Плавучие пульповоды земснарядов
Работа плавучих землесосных снарядов связана с постоянными перемещениями (папильонированием), поэто­му соединение с неподвижным береговым тру­бопроводом осуществляется достаточно гибким и подвижным плавучим пульповодом. Хоро­ший плавучий пульповод является одним из важных факторов успешной работы землесосного снаряда.
 
Плавучий пульповод снаряда для строи­тельных работ должен удовлетворять следую­щим основным требованиям:
 
1)   обеспечивать по возможности длитель­ный период работы землесосного снаряда без перемещения точки подключения к береговому пульповоду;
 
2)   иметь минимальные гидравлические по­тери;
 
3)   обладать достаточной гибкостью своих соединений, обеспечивающих достаточную ма­невренность земснаряда;
 
4)  обладать достаточной механической прочностью и долговечностью;
 
5)   не пропускать пульпы в своих соедине­ниях;
 
6)   иметь минимальную осадку и достаточ­ную остойчивость;
 
7)   иметь минимальную стоимость.
 
Некоторые  из этих требований  находятся в противоречии между собой. Например, удовлетворение первого требования диктует строительство длинных плавучих пульповодов, но такие пульповоды будут иметь большие потери напора и большую стоимость.
 
Назовем гибкостью пульповода сумму уг­лов поворота всех его гибких соединений. Очевидно, что одна и та же гибкость может быть получена при различных значениях угла по­ворота и различном числе понтонов. Так, на­пример, гибкость в 360° может быть получена соединением 20 звеньев с углом поворота 18°

 

Рис. 5-53. Пульповод с вертикальными шарнирами
 
или из 10 звеньев с углом поворота 36°. По­тери напора при этом будут различны. Расче­ты и данные измерений показывают, что как для шаровых шарнирных соединений, так и для шланговых гибких соединений потери на­пора будут уменьшаться c увеличением угла поворота, а следовательно, с уменьшением числа звеньев.
 
Таким образом, выбирая плавучий пульпо­вод, следует отдавать предпочтение конструкции гибких соединений, допускающих боль­шие углы поворота, т. е. более гибкий пульпо­вод будет более выгодным в отношении потерь напора.
 
Понтоны плавучего пульповода должны иметь минимальную осадку, так как в этом случае увеличивается маневренность землесос­ного снаряда.
 
Увеличивая размеры понтонов, можно сни­зить их осадку, но это вызовет удорожание общей стоимости пульповода.
 
Иногда для увеличения маневренности зем­лесосного снаряда в плавучий пульповод вставляют цилиндрические сальниковые или другие соединения с вертикальной осью вращения. Такие соединения допускают взаимный поворот звеньев плавучего пульповода на 90° в отличие от шаровых соединений, допускаю­щих поворот на 18-20° в каждую сторону. Установка вертикальных шарнирных соедине­ний намного увеличивает подвижность плаву­чего пульповода. На рис. 5-53 показан плаву­чий пульповод, все соединения которого имеют вертикальную ось вращения. Таким пульпово­дом оборудована драга, работающая в Джварском карьере строительства Ингурской ГЭС. Недостатками таких соединений являются большое гидравлическое сопротивление, создаваемое ими, и быстрый износ колен.
 
В некоторых конкретных условиях может оказаться целесообразным включение в бухту плавучего пульповода специального понтона с криволинейной трубой.
 
Плавучие пульповоды могут достигать в не­которых случаях весьма значительной длины, так, на работах по намыву плотины Форт-Пэк в США длина плавучего пульповода превышала 2,5 км.
Выбор рациональной конструкции гибких соединений для плавучего пульповода имеет большое значение.
 
Минимальные гидравлические потери и наибольшую гибкость дают соединения, выполненные в виде специальных резиновых высоконапорных рукавов (шлангов). Сравнивая шаровые и шланговые гибкие соединения, можно отметить, что шланговые соединения увеличивают маневренность землесосного сна­ряда; в 2-3 раза уменьшают величину ги­дравлических потерь в плавучем пульповоде; монтаж шланговых соединений очень прост; существующие конструкции шланговых соеди­нений диаметром более 350 ммимеют недо­статочную прочность и являются причиной значительного количества аварий; срок служ­бы шланговых соединений в условиях зимних работ очень сокращается.
 
Таким образом, при диаметрах до 350 ммвключительно и при работе на грунтах,  содержащих крупнообломочные включения, предпочтение следует отдавать шланговым со­единениям. При больших диаметрах и крупнообломочных грунтах шаровые шарниры на­дежнее.
 
Усовершенствование резиновых высо­конапорных рукавов сможет значительно рас­ширить область их применения.
 
Известны две основные разновидности ша­ровых соединений: с шарниром Гука, разгружающим шаровые поверхности (рис. 5-54,а), и без шарнира Гука (рис. 5-54,6), т. е.
Рис. 6-54. Шаровые соединения для плавучего пульповода. а - с шарниром Гука; б - без шарнира Гука
 
такие, в которых шаровые поверхности служат не только для уплотнения соединения, но и вос­принимают все усилия. Расчеты показывают, что для снаряда 300-40 с диаметром плаву­чего пульповода 500 ммэти усилия могут до­стигать 100-150 кн.
 
При шарнире Гука растягивающие усилия воспринимаются кольцом 1 (рис. 5-54,а). Растягивающие усилия в соединении без шарнира Гука воспринимаются кольцом 1 (см. рис. 5-54,6), имеющим с внутренней поверхности сферическую выточку, которой оно плотно са­дится на поверхность шара 2. Кольцо 1 соеди­няется с раструбом 3 при помощи шести от­кидных болтов 4. Герметизация соединения достигается самоуплотняющейся резиновой прокладкой 5. Шар, раструб и кольцо отли­ваются из стали повышенной твердости. Рабо­чие поверхности этих деталей должны быть гладкими, не иметь раковин и рисок от режу­щего инструмента. Шаровое соединение обеспечивает возможность поворота в любом на­правлении на угол в 18°. Соединения испыты­вают на давление 1,2 Мн/м2. Шаровое соеди­нение этого типа хорошо зарекомендовало себя как по герметичности, так и в отноше­нии прочности и изно­соустойчивости.
 
Звено плавучего пульпопровода обычно представляет собой связанные той или иной металлической конструкцией два ци­линдрических или эл­липтических поплавка с отношением осей от 1 : 2 до 1 : 2,5. Цилиндрические поплавки су­щественно проще в изготовлении, но для получения той же осад­ки требуют большого расхода металла по сравнению с эллипти­ческими. В отечествен­ной практике приме­няют как цилиндриче­ские, так и эллиптиче­ские поплавки.
 
Полный комплект плавучего пульповода снаряда 350-50Л имеет длину 150 ми состоит из 25 звеньев. На каж­дом шестом звене уста­новлен шпиль для крепления к якорю. Всего в комплекте три шпилевых понтона.
 
Звено плавучего пульповода землесос­ного снаряда 350-50Т представлено на рис.5-55.

 

Рис.5-55 Звено плавучего пульповода землесосного снаряда 350-50Т
При перевозках звенья разбираются на отдельные понтоны (сигары). Для контроля водотечности каждая сигара имеет лазы. Пре­дельный угол поворота одного звена относительно другого равен 17° и ограничивается бу­фером.
 
Из голландской практики землесосостроения известны плавучие пульповоды на понто­нах полуцилиндрической формы. Секция та­кого пульповода представлена на рис. 5-56.

Рис. 5-56 Звено плавучего пульповода на полуцилиндрических понтонах со съемной палубой

Особенность этой конструкции состоит в том, что ее плоская палуба делается съемной, на болтах, с резиновым уплотнением. Такие пон­тоны чрезвычайно компактны при перевозках. После снятия плоской палубы полуцилиндрические понтоны вкладывают один в другой и в таком виде транспортируют.
 
Опыт эксплуатации плавучих пульповодов обычной конструкции показал недостаточную надежность их при работе на волне. Так, на­пример, при работе в водохранилище Киевской ГЭС имел место целый ряд аварий пуль­поводов от снарядов 300-40. Для работ в Ириклинском водохранилище разработан и изготов­лен специальный волноустойчивый плавучий пульповод. Создание волноустойчивого плаву­чего пульповода будет способствовать расши­рению области эффективного применения зем­лесосных снарядов.