О модернизации технологии очистки бетонированных лотков

Водное хозяйство республики — это сложный комплекс ирригационных систем, обслуживающих около 4,3 млн. га орошаемых земель, включающий более 180000 км сети каналов, 140000 км коллекторно-дренажной сети [1].

В настоящее время протяженность лотковой сети в Республике Узбекистан превышает более 30000 км. В процессе эксплуатации лотковая сеть заиливается, в результате чего пропускная способность лотковой сети резко уменьшается, поэтому лотковая сеть нуждается в очистке от растительности и наносов после вегетационного периода сельскохозяйственных культур.

Народнохозяйственная значимость решения этой проблемы с каждым годом возрастает лишь по той причине, что до настоящего времени специализированных средств механизации эксплуатационных работ на лотковой сети, практически, нет.

Среди причин, препятствующих применению существующих механизмов на очистке лотков необходимо отметить различную высоту лотков над поверхностью земли, отсутствие пути движения вдоль лотков, малая устойчивость лотков к силовым воздействиям рабочих органов в перпендикулярном направлении, необходимая точность манипулирования рабочим органом, чтобы предохранить сечение лотков от деформаций и т. д.

При обследовании лотковых оросительных каналов установлено, что удельный объем наносного грунта колеблется от 0,12 до 0,25 м3 на 1п.м.

В зависимости от объема наносного грунта, нами разработаны различные схемы очистки лотковой сети.

Схема I — лоток заилен с оптимальной толщиной наносов (Рис. 1). Очистка лотков производится за четыре прохода, начиная с верхней части лотка. Ротор-метатель заглубляется на величину радиуса R. Сначала, за два прохода, срезается верхняя часть наносов, затем ротор устанавливается на величину радиуса R от уровня первых двух проходов, 4-м проходом очищается донная часть лотка. Оставшаяся часть объема 2S наносов составляет менее 5 % от общего сечения, которая размоется потоком воды в процессе эксплуатации.

При полном заилении лотков применяется каналоочистительная машина Д-490М с навесным вариантом ротора с опорными боковыми катками для предотвращения деформации лотков [2].

Очистка лотков производится за один проход по каждому типоразмеру лотка.

Схема II — лоток ЛР-4 и ЛР-6 заилен полностью (Рис. 2).

Рис. 2. Схема очистки лотков ЛР-4/ЛР-6 при полном заилений

Очистка лотков производится за три прохода, начиная с верхней части лотка. Ротор — метатель заглубляется на величину радиуса R. Сначала срезается верхняя часть наносов за два прохода, затем очищается донная часть лотка. Оставшаяся часть объема 2S наносов составляет незначительную часть от общего сечения, и которая в процессе эксплуатации размоется потоком воды.

Схема III — лоток ЛР-8 и ЛР-10 заилен полностью (Рис. 4).

Норма отвода земель при эксплуатации лотков и мелиоративных каналов составляет 4,5 м проезжей части, что позволяет разработать комплекс машин для производства ремонтно-восстановительных работ лотков и повысить эффективность их использования.

С этой целью на кафедре «Механизация гидромелиоративных работ» ТИИМ разработана конструкция лоткоочистителя (Предварительный патент № 3833 РУз) [3].

По стандартизированному типоразмеру лотков определены основные параметры рабочего органа.

Радиус ротора определяется по формуле:

R = B/4 (1)

где В — ширина лотка по верху данного типоразмера, м.

Контур зачистного отвала рабочего органа соответствует форме параболы:

у = 2х2 (2)

где х — значения величины по ширине зачистного отвала, м.

tmax= h/3 (3)

где h — глубина лотка данного типоразмера, м.

Ниже приведены значения величин и формулы определения основных параметров рабочего органа (Табл. 1).

Таблица 1

Значения основных параметров лоткоочистителя

Для быстрого определения площади заиления лотков, толщины наносного слоя, глубины лотка, радиуса ротора-метателя, производительности и рабочей скорости разработана номограмма рабочего процесса лоткоочистителя (рис. 4).

Рис.4. Номограмма рабочего процесса лоткоочистителя

По оси ординат откладывается толщина заиления наносного слоя грунта лотков, по оси абсцисс — площади их заиления.

Максимальной толщине заиления t=0,32м соответствует площадь заиления S=0,12 м2.В зависимости от рабочей скорости лоткоочистителя Vn =100… 400 м/ч находят его производительность.

Проведя параллельные линии, от линии 4…7 находим точки пересечения зависимости производительности от сечения разрабатываемой выемки. По этим точкам находим оптимальные величины ротора-метателя. Например, точка 4 соответствует толщине заиления t=0,16 м, глубине лотка h=0,5 м, радиус ротора-метателя R=0,2 м, производительности Q=24 м3 /ч, сечению заиления S=0,06 м2 и рабочей скорости Vn=400 м/ч.

Точки пересечения зависимости от высоты равнобедренного треугольника с основанием по оси абсцисс, определяют прямо-пропорциональную зависимость увеличения площади заиления от роста толщины заиления, а производительность увеличивается пропорционально увеличению рабочей скорости лоткоочистиеля.

Точки 4…8 определяют пропорциональные уменьшение толщины заиления площади наносов, это объясняется тем, что происходит налипание грунта наносов на боковые стенки лотка в зависимости от скорости гидравлического потока в лотке.

Поэтому, очистку лотков необходимо производить при максимальной толщине заиления и на соответствующей рабочей скорости лоткоочистителя.

Таким образом, номограмма включает область режимов работы лоткоочистителя с оптимальными параметрами толщины заиления t=0,16 м, глубиной лотков h<0,5 м, и области режимов рабочего процесса очистки лотков с толщиной заиления t>0,16 м, и глубиной лотков до h=1 м.

Номограмма также позволяет определить производительность лоткоочистителя при заданных значений геометрических параметров ротора-метателя в зависимости от рабочей скорости машины.

Литература:

1. Мелиорация и водное хозяйство. Орошение. Справочник, Под ред. Б. Б. Шумакова, М., 1990. -415 с.
2. Пулатов У. Ю. Механизация ремонтно-эксплуатационных работ в ирригации, -Т., Мехнат, 1988. -176 с.
3. Каналоочиститель. Предварительный патент № 3833 РУз. -Ташкент. -1996.