Комплекс для подводной добычи полезных ископаемых

Комплекс для подводной добычи полезных ископаемых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ1-П".

ЬЭ

ЬЭ

О\

1(омитет Российской Федерации по патеитам и топариым злакам (21) 4928777/03 (22) 19.0491 (46) 15.10.93 Бюп. М 37 — 38 (71) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энергия" им.акадС.П Королева (72) Любинский В Г; Горшков ПЛ; Семенов ЮЛ.;

Глумов ИФ; Коспок А.Н.; Вяткин ЕП; Смирнов А.И,;

Спаржин lQ.Â. (73) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева (54) КОМПЛЕКС ДЛЯ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) Изобретение относится к устройствам для подводной добычи полезных ископаемых Комплекс содержит агрегат сбора, плавучее базовое средство с подъемными лебедками и подводное (is) RÖ (и) 2001276 1 (51} 5 21 50 00 Е21 С 45 00 устройство для размещения под загрузку контейнеров, соединенное с агрегатом сбора межагрегатным транспортером, контейнеры, соединенные тросами с подъемными лебедками и снабженные люками для загрузки полезных ископаемыми причем устройство для размещения под загрузку контейнеров подвешено на тросе, используемом в качест— ве направляющей дпя контейнера и натянутого за счет веса этого устройства, выполненного в виде корпуса, на стенках которого размещены входные и выходные направляющие для контейнеров, снабженных поводками, а на входе — узел раскрытия поводков и винтовая направляющая, причем во входных и выходных направляющих установлены упоры, соединенные между собой рычажным механизмом, а контейнеры снабжены гидродинамическими рулями, выступами под направляющие и узлами перецепки контейнеров. 1 зп. ф-лы, 6 ип.

2001276

Изобретение относится к устройствам движущихся во встречных направлениях. для глубоководной разработки месторожде- Все это снижает производительность устаний полезных ископаемых, например для новки. сбора железомарганцевых конкреций со Цель изобретения — повышение произдна океана. водительности, Известна установка для добычи полез- Поставленная цель достигается тем, что ных ископаемых, содержащая судно управ- в комплексе для подводной добычи полезления, плавсредства, связанные гибкой ных ископаемых, содержащем агрегат сботранспортирующей магистралью с подвод- ра, плавучее базовое средство с ной собирающей установкой, снабженной 10 подьемными лебедками и подводное устгрузовым контейнером для транспортиров- ройство для размещения под загрузку конки железомарганцевых конкреций, штыре- тейнеров, соединенное с агрегатом сбора вым ловителем и балластным отсеком, при межагрегатным транспортером, контейнеэтом штыревой ловитель укреплен в днище ры. соединенные тросами с подъемными леподводной собирающей установки, связан "5 бедками и снабженные люками для загрузки гибкой транспортирующей магистралью с полезных ископаемых, устройство для разплавсредствами и предназначен для посад- мещения под загрузку контейнеров подвеки на него грузового контейнера, а подвод- шено на тросе, используемом в качестве ная собирающая установка соединена направляющей для контейнера и натянутосиловыми и управляющими кабелями с суд- 20 го за счет веса этого устройства, выполненном управления. ного в виде корпуса, на стенках которого

Недостатком установки является отно- размещены входные и выходные направлясительно низкая производительность. ющие для контейнеров, снабженных поводНаиболее близкой по технической сущ- ками. а на входе — узел раскрытия поводков ности к предлагаемой является установка 25 и винтовая направляющая, причем во входдля добычи полезных ископаемых с морско- ных и выходных направляющих установлего дна, содержащая размещенные на мор- ны упоры, соединенные между собой ском дне агрегат сбора и устройство для рычажным механизмом. а контейнерыснабраэмещения под загрузку контейнеров, со- жены гидродинамическими рулями, выстуединенныемежагрегатнымтранспортером, 0 пами под направляющие и узлами плавучее базовое средство, соединенное с перецепки контейнеров, причем узел переагрегатом сбора и устройством для разме- цепки контейнеров выполнен в виде двух щения под загрузку контейнеров питающи- соединенных шарнирно штанг, содержащих ми и управляющими кабелями с плавающим механизм отцепки и стыковочные устройстна поверхности воды плавучим базовым З5 ва на концах штанг, причем одна иэ штанг средством, на котором установлены подь- прикреплена к корпусу контейнера при поемные лебедки, канаты которых присоеди- мощи раскрывающегося фиксатора, а на нены к верхней части контейнеров, к каждом контейнере шарнирно закреплены нижней части которых присоединены кана- узлы зацепки в виде поворотной серьги с ты направляющих лебедок, установленных 40 приемным конусом, защелкой и пружиной на устройстве для размещения под загрузку поворота. контейнеров, на котором установлены так- На фиг,1а,б представлен общий вид же две приемные опоры с размещенными комплекса для подводной добычи полезных на них контейнерами, в нижней части кото- ископаемых; на фиг.2а,б — устройства для рых выполнены конусные контактные по- 45 размещения под загрузку контейнеров; на верхности, взаимодействующие с фиг.З вЂ” узел перецепки; на фиг.4 — контейконусными приемными поверхностями нер; на фиг.5 — роликовый поводок; нафиг.6 опор, в вершинах которых выполнены от- — подводная часть комплекса в иэометрии. верстия, через которые пропущены связан- Комплекс для добычи полезных ископаные с контейнерами канаты, при этом 50 емых содержит плавучее базовое средство агрегат сбора связан с контейнерами тру- 1,накоторомустановлены первая 2и вторая бопроводом. снабженным переключающим 3 лебедки, конец троса 4 первой лебедки 2 устройством. через узел 5 зацепки соединен с первым

Недостатком установки является отно- контейнером 6 и с узлом перецепки 7 консительно низкая надежность в условиях воз- 55 тейнеров. Через пару 8 — 1, 8 — 2 роликовых можного волнения моря и наличия поводковпервыйконтейнерсоединенстроподводных течений, обусловленная боль- сом 9 первой лебедки, в котором пропущен шим числом тросов и кабелей, подвержен- кабель (в дальнейшем трос-кабель), к концу ных взаимному перекручиванию, а также которого прикреплено устройство 10 для возможностью столкновений контейнеров. размещения под загрузку контейнеров, 20П1276

10

40

5г внутри кар»усл 11 I n nporo установлен второй vo>1 зацепки 13. Контей><ер 12 через атверс<ие в корпусе 11 соединен межзгрегатным транспортером

14 с агрегатом 15 сбора. Устройство 10 для размещения под загрузку контейнеров содержит в верхней части винтову>о направляющую 16, нижняя часть которой соединена с ловителем 17, непосредственно закрепленным с верхней <встык вход«ых направляюв,их 18, выходные направля>ощие 19 выполнены нэ противоположной стороне корпуса 11, причем входная 18 и выходная

19 направля>ощие соединены при помощи ветвей входной 20 и выходной 21 направляющих.

В о о од> I û x I I л и рз вл я ю щ их 1 8 уста I <о влены перекидная пластина 22 и упоры 23 и

24, в I<етви 20 входIIой Ioùe>I установлå>I упор 25, а в выходных направляющих 19 — упор 26, причем перекидная пластина 22 соединена с упором 24 рычажным механизмом 27, л с упором 25 — рычажным механизмом 28, а упоры 23 и 26— рычажным механизмом 29.

Контейнеры б и 12 имеют одинаковуio конструкцию и выполнены в виде корпуса с цилиндрической центральной частью 30, конусообразной верхней часть>о 31, с нижним выступом 32 в ><олусферической нижней части 33. С внешней стороны ци <индр<<ческой центральной части 30 закреплены гидродинамические рули 34, боковые выступы 35 и роликовые поводки 8, содержащие двл поворотных захвагл 36, ролики 37, пружину 38 раскрытия поводков, замок 39, ролик 40 замка, шарнир 41 зам>:л и Злщелку 42 элмкл, В конусообразной верхней< части контейнеров закреплены узел фиксации 43 и узлы зацепки 5 первого и 13 второ о контейнера, содержащие приел<нь<й< конус 44, поворотную серьгу 45 и защелку 46. Узел перецепки 7 выполнен в виде первой 47 и второй 48 штанг, л также стыковаго узла 49, соединен«ых с механизмом 50 отцепки, который также соединен с узлол< фикслци>< 43.

В корпусе 11 устройства 10 размещены амортизаторы 51.

Механизм 50 отцепки содержит шток

52, тягу 53, концы которой соединены с двумя коромыслами 51 и 55, расположенный на тяге узел 56 рзскрытия фикслгора. соединенный с замком фиксатора 43, причем шток 52 соединен с первым короь<ыслом 54, а второе коромысло 55 соединено с защелкой 46 первого контейнера 6.

Узлы 5 зацепки содержат стержень 57 зацепки, защелкл 46 — узел 58 схода заще,>ки, первая 47 и вторая 49 штанги содержат подпятники 39, К концу трос-кабеля 9 прикреплен узел 60 раскрытия роликовых поводков. Ры <ажные механизмы 27. 28, 29 по составу аналогичны мeхлHèeìó 50 отцепки.

Межлгреглтный транспортер 14 и агре>зт 15 сбора могут быть выполнены, например. по патенту США М. 4010560.

Остальные элементы комплекса известны иэ прототипа.

Работает комплекс для подводной добычи полезных ископаемых следу>ощим обрязом.

Б исходном состоянии контейнер 12 о»у>цен вместе с устройством 10 для размещения под загрузку контейнеров и находится под погрузкой в нем, а контейнер 6 с плавучего базового средства 1 опускается с помощью первой лебедки 2 посредством троса 4. При этом эа счет роликовых поводков 8-1, 8-2 контейнер 6 скользит по троскабелю 9. Положение контейнера 6 стабилизируется при помощи гидродинамических рулей 34.

При подходе контейнера 6 к устройству

10 для размещения под загрузку контейнеров он касается выступом 32 своей нижней полусферической части ЗЗ винтовой направляющей 16, по которой он скользит вниз, поворачиваясь относительно троса-кабеля

9, и затем входит полусферической нижней частью 33 B ловитель 17, причем в этот момент боковые выступы 35 расположены в одной плоскости со входными направляющими 18, что обеспечивается винтовой напрлвля>ащей 16.

Г!ри дальнейшем опускании контейнера его боковые выступы 35 входят во входные н; прлвля>ощие 18. В этот момент узел 41 раскрытия роликовых поводков воздействует нл ролик 40 замка, заставляя замок 39 поворачиваться в шарнире 41 зал<ка. При этом за>целкз 42 замка сходит с поворотного захватя 36 и под действием пружины 38 рзскрытия поводков поворотные захваты 36 раскрываются, освобождая трос-кабель 9.

3 тсм та же самое происходит с другим ролико-..ым поводком 8 — 1, после чего контейнер 6 полностью теряет связь с трос-кабелем 9, а все его боковые выступы

35 находятся во входных направляющих 18.

При дальнейшем движении контейнера

6 стыковочный узел 49 устройства перецепки 7 с помощью приемного конуса 44, установленного на серьге 45 контейнера 12, входит в зацепление с узлом 5 зацепки, после срабатывания которого с помощью механизма отцепки 50 производится отцепка второго контейнера б от троса 4, Одновременно первая штанга 47 освобождается от контейнера б в узле 43 фиксации. Это происходит в момент,,когда контеинер 6 нахо2001276

55 дится в положении, в котором расстояние от его нижних боковых выступов 35 до упоров

23 составляет величину 100-150 мм. В момент отцепки серьга 45 контейнера 6 поворачивается вбок. После отцепки от троса 4 контейнер 6, опускаясь, опирается боковыми выступами 35 на упоры 23 и останавливается во входных направляющих 18, энергия удара контейнера 6 об упоры 23 гасится амортизаторами 51 направляющих.

Процесс отцепки осуществляется следующим образом.

После захвата стыковочным узлом 49 стержня 57 он воздействует на шток 52, заставляя его поворачивать первое коромысло 54, которое перемещает тягу 53. При этом узел 56 раскрытия фиксатора раскрывает фиксатор 43, освобождая первую штангу 47, и поворачивает второе коромысло 55, воздействующее на узел 58 схода защелки.

Защелка опускается и сходит.со стыковочного узла, который под действием веса контейнера 6 раскрывается. освобождая его.

По окончании загрузки контейнера 12 (например, через известный интервал времени) первая лебедка 2 начинает поднимать его, в результате чего он благодаря асимметричному скосу ветви 21 выходных направляющих поступает по ветви 21 в выходные направляющие 19, В положении

"в" упоры 26, расположенные в выходных направляющих 19, утапливаются боковыми выступами 35 контейнера 12, заставляя с помощью рычажного механизма 29 утапливаться упоры 23.

Контейнер 6, потеряв опору, "проваливается" вниз в положение "б", занимая месФормула изобретения

1. КОМПЛЕКС ДЛЯ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗных ископлемых, содержащий агрегат сбора, плавучее базовое средство с подъемными лебедками и тросами, подводное устройство для размещения под загрузку контейнеров, соединенное с агрегатом сбора межагрегатным транспортером, и контейнеры с люками для загрузки полезных ископаемых, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения времени простоев, устройство для размещения под загрузку контейнеров подвешено на одном из тросов и выполнено из корпуса, на стенках которого размещены входные и выходные направляющие для контейнеров, на входных и выходных направляющих расположены упоры. соединенные между собой посредством рычажного механизма, контейнеры выполнены с поводками, охватывающими трос, на кото5

35 то, освобожденное контейнером 12. Энергия удара боковых выступов 35 о нижнюю часть ветвей 20,21 направляющих гасится амортизаторами 51, После подъема контейнера 12 на плавучее базовое средство 1 и его выгрузки описанные выше процессы повторяются, причем контейнеры меняются местами.

Использование роликовых поводков и гидродинамических рулей обеспечивает стабилизацию положения спускаемого контейнера относительно направляющего трос-кабеля, что снижает вероятность захлестывания тросов. Кроме того, исключается столкновение первого и второго контейнеров. Отсутствие подводных лебедок повышает надежность комплекса и снижается энергопотреблением подводных агрегатов. Использование узла перецепки и предлагаемого устройства для размещения под загрузку контейнеров позволяет снизить необходимое количество дорогостоящих тросов и, следовательно, уменьшить создаваемое ими гидродинамическое сопротивление при движении комплекса, а также потребление электроэнергии для обеспечения движения и позиционирования подводных агрегатов.

Экономический эффект от использования комплекса обусловлен повышением производительности эа счет сокращения времени простоев из-за штормов и ремонта по сравнению с прототипом, а также снижением расхода электроэнергии и экономией на стоимости дорогостоящих тросов, (56) Заявка Японии N 63-57596, кл. Е 21 С 45/00, 1985, ром подвешено устройство для размещения под загрузку контейнеров с узлами перецепки контейнеров гидродинамическими рулями, выступами, предназначенными для взаимодействия с входными и выходными направляющими и узлами перецепки контейнеров, а в верхней части корпуса расположены узел раскрытия поводков и винтовая направляющая, 2. Комплекс по п.1..отличающийся тем, что узел перецепки контейнеров выполнен в виде двух соединенных шарнирно штанг, содержащих механизм отцепки и стыковочные устройства на концах штанг, причем одна иэ штанг прикреплена к корпусу контейнера посредством раскрывающегося фиксатора, а каждый контейнер выполнен с закрепленными узлами зацепки в виде поворотной серьги с приемным конусом, защелкой и пружиной поворота.

2001276

2001276

2001276 иг. 3

2001276

2001276

Фиг.5

2001276

Составитель М.Китайская

Редактор Н:Федорова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Мотыль

Заказ 3120

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101