Устройство для подводной добычи породы Советский патент 1992 года по МПК E21C50/00 

Изобретение предназначено для подводной добычи кобальтовых корок и других полускальных пород.

Известно устройство для выемки пород, содержащее гидроцилиндры, всасывающую трубу, кожух /1/.

Недостатком такого устройства является то, что вал шнека жесткий и не может копировать рельеф местности, имеет ограниченную малую длину,

Прототипом предлагаемого изобретения является устройство, содержащее два фрезерных шнека с правым и левым расположением лопастей, кожух и всасывающую трубу.

Прототип не обеспечивает требуемую производительность, достаточно широкую заходку, вал жесткий и не может быть достаточно длинным, поэтому при таком небольшом рабочем органе увеличиваются огрехи, уменьшается коэффициент извлечения пород из месторождения

Целью предполагаемого изобретения является повышение эффективности выемки полускальных пород за счет увеличения ширины захвата.

Указанная цель достигается тем, что фреза выполнена в виде полого спирального гибкого вала, связанного по концам поплавковой рамой, а кожух выполнен эластичным и состоит из двух продольных стенок, соединенных шарниром.

Размещение и крепление фрезы в виде полого спирального гибкого вала под кожухом, наличие продольного шарнира, который соединяет боковые стенки кожуха, позволяет обеспечить поступление твердого материала во всасывающую трубу с больших расстояний и получить требуемое усилие фрезы-вала на забой благодаря гидростатическому давлению на кожух, который прижимает фрезу-вал к забою. Наличие закрепленных на внутренней поверхности фрезы-вала насосных лопаток позволяет уменьшить перепад давления между кожухом и окружающей средой, уменьшить протечки воды под кожух, тем самым повысить консистенцию гидросмеси. Эффективность

СО

с

VI о

ю ел

ON

выемки полускальных пород увеличивается за счет уменьшения огрехов, за счет увеличения степени извлечения, за счет снижения удельных энергозатрат. Все признаки являются существенными, взаимосвязанными. Признаки, все вместе взятые, позволяют значительно повысить эффективность выемки полускальных пород.

При проведении патентного поиска не выявлено известных технических решений, имеющих указанные отличительные признаки. С учетом вышеуказанного можно считать данные признаки существенными, а предлагаемое устройство изобретением.

На фиг. 1 изображен общий вид установки; на фиг.2 - вид спереди на устройство; на фиг.З - план устройства; на фиг.4 и 5 - поперечный и продольный разрез устройства.

В установку входит добычное судно 1 (фиг.1), подъемный трубопровод 2, погружная платформа 3, якорная опора 4, связанная кабель-тросом 5 с погружной платформой 3. На якорной опоре 4 установлена лебедка 6, на которой имеется запас каната 7, канат 7 соединяется с предлагаемым устройством. В устройство (фиг.2,4) входит эластичный кожух, который состоит из 2 продольных боковых стенок 8 и 9. Стенки 8 и 9 имеют металлический каркас, арми- рова.нный резиной. Стенки 8 и 9 соединяются шарниром 10 (фиг.3,4). Под кожухом (фиг.5) располагается фреза, выполненная в виде полого спирального гибкого вала, который состоит из 2-х частей 11 и 12, с левой и правой навивкой. Концы гибких фрез-валов лежат в подшипниковых опорах 13,14,15 (фиг,2,5). Фрезы-валы 11 и 12 приводятся в движение через редукторы электродвигателями 16 и 17 (фиг.2). На внешней стороне фрез-валов 11 и 12 закреплены ножи 18 и зубья 19 (рис.5). Внутренняя поверхность фрезы-вала и лопатки 20 представляет собой осевой насос. Предлагаемое устройство снабжено поплавковой рамой 21 (фиг.2), которая связана с концами фрез-валом 11 и 12, опирается на ходовые колеса 22, содержит всасывающую трубу 23 (фиг.5) и трубопровод 24 (фиг.1). Предлагаемое устройство соединяется с канатом 7 посредством цепей 25 (фиг.2,3). Фрезы-валы 11 и 12 через определенные промежутки рычагом 26 (фиг.4) связаны со стенками 8 и 9 кожуха.

Предлагаемая установка работает следующим образом. Добычное судно 1 (фиг.1) на месторождении опускает подъемный трубопровод 2, погружную платформу 3. С погружной платформы 3 опускается все устройство для подводной выемки пород на

дно. Судно 1 отходит на заданное расстояние для установки якорной опоры 4. Якорная опора 4 соединяется с погружной платформой 3 посредством кабель-троса 5.

Погружная платформа 3 является перегрузочной, из нее погружной насос, установленный на подъемном трубопроводе 2 качает воду и твердое полезное ископаемое на судно 1. После установки якорной опоры

0 4 осуществляется запуск электродвигателей 16 и 17 (фиг.З), которые приводят в движение фрезы-валы 11 и 12 через редукторы. Фрезы-валы 11 и 12 свиты из упругой полосы, имеют правую и левую навивки и враща5 ются навстречу друг другу. При вращении фрез-валов 11 и 12 ножи 18 и зубья 19 (фиг.4 и 5) режут кобальтовую корку. Ножи 18 расположены так, что перекрывают друг друга, поэтому спиливается, срезается вся кобаль0 товая корка без огрехов. При вращении фрез-валов 11 и 12 вращаются и насосные лопатки 20. Внутренняя поверхность фрез- валов 11 и 12 и насосные лопатки 20 представляют собой осевые насосы. Осевые

5 насосы установлены подлине фрез-валов 11 и 12 на таком расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить равномерное распределение силы присасывания по длине кожуха, и в таком количестве, которое достаточно

0 для преодоления гидравлических сопротивлений движению гидросмеси под кожухом. С помощью этих насосов мы можем разгрузить насос, который работает на всасывании воды и твердого из кожуха, можем

5 обеспечить требуемую силу присасывания стенок 8 и 9 кожуха ко дну и, следовательно, можем регулировать усилие фрез-валов 11 и 12 на забой. Стенки кожуха 8 и 9 под действием наружного давления через шарнир 10

0 и рычаги 26 обеспечивают требуемое усилие на забой фрез-валов 11 и 12. Рычаг 26 устанавливается через определенные промежутки по всей длине кожуха Стенки 8 и 9 кожуха имеют гибкий шарнир 10, благодаря

5 чему кожух обладает достаточной гибкостью и может копировать рельеф местности. По мере разработки полосы все устройство с помощью цепей 25 (фиг. 1,3), канала 7 и лебедки 6 подтягивается к якорной опоре 4.

0 Кроме этого валы 11 и 12 вращаются так, что все устройство под действием этого вращения тоже стремится перемещаться в направлении действия якорной опоры 4. В случае появления неплотностей и снижения

5 силы присасывания стенок 8 и 9 кожуха ко дну, фрезы-валы 11 и 12 начинают двигать соответствующий участок кожуха по дну. Для этого, чтобы гибкие полые фрезы-валы 11 и 12 не складывались и не уменьшали ширину папильонажной ленты, установлена

поплавковая рама 21, которая в верхней части легче воды, поэтому находится в вертикальном положении. Вследствие выше указанного, фрезы-валы 11 и 12 имеют расчетное давление на забой и могут снимать достаточно твердую кобальтовую корку, но не сам, более твердый субстрат, на котором нарастает корка. В конце хода якорная опора 4 переставляется и процесс повторяется. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает рядом преимуществ. Оно обеспечивает возможность выемки кобальтовых корок и других полускальных пород. Эффективность выемки увеличивается за счет увеличения ширины захвата, за счет уменьшения огрехов, за счет увеличения степени извлечения их и за счет снижения удельных энергозатрат.

Формула изобретения 1. Устройство для подводной добычи породы, включающее добычное судно, связанное с подъемным и всасывающим трубопроводами с рабочим органом, выполненным в виде расположенных в кожухе винтовых шнеков с правой и левой навивками, лопасти которых имеют ножи и зубья, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности выемки полускальных пород за счет увеличения ширины захвата, оно снабжено погружной платформой, соединяющей подъемный и всасывающий трубопроводы, а шнеки рабочего органа выполнены из гибкой спирали, внутри которой установлены насосные лопатки, при этом шнеки соединены между собой посредством поплавковой рамы, а кожух выполнен из эластичных шарнирно соединенных между собой фартуков.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что оно снабжено якорной опорой,

связанной с погружной платформой посредством кабель-троса, а с рабочим органом - посредством каната и цепей.

Использование: подводная добыча кобальтовых корок и других полускальных пород. Сущность изобретения: с добычного судна спущен подъемный трубопровод. Последний связан с всасывающим трубопроводом при помощи погружной платформы. Рабочий орган выполнен в виде винтовых шнеков и расположен в кожухе. Кожух выполнен из эластичных соединенных между собой фартуков. Шнеки рабочего органа соединены между собой посредством поплавковой рамы и выполнены из гибкой спирали. Устройство имеет якорную опору. Последняя связана с погружной платформой при помощи кабель-троса. 1 з.п.ф-лы. 5 ил.

Ъе4

39

$

u

-vl

o

ю tn

0

X

В Q (/t )

s