РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ ВЫЕМКИ Российский патент 1994 года по МПК E02F3/88 E21C50/00 

Изобретение относится к строительству и горной промышленности и может быть использовано для добычи гранулированных полезных ископаемых (например, железо-марганцевых конкреций), а также для очистки песчаных пляжей от гальки и мусора.

Известен, например, рабочий орган для селективной выемки конкреций, включающий решетку [1].

Недостатком такого рабочего органа являются высокие удельные энергозатраты на добычу конкреций в результате потерь мелких классов конкреций и низкой степени их отделения от осадков при меняющемся грансоставе конкреций.

Наиболее близким, принятым за прототип, является рабочий орган для селективной выемки кускового материала "конкреций", включающий решетку, содержащую параллельные прутья, закрепленные в обойме [2].

Недостатком такого рабочего органа являются высокие удельные энергозатраты на добычу конкреций (или другого гранулированного материала) в результате низкой степени отделения их от мелких осадков в забое.

Целью предлагаемого изобретения является снижение удельных энергозатрат на добычу кускового материала за счет более полного отделения его в заборе от мелких вмещающих осадков.

Указанная цель достигается тем, что рабочий орган снабжен дополнительной решеткой, установленной на решетке с возможностью перемещения вдоль прутьев решетки и перпендикулярно им, при этом обоймы решеток снабжены направляющими, прутья выполнены овальными в поперечном сечении, установлены в обоймах с возможностью поворота вокруг своих осей и соединены в своих обоймах с тягами посредством шарниров, при этом прутья снабжены эластичными оболочками.

При проведении патентных исследований установлено, что снабжение рабочего органа дополнительной решеткой и возможность решетки и дополнительной решетки смещаться относительно друг друга является новым признаком, в результате чего осуществляется двукратное изменение расстояния между прутьями в общей решетке рабочего органа в соответствии с содержанием мелких классов крупности конкреций и снизить, тем самым, их потери.

На фиг.1 схематично изображен рабочий орган (общий вид в аксонометрии); на фиг. 2 - в разрезе обоймы решеток в положении максимального расстояния между прутами в плоскости рабочего органа; на фиг.3 - положение обойм решеток с максимальным расстоянием между прутьями при минимальном расстоянии между их осями; на фиг.4 - обоймы решеток с минимальным расстоянием между прутьями при минимальном расстоянии между их осями.

Рабочий орган включает решетки, содержащие обоймы 1 и 2, в которых установлены прутья 3 на осях 4, при этом прутья 3 снабжены эластичными оболочками 5 и соединены посредством шарниров 6 с тягами 7 и 8. Обоймы 1 и 2 снабжены направляющими 9. Пруты могут иметь стопоры от выпадения из обойм, например, в виде шпилек (не показаны). Для взаимного фиксирования обойм могут использоваться, например, струбцины, в том числе и дистанционно управляемые (не показаны), либо обоймы могут быть намагничены.

Рабочий орган работает следующим образом.

При выемке крупных конкреций обоймы 1 и 2 устанавливаются относительно друг друга таким образом, что прутья 3 находятся в плоскости рабочего органа на максимальном расстоянии (см.фиг.2). При этом прутья 3 располагаются в решетках друг над другом. Выемка конкреций осуществляется с одновременным отделением вмещающих осадков, которые проходят между прутьями 3, а конкреции, размеры которых больше расстояния между прутьями 3, задерживаются решетками. При уменьшении размеров конкреций в забое для предотвращения их возможных потерь обоймы 1 и 2 смещаются относительно друг друга в направлении, перпендикулярном прутьям 3. При этом направляющие 9 обоймы 1 входят между направляющими 9 обоймы 2 и все прутья 3 обеих решеток выстраиваются в одну плоскость (см.фиг.3). При этом осуществляется выемка конкреций более мелких, чем в первом случае, и отделение их от вмещающих осадков в результате того, что осадки проходят между прутьями 3, а конкреции задерживаются ими. При дальнейшем уменьшении размеров конкреций в забое для предотвращения их возможных потерь в случае, когда их размеры оказываются меньше расстояния между прутьями 3, воздействуя на тяги 7 и 8, при посредстве шарниров 6, прутья 3 поворачивают относительно осей 4. При этом расстояние между прутьями 3 в плоскости рабочего органа уменьшается до минимального (см.фиг.4). При этом конкреции самих мелких классов крупности задерживаются решетками, а осадки проходят между прутьями 3 и отделяются от конкреций. Экспериментально установлено минимальное соотношение между поперечным размером прутьев в плоскости решетки рабочего органа и расстоянием между прутьями, при котором возможно прохождение осадков между прутьями: 1,2...1,3 для грунтов I...III групп глубоководных океанических донных осадков. Прутья 3 могут иметь такие размеры и расположение в обоймах 1 и 2, что при повороте вокруг осей 4 прутья 3 полностью перекроют плоскость рабочего органа. Это исключает потеpи конкреций, однако при этом вмещающие осадки не отделяются. При выемке конкреций более крупных размеров осуществляются операции по изменению взаимного расположения прутьев 3 в обратном порядке. При выемке конкреций из навалов на дне или при образовании большой призмы волочения перед рабочим органом обоймы 1 и 2 смещаются относительно друг друга вдоль прутьев 3. При этом в передней части рабочего органа расстояние между прутьями 3 больше, чем в общей решетке (см.фиг.1). Общей частью решетки рабочего органа, образованной прутьями 3 обойм 1 и 2, осуществляется выемка мелких и крупных конкреций из навала или призмы волочения без потерь мелких конкреций, находящихся в верхней части призмы волочения. Передняя часть решетки рабочего органа, образованная прутьями 3 только одной обоймы 1 (или одной обоймы 2) осуществляет выемку крупных конкреций нижней части призмы волочения и отделение вмещающих осадков, лежащие ниже призмы волочения (это позволяет сократить энергозатраты на резание осадков комбинированной решеткой с различными расстояниями между прутьями в передней части и общей части решетки рабочего органа по сравнению с рабочим органом, решетка которого образована всеми прутами с одинаковым расстоянием между ними на всей плоскости рабочего органа).

Использование: в строительстве и горной промышленности, в частности для добычи гранулированных полезных ископаемых /например, железо-марганцевых конкреций/, а также для очистки песчаных пляжей от гальки и мусора. Сущность изобретения: обоймы рабочего органа установлены таким образом, что прутья в них находятся на максимальном расстоянии между собой. При уменьшении размеров вынимаемых конкреций обоймы располагают таким образом, что расстояние между прутьями между их осями минимально. В этом положении расстояние между прутьями изменяется в результате их поворота относительно осей тягами при посредстве шарниров, поскольку прутья имеют овальную форму поперечного сечения. Эластичные оболочки предохраняют конкреции или стеклянный мусор от дробления. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ ВЫЕМКИ, включающий решетку, содержащую параллельные прутья, установленные в обойме, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат на добычу кускового материала за счет более полного отделения его в забое от мелких вмещающих осадков, он снабжен дополнительной решеткой, установленной на основной решетке с возможностью перемещения вдоль прутьев решетки и перпендикулярно к ним, при этом обоймы решеток снабжены направляющими. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что прутья выполнены овальными в поперечном сечении, установлены в обоймах с возможностью поворота относительно своих осей и соединены между собой в своих обоймах посредством шарнирных тяг. 3. Рабочий орган по п.2, отличающийся тем, что прутья снабжены эластичными оболочками.