Землесосы — центробежные грунтовые насосы — предназначены для всасывания и перемещения под напором по трубам пульпы — смеси воды с грунтом. Могут перекачивать пульпу, содержащую крупные каменистые включения (до 0,28 м в поперечнике). Землесос — одноступенчатый центробежный насос, рабочим органом которого служит колесо с несколькими (тремя-четырьмя) спиральными лопатками, консольно закрепленное на приводном валу. Радиальные усилия вала воспринимаются двумя подшипниками , а осевые — упорным подшипником, смонтированными на подшипниковой опоре. Приводной вал землесоса соединен с валом электродвигателя эластичной муфтой. При вращении рабочего колеса создается разряжение (вакуум) на вводе в насос, в результате чего пульпа засасывается через всасывающий патрубок корпуса и под действием центробежных сил и лопаток колеса отбрасывается в напорный трубопровод. Так как наиболее интенсивному изнашиванию под истирающим и ударным воздействием частиц грунта подвергается корпус насоса, его стенки внутри защищены сменными броневыми дисками из износостойкой стали. Регулирование уплотнителшых зазоров между броневыми дисками и рабочим колесом производят двумя кольцами — уплотнительным и установочным. Для защиты уплотиительных зазоров от проникновения частиц грунта под броневые диски подводится под давлением вода. Очистку и проверку состояния корпуса и рабочего колеса производят через специальный люк.

Отечественные грунтовые насосы выпускаются производительностью (по пульпе) 200—4500 м3/ч с полезным напором до 0,6 МП а при мощности двигателя до 1250 кВт.

Землесосные установки (грунтовой насос с приводом) выполняют стационарными или передвижными—на рамах-салазках, перемещаемых тягачами или при помощи лебедок, на двухосных автоприцепах, самоходных гусеничных шасси и плавучих средствах (землесосные снаряды).

Плавучие землесосные снаряды (земснаряды) применяют для подводной разработки грунтов I—IV категорий. Различают земснаряды общего назначения, которые используют для ведения дноуглубительных работ, и специальные — траншейные, предназначенные для разработки и последующей засыпки подводных траншей при прокладке трубопроводов через водные препятствия (реки, водоемы и т. д.) глубиной до 20 м, а также для размыва береговых урезов.

Земснаряд состоит из стального корпуса, собранного из нескольких (3—5) жестко соединенных между собой -понтонов, рабочего и вспомогательного оборудования, силовой установки и надстройки. Основным элементом рабочего оборудования земснарядов, разрабатывающих грунты на глубине до 10—12 м, служат землесосы. Для разработки грунтов на больших глубинах (до 20 м) применяют гидроэжекторные устройства или комбинированные землесосяо-эжекторные установки. Наиболее распространены земснаряды, оборудованные землесосами.

Землесос засасывает пульпу через грунтопровод (с грунтоприемником на конце) и создает напор в транспортном пульповоде для ее эвакуации к месту укладки грунта. Несвязные грунты (песок, мелкий гравий) разрабатываются земснарядом без предварительного рыхления. Для работы в связных грунтах земснаряды оборудуют гидравлическими и механическими разрыхлителями, которые располагаются перед зевом грунтоприемника землесоса. В качестве гидравлических разрыхлителей применяют гидромониторы или устройства в виде системы сопл, к которым под напором подается вода от специальных центробежных насосов. Струи воды, выбрасываемые из сопл с большой скоростью, рыхлят грунт в районе всасывания. Однако гидравлический размыв эффективен лишь на легких однородных грунтах. Широкое распространение получили механические разрыхлители в виде концевых фрез с зубьями или роторно-ковшовых устройств с одним или двумя роторами, способные разрабатывать грунты до IV категории включительно на глубине до 15 м. Привод таких разрыхлителей может быть гидравлическим или от электродвигателя. Механический рыхлитель совместно с грунтоприемником и всасывающей трубой землесоса (т. е. рыхлительно-всасываю-щее устройство) монтируют на подъемной шарнирной раме, подвешенной к стреле, которая установлена в носовой части корпуса земснаряда. Стрела имеет постоянный угол наклона и удерживается расчалками. Подъем и опускание рамы с рыхлительно-вса-сывающим устройством производятся лебедкой через полиспаст. Всасывающий трубопровод землесоса соединен шаровым шарниром с трубопроводом на понтоне. При вращении рыхлителя смесь разрушенного грунта с водой поступает по всасывающему трубопроводу к землесосу с приводом и транспортируется к месту укладки грунта по гибкому плавучему пульповоду. Отдельные секции пульповода поддерживаются поплавками и соединены между собой шаровыми шарнирами. При питании земснаряда от внешней силовой сети к пульповоду крепится гибкий электрокабель. Поступательное движение земснаряда во время работы и веерообразное перемещение рыхлительно-всасывающего устройства поперек забоя (патшльонирование) обеспечиваются папильо-нажными лебедками с индивидуальным электроприводом и свайным аппаратом, установленным в кормовой части корпуса снаряда.

Для надводной разработки береговых урезов некоторые типы траншейных земснарядов оборудуются гидромониторной установкой, способной также производить рыхление грунта и под водой. Для удобства доставки на место работ транспортными средствами земснаряды выполняют сборно-разборными.

—

Основным оборудованием для выполнения гидромониторных работ служат гидромониторы — устройства, предназначенные для формирования компактной водяной струи. Они превращают потенциальную энергию воды, подаваемой по напорному трубопроводу, в кинетическую энергию струи и направляют ее в нужную точку забоя. В результате действия струи грунт разрушается и, смешиваясь с водой, образует пульпу.

Гидромонитор состоит из неподвижного нижнего колена и верхнего, которое можно поворачивать вокруг вертикальной оси благодаря вертикальному шарнирному устройству. Подвижное колено с помощью шарового шарнира соединено со стволом, несущим на конце насадку. Оси шарниров взаимно перпендикулярны. Шаровой шарнир дает возможность поворачивать ствол гидромонитора в вертикальной плоскости на угол около 25° вниз и около 50° вверх от горизонтального положения. Воду подводят к нижнему колену, из которого она поступает в верхнее колено, а через ствол и насадку в виде компактной струи выбрасывается наружу.

Гидромониторы питают водой с помощью насосных установок. Обычно насосную станцию компонуют из двух или больше центробежных насосов. Проточную часть гидромониторов (нижнее и верхнее колена, ствол, насадка) проектируют так, чтобы компактную струю воды можно было создать с наименьшими гидравлическими потерями. С этой целью внутренней полости ствола придают конусность в 3—5° в направлении движения потока. Кроме того, внутри ствола устанавливают ребра-успокоители, параллельные его оси. Эти ребра служат для гашения вращательного движения воды и уменьшения вихревых токов в струе.

Вертикальный шарнир гидромонитора должен препятствовать утечке воды и отрыву верхнего колена от нижнего и, кроме того, обеспечивать поворот ствола с наименьшими усилиями. Из нескольких типов вертикальных шарниров, наиболее эффективной в настоящее время признана конструкция с сальниковым уплотнением. На нижнее колено навинчено кольцо, застопоренное винтами. К фланцу верхнего колена на болтах крепится обойма, разрезанная по диаметру на две половины, также соединяемые между собой болтами. В зазор между наружной поверхностью обоймы верхнего колена и кольцом, навинченным на нижнее колено, укладывается сальник, уплотняемый прижимной крышкой.

Такая конструкция обеспечивает необходимую герметичность соединения и позволяет поворачивать ствол на 360°. Усилия, отрывающие верхнее колено от нижнего, воспринимаются шарикоподшипником. Шаровой шарнир гидромонитора также уплотнен сальником.

Гидромониторы монтируют обычно на металлических салазках (сварных или штампованных) или на самоходных шасси (гусеничных или шагающих). В зависимости от этого их подразделяют на переставные и самоходные. В строительстве наиболее широко используют переставные гидромониторы, которые перемещают в пределах площадки тракторами или переставляют грузоподъемными кранами.

Грунт, размытый гидромонитором, может подаваться к месту укладки по канавам и лоткам. Такое безнапорное самотечное транспортирование можно применять лишь в тех случаях, когда местность имеет уклон в сторону нужного направления движения пульпы. Такой способ транспортировки применяется довольно редко.