Дія гідроелеваторів, інакше струменевих насосів, засноване на безпосередній передачі енергії одного потоку, званого робочим, іншому - всмоктуваному потоку, котрий володіє меншим запасом енергії. У струменевих насосах відсутні будь-які рухомі частини, завдяки чому по надійності вони перевершують всі інші типи насосів, крім ерліфтов (див. Нижче).
До насадку 1 (рис. 1-50) під деяким тиском підводиться робоча рідина. Вилітаючи з великою швидкістю з насадка, струмінь рідини захоплює частинки повітря з камери 2, завдяки чому в цій камері утворюється вакуум. Під впливом зовнішнього тиску підлягає перекачуванню рідина надходить у всмоктувальну трубу 3 і в камеру 2. У цій камері і далі в горловині 4 відбуваються змішання робочого і всмоктуваного
Мал. 1-50 Принципова схема гидроельоватора
потоків рідини і передача енергії від першого потоку другого. У розширенні патрубку 5 (диффузоре) відбувається зниження швидкості потоку, перетворення кінетичної енергії в потенційну енергію тиску, під впливом якого і відбувається рух рідини по напірного трубопроводу.
Є відомості, що на роботах зі спорудження Ливарного мосту в Петербурзі гідроелеватор застосовували в 1875 р Мабуть, на цих роботах в Росії гідроелеватори застосовувалися вперше. З 1886 року починається застосування гідроелеваторів в золотодобувної промисловості. У 1931 р на будівництві Невдубстрой був успішно застосований гідроелеватор при виїмці котловану в пливунних грунтах. Можна вказати ще цілий ряд прикладів достатньо успішного застосування гідроелеваторів в будівництві. Останнім часом вони отримали застосування як засіб підвищення всмоктуючої здатності грунтових насосів, а також і як самостійний пристрій для грунтозабора на землесосних снарядах. Про ці застосуваннях гідроелеваторів буде розказано нижче в розділі про грунтозабірний пристрій.
Поряд із зазначеною вище простотою і надійністю гідроелеваторів вони мають і великі недоліки, до яких перш за все слід віднести досить низький к. П. Д. І дуже незначну дальність подачі. Ці недоліки обмежують сферу застосування гідроелеваторів в будівництві рішенням окремих приватних завдань невеликого обсягу. Так, наприклад, невеликий гідроелеватор може бути з успіхом застосований на земляних роботах для водовідливу при сильно забрудненій воді, відкачка якої не може бути виконана звичайними насосами, а установка грунтового насоса не виправдана незначним обсягом робіт. Є приклади успішного застосування гідроелеваторів для видобутку піщано-гравійних матеріалів.
Такі роботи вели в 1936 т. На Раменському кар'єрі будівництва каналу імені Москви. Гідроелеватор був встановлений на одному понтоні з живило його насосом продуктивністю 1700 м 3 / год при напорі 78 м вод. ст.Грунтозабор здійснювали з глибини 15 м. Для збільшення зони всмоктування гідроелеватор мав дві симетрично розташовані усмоктувальні труби діаметром по 450 мм.Еті труби в свою чергу розгалужувалися на дві труби по 300 мм. Таким чином, гідроелеватор мав чотири усмоктувальні труби. Продуктивність установки склала близько 120 м 3 / год.
На рис. 1-51 показаний розріз по гідроелеватор конструкції Союззолото. Воду під відповідним тиском підводять до патрубку /, і потім вона з великою швидкістю витікає з насадка 2, в камері 3 створюється розрідження,
Мал. 1-51 Гідроелеватор конструкції Союззолото
і через трубу 6 засмоктується пульпа, що проходить потім через горловину 4 і дифузор 5 в напірний пульповоди. Стінка приймальної камери, протилежна вхідного отвору, схильна до прямого удару твердих частинок, що містяться в пульпі, і тому швидко зношується. Для захисту стінки застосовують легкосменяемую броню. На рис. 1-52 показана досконаліша конструкція гидроельоватора. Відмінною особливістю конструкції є спеціальна циліндрична вставка 2 між приймально-змішувальної камерою / і дифузором 3. Наявність такої вставки забезпечує перетин конуса струменя на певному розрахунковому діаметрі в межах горловини. Пристрій вставки кілька підвищило к. П. Д. Гидроельоватора.
В останні десятиліття в СРСР була створена велика кількість (не менше 20) різних типів гідроелеваторів, пристосованих до тих чи інших конкретних умов роботи. На рис. 1-53 показаний гідроелеватор, розрахований на суху завантаження, Грунт, що підлягає транспортуванню, завантажується в воронку / і через патрубок 2 потрапляє в приймальну камеру 3. Пройшовши потім через камеру
Мал. 1-52 Удосконалена конструкція гидроельоватора
Мал. 1-53 Гідроелеватор для сухої завантаження
змішання 4 і дуффузор (дифузор на малюнку не показаний), пульпа прямує по напірному пульповоди в задану точку. Такі гідроелеватори можуть знайти застосування в комбінованих схемах виробництва земляних робіт, Т. е. В тих випадках, коли грунт розробляють засобами сухий механізації, а транспортування доцільно здійснювати за допомогою води. Так як до. П. Д. Гідроелеваторів швидко падає зі збільшенням дальності подачі, то зазвичай виявляється недоцільним використовувати гідроелеватор для подачі пульпи на відстань, що перевищує 25-35 м.
Коефіцієнт корисної дії гидроельоватора, як і будь-якої машини, визначається як відношення виконаної роботи до витраченої. Так як в поняття «виконана робота» можуть вкладати різний зміст, то існує принаймні шість різних тлумачень поняття к. П. Д. Гидроельоватора. Зупинимося на двох найбільш поширених. Ці поняття виражені формулами:
Значення букв показано в розрахункової схемою на рис. 1-54. У чисельнику виразу (1-19)
Мал. 1-54 Схема гидроельоватора (до визначення к. П. Д.)
записана потужність, теоретично необхідна для того, щоб забезпечити підйом пульпи з питомою вагою в кількості в одиницю часу з горизонту А-А до горизонту Б-Б, а в знаменнику потужність, фактично витрачається на роботу гидроельоватора. Це поняття к. П. Д. Гидроельоватора застосовують найбільш часто, і воно відповідає тому випадку, коли корисною є тільки рідина, відкачувана з зумпфа, наприклад при роботах на водовідливі.
У вираженні (1-20) в чисельнику стоїть сума витрат робочої і всмоктується рідини, т. Е. Підйом робочої рідини також визнаний корисним. Такий випадок може бути, наприклад, при подачі пульпи на прилади збагачення, що вимагають води більше, ніж її міститься у усмоктуваної пульпи.
Для визначення співвідношення геометричних розмірів деталей гідроелеваторів існує цілий ряд досить складних і громіздких способів розрахунку, однак досвідчена перевірка результатів цих розрахунків часто свідчить про значному розходженні фактично отриманих параметрів з очікуваними. Ці розбіжності є наслідком великої складності явищ, що відбуваються в гідроелеватор, і недостатньою їх вивченості.
Мулососи для будівельних робіт серійно не виготовляють. У кожному конкретному випадку гідроелеватори замовляють за індивідуальним проектом.