Устройство для глубоководной добычи и подъема твердых полезных ископаемых Советский патент 1982 года по МПК E02F3/88 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЛУБОКОВОДНОЙ ДОБЫЧИ

И ПОДЪЕМА ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к- подводной разработке месторождений твердых полезных ископаемых и подъема их со дна водных акваторий и морей.

Добываемые на дне различными агрегатами твердые полезные ископав мые принципиально могут транспортироваться на поверхность к судну обеспечения погружными землесосами, эрлифтами и механическими средствами с гибкими носителями и контейнерами в виде бесконечных дражных устройств. Каждый из способов транспортирования имеет свою область применения. В настоящее время все большее распространение получает метод подводной добычи с использованием бесконечного каната и закрепленными на нем черпаками.

Известно устройство для добычи и транспортирования твердых полезных ископаемых со дна глубоководных водоемов, которое включает в себя

плавсредство с разгрузочным узлом, компрессор, гибкий носитель с черпаками-контейнерами и придонный добычной агрегат 1 .

Однако при работе данного устройства, суднообеспечения должко нахо-диться строго по вертикали над добычной установкой, в противном случае гибкий Н1эситель всплывает отдельной частью в стороне от судна, причем

10 контейнерные элементы наклоняются параллельно поверхности воды, воздух выходит ив дальнейшем образовывается так называемая тонущая петля/ что приводит к потере добываемого

15 полезного ископаемого.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для глубоководной добычи и транспортирования твердых п®лезных

20 ископаемых, включающее гибкий носи-f тель с нисходящей и восходящей ветвями и присоединенными к нему черпаками-контейнерами, выполненными в виде металлических емкостей, привод гибкого носителя, компрессор, придонный добычной агрегат, направляющие нисходящей и восходящей ветвей гибкого носителя и направляющую добычного агрегата 2j. Недостатками данного устройства является то, что при волновых воздей ствиях гибкий носитель может получить дополнительные растягивающие на грузки, что приводит к его разрыву. Кроме того, на глубине возможно нахождение гибкого носителя в произвол ном положении вблизи дна, что приводит к трению его о дно и к запутыванию в неровностях дна и технологичес ких элементах добычной установки. Цель изобретения - повышение надежности рдботы устройства путем сни жения величины нагрузки на гибкий носитель и его привод. Поставленная цель достигается тем что D устройстве для глубоководной добычи и транспортирования твердых полезных ископаемых, ек/тчающем гибкий носитель с нисходтцей и восходящей ветвями и присоединенными к нему черпаками-контейнерами, выполненными в виде металлических емкостей, привод гибкого носителя, компрессорj придонный добычной агрегат, направляющие нисходящей и восходящей ветве гибкого носителя и направляющую добычного агрегата,каждый черпак-контейибр снабжен эластичной емкостью и емкостью-распределителем сжатого газа, при этом емкость-распределитель расположена между эластичной и металлической емкостями. Каждая емкость-распределитель име ет штуцер выпуска газа, обратный кла пан и размыкатель подачи сжатого газа в эластичную емкость. Штуцер и размыкатель имеют нажимные клапаны. Направляющие нисходящей и восходящей ветвей гибкого носителя и направляющая придонного добычного агре гата имеют пазы, направляющая нисходящей ветви имеет патрубок подачи газа, а направляющие восходящей ветв и добычного агрегата имеют контактор при этом патрубок подачи газа и контакторы размещены в пазах, выполненных в соответствующих направляющих. Дно металлической емкости каждого из черпаков-контейнеров выполнено ре шетчатым. На фиг, 1 приведено устройство, общий вид; на фиг. 2 - контейнер с разрезом; на фиг. 3 - вид трубчатой направляющий нисходящей ветви, разрез; на фиг. - вид трубчатой на- правляющей придонного добычного аппарата; на фиг. 3 вид трубчатой направляющей восходящей ветви. Устройство состоит из судна 1 обеспечения, гибкого носителя 2, с контейнерами 3, надетыми на гибкий носитель. Донная часть контейнеров выполнена решетчатой. На судне обеспечения смонтирован барабанный тяговый механизм t, t) внутри его укреплены трубчатые направляющие нисходящей 5 и восходящей 6 ветви гибкого носителя. Трубчатые направляющие 5 и 6 смонтированы на борту судна. Гибкий носитель в данном устройстве может быть выполнен в виде стального или капронового каната,что знаиительно упрощает конструкцию по сравнению с известным устройством. Придонный добычной аппарат 7 имеет трубчатую направляющую 8 для пропуска через нее бесконечного гибкого носителя с контейнерами. Контейнер бесконечного гибкого носителя Оиг.2 состоит из емкости 9 выполненной из резинотканевого материала и стальной емкости - распределителя 10. Кроме того, контейнер имеет металлическую емкость 11 для твердого полезного ископаемого с окном 12 для разгрузки порции полезного ископаемого из придонного добычного аппарата 7. 8 емкость - распределитель 10 вмонтирован обратный клапан 13 для подачи в нее сжатого газа, а также штуцер It для выпуска сжатого газа в атмосферу в трубчатой направляющей 6 из резинотканевой e кocти 9 и размыкатель. 15 подачи сжатого газа в емкость 9. Во избежание перекручивания контейнера на гибком носителе 2, он скреплен с ним рядом гибких тяг 16. Емкость-распределитель имеет также переточные каналы 17, а штуцер 1 выпуска сжатого газа и размыкатель 15 .подачи сжатого газа снабжены пружинными нажимными клапанами 18. В теле трубчатых направляющих 5, 6, 8 выполнены отверстия 19 для прохода контейнеров 3 и пазы 20-22. Пазы выполнены с таким расчетом, чтобы при работе в них проходили обратный клапан 13, штуцер Т и размыкатель 15 соответственно каждого контейнера. Для этого пазы трубчатых направллющих 5, 6, 8 выполнены под углом 120 , а обратный клапан, штуцер и размыкатель установлены соответственно в теле ем кости 10 каждого контейнера также под углом 120°. Поэтому контейнеры установлены на гибком носителе с таким расчетом, чтобы паз 20 служил для захода обратного клапана каждого контейнера, паз 21 - для захода размыкателя 15 подачи сжатого газа, а паз 22 - для захода штуцера I каждого контейнера. В пазу, например, 20 нисходящей ветви гибкого носителя смонтирован патрубок 23 подачи газа в емкостьраспределитель 10. 8 пазу трубчатой направляющей 8 добычного аппарата 7, выполненном через 12(Г по отношению к соответствующему пазу 20, в теле . трубчатой направляющей 5 нисходящей ветви гибкого носителя 2, смонтирова контактор 2k. В пазу трубчатой направляющей 6 восходящей ветви гибкого носителя 2, выполненном через по отношению к соответствующему пазу 20 трубчатой направляющей добычно го аппарата 7 смонтирован также кон тактор 25. Размер контакторов зйвисит от выполняемых функций. Пазы 2022 и контакторы 2 и 25 выполняют роль управлящих элементов. В качест ве паза может использоваться в зависимости от глубины добычи либо воздух, либо нефтяной сжатый газ. Устройство работает следующикг образом. , Судно обеспечения перемещается к месту добычи. По прибытии на место оп екают на дно придонный добычной аппарат 7 с бесконечным гибким носителем 2 с контейнерами 3. Приводят в движение барабанный тяговый механизм k. Контейнеры 3 проходят мерез трубчатую направляющую 5 нисходящей ветви и.через специальный патрубок и обратный клапан 13 с помощью прессора, установленного на борту судна 1 в емкость-распределитель закачивается необходимая порция сжатого газа. Контейнеры проходят через трубчатые направляющие 5, 6, 8 с периодической остановкой. Далее из тру чатой направляющей 5 контейнеры подаются к придонному добычному аппарату 7, где загружаются через окна 1 в емкость 11 твердым полезным ископаемым. После загрузки контейнеры попадают в трубчатую направляющую 8, где посредством размыкателей 15 и нажимным клапаном 18, которые, соприкасаясь с контактором 23 соответствующего паза направляющей 8, дают возможность через переточные каналы 17 попасть сжатому газу из емкости распределителя 10 в резинотканевую емкость 9, последняя при расширении газа принимает необходимую форму. После чего контейнеры по восходящей ветви начинают подниматься к судну обеспечения 1. Благодаря подъемной силе емкости 9 увеличивается подъемная сила всей ветви, уменьшается нагрузка на канат и на барабанный тяговый механизм, а также увеличивается скорость подъема ветви, а, следовательно, и производительность ме-. ханизма. Первоначальная периодичность при наполнении емкости-распределителя сжатым воздухом невелируется, так как длина гибкого носителя значительна. При движении контейнеров 3 рверх часть илистых отложений будет отмываться через сетчатые днища, что также увеличит производительность устройства. В дальнейшем при подходе контейн ров 3 в трубчатую направляющую 6 при контакте клапан 18 штуцера 1 о контактор 23 соответствующего паза срабатывает штуцер 1 и газ из емкости 9 выпускается в атмосферу. Контейнеры же разгружаются в барабанном тяговом механизме. Процесс повторяется. При значительном волнении при всплытии отдельной части гибкого носителя воздух не будет выходить из емкости 9, а следовательно исключена потеря добычного полезного ископаемого . Предлагаемое устройство обладает надежностью, достаточной точностью в отработке поверхности дна водоема и эффективно производит отбор полезных ископаемых. . Формула изобретения 1. Устройство для глубоководной добычи и подъема твердых полезных ископаемых,- включающее гибкий носитель с нисходящей и восходящей ветвями и присоединенными к нему черпаками-контейнерами, выполненными в виде металлических емкостей, привод гибкого носителя, компрессор, придонный агрегат, направляющие нисходящей и восходящей ветвей гибкого носителя и направляющую добычного агрегата, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем снижения величины нагрузки на гибкий носитель и его привод, каждый черпакконтейнер снабжен эластичной емкостью и емкостью-расИределителем сжа того газа, при этом емкость-распределитель расположена между эластичной и металлической емкостями.

2.Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что каждая емкостьраспределитель имеет штуцер выпуска газа, обратный клапан и размыкатель подачи сжатого газа в эластичную емкость.

3.Устройство по «.2, о т л и ч ающе е с я тем, что штуцер и размыкатель имеют нажимные клапаны.

4. Устройство по n.l, отличающееся тем, что направляющие нисходящей и восходящей ветвей гибкого носителя и направляющая придонного добычного агрегата имеют пазы, направляющая нисходящей ветви имеет патрубок подами газа, а направляющие восходящей ветви и добычного агрегат имеют контакторы, при этом паГрубок подачи газа и контакторы размещены в пазах, выполненных в соответствующих направляющих.

5. Устройство по П.1, отличающееся тем, что дно металлической емкости каждого из черпяковконтейнеров выполнено решетчатым.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №693019, кя. Е 21 С , 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке W 2913653/29-03, 1980.