствует лучшему насыщению пульпы грунтом, а постоянство скоростей на всасывающем тракте снижает гидравлиические потери. Наличие экрана способствует лучшему контакту всаса непосредственнос забоем и уменьшает подток чистой воды извне.
С целью повышения износоустойчивости поверхность экрана наплавлена твердосплавными электродами.
При наличии в забое любых включений крупнее 100 мм (растительных или минеральных) во избежание излишних чисток рабочего колеса рекомендуется оснащать экран решеткой по черт.5597.21.11.00.00 СБ. Указанная решетка с той же целью предотвращения подсоса чистой воды в верхней своей части имеет собственный экран.
— Коротко об авторах ----------------------------------
Урисман Я.Я., Фридман М.М. - ОАО «Промгидромеханизация».
