КОМПЛЕКС ДЛЯ ДОБЫЧИ КОНКРЕЦИЙ С МОРСКОГО ДНА Российский патент 2009 года по МПК E21C50/00 

Изобретение относится к средствам непрерывного действия для механизированной добычи конкреций с морского дна.

Известно устройство для добычи конкреций с морского дна (прототип), содержащее основное плавсредство, размещенные на нем приемное приспособление и лебедку, отклоняющие блоки, головной и хвостовой тяговые канаты, перфорированный сосуд прямоугольного поперечного сечения с режущими кромками, передвижное приспособление для фиксации в пространстве отклоняющего блока для хвостового каната, выполненное в виде вспомогательного плавсредства, которое с основным плавсредством связано двумя ветвями стального проволочного каната, который огибает дополнительный отклоняющий блок, размещенный на вспомогательном плавсредстве, а свободные концы этого каната закреплены на барабане дополнительной лебедки, размещенной на основном плавсредстве, на верхней части сосуда с помощью кронштейнов установлены ходовые колеса с возможностью охвата обеих ветвей упомянутого каната сверху и снизу и смещения вдоль этих ветвей, криволинейную шину с возможностью взаимодействия с ней сосуда при его разгрузке, установленной на основном плавсредстве, обе лебедки закреплены на поворотной платформе с возможностью ее поворота в горизонтальной плоскости относительно корпуса основного плавсредства, а расстояние между ветвями стального проволочного каната принято больше ширины сосуда (RU №2306420, опубл. БИ №27, 2007 г.).

Однако известное устройство основано на циклическом возвратно-поступательном движении добычного сосуда, поэтому производительность известного устройства ограничена. При увеличении глубины акватории производительность устройства дополнительно уменьшается из-за увеличения длины рабочего и холостого ходов сосуда между основным и вспомогательным плавсредствами.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности устройства по добыче конкреций с морского дна при увеличенной глубине залегания конкреций.

Технический результат достигается тем, что в комплексе для добычи конкреций с морского дна, содержащем кинематически связанные между собой гибкими элементами основное и вспомогательное плавсредства, установленный на поворотной платформе основного плавсредства сдвоенный приводной блок и установленный на вспомогательном плавсредстве сдвоенный отклоняющий блок с возможностью их огибания двумя гибкими элементами, закрепленный на гибких элементах и размещенный между ними перфорированный сосуд прямоугольного поперечного сечения с режущими кромками со стороны приемного отверстия, криволинейную направляющую шину для разгрузки сосуда и приемное приспособление для конкреций, размещенные на основном плавсредстве, согласно изобретению гибкие элементы выполнены в виде замкнутых в вертикальной плоскости пластинчатых цепей, на которых размещены сосуды с одинаковым шагом по их длине, а отклоняющие блоки на вспомогательном плавсредстве выполнены приводными и размещены на поворотной в горизонтальной плоскости платформе, сосуды на пластинчатых цепях закреплены с помощью шарниров, при этом ось шарнира на каждом сосуде при его размещении на морском дне смещена относительно центра массы сосуда в сторону его приемного отверстия в горизонтальной плоскости и в сторону верхней кромки сосуда - в вертикальной плоскости, причем нижняя ветвь цепей размещена с возможностью ее опирания на морское дно, прогнутая вверх направляющая шина размещена под сбегающими со сдвоенного приводного блока ветвями гибких элементов с возможностью взаимодействия с ней сосудов после их схода с приводного блока, а приемное приспособление для конкреций выполнено в виде наклонного перфорированного лотка, размещенного между набегающими и сбегающими с приводного блока ветвям гибких элементов, при этом над лотком размещены форсунки с возможностью подачи под напором чистой воды в лоток, а под лотком размещен с зазором желоб с возможностью отвода по нему воды со шламовыми частицами. Желоб может быть соединен с трубой с возможностью передачи по ней шлама на морское дно. Электрические двигатели приводных блоков на основном и вспомогательном плавсредствах могут быть синхронизированы между собой с управлением по радио.

Комплекс для добычи конкреций с морского дна представлен на фиг.1 - вид сбоку, на фиг.2 - вид сбоку на сосуд при его расположении на морском дне, на фиг.3 - вид сбоку на сдвоенные приводные блоки с разгрузочным устройством для сосудов, на фиг.4 - разрез А-А по фиг.3.

Комплекс для добычи конкреций с морского дна содержит кинематически связанные между собой гибкими элементами 1 и 2 основное 3 и вспомогательное 4 плавсредства. На поворотной платформе 5 основного плавсредства 3 установлен сдвоенный приводной блок 6 в виде двух закрепленных на валу 7 и кинематически связанных с приводом 8 звездочек 9. На вспомогательном плавсредстве 4 на поворотной платформе 10 установлен другой сдвоенный приводной блок 11, кинематически связанный с приводом (не показан). Приводные блоки 6 и 11 установлены с возможностью их взаимодействия с двумя гибкими элементами 1 и 2, выполненными в виде пластинчатых цепей. На гибких элементах 1 и 2 с одинаковым шагом l по их длине закреплены с размещением между ними перфорированные сосуды 12 прямоугольного поперечного сечения с режущими кромками со стороны приемного отверстия 13. Сосуды 12 на гибких элементах 1 и 2 (пластинчатых цепях) закреплены с помощью шарниров 14. При этом ось шарнира 14 на каждом сосуде 12 при его размещении на морском дне 15 смещена относительно центра массы 16 сосуда 12 в сторону его приемного отверстия 13 в горизонтальной плоскости и в сторону верхней кромки 17 сосуда 12 - в вертикальной плоскости. Причем нижняя ветвь гибких элементов - цепей 1 и 2 - размещена с возможностью ее опирания на морское дно 15. Под сбегающими со сдвоенного приводного блока 6 ветвями гибких элементов 1 и 2 размещена прогнутая вверх направляющая шина 18 с возможностью взаимодействия с ней верхних кромок 17 сосудов 12 после их схода с приводного блока 6. Между набегающими и сбегающими с приводного блока 6 ветвями гибких элементов 1 и 2 размещено приемное приспособление для конкреций 19, выполненное в виде наклонного перфорированного лотка 20. Над лотком 20 размещены форсунки 21 с возможностью подачи под напором чистой воды в лоток 20, а под лотком 20 размещен с зазором 22 наклонный желоб 23 с возможностью отвода по нему воды с удаленными при промывке конкреций шламовыми частицами. Желоб 23 может быть связан с трубой 24 с возможностью передачи по ней шлама на морское дно 15. Электрические двигатели (не показаны) приводных блоков 6 и 11 на основном 3 и вспомогательном 4 плавсредствах могут быть синхронизированы между собой с управлением по радио. 25 и 26 - якорные приспособления для основного 6 и вспомогательного 4 плавсредств. 27 - бункер или контейнер для конкреций. 28 - направление движения нижней ветви гибких элементов 1,2 с сосудами 12.

Комплекс действует следующим образом. Основное плавсредство 3 закрепляется с помощью якорных приспособлений 25 в зоне залежи конкреций. Вспомогательное плавсредство 4 с помощью якорного приспособления 26 устанавливается от основного плавсредства 3 на удалении, при котором нижние ветви гибких элементов 1 и 2 с сосудами 12 располагаются на морском дне 15 в соответствии с заданным фронтом работ по добыче конкреций, длиной и продольным профилем двухцепного контура и глубиной акватории. Далее одновременно включаются электродвигатели приводных блоков 6 и 11. При вращении приводных блоков 6 и 11 гибкие элементы 1 и 2 с закрепленными на них сосудами 12 двигаются по морскому дну 15, а сосуды 12 постепенно заполняются конкрециями. Расположение нижней ветви гибких элементов 1 и 2 на морском дне 15 исключает возможность захват сосудами 12 излишнего количества пустой породы и ила при наличии волнистого профиля морского дна 15. Кроме того, ограничение сосудов 12 при их движении по морскому дну 15 с двух сторон гибкими элементами 1 и 2 в виде тяжелых пластинчатых цепей формирует определенный канал, способствующий наиболее эффективному захвату конкреций с морского дна 15. При движении сосудов 12 с захваченными конкрециями за счет встречного водного потока происходит постоянное вымывание из добываемой массы илистых частиц через перфорации в сосудах 13. Устойчивое движение сосудов 12 по морскому дну 15 обеспечивается за счет выбранного положения шарниров 14 относительно центра массы 16 сосуда 12. При отрыве от морского дна 15 и подъеме гибких элементов 1 и 2 с закрепленными на них сосудами 12 к основному плавсредству 3 сосуды 12 поворачиваются относительно шарниров 14, занимая положение, близкое к вертикальному. При огибаниии гибкими элементами 1 и 2 сдвоенного приводного блока 6 заполненные конкрециями сосуды 12 поочередно своими верхними кромками взаимодействуют с криволинейной направляющей шиной 18, в связи с чем сосуды поворачиваются относительно своих шарниров 14 по часовой стрелке с наклоном вниз. Благодаря этому происходит освобождение сосудов 12 от находящихся в них конкреций, которые разгружаются на наклонный перфорированный лоток 20. При самотечном движении по перфорированному лотку 20 конкреции 19 с остатками илистых включений постоянно орошаются из форсунок 21 чистой водой. Отмытые от илистых включений конкреции 19 с лотка 20 разгружаются в бункер или передвижной контейнер 27. А шлам по желобу 23 может постоянно направляться в трубу 24, а по ней самотеком транспортироваться в придонную зону, не загрязняя поверхность акватории илистыми частицами. Синхронизация работы электродвигателей обоих приводных блоков 6 и 11 позволяет поддерживать необходимое натяжение гибких элементов 1 и 2 как на нижней, так и на верхней ветвях цепного контура с обеспечением необходимых углов наклона набегающей и сбегающей ветвей гибких элементов 1 и 2 при их огибании приводного блока 6. Кроме того, за счет установки второго приводного блока 11 натяжение сбегающей с размещенного на вспомогательном плавсредстве 4 сдвоенного приводного блока 11 ветви гибких элементов 1 и 2 может поддерживаться минимальным, что позволяет увеличить полезную длину нижней ветви, на которой происходит захват конкреций сосудами 12.

Отработка месторождения конкреций может производиться как при фиксации основного 3 и вспомогательного 4 плавсредств с помощью якорных приспособлений 25 и 26, так и при фиксации только одного из плавсредств 3 или 4 и периодических перемещениях относительно него другого плавсредства.

После отработки этого участка вспомогательное плавсредство 4 смещается по дуге окружности в одну, а затем и в другую сторону, что позволяет добывать конкреции с большой площади акватории при минимальных затратах времени на вспомогательные операции. Аналогичным образом после этого основное плавсредство 3 может смещаться относительно вспомогательного 4, благодаря чему обработанная площадь будет еще дополнительно увеличена. При этом при перемене местоположения вспомогательного плавсредства 4 относительно основного плавсредства 3 и наоборот платформы 5 и 10 со сдвоенными приводными блоками 6 и 11 на основном 3 и вспомогательном 4 плавсредствах поворачиваются в горизонтальной плоскости, обеспечивая соответствующую ориентацию гибких элементов 1 и 2 с сосудами 12, соосную со звездочками приводных блоков 6 и 11.

Отличительные признаки изобретения обеспечивают повышение производительности комплекса по добыче конкреций с морского дна при увеличенной глубине залегания конкреций.

Изобретение относится к средствам непрерывного действия для механизированной добычи конкреций с морского дна. Технический результат - повышение производительности при увеличенной глубине залегания конкреций. Комплекс для добычи конкреций с морского дна содержит кинематически связанные между собой гибкими элементами основное и вспомогательное плавсредства. На поворотной платформе основного плавсредства установлен сдвоенный приводной блок, а на вспомогательном плавсредстве установлен сдвоенный отклоняющий блок с возможностью их взаимодействия с двумя гибкими элементами. На гибких элементах закреплены с размещением между ними перфорированные сосуды прямоугольного поперечного сечения с режущими кромками со стороны приемного отверстия. Приемное приспособление для конкреций размещено на основном плавсредстве. Гибкие элементы выполнены в виде замкнутых в вертикальной плоскости пластинчатых цепей. Сосуды на них размещены с одинаковым шагом по их длине. Отклоняющие блоки на вспомогательном плавсредстве выполнены приводными и так же, как и на основном плавсредстве, размещены на поворотной в горизонтальной плоскости платформе. Сосуды на пластинчатых цепях закреплены с помощью шарниров. При этом ось шарнира на каждом сосуде при его размещении на морском дне смещена относительно центра массы сосуда в сторону его приемного отверстия в горизонтальной плоскости и в сторону верхней кромки сосуда - в вертикальной плоскости. Причем нижняя ветвь цепей размещена с возможностью ее опирания на морское дно. Прогнутая вверх направляющая шина размещена под сбегающими со сдвоенного приводного блока ветвями гибких элементов с возможностью взаимодействия с ней сосудов после их схода с приводного блока. Приемное приспособление для конкреций выполнено в виде наклонного перфорированного лотка, размещенного между набегающими и сбегающими с приводного блока ветвями гибких элементов. Над лотком размещены форсунки с возможностью подачи под напором чистой воды в лоток, а под лотком размещен с зазором желоб с возможностью отвода по нему воды со шламовыми частицами. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Комплекс для добычи конкреций с морского дна, содержащий кинематически связанные между собой гибкими элементами основное и вспомогательное плавсредства, установленный на поворотной платформе основного плавсредства сдвоенный приводной блок и установленный на вспомогательном плавсредстве сдвоенный отклоняющий блок с возможностью их взаимодействия с двумя гибкими элементами, закрепленный на гибких элементах и размещенный между ними перфорированный сосуд прямоугольного поперечного сечения с режущими кромками со стороны приемного отверстия, криволинейную направляющую шину для разгрузки сосуда, приемное приспособление для конкреций, размещенное на основном плавсредстве, отличающийся тем, что гибкие элементы выполнены в виде замкнутых в вертикальной плоскости пластинчатых цепей, на которых размещены сосуды с одинаковым шагом по их длине, а отклоняющие блоки на вспомогательном плавсредстве выполнены приводными и также размещены на поворотной в горизонтальной плоскости платформе, сосуды на пластинчатых цепях закреплены с помощью шарниров, при этом ось шарнира на каждом сосуде при его размещении на морском дне смещена относительно центра массы сосуда в сторону его приемного отверстия в горизонтальной плоскости и в сторону верхней кромки сосуда - в вертикальной плоскости, причем нижняя ветвь цепей размещена с возможностью ее опирания на морское дно, прогнутая вверх направляющая шина размещена под сбегающими со сдвоенного приводного блока ветвями гибких элементов с возможностью взаимодействия с ней сосудов после их схода с приводного блока, а приемное приспособление для конкреций выполнено в виде наклонного перфорированного лотка, размещенного между набегающими и сбегающими с приводного блока ветвями гибких элементов, при этом над лотком размещены форсунки с возможностью подачи под напором чистой воды в лоток, а под лотком размещен с зазором желоб с возможностью отвода по нему воды со шламовыми частицами.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что желоб соединен с трубой с возможностью передачи по ней шлама на морское дно.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что электрические двигатели приводных блоков на основном и вспомогательном плавсредствах синхронизированы между собой с управлением по радио.