Средства гидромеханизации для очистки водных объектов от донных отложений

На правах рукописи

СОГИН АЛЕКСАНДР ВАСИЛЬЕВИЧ СРЕДСТВА ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Специальность 05.20.01 «Технология и средства механизации сельского хозяйства»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА – 2011 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Работа выполнена на кафедре «Организация и технологии строительства объек тов природообустройства» Московского государственного университета при родообустройства Научный консультант доктор технических наук, профессор Сметанин Владимир Иванович Заведующий кафедрой организации и технологии строительства объектов природообустройства МГУП Официальные оппо- доктор технических наук, профессор ненты Балабанов Виктор Иванович Заведующий кафедрой Механизации растениеводст ва РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева доктор технических наук, профессор Личман Геннадий Иванович Всероссийский институт механизации сельского хо зяйства (ГНУВИМ) доктор технических наук, профессор Куляшов Анатолий Павлович Заведующий кафедрой Строительные и дорожные машины НГТУ им. Р. Е. Алексеева Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (ВНИИГиМ) им. А.Н.

Костякова

Защита состоится _7 июня_ 2011 г. в _15-00_часов на заседании диссертационного совета Д 212.165.04 при Московском государственном университете природообустройства по адресу:

Москва, _, ауд. № 2/

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 2011 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Т.И. Сурикова PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Экологическая безопасность и рацио нальное использование водных объектов как источников чистой воды в прямой степени зависит от степени их загрязненности и заиленно сти донными отложениями. Загрязняющие вещества совместно с по верхностным стоком, образующимся на водосборе, промышленными и бытовыми сбросами, и привносимые из атмосферного воздуха, по ступают в водные объекты и по мере их накопления ухудшают их экологическое благополучие и провоцируют интенсивное образова ние донных отложений. Накоплению органических донных отложе ний способствует осаждение отмирающей водной флоры и фауны, а также листвы и веток околоводной растительности. Сапропели – дон ные отложения с содержанием органики более 15% и наличию в них органоминеральной составляющей, делают их прекрасным органоми неральным удобрением.

Количество сапропелевых отложений в водоемах Российской Федерации ежегодно увеличиваются на 1106 м3, а их общий запас исчисляется миллиардами кубических метров. Накопленные в огром ных количествах сапропели являются источником органического сы рья для сельского хозяйства, промышленности, строительства, меди цины.

Известны различные технологические приемы очистки водных объектов от донных отложений, например, ручной, механизирован ный и гидромеханизированный способы. Однако, в настоящее время, выпуск машин и механизмов для очистки водных объектов в России практически прекращен.

В связи с этим для очистки водных объектов от донных отложе ний и добычи сапропелей необходимы новые подходы к созданию со временных машин и новых технологий.

Цель работы. Разработка научных основ и создание инноваци онных средств гидромеханизации для очистки водных объектов от донных отложений.

Объекты исследования. На разных этапах работы в качестве объектов исследований являлись донные отложения в водоемах Ни жегородской области, рабочие органы и движители мобильных зем снарядов «Нижегородец-1», «Нижегородец-2» и «ЗРС-М», а также технологии очистки водоемов от донных и сапропелевых отложений.

Общая методология исследований. В теоретической части ра боты применены методы теории вероятностей, математической стати стики, математического моделирования на ПЭВМ. При математиче PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ском моделировании использованы пакеты современных расчетных и моделирующих программ: Excel, MathCAD, MatLAB, конструкторская программа Auto CAD.

Экспериментальные исследования проведены в натурных усло виях на опытных и серийных образцах техники для гидромеханиза ции. Результаты экспериментальных исследований обрабатывались с использованием специального оборудования. Все теоретические ис следования и обработка экспериментальных данных выполнены с применением программного обеспечения MS Office и стандартных программ офисного обеспечения.

Разработана и применена новая методология создания землесо сных снарядов.

Научная новизна. Разработана новая концепция создания инно вационных машин для очистки водных объектов от донных отложе ний и добычи сапропелей;

научно обоснована методика дистанцион ного определения физико-механических свойств донных отложений в естественном сложении;

разработана математическая модель расчета фрезерного рабочего органа земснаряда с учетом взаимодействия его с донными отложениями;

разработана комплексная методика расчета параметров самопередвижения земснаряда в переходных средах вода суша.

Достоверность результатов. Экспериментальными исследова ниями, проведенными на мобильных земснарядах, опытных образцах, стендах и установках, установлена справедливость физических пред ставлений и теоретических положений, обоснованность допущений и адекватность математических моделей.

Практическая ценность заключается в реализации разработан ных методик при проектировании, создании и эксплуатации мобиль ных землесосных снарядов «Нижегородец-1» и «Нижегородец-2» и создании новой методологии поискового проектирования машин и технологий для очистки водоемов от донных отложений.

Реализация работы. Результаты исследований использованы при создании новых и модернизации существующих технических средств гидромеханизации для очистки водных объектов от донных отложе ний.

На целый комплекс технических средств гидромеханизации по лучены 33 авторских свидетельства и патента, которые реализованы на практике в научно-производственном предприятии «Сапропель».

Под руководством и при участии автора были спроектированы и изготовлены различные модификации земснарядов «Нижегородец», которые успешно выполняют очистку водоемов от донных отложе PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ний. В 1987-1995 гг. производилась добыча сапропеля на озере Глу ховское в колхозе «Гигант» Шатковского района Нижегородской об ласти.

По заказу организации «Смоленскагропромпроект» (1991 г.) был спроектирован и изготовлен земснаряд для добычи сапропеля, очист ки водоемов и добычи песка.

Для научно-исследовательского института измерительных систем (НИИС) Министерства атомной промышленности РФ (г. Нижний Новгород) в 1992 г. спроектирован и изготовлен земснаряд, с помо щью которого выполнены работы по добыче сапропеля и очистке во доемов в совхозе «Майский» Вадского района Нижегородской облас ти.

С помощью модернизированной модели производились работы (2002 г.) по добыче песка в р. Кудьма пос. Дружный Богородского р на Нижегородской области, осуществлялось строительство пожарного водоема в Кудьминской промзоне Богородского района.

По заказу «Главного Федерального Управления инженерных за щит Чебоксарского водохранилища» (2003 г.) выполнен большой объем работ по очистке водоотводящих каналов Фокинской сельхоз низины Воротынского района Нижегородской области.

На основании выполненных исследований в настоящее время под руководством автора создаются различные типы землесосных снаря дов, комплектуемые грунтозаборными устройствами с учетом кон кретных природных условий объекта.

При помощи разработанных технических средств гидромеханиза ции выполнялись работы:

-по очистке водозабора на р. Быстрица пос. Лянгасово Кировской области;

-по совмещенной работе добыче сапропеля и очистке водоема (оз.Глуховское пос.Красный Бор Шатковского района Нижегородской области);

-по очистке каналов инженерной защиты Чебоксарского водохранилища;

-по очистке водохранилища и русел рек (водохранилища на р.

Валава г. Лысково Нижегородской области, по восстановлению русла реки Железница г. Выкса Нижегородской области);

-по строительству пожарных и мелиоративных водоемов (пос.

Лакша Богородского раона Нижегородской области);

-по строительству рыбоводных прудов Фокинской сельхознизины (пос. Воротынец Нижегородской области);

-по намыву строительных площадок и замыву территории (мик рорайон «Водный мир» Автозаводского района г. Нижний Новгород;

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com г. Выкса Нижегородская область строительство трубопрокатного за вода);

-при пожаротушении полигона твердых бытовых отходов (пос.

Игумново г. Нижний Новгород);

-при намыве песков для строительства дорог (дер. Галкино Ба лахнинский район Нижегородской области;

дер. Чуварлей Дальнекон стантиновский район Нижегородской области).

Проведенные исследования по самоходности землесосных снаря дов с применением роторно-винтового движителя позволили разрабо тать технические решения и получить патенты и авторские свиде тельства на плавающие рабочие машины (земснаряды), которые в дальнейшем открывают новое направление в создании самопере движных земснарядов. Получен патент № 42237 на изобретение ма шины с роторно-винтовым движителем для самостоятельного входа в воду и для самостоятельного передвижения по воде, патент № для вездеходного малогабаритного земснаряда с комбинированным колесным и роторно-винтовым движителем, патент № 41746 для глу боководной разработки подводных грунтов с самоперемещающейся подводной площадкой на роторно-винтовых движителях, на которой установлено заборное устройство, патент № 41314 для автоматиче ского привода заборного устройства при разработке подводных грун тов.

Получены авторские свидетельства на роторно-винтовые движи тели (авт. свид. № 551215, 901141, 1205434) и на машины с роторно винтовым движителем для передвижения по топким грунтам и для работы в переходных средах вода-суша (авт. свид. № 745762, 996254, 1284850), на различные конструктивные решения машин для добычи сапропеля (авт. свид. № 1687790) машины для обезвоживания сапро пелевых массивов (авт. свид. № 1250189) и для очистки водоемов (авт. свид. № 1687750), а также на земснаряд (авт. свид. № 1700158) и рабочие органы к земснаряду (авт. свид. № 1738937, 1754852).

На основе теоретических исследований по взаимодействию ро торно-винтового движителя с переувлажненными, топкими грунтами и водой предложена конструкция базовой машины для механизации процессов в прудовом рыбоводстве и машина для забора воды из труднодоступных водоемов (авт. свид. № 1123593).

В результате найденных новых технических решений техниче ских средств гидромеханизации, получено 21 авторское свидетельст во на изобретения и 7 патентов.

Апробация работы. Отдельные этапы и основное содержание работы докладывались на научно-технических конференциях и семи нарах: на Всероссийском семинаре «Торфяные и сапропелевые ресур PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com сы России: проблемы комплексного изучения, рационального исполь зования, структура геологической службы по торфу и сапропелю (г.

Н. Новгород, 1999), на научной конференции Нижегородской сель скохозяйственной академии (Н. Новгород, 2001), на Девятых Между народных рождественских чтениях на секции «Православие и совре менная техническая реальность» (Московский энергетический инсти тут — технический университет, 2001 г.), на научно-практической конференции агропромышленного комитета Горьковской области «Повышение плодородия почв в колхозах и совхозах области» (Горь кий, 1989), на VII зональной конференции кафедр «Трактора и авто мобили» сельскохозяйственных вузов Поволжья и Предуралья по во просам совершенствования конструкции и повышения производи тельности тракторов, автомобилей и автотракторных средств (Горь кий, на научной конференции профессорско 1982), преподавательского состава, научных работников и специалистов сельского хозяйства на тему: «Достижение науки — сельскохозяйст венному производству» (Пенза, 1985), на международной научно технической конференции НГТУ АВТО-НН «Автомобильный транс порт в ХХI веке» (Н. Новгород, 2003), на научно-технической конфе ренции Волжской Государственной академии водного транспорта (Н.Новгород, 2003), на международной научно-технической конфе ренции НГТУ АВТО-НН - 2005 (Н. Новгород, 2005), на международ ной научно-технической конференции НГТУ «Проблемы транспорт ных и технологических комплексов» (Н.Новгород, 2008), на всерос сийской молодежной научно-технической конференции НГТУ АВТО НН - 2009 (Н. Новгород, 2009), доклады на IV и V съездах гидромеха низаторов России (Москва, 2006, 2009), на 12-ом Международном на учно-промышленном форуме «Великие реки (экологическая, гидро метеорологическая, энергетическая безопасность)"/I C E F в 2010 г.

Отдельные этапы работы опубликованы в виде статей в научно техническом журнале «Транспортно-технологические машины и ком плексы» (Москва-Н. Новгород, 2003, 2004, 2006 г.), в научно техническом журнале Известия высших учебных заведений «Маши ностроение» №5 и №6 2006, в научно-техническом издании Нижего родской научной школы вездеходных, транспортно-технологических комплексов и специального оборудования (Н. Новгород, 2007), в сборниках научных статей «Гидромеханизация -2006» и «Гидромеха низация -2009» по материалам IV и V съездов гидромеханизаторов России (Москва, 2006, 2009).

Квалификационная формула работы. Диссертационная работа является самостоятельной научной работой, в которой на основании выполненных автором исследований изложены положения, которые PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com можно квалифицировать, как совокупность научно обоснованных тех нических решений, заключающихся в обосновании и разработке научных методов создания средств гидромеханизации для очистки водных объектов от донных отложений. Внедрение технических ре шений при создании семейства самоходных мобильных земснарядов вносит значительный вклад в решение народно-хозяйственных, соци альных и экологических задач при восстановлении и оздоровлении водоемов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 76 печатных работ, в том числе: 13 работ в изданиях согласно Перечню ВАК РФ, 33 описания изобретений к авторским свидетельствам и патентам.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов, списка использованной литературы из 334 ис точников и приложений. Общий объем работы 360 страниц, в том числе текст работы без приложений изложен на 305 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулирова ны цель, научная новизна и практическая ценность, приведены ос новные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрено состояние вопроса и определены за дачи исследования.

Вопросам разработки техники и технологии очистки водоемов от донных отложений уделяется большое внимание в работах отечест венных и зарубежных ученых. Большой вклад в исследования по до быче сапропеля и оценке экологического состояния водных объектов внесли Б. М. Шкундин, М. Ф. Новиков, Г. А. Нурок, И. М. Ялтанец, Д. В. Рощупкин, А. И. Харин. Достаточно давно известно несколько результативных направлений использования сапропелей и продуктов их переработки, о чем подробно говорится в работах А. И. Фомина, М. З. и Н. В. Лопотко, Н. В. Кислова, С. М. Штина. Работы Д. В. Ро щупкина, Б. Е. Романенко, А. И. Харина, С. П. Огородникова, Б. М.

Шкундина, позволили установить основные закономерности процесса всасывания и создать высокоэффективные рабочие органы землесо сных снарядов.

Основой теоретических и экспериментальных исследований, кро ме указанных выше, послужили работы, посвященные процессу резания донных отложений. В работах В. Д. Абезгауза, Г. Н. Синео кова, А. Ш. Рабиновича, А. Н. Зеленина, Ю. А. Ветрова, а также со трудниками лаборатории гидромеханизации Калининского политех нического института (г. Тверь) С. П. Огородниковым, В. А. Баляби ным, И. И. Михеевым рассмотрен ряд вопросов процесса износа и за PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com тупления режущих элементов землеройно-добывающих машин.

Теоретическим и экспериментальным исследованиям роторно винтовых машин посвящены работы ряда зарубежных ученых, на пример, Дж. Гордона, Х. Дугоффа, Р. Эрлиха, А. Солтынского, Б. Ко ула и др.

Исследованиям в этой области отводится значительная часть на учных работ отечественных ученых: Н.Ф. Кошарного, А.Ф. Николае ва, С.В Рукавишникова, В.И. Вологдина, В.И. Захаренкова, А.П. Ку ляшова, В. А. Шапкина и других ученых Нижегородской научной школы исследования роторно-винтового движителя.

В целом анализ выполненных исследований показал, что к на стоящему времени необходимо выработать рекомендации в области модернизации технологий восстановления водных объектов.

В соответствии с поставленной целью и проведенным обзором работ сформулированы основные задачи исследования.

1. Провести количественное и качественное сравнение факторов, влияющих на экологическое состояние водных объектов.

2. Выполнить анализ проблемы создания современных инноваци онных и энергосберегающих технологий и технических средств, при меняемых для очистки водоемов от донных отложений.

3. Провести аналитические и экспериментальные исследования физико-механических свойств донных отложений.

4. Разработать методику дистанционного определения физико механических свойств донных отложений.

5. На основании экспериментально-теоретических исследований донных отложений обосновать выбор параметров рабочего органа землесосного снаряда.

6. Выработать основы инновационной методологии создания ма шин и технологий для очистки водоемов от донных отложений.

7. Провести математическое моделирование параметров рабочего органа земснаряда для выявления зависимости геометрических, кон струкционных и кинематических параметров в зависимости от физи ко-механических свойств водно-сапропелевой среды.

8. Разработать математическую модель и методику расчета дви жения земснаряда с роторно-винтовым движителем и установить их адекватность.

9. Обобщить опыт создания и практического использования ма шин с роторно-винтовым движителем при создании инновационной техники для очистки водных объектов от донных отложений.

Во второй главе рассмотрены технологии очистки водных объ ектов и существующие средства гидромеханизации.

Водные объекты от донных отложений очищаются следующими PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com способами: механизированным, гидромеханизированным, взрывным и ручным.

Наибольшее распространение получили механизированный и гидромеханизированный способы разработки донных отложений, рис 1.

При всем СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ВОДОЕМОВ многообразии техники для МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННЫЙ очистки водных СПОСОБ СПОСОБ объектов от донных отложе ЗЕМЛЕСОСНЫЙ МНОГОЧЕРПАКО ВЗРЫВНОЙ СПОСОБ ний, наиболее РУЧНОЙ СПОСОБ СНАРЯД ВЫЙ СНАРЯД перспективной КАНАТНО-ЭКСКАВАТОРНЫХ С ПОМОЩЬЮ КОВШОВОГО КАНАТНО-СКРЕПЕРНЫХ отечественной ЭКСКАВАТОРА С ПОМОЩЬЮ С ПОМОЩЬЮ УСТАНОВОК УСТАНОВОК разработкой яв РАЗРЫХЛЕНИЕМ ВСАСЫВАНИЕМ БЕЗ ЭЖЕКЦИИ С ПОМОЩЬЮ С ПОМОЩЬЮ СВОБОДНЫМ ЭЖЕКЦИИ ЭРЛИФТА ФРЕЗОЙ ляются малога баритные землесосные снаряды серии Рис 1. Способы очистки водоемов «Нижегородец», бежных - хорошо зарекомендовал себя финский земснаряд из зарубежных «Watermaster», как многофункциональная машина.

В целом представленный во второй главе анализ существую щей техники для гидромеханизации показал, что в России в на стоящее время нет необходимых и совершенных машин, с помо щью которых могла бы решаться поставленная задача очистки ма лых водных объектов от донных отложений, и поэтому стоит ост рейшая потребность в создании таких машин.

В третьей главе дано теоретическое обоснование метода оп ределения физико-механических свойств донных отложений.

Обзор методов дистанционного исследования грунтов в экстре мальных условиях позволил установить, что наиболее оперативным и технически приемлемым в условиях заболоченной и обводненной мест ности является метод гравитационного зондирования дна, заключаю щийся в оценке прочности грунта по количеству ударов, глубине по гружения или совпадению ударных импульсов гравитационного зонда в натуре и на грунтах-аналогах. Аналитического описания этого метода не существует. Отсутствие достоверных данных о прочностных свойст вах донных грунтов приводит к несоответствию параметров грунтораз рабатывающих машин реальным условиям их эксплуатации.

В настоящем разделе разработан математический аппарат метода оценки свойств подводных грунтов по результатам гравитационного PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com зондирования донного массива в условиях естественного залегания.

На рис.2 при ведена рас четная схе ма гравита ционного зонда при внедрении его в грунт, а на рис. 3 графики Рис. 2. Расчетная Рис. 3. Графики движения зонда в движения схема зондирования грунте: а - ускорение;

б - ско зонда в грунта рость;

в - глубина погружения грунте.

Уравнения движения сферического зонда в массиве грунта имеет вид:

min ( x, 2 r ) 3µx 2 & min ( x,2 r ) + 2 rx x 2 dx = g && (1) x m m Установлено, что разработанная модель гравитационного зонди рования позволяет по одному удару свободно падающего сферического зонда определять динамическую структурную вязкость и сцепление донных грунтов на месте залегания согласно приведенным ниже фор мулам:

x 2 (t 4 ) T & x dt [g (T t 4 ) + x (t 4 )] (H 2 r ) g (H 2 r ) + & & m (2) t 0 = r 2 2 T (T ) x 2 dt (H 2 r ) t4 & t ) x (t 4 ) (H & (T 2 r )x (t 4 ) t4 & m ………….(3) µ= 6 r T (T ) x dt (H 2 r ) t4 & t Дальнейшей задачей этой части работы являлось исследо вание сопротивления разработке донных отложений. Рассмотрено движение вязкопластичного во донасыщенного грунта по на клонной поверхности рабочего органа, в качестве которого вы бран элементарный нож, выпол Рис.4 Расчетная схема разработки ненный в виде плоской прямо подводного грунта PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com угольной пластины с острой режущей кромкой.

Далее была определена сила, действующая на нож, на основе рас четной схемы разработки подводного грунта, показанной на рис. 4.

Сила сопротивления разработке подводного грунта примет вид:

cos + 1 2 3 cos + 1 h + bµv0 9h 0 µ 1v0 1 + 1 + 1 + b( в )g F = bh 0 (4) sin sin 9 где µ - динамическая структурная вязкость, Па*с;

0 - сцепление грун та, Па;

h - глубина резания, м;

v0 - скорость ножа, м/с;

b и l - соответст венно ширина и длина ножа, м;

- угол резания, рад;

и в - плотность грунта и воды, кг/м3;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Таким образом, для определения сопротивлений резанию необходимо знать свойства донного грунта - вязкость, сцепление, плотность, а также параметры рабочего процесса. Значения последнего обусловлены кон струкцией рабочего органа и кинематикой процесса резания.

а б в г Рис. 5. Проведение испытаний (а) зонда с датчиком ускорений (б и в) на озере Глуховское (Нижегородская область), г) образец осциллограммы с записанным ускорением зонда при его вне дрении в донное сапропелевое отложение на оз. Глуховское.

Свойства же подводных грунтов в условиях естественного залегания определяют методом гравитационного зондирования с помощью зон дов, разработанных автором в Нижегородской государственной сель скохозяйственной академии, рис 5.

Четвертая глава посвящена описанию натурных исследований свойств подводных грунтов, проведенных на мелководье озера Глухов PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ское Шатковского района Нижегородской области. В ходе испытаний определены физико-механические характеристики различных типов донных отложений и отработана методика гравитационного зондирова ния грунтов. Проведено 127 опробований грунтов мелководного поли гона.

б) а) в) г) д) Рис 6 Глинисто-водорослевый сапропель: а, б, в - параметры движения зонда;

г, д - расчетные значения вязкости, µ и сцепления, Сопротивление движению сферического зонда в донном массиве включает сопротивление Fв, пропорциональное вязкости грунта и ско рости деформатора и сопротивление Fс, пропорциональное напряже нию сдвига, не зависящее от скорости.

Для определения динамической структурной вязкости и предельно го напряжения донных сапропелевых отложений использована про грамма на базе пакета MathCAD.

Свойства грунтов определяли исходя из уравнения движения зонда в вязко-пластичной среде :

Fв + Fс = m(g w ), min ( x,2 r ) где Fв = 3µv min( x,2r ), Fс = 2 0 2rx x 2 dx (5) где m - масса зонда, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

w, v, x ускорение, скорость и перемещение зонда, м/с2, м/с, м;

µ и 0 вязкость и сцепление грунта, Па*с, Па;

min (x,2 r ) означает, что в случае погруже PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ния шара в грунт на глубину более его диаметра величина x стабилизи руется и принимает постоянное значение x = 2 r.

Для расчета динамической структурной вязкости и сцепления дон ных сапропелевых отложений регистрируемый график ускорения сфе рического зонда (рис. 3) дважды интегрировался в среде MathCAD.

а) б) Рис. 7. Плотности распределения сцепления (а) и вязкости (б) донных отложений: 1 - торфянисто-водорослевый сапропель;

2 - глинисто водорослевый сапропель;

3 – известковистый сапропель;

4 - глина Таблица 1. Значения параметров распределения сцепления 0 и вязкости µ донных сапропелевых отложений в районе проведения испытаний на оз. Глуховское Торфянисто- Глинисто Сапропель Известковистый Параметры водорослевый водорослевый Математическое ожидание 0, кПа 2,5 2,0 15, µ, кПа·с 0,23 0,48 5, СКО (Среднеквадратичное отклонение) 0, кПа 0,346 0,27 1, µ, кПа· с 0,05 0,092 1, Дисперсия 0,1197 0,073 3,, кПа µ, кПа· с2 0,0025 0,0085 1, Коэффициент вариации K 0 13,8 13,5 11, Kµ 21,7 19,2 22, В результате получены графические зависимости изменения реоло гических свойств глинисто-водорослевого сапропеля по ударному им пульсу с учетом массово-габаритных параметров сферического зонда (рис 6). Аналогично получены зависимости для торфянисто- водоросле PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com вого и известковистого сапропелей, приведенные в диссертации.

Рис 8 Зависимость силы сопротивления разработки от вязкости и предельного напряжения сдвига По опытным выборкам построены плотности распределения свойств донных сапропелевых отложений (рис. 7). Распределение сцепления и вязкости донных осадков показывает, что оно соответствует нормально му закону. Статистические характеристики распределения физико механических свойств донных отложений оз. Глуховское, полученные методом гравитационного зондирования, сведены в таблицу 1.

Рис 9 Зависимость силы сопротивления разработки от длины резца и угла резания Проведенные исследования показали, что коэффициенты вязкости водонасыщенных грунтов, полученные методами гравитационного зон дирования, согласуются между собой с точностью около 15 %. Сходи мость значений сцепления грунтов, определенных зондом и вращатель ным срезом находится в пределах 17 %.

На рис. 8, 9 приведены зависимости сил сопротивления резанию донных грунтов от их свойств и параметров деформатора (рабочего ор PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com гана машины), построенные при помощи моделирующей программы MathCAD.

ГРУНТОЗАБОРНЫЕ УСТРОЙСТВА ЗЕМЛЕСОСНЫХ СНАРЯДОВ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО С УСТРОЙСТВАМИ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ГРУНТОЗАБОРА ВСАСЫВАНИЯ КРУГЛЫЕ ЭЛЛИПТИ ГИДРАВЛИ ВИБРАЦИ ВИДНЫЕ ЧЕСКИЕ ЩЕЛЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧЕСКИЕ ОННЫЕ ФРЕЗЕРНО- РАЗМЫВАЮ ФРЕЗЕРНЫЕ ВИНТОВЫЕ ЧЕРПАКОВЫЕ ЧЕРПАКОВЫЕ ЩИЕ ЭЛЕКТОВИБРАЦИОННЫЕ ГИДРОВИБРАЦИОННЫЕ ДИФФУЗИОННЫЕ ВОЛОЧАЩИЕСЯ СПЕЦИАЛЬНЫЕ КАЧАЮЩИЕСЯ ЦЕПНЫЕ МНОГОФРЕЗЕРНЫЕ МНОГОСТРУЙНЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ НЕРЕВЕРСИВНЫЕ НЕРЕВЕРСИВНЫЕ ОДНОСТРУЙНЫЕ РЕВЕРСИВНЫЕ РЕВЕРСИВНЫЕ ЧЕРПАКОВЫЕ ШНЕКОВЫЕ ФРЕЗЕРНО РОТОРНЫЕ НОЖЕВЫЕ ЦЕПНЫЕ СО СВОБОДНЫМ ОТКРЫТЫЕ БЕЗБУНКЕРНЫЕ ВСАСОМ ЗАКРЫТЫЕ ДОЗИРУЮЩИЕ БУНКЕРНЫЕ С ЧАСТИЧНОЙ ДОЗИРОВКОЙ БУНКЕРНЫЕ Рис. 10. Классификация грунтозаборных устройств Таким образом, установлена аналитическая взаимосвязь прочност ных характеристик вязко-пластичных грунтов от параметров их удар ного нагружения.

В пятой главе проведено исследование грунтозаборных устройств, предназначенных для разработки донных отложений.

Классификация грунтозаборных устройств землесосных снарядов при ведена на рис. 10.

На основе опыта разработки дон ных отложений землесосными снаря дами установлено, что наиболее произ водительным является разработка дон ных отложений с предварительным ме Рис.11 Фреза собственной ханическим их рыхлением фрезой, ус конструкции автора тановленной перед всасывающим уст ройством. Вид фрезы предлагаемой конструкции приведен на рис. 11.

Для обоснования параметров фрезы была разработана математиче ская модель рабочего органа, основанная на исследованиях С. П. Ого родникова и личных исследованиях автора.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Математическое описание процессов взаимодействий рабочих ор ганов грунтозаборного устройства с водно-грунтовой средой осуществ лено с использованием ПЭВМ, пакетов современных расчетных и мо делирующих программ: Excel, MathCAD.

Рис 12 Зависимость суммарного момента сопротивления разработ ке от плотности и вязкости среды Рис 13 Зависимость суммарного момента сопротивления разработ ке от предельного напряжения сдвига и вязкости сапропеля Получены зависимости суммарного момента сопротивления реза нию от физико-механических параметров среды, построенные по про грамме MathCAD (рис 12,13).

Полученные результаты моделирования реального процесса, приве денные на рис 12, 13, подтверждают адекватность принятых положений.

Шестая глава посвящена разработке инновационной методологии по созданию машин и технологий для очистки водоемов от донных от PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ложений.

Первоочередная за ОБОБЩЕННОЕ СВОЙСТВО Kµ.n МАШИН ПО ДОБЫЧЕ САПРОПЕЛЯ дача – это создание оте (КАЧЕСТВО В ЦЕЛОМ) чественных технических средств, предназначен K (K,...,K ) ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 1.n 1.1 1. ных для очистки водных K (K,...,K ) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА объектов от донных от 2. n 2.1 2. ложений с учетом реаль K (K,...,K ) ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ 3.n 3.1 3. ных экономических усло K (K,...,K ) вий в стране, основанных ПОКАЗАТЕЛИ СВОЙСТВ УНИФИКАЦИИ 4.n 4.1 4. на исследованиях по соз K (K,...,K ) ПОКАЗАТЕЛИ ТРАНСПОРТАБЕЛЬНОСТИ 5. n 5.1 5. данию новых рабочих ор K (K,...,K ) ганов.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 6.n 6.1 6. На основании анали K (K,...,K ) ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ за функционирования 7.n 7.1 7. K (K,...,K ) родственных технических ЭСТЕТИКО-ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 8. n 8.1 8. объектов и функциони K (K,K ) ПАТЕНТНО-ПРАВОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ рования машин по разра 9. n 9.1 9. Рис.14 Обобщенное свойство машин раз- ботке донных отложений работке донных отложений автором предлагается комплексная модель оценки качественных показателей машин, рис. 14.

Разработанную модель оценки качества целесообразно положить в основу оценки качества машин для очистки водоемов. Комплексное рассмотрение вопросов, касающихся процесса проектирования и созда ния машин для разработки донных отложений должно быть основано на системном исследовании.

Условно процесс проектирования новой Si Ki А машины показан на рис. 15.

Автором разработан и применен функ i K K ционально-структурный подход и модульная 0 i i + S С технология проектирования и создания машин Рис. 15 Условное изо- для добычи сапропеля и очистки водоемов от бражение процесса донных отложений. Функционально проектирования но- структурный подход позволяет перейти к мо вой машины дульному принципу комплектования машины.

Модульный принцип представлен на рис. 16.

F 0 S0 M 0 (6) где: - целевая функция, S - обобщенная структура, M 0 - модуль.

0 F f i si m i (7) где: f i - элементарная функция, si - элементарная структура, mi PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com элементарный модуль.

Модульный принцип комплектования позволяет обеспечить: со кращение объема, снижение трудоемкости, стоимости и сроков выпол нения проектно-конструкторских работ;

уменьшение объема техноло гической документации;

сокращение времени сборки узлов и постройки земснарядов для очистки водоемов.

Функции, осуществляемые условной Общественная Декомпозиция функций и технологической системой в процессе потребность структуры системы разработки и донного грунта Р = (D, G, Q ) Единство функций и структуры системы Р Fi S i Промышленный образец земснаряда, созданный в ООО "Сапропель" Синтез структур S 1 iUS 2 iUS = Si F 1UF 2UF 3 3i Показатели качества, ресурсы, сроки K i (W i, T i ) K * ( *, T ) * W Рис 16 Функционально-структурный подход и модульная технология проектирования и создания машин для очистки водоемов от донных отложений.

Для всех существующих земснарядов весьма трудоемкой операци ей является процесс спуска земснарядов на воду, перемещение его в процессе работы по болотистой местности, перебазировка с объекта на объект, удаление земснаряда из воды на берег и эти проблемы до на стоящего времени не разрешены.

Седьмая глава данной работы посвящена проблемам создания ин новационной техники для очистки водных объектов от донных отложе ний. В этой главе рассмотрено взаимодействие мобильных земснарядов со средой вода-суша.

Выход из воды во многих случаях является наиболее трудным эта пом работы самоходного земснаряда на водных участках. Обусловлено это тем, что в процессе выхода на берег силы сопротивления движению различной природы достаточно часто превышают силы тяги, создавае мые сухопутным и водоходным движителями.

Процесс выхода самоходного земснаряда с роторно-винтовым дви жителем (РВД) на берег рассматривается как состоящий из 2-х этапов, разных по физической природе, это отражено на рис.17, где приведен вы бор расчетной схемы выхода мобильного земснаряда из воды на берег.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com а б Рис. 17 Силы, действующие на самоходный земснаряд с роторно-винтовым движителем: а) на первом этапе выхода из воды на берег, б) на втором эта пе выхода из воды на берег 1,.

0,75 3..

х D=2x0tg =Const Т - x min D=2x0tg-1=Const с x0 м/с м2 /с x D D 1, 0,45 0,95 D=2x0tg-1=Const 0, 3 x 0,80 D 0, 0, 0,77 рад 0, 1,37 1,17 0, 0,77 рад 0, 1,37 1,17 0, 0,77 рад 0, 1,37 1,17 0, в град б град 75 60 а град 75 60 45 75 60 Рис. 18 Результаты математического моделирования первого этапа вы хода самоходного земснаряда с роторно-винтовым движителем на берег: а время выхода на первый виток лопасти, б - скорость в момент выхода на первый виток лопасти, в - ускорение в момент выхода на первый виток лопасти ( -угол атаки передней части ротора;

масса самоходного земсна ряда: 1 - 3000 кг, 2 - 4500 кг, 3 - 6000 кг) На первом этапе используется инерция движущейся на плаву массы - мобильного земснаряда. За счет накопленной энергии земснаряд дол жен выйти на край берега первым витком лопасти ротора. На втором этапе самоходный земснаряд с роторно-винтовым движителем движет ся благодаря сцеплению ротора с основанием и силы упора об воду (си лы тяги на воде).

На первом этапе (рис.17, а) дифференциальное уравнение поступа тельного выхода корпуса на береговую линию имеет вид:

M&& = R P + Fx + N x (8) x На машину действуют силы: M g - сила тяжести, P - сила тяги ро торов на воде (упор), R - суммарное сопротивление движению ротор PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com но-винтовой машины в воде, P - выталкивающая сила, N - сила нор V мальной реакции грунта и F - сила трения в точке контакта носовой части корпуса с грунтом, - угол наклона передней части ротора (угол «атаки»).

Результаты математического моделирования первого этапа выхода самоходного земснаряда с роторно-винтовым движителем на берег по казаны на рис.18.

б а в Угол наклона передней части ротора У наклонапе дне частиротора гол ре й У накл пе нейчастиротора гол она ред град град град наклон винтовой лопасти 15 град наклонвинтовойлопасти15град наклонвинтовойл опасти15град 8 скоро м/с сть, скорость, м 8 /с ско о м р сть, /с ускоре, м/с^ ние 6 ускоре м ние, /с^ уско е е м р ни, /с^ тяга,*10^3Н тяга ^,*10 Н тяга,*10^ 6 3Н со тивле про ние,*10^3Н со ти ни,*10 Н про вле е ^3 4 сопро тивление,*10^3Н по уж ниеро р, м гр е то а погруж ениеротора, м по ениерото м груж ра, 2 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0, - 0 0,2 0,4 0,6 0, - - 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0, -2 -4 - вре я, с м врем с я, врем с я, - -4 - Рис. 19 Результаты математического моделирования выхода самоходно го земснаряда с роторно-винтовым движителем на берег. Второй этап.

При угле наклона передней части ротора 60° земснаряд на берег не вы шел (в), при больших значениях угла земснаряд на берег выходил (а, б) На втором этапе (рис.17.б) составлены уравнения движения само ходного земснаряда с роторно-винтовым движителем в проекциях на оси координат хОу:

Fx = Fy = M0 = 0 (9) P1 cos Q1 sin + P2 cos + J cos = Q1 cos P1 sin + P2 cos + Q 2 G + J sin = Q1 + P1h + P2 s + Q 2 ( f sin b cos ) M J = где G - масса машины;

P = сQ1 - сила тяги роторов на грунте;

с - ко эффициент сцепления РВД с грунтом;

Q1 - реакция грунта на роторы;

P - сила тяги роторов гидродинамическая (упор);

Q 2 - гидростатическая сила, действующая на роторы;

J - сила инерции, приложенная в центре масс;

M J - момент силы инерции относительно центра масс;

О-- центр масс;

- угол подъема;

v - линейная скорость машины;

w - угловая скорость машины;

L - длина базового цилиндра ротора;

а -текущая пе PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com L ременная, удовлетворяющая условию: 0 а 2 ;

hЛ - высота реборды (ло пасти) роторно-винтового движителя;

АВ - линия сдвига грунта;

хОу система координат, жестко связанная с грунтом;

XOY - система коорди нат, жестко связанная с машиной.

Рис. 20 Общий вид и схема экспериментальной установки Результаты математического моделирования второго этапа выхода самоходного земснаряда с роторно-винтовым движителем на берег по казаны на рис.19.

В качестве объектов физического моделирования использовалась модель самоходного земснаряда с роторно-винтовым движителем, вода и песчаная насыпь. Общий вид и схема экспериментальной установки представлены рис.20.

Восьмая глава посвящена реализации результатов диссертацион ного исследования. Результаты исследований использованы при созда нии новых и модернизации существующих образцов земснарядов для разработки донных отложений.

На целый комплекс плавающих машин получены авторские свиде тельства и патенты, которые воплощены на практике в научно производственном предприятии «Сапропель» Нижегородского сельско хозяйственного института в дальнейшем преобразованного в самостоя тельную организацию ООО «Сапропель».

Практическая ценность заключается в реализации разработанных методик при проектировании, создании и модернизации технических средств, предназначенных для очистки водоемов от донных отложений, по строительству водоемов, по использованию созданных земснарядов в экстремальных ситуациях. Рис. 21 наглядно это иллюстрируют.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com а б г в е д Рис. 21 Земснаряды на объектах Нижегородской области: а) расчи стка заросшего канала к насосной станции для защиты Курмышской сельхознизины;

б) очистка и дноуглубление городского водоема в микрорайоне «Водный мир» г. Нижний Новгород;

в) земснаряд на восстановлении русла реки Железница в г. Выкса;

г) земснаряд при строительстве хозяйственного водоема, пос. Лакша;

д) на разработке грунта для подачи водогрунтовой пульпы на полигон;

е) процесс за мыва участка горящего полигона.

Результаты работы в виде методик расчетов, технических предло жений, практических рекомендаций внедрены в ООО «Сапропель» при проектировании и изготовлении под руководством автора различных модификаций плавающих машин «Нижегородец».

На основе теоретических исследований по взаимодействию ротор но-винтового движителя с переувлажненными, топкими грунтами и во дой предложена конструкция базовой машины для механизации про цессов в прудовом рыбоводстве и машина для забора воды из трудно доступных водоемов.

На рис 22 приведены образцы инновационной техники для очистки водоемов, пожаротушения в труднодоступных местах и для ведения прудового рыбоводства.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com б а Рис. 22 Образцы инновационной техники:

а) для очистки водоемов, б) для пожаротушения в трудно доступных местах, в) для ведения прудового рыбовод ства.

в ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ В работе на основании комплексного анализа теоретических 1.

и экспериментальных исследований в области гидромеханизации и проходимости различных типов движителей мобильных машин разра ботаны научные методы и получены обоснованные технические реше ния, позволяющие создать современные инновационные и энергосбере гающие технологии и технические средства, способные качественно решить задачи экологической реабилитации существующих и создания новых водных объектов, как источников чистой воды, а также быть ис пользованными в экстремальных ситуациях.

Экспериментально подтверждено наличие аналитической 2.

взаимосвязи между прочностными характеристиками вязкопластичных грунтов и параметрами их гравитационного зондирования. Разработан ная автором модель гравитационного зондирования грунта, позволяет определять вязкость и сопротивление смятию донного грунта в реаль ных условиях по зависимостям (2) и (3).

Разработаны методики и программы математического моде 3.

лирования, позволяющие обосновать геометрические, конструкционные и кинематические параметры рабочего органа в зависимости от физико механических свойств донных отложений (формула 4).

Разработан и внедрен функционально-структурный подход к 4.

формированию многовариантного образа технического средства для очистки водных объектов от донных отложений.

Анализ проходимости различных типов комбинированных 5.

движителей мобильных машин позволил установить, что наибольшей проходимостью обладает колесно-роторно-винтовой движитель, кото PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com рый применим во всем диапазоне перемещения и работы мелиоратив ных земснарядов (самостоятельно входит и выходит из воды).

Теоретически и экспериментально доказана способность 6.

движения самоходного земснаряда с роторно-винтовым движителем в водной среде, при выходе на берег.

Определены закономерности влияния геометрических пара 7.

метров движителя на тяговую способность самоходного земснаряда с роторно-винтовым движителем на воде (величину упора). Для земсна рядов, эксплуатируемых на воде с роторами, погруженными в воду на глубину, равной полному погружению базового цилиндра, до глубины, равной погружению 0,5 его диаметра, целесообразно выбирать большой угол наклона винтовой лопасти (до 40°). У самоходных земснарядов с роторно-винтовым движителем, имеющих для успешного выхода на бе рег погружение роторов в воду менее 0,5 их диаметра, значение угла навивки винтовой лопасти имеет второстепенное значение. Для этих земснарядов важнее увеличивать длину роторов.

Теоретические разработки, методики расчетов, технические 8.

предложения, практические рекомендации внедрены в ООО «Сапро пель» при проектировании, создании и модернизации мобильных зем снарядов «Нижегородец-1» и «Нижегородец-2» для выполнения техно логических операций по очистке водоемов от донных отложений и по строительству водоемов.

Публикации с изложением основных положений диссертации.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Согин А.В. Новые способы и средства повышения консистенции заса сываемой земснарядом водогрунтовой смеси. // А.В. Согин, Н.Н. Арефьев, О.Н. Тарасова // Сборник научных статей «Гидромеханизация-2006»: по материалам четвертого съезда гидромеханизаторов России. // Москва, Издательство МГГУ, 2006г. (Тематическое приложение к Горному ин формационно-аналитическому бюллетеню) с 183-189 (изд. ВАК №663).

2. Согин А.В. Особенности нового земснаряда с глубиной грунтозабора до 35 м. // А.В. Согин, Н.Н. Арефьев, О.Н. Тарасова // Сборник научных статей «Гидромеханизация-2006»: по материалам четвертого съезда гид ромеханизаторов России. // Москва, Издательство МГГУ, 2006г. - (Тема тическое приложение к Горному информационно-аналитическому бюлле теню) с 190-195 (изд. ВАК №663).

3. Согин А.В. Исследование движения роторно-винтовой машины (РВД) по воде // А.В. Согин, В.А. Шапкин // Известие вузов. Машиностроение, 2006г., № 5, с 54-64 (изд. ВАК №825).

4. Согин А.В. Исследование выхода роторно-винтовой машины из воды на берег. // А.В. Согин, В.А. Шапкин // Известие вузов. Машиностроение, PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2006г., № 6, с 23-30 (изд. ВАК №825).

5. Согин А.В. Поиск новых технологий по очистке биологических прудов очистных сооружений. // Сборник научных статей «Гидромеханизация 2009»: по материалам четвертого съезда гидромеханизаторов России. Мо сква: издательство МГГУ, 2009г. - (Тематическое приложение к Горному информационно-аналитическому бюллетеню) с 33-42 (изд. ВАК №663).

6. Сметанин В.И., Согин А.В., Согин И.А. Очистка водоемов и русел ма лых рек с помощью отечественных технических средств. // Академиче ский бизнес-журнал «Экономические стратегии» №7-8, 2010, с. 88-91 (изд.

ВАК №1967).

7. Сметанин В.И., Согин А.В. Очистка водоемов с помощью средств гид ромеханизации. // «Гидротехническое строительство» №9, 2010, с. 57- (изд. ВАК №652).

8. Согин А.В. Поисковое проектирование и создание машин для добычи сапропеля и очистки водоемов // Сборник научных статей «Гидромехани зация-2006»: по материалам четвертого съезда гидромеханизаторов Рос сии. // Москва, Издательство МГГУ, 2006г. (Тематическое приложение к Горному информационно-аналитическому бюллетеню) с 117-134 (изд.

ВАК №663).

9. Согин А.В. Исследование режимов резания вязких и сыпучих грунтов фрезой земснаряда проекта 2000М. // А.В. Согин, Н.Н. Арефьев // Сборник научных статей «Гидромеханизация-2009»: по материалам четвертого съезда гидромеханизаторов России. Москва: издательство МГГУ, 2009г. (Тематическое приложение к Горному информационно-аналитическому бюллетеню) с 194-198 изд. ВАК №663).

10. Согин А.В. Результаты исследования компьютерной модели кольце вых сопел эжекторов, Согин А.В., Иванов Е.Г. Труды международной на учно-технической конференции // Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика / Известия Санкт-Петербургского государст венного технологического института (технического университета, 2008, с.

61-64 (изд. ВАК №897).

11. Согин А.В. Создание машин для добычи сапропеля и оценка их работы по критерию благотворности. Сб. научных трудов, часть 2 // Информаци онные технологии в образовании, технике и медицине / Министерство об разования РФ, Волгоградский государственный технический университет, «Политехник», Волгоград, 2002, с. 152-154 (изд. ВАК №813).

12. Согин А.В. Конверсия оборонных информационных технологий в эко номику, биотехнологию, экологию, социологию, сельское хозяйство и об разование // Согин А.В., Войнов Б.С., Бугров В.Н., Брикач Г.Е., Бритенков А.К., Костерин В.В., Кутьин А.М, Мокров А.В., Петрова И.Э., Ротков Л.Ю., Сперанский С.Б., Яблоков Ю.А. Сборник научных трудов, часть 2 // PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Информационные технологии в образовании, технике и медицине / Мини стерство образования РФ, Волгоградский государственный технический университет, «Политехник», Волгоград, 2002, с. 265-268 (изд. ВАК №815).

13. Согин А.В., Штин С.М. Добыча сапропеля и возможности отечествен ных земснарядов. // Горный информационно-аналитический бюллетень.

Научно-технический журнал №1, 2011, с. 130-136 (изд. ВАК №663).

Изобретения и патенты:

14. Авторское свидетельство №1687750 СССР, МКИ, E02F 3/88, 5/28 Уст ройство для очистки водоемов / А.В. Согин, О.В. Удюрминов, В.М. Коно валов (СССР) Заявлено 04.04.1989г., опубликовано 30.10.1991г. Бюллетень №40.

15. Авторское свидетельство № 1687790 СССР, МКИ, Е21С 50/00 Устрой ство для добычи сапропеля / А.В. Согин, В.М. Коновалов, О.В. Удюрми нов (СССР) Заявлено 20.02.1989г., опубликовано 30.10.1991г. Бюллетень №40.

16. Авторское свидетельство № 1700158 СССР, МКИ, E02F 3/88 Землесо сный снаряд. / А.В. Согин, А.И. Назаров, В.М. Коновалов, М.Ю. Цапин, П.А. Белов (СССР) Заявлено 16.10.1989г., опубликовано 23.12.1991г. Бюл летень №47.

17. Авторское свидетельство №1738937 СССР, МКИ, E02F 3/90 Грунто заборное устройство земснаряда. / А.В. Согин, П.А. Белов, О.В. Удюрми нов, В.М. Коновалов (СССР) Заявлено 19.07.1989г., опубликовано 07.06.1991г. Бюллетень №21.

18. Авторское свидетельство № 1754852 СССР, МКИ, E02F 3/92 Всасы вающий наконечник земснаряда / А.В. Согин, В.М. Коновалов, П.А. Белов (СССР) Заявлено 16.10.1989г., опубликовано 15.08.1992г. Бюллетень №30.

19. Авторское свидетельство №1655915 СССР, МКИ, C02F 11/12 От стойник для сапропеля / А.В. Согин, А.И. Назаров, М.Ю. Цапин (СССР) Заявлено 04.04.1989г., опубликовано 15.06.1991г. Бюллетень №22.

20. Авторское свидетельство №1640128 СССР, МКИ, C02F 11/12 От стойник для сапропеля. / А.В. Согин, Н.П. Светлов (СССР) Заявлено 04.04.1991г., опубликовано 07.04.1991г. Бюллетень №13.

21. Авторское свидетельство №1544759 СССР, МКИ, C05F 7/00 Способ получения сапропелевого удобрения / А.В. Согин (СССР) Заявлено 16.05.1988г., опубликовано 23.02.1990г. Бюллетень №7.

22. Авторское свидетельство №1693176 СССР, МКИ, Е02В 7/06 Грунтовая плотина и способ её возведения. / А.В. Согин, А.И. Назаров, М.Ю. Цапин (СССР) Заявлено 19.06.1989г., опубликовано 23.11.1991г. Бюллетень №43.

23. Патент на изобретения №2338832 Способ очистки и восстановления биологических прудов очистных сооружений / А.В. Согин (RU) Заявлено 12.03.2007г., опубликовано 20.11.2008г. Бюллетень №32.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 24. Патент на изобретения №2327528 Гидроциклон / А.В. Согин, Е.Г. Ива нов (RU) Заявлено 09.01.2007г., зарегистрировано 27.06.2008г.

25. Патент №86699 Россия Гибкий трубопровод. / А.В. Согин, А.А. Хоры чев (RU) Заявлено 27.02.2008г., опубликовано 29.10.2008г., зарегистриро вано 10.09.2009г.

26. Патент № 75706 Подводный трубопровод. / А.В. Согин, А.А. Хорычев (RU) Заявлено 21.03.2008г., зарегистрировано 20.09.2008г.

27. Патент № 85210 Гибкий трубопровод. / А.В. Согин, А.А. Хорычев (RU) Заявлено 27.02.2008г., зарегистрировано 27.07.2009г.

28. Патент № 55390 Земснаряд. / А.В. Согин, Н.Н. Арефьев, Е.Г. Иванов, О.Н. Тарасова (RU) Заявлено 22.02.2006г., зарегистрировано 10.08.2006г.

29. Патент №49042 Машина для очистки дренажных колодцев / А.В. Со гин, B.C. Дементьева, Е.Г. Иванов, Н.В. Афанасьев (RU) Заявлено 11.03.2005г., опубликовано 10.11.2005г. Бюллетень №31.

30. Патент № 45144 Грунтозаборное устройство землесосного снаряда. / А.В. Согин (RU) Заявлено 22.12.2004г., опубликовано 27.04.2005г. Бюлле тень №12. Зарегистрировано 27.04.2005г.

31. Патент №42237 Землесосный снаряд. / A.B. Согин (RU) Заявлено 18.08.2004г., опубликовано 27.11.2004г. Бюллетень №33.

32. Патент №41746 Землесосный снаряд. / А.В. Согин (RU) Заявлено 06.06.2004г., опубликовано 10.11.2004г. Бюллетень №31.

33. Патент № 65062 Грунтовая плотина. / A.B. Согин (RU) Заявлено 05.03.2007г., опубликовано 27.07.2007г. Бюллетень №21.

34. Патент №41314 Землесосный снаряд и рабочий орган землесосного снаряда. / А.В. Согин, Ю.А. Судник, М.Н. Ерохин (RU) Заявлено 08.06.2004г., опубликовано 20.10.2004г. Бюллетень №29.

35. Патент на промышленный образец № 54841 Земснаряд. / A.B. Согин (RU) Заявлено 04.04.2003г., опубликовано 16.06.2004г.

36. Патент №32142 Землесосный снаряд. / А.В. Согин (RU) Заявлено 04.04.2003г., опубликовано 10.09.20034г. Бюллетень №25.

37. Авторское свидетельство №551215 СССР, МКИ, B62D 57/00, B60F 3/00 Шнековый движитель. / A.B. Согин (СССР) Заявлено 20.05.1975г., опубликовано 25.03.1977г. Бюллетень №11.

38. Авторское свидетельство № 745762 СССР, МКИ, B62D 57/00 Комби нированный движитель транспортного средства. / А.В. Согин (СССР) За явлено 19.06.1978г., опубликовано 07.07.1980г. Бюллетень №25.

39. Авторское свидетельство №901141 СССР, МКИ, B62D 57/00, B60F 3/00 Шнековый движитель. / А.В. Согин, М.И. Лебедев (СССР) Заявлено 40. Авторское свидетельство №961623 СССР, МКИ, А01К 61/02 Устрой ство для внесения в водоемы веществ. / А.В. Согин, М.И. Лебедев (СССР) Заявлено 21.11.1980г., опубликовано 30.09.1982г. Бюллетень №36.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 41. Авторское свидетельство № 996254 СССР, МКИ, B62D 57/00, B60F 3/00 Транспортное средство высокой проходимости. / А.В. Согин, М.И.

Лебедев (СССР) Заявлено 30.06.1980г., опубликовано 15.02.1983г. Бюлле тень №6.

42. Авторское свидетельство № 1123593 СССР, МКИ, A01G 25/09 Полив ная машина. / А.В. Согин (СССР) Заявлено 08.04.1984г., опубликовано 15.11.1984г. Бюллетень №42.

43. Авторское свидетельство №1205434 СССР, МКИ, B60F 3/00 Роторно винтовой движитель транспортного средства. / А.В. Согин, Е.Г. Иванов, М.Ю. Цапин (СССР) Заявлено 13.07.1984г., зарегистрировано 15.09.1985г.

44. Авторское свидетельство № 1284850 СССР, МКИ, B60F 3/00 Амфи бия. / A.B. Согин, С.И. Котиков, А.Е. Смородин, А.А. Кириченко (СССР) Заявлено 31.05.1985г., опубликовано 23.01.1987г. Бюллетень №3.

45. Авторское свидетельство № 1250189 СССР, МКИ, А01С 3/06 Само ходная машина. / А.В. Согин, Е.Г. Иванов, М.Ю. Цапин, О.В. Удюрминов (СССР) Заявлено 04.03.1985г., опубликовано 15.08.1986г. Бюллетень №30.

46. Патент № 39900 Малогабаритный землесосный снаряд. / А.В. Согин (RU) Заявлено 21.04.2004г., опубликовано 20.08.2004г. Бюллетень №23.

Публикации и статьи в других изданиях:

47. Согин А.В. Синтез сельскохозяйственных мобильных машин эвристи ческим методом синтеза. В кн. Войнов Б.С. «Информационные техноло гии и системы» Т2, раздел 11.2, изд-во Нижегородского государственного университета им. Лобачевского. Нижний Новгород, 2001, с.154-174.

48. Согин А.В. Синтез сельскохозяйственных мобильных машин эвристи ческим методом синтеза. В кн. Войнов Б.С. «Информационные техноло гии и системы», раздел 11.2, Издательский центр РАН, «Наука», элек тронное издание, 2003, с.508-528.

49. Согин А.В. Синтез мобильных сельскохозяйственных машин эвристи ческим методом. / В книге Б.С. Воинова, В.Н. Бугрова, Б.Б. Воинова «Ин формационные технологии и системы: Поиск оптимальных, оригинальных и рационных решений и Прикладные системные исследования, Москва, «Наука», 2007г., с 154-174.

50. Согин А.В. Синтез сельскохозяйственных мобильных машин эвристи ческим методом синтеза. В кн. Войнов Б.С., Бугров В.Н., Войнов Б.Б «Ин формационные технологии и системы»: Поиск оптимальных, оригиналь ных и рациональных решений, раздел 11.2, Издательский центр РАН, «Наука»,, 2007, с.508-528.

51. Согин А.В. Функционально-структурный подход к разработке мобиль ных машин для добычи сапропеля. Сборник научных трудов // Совершен ствование эксплуатационных качеств тракторов и автомобилей и исполь PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com зование машинно-тракторного парка / Горьковский сельскохозяйственный институт. Горький, 1986г., с 48-59.

52. Согин А.В. Начальный этап процесса проектирования и конструирова ния машин агропромышленного назначения. Сборник научных трудов // Улучшение эксплуатационных качеств тракторов и автомобилей / Горь ковский сельскохозяйственный институт. Горький, 1988г., с 37-43.

53. Согин А.В. Постановка, анализ и процесс поиска новых технических решений при проектировании и конструировании машин агропромышлен ного назначения. Сборник научных трудов // Улучшение эксплуатацион ных качеств тракторов и автомобилей / Горьковский сельскохозяйствен ный институт. Горький, 1988г., с 43-54.

54. Согин А.В. Основные принципы создания машин и технологий для до бычи сапропеля на основе системного подхода. Сборник научных трудов // Совершенствование сельскохозяйственной техники, применяемой в жи вотноводстве / Горьковский сельскохозяйственный институт. Горький, 1990г., с 73-82.

55. Согин А.В. Логическая модель формирования критериев качества ма шин для добычи сапропеля. Сборник научных трудов // Улучшение экс плуатационных качеств тракторов и автомобилей / Горьковский сельско хозяйственный институт. Горький, 1990г., с 87-95.

56. Согин А.В. Математическая модель качества машин для добычи са пропеля и очистки водоемов. Сборник научных трудов // Улучшение экс плуатационных качеств тракторов и автомобилей / Горьковский сельско хозяйственный институт. Горький, 1990г., с 95-105.

57. Согин А.В., Панин A.M. Новый способ добычи и получения сапропе левых удобрений // Торфяные и сапропелевые ресурсы России. Всерос сийский семинар. Тезисы докладов. / Нижний Новгород, 1999г., с 41-42.

58. Согин А.В. Машины для топких берегов. «Изобретатель и рационали затор» №7, 1987г., с.22-23.

59. Согин А.В. Постановка задачи при поисковом проектировании машин и технологий для добычи сапропеля. Сборник научных трудов // Повышение эффективности использования энергетики и совершенствование техноло гических процессов в сельскохозяйственном производстве. / Нижегород ская сельскохозяйственная академия. Нижний Новгород, 2001г., с 53-60.

60. Согин А.В. Поиск новых технологий по добыче сапропеля и приго товлению сапропелевидных удобрений на основе морфологического ме тода синтеза. Сборник научных трудов// Повышение эффективности ис пользования энергетики и совершенствование технологических процессов в сельскохозяйственном производстве. / Нижегородская сельскохозяйст венная академия. Нижний Новгород, 2001г., с 44-53.

61. Согин А.В. Способ добычи и получения сапропелевых удобрений из PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com локальных водоемов. Сборник научных трудов // Повышение эффектив ности использования энергетики и совершенствование технологических процессов в сельскохозяйственном производстве. / Нижегородская сель скохозяйственная академия. Нижний Новгород, 2001г., с 60-67.

62. Согин А.В. Модульная технология создания машин для добычи сапро пеля и очистки водоемов. Сборник научных трудов // Совершенствование технико-эксплуатационных процессов энергетических средств в сельском хозяйстве и на транспорте. / Нижегородская государственная сельскохо зяйственная академия. Нижний Новгород, 2007г., с 235-249.

63. Согин А.В. Создания машин для добычи сапропеля и оценка их работы по критерию благотворности. Сборник научных трудов // Информацион ные технологии в образовании, техники и медицине. / Международная научно-техническая конференция. Издательство «Политехник», Волго град, 2002г., с 152-154.

64. Согин А.В. Транспортно-технологический комплекс для очистки ма лых водоемов и добычи сапропеля. Сборник научных статей Междуна родной научно-технической конференции (17-19 декабря 2003г.). // Авто мобильный транспорт в XXI веке. / Нижегородский государственный тех нический университет им. Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, 2003г., с 317-318.

65. Согин А.В., Ганин А.В. Классификация болот с точки зрения проходи мости машин. Сборник научных статей Международной научно технической конференции (17-19 декабря 2003г.). // Автомобильный транспорт в XXI веке. / Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, 2003г., с 310-316.

66. Согин А.В. Транспортно-технологические машины для работы в пере ходных средах вода-суша и использование их в Поволжском регионе. Ма териалы научно-практической конференции «Проблемы повышения эф фективности транспорта Поволжья». Издательство ФГОУ ВПО ВГАВТ, Нижний Новгород, 2003г., с 67-71.

67. Согин А.В., Шапкин В.А., Щербаков Ю.В. Физико-механические свойства сапропелевых залежей Нижегородской области. - Материалы на учно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности транспорта Поволжья». Издательство ФГОУ ВПО ВГАВТ, Нижний Нов город, 2003г., с 71-74.

68. Согин А.В., Шапкин В.А. Физико-механические свойства сапропеле вых залежей. - Известие академии инженерных наук им. A.M. Прохорова, Научно-технический журнал, том 5, Москва - Нижний Новгород, 2003г., с 132-151.

69. Согин А.В., Шапкин В.А. Обоснование параметров машин для очистки малых водоемов и добычи сапропелевых удобрений. - Известие академии PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com инженерных наук им. A.M. Прохорова, Научно-технический журнал, том 5, Москва - Нижний Новгород, 2003г., с 171-183.

70. Согин А.В., Шапкин В.А. Современная технология получения сапро пелевых удобрений из локальных водоемов - Известие академии инженер ных наук им. A.M. Прохорова, Научно-технический журнал, том 8, Моск ва - Нижний Новгород, 2004г., с 77-88.

71. Согин А.В., Шапкин В.А., Щербаков Ю.В., Ерасов И.А. Математиче ская модель сопротивления разработки донного грунта. - Материалы Все российской научно-технической конференции «Транспортно технологические машины», Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, 2004г., с 259-270.

72. Согин А.В., Зуйков Ю.П., Шапкин В.А., Ерасов И.А. Определение си лы тяги (упора) роторно-винтового двигателя на воде. - Материалы Все российской научно-технической конференции «Транспортно технологические машины», Нижегородский государственный техниче ский университет им. Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, 2004г., с 271-278.

73. Согин А.В., Шапкин В.А. Метод обработки экспериментальных дан ных результатов замеров физико-механических параметров донных грун тов. - Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Транспортно-технологические машины», Нижегородский государствен ный технический университет, Нижний Новгород, 2004г., с 279-284.

74. Согин А.В., Шапкин В.А., Урядов А.В. Взаимодействие шарового зон да с донным сапропелевым отложением. - Известие академии инженерных наук им. A.M. Прохорова, Научно-технический журнал, том 19, Москва Нижний Новгород, 2006г., с 52-56.

75. Согин А.В., Тютнев A.M., Шапкин В.А. Экспериментальные исследо вания физико-механических свойств донных сапропелевых отложений гравитационным зондированием. - Известие академии инженерных наук им. A.M. Прохорова, Научно-технический журнал, том 19, Москва - Ниж ний Новгород, 2006г., с 141-147.

76. Согин А.В., Шапкин В.А., Крюков Л.Т. Постановка задачи фрезерова ния сапропелевых отложений. - Тезисы докладов Всероссийской моло дежной научно-технической конференции, 19-20 ноября 2009г., Нижего родский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, 2009г., с 135-136.

Подписано в печать. Тираж 100 экз.

Формат 60х84/16. Объем 2,0 уч.- изд.л.