Шагающая установка для взятия проб со дна морей и океанов

Шагающая установка для взятия проб со дна морей и океанов

Реферат

 

Использование: в горной промышленности при отборе проб донных отложений в водоемах. Сущность изобретения: шагающая установка связана с плавсредством и включает рабочий орган, ферму, тяговую тележку рабочего органа с возможностью ее продольно-поступательного перемещения по ферме, два опорных стола с вертикальными и горизонтальными шарнирами, механизмы поворота, тяговую лебедку, поплавок и закрепленные на опорных столах направляющие с имеющими башмаки штангами. Направляющие стола выполнены в виде корпусов гидроцилиндров, а штанги - в виде штоков с поршнями, образующих в корпусах гидроцилиндров поршневую и штоковую полости, последняя из которых сообщена с окружающей средой. Установка снабжена системой фиксирующих средств на всех ее опорах, выполненной в виде герметичного бака с рабочим агентом, насоса с фильтром и с предохранительным клапаном и связанных с поршневыми полостями гидроцилиндров напорной магистрали с управляемым золотниковым распределителем и обратными клапанами на входе в поршневые полости и сливной магистрали с дросселем и управляемыми клапанами сброса давления на выходе из поршневых полостей. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разведки и добычи полезных ископаемых с морского дна.

Известно добычное шагающее устройство для подводной разработки полезных ископаемых, содержащее ферму, установленную на двух опорах, состоящих из платформы и телескопических штанг, рабочий орган и систему управления, при этом ферма соединена шарнирно с платформами опор и снабжена кронштейнами с роликами, взаимодействующими с кулаками, установленными на платформах опор подвижно, а рабочий орган снабжен тяговой тележкой для перемещения его по ферме (а.с. СССР N 471452, E 21 C 45/00, 1975). Недостатком этого устройства является отсутствие системы фиксирующих устройств на опорах.

Известно добычное шагающее устройство для подводной разработки полезных ископаемых, включающее ферму, установленную на двух опорах, рабочий орган с тяговой тележкой и механизм поворота, причем оно снабжено дополнительной тяговой тележкой с грузом, установленной на ферме с возможностью продольного перемещения, а механизм выполнен в виде установленных на концах фермы упоров и двух наклонных направляющих, соединенных посредством упругого элемента, при этом одна направляющая закреплена на ферме, а другая на упоре, а опоры выполнены в виде дуг (а.с. СССР N 1027343, E 21 F 3/88, 1983). Недостатком данного устройства является отсутствие системы фиксирующих устройств на опорах.

Известна установка для разработки конкреций, илов и россыпей со дна морей и океанов, включающая плавсредство с замкнутым тягловым элементом, несущим исполнительные органы и огибающим по направляющей раму с опорами, устанавливаемую на дно, при этом направляющая снабжена в зоне захвата полезного ископаемого горизонтальным перевернутым желобом прямоугольного сечения и сопряженными на его торцах наклонными в вертикальной плоскости желобами с увеличивающейся высотой трапецеидального сечения, имеющими на концах участки, плавно переходящие в вертикальные полураструбы, кроме того, рама снабжена механизмом попеременного заноса одного ее конца относительно другого, выполненным в виде перемещаемого по раме груза и опорных пят, размещенных под наклонными в вертикальной плоскости желобами трапецеидального сечения (а. с. СССР N 1099081, E 21 C 45/00, 1984). В этой установке тоже отсутствует система фиксирующих устройств на опорах.

Известна шагающая установка для взятия проб со дна морей и океанов, содержащая рабочий орган, ферму, тяговую тележку рабочего органа с возможностью продольного возвратно-поступательного движения, два опорных стола с вертикальными и горизонтальными шарнирами и механизмы поворота, при этом рабочий орган выполнен в виде многосекционных камерных пробоотборников с механизмом поворота, имеющих каркас конического типа, на котором вдоль образующих конуса установлены лотки цилиндрической формы с режущими кромками и присоединены полыми торцовыми сторонами к бункеру (а.с. СССР N 1151675, E 21 C 45/00, 1985 прототип). Недостатком и этого шагающего устройства является отсутствие системы фиксирующих устройств на опорах.

Целью настоящего изобретения является создание шагающей установки с системой фиксирующих средств, позволяющей при неровном дне водоема устанавливать ферму установки параллельно дну.

Поставленная цель достигается тем, что шагающая установка для взятия проб со дна морей и океанов, связанная с плавсредством и включающая рабочий орган, ферму, тяговую тележку рабочего органа с возможностью продольно-поступательного движения два опорных стола с вертикальными и горизонтальными шарнирами, механизмы поворота, тяговую лебедку, поплавок и закрепленные на опорах стола направляющие, с имеющими башмаки штангами, дополнительно имеет направляющие стола, выполненные в виде штоков с поршнями, образующих в корпусах гидроцилиндров поршневую и штоковую полости, последняя из которых сообщена с окружающей средой, при этом установка снабжена системой фиксирующих средств на всех ее опорах с тремя уровнями давления, выполненной в виде герметичного бака с рабочим агентом, насоса с фильтром и с предохранительным клапаном и связанных с поршневыми полостями гидроцилиндров напорной магистралью с управляемыми извне золотниковым распределителем и обратными клапанами на входе в поршневые полости и сливной магистрали с дросселем и управляемыми клапанами сброса давления на выходе из поршневых полостей.

На фиг. 1 представлена шагающая установка, вид сбоку; на фиг. 2 схема гидросистемы фиксирующих устройств в стадии, когда все четыре штанги касаются дна.

Установка состоит (см. фиг. 1) из рабочего органа 1, фермы 2, тяговой тележки 3, двух опорных столов 4 и механизма поворота 5. Тележка 3 перемещается в продольном направлении по балкам 6 до упоров 7 фермы 2, открытой сверху, совместно с тяговой лебедкой 8 и поплавком 9, изготовленным из синтактика, установленном на кронштейне 10, жестко соединенном с тележкой 3. Тяговый канат 11 сходит с барабана тяговой лебедки 8, огибает неподвижный блок 12, сектор с желобчатой направляющей 13, установленный на вертикальном шарнире 14 поворота фермы 2 относительно опорного стола 4. Опорный стол 4 оборудован вертикальным 14 и горизонтальным 15 шарнирами и опирается на дно с помощью башмаков 16, соединенных с телескопическими штангами (трубами) 17, образующих в корпусах гидроцилиндров поршневую 18 и штоковую полости. Возврат опорного стола 4 в исходное положение осуществляется с помощью пружин 19, один конец которых закреплен на вертикальном шарнире 14, а второй на ферме 2.

В месте разветвления каждого опорного стола расположена гидросистема фиксирующих средств на всех ее опорах 20 с тремя уровнями давления. Эта система (см. фиг. 2) содержит: герметичный бак 21 с рабочим агентом, насос 22 с фильтром 23 и предохранительным клапаном 24 и связанных с поршневыми полостями 18, 18', 18'', 18''' гидроцилиндров напорной магистралью с управляемыми извне золотниковым распределителем 24 и обратными клапанами 25, 25', 25'', 25''' на входе в поршневые полости 18, 18', 18'', 18''' и сливной магистрали с дросселем 27 и управляемыми клапанами 26, 26', 26'', 26''' на выходе из поршневых полостей 18, 18', 18'', 18'''.

Установка работает следующим образом.

После спуска шагающей установки с плавсредства на дно включается в работу гидросистема левого опорного стола 4, а потом правого опорного стола 4'.

В каждой из них происходит следующее: включается насос 22, распределитель 24 открыт, жидкость доходит до клапанов 25, 25', 25'', 25''', открывает их и заполняет цилиндры 18, 18', 18'', 18'''. Управляемые клапаны 26, 26', 26'', 26''' закрыты. Жидкость под давлением P₁ и расходе Q_н перемещает поршни в цилиндрах 18 и выдвигает штанги 17, которые упираются в дно. При высоком давлении P₂ и Q=0 срабатывают 25, 25', 25'', 25'''. Система заперта, опоры зафиксированы. Золотник 24' устанавливается в правое положение под давлением P₂. Если для придания ферме 2 горизонтального положения необходимо опустить этот опорный стол 4, то подается электрический сигнал на все клапаны 26, 26', 26'', 26''', клапаны открываются и жидкость из цилиндров 18, 18', 18'', 18''' поступает на слив 23. Если необходимо устранить крен стола 4, то подается сигнал на один или два клапана 26, 26', открываются только они, и жидкость поступает на слив 23 только из этих двух цилиндров 18, 18'. Дроссель 27 ограничивает скорость вдвижения телескопических штанг 17.

При дальнейшем повышении давления насоса 22 срабатывает предохранительный клапан 24 и превращается в переливной. Давление в герметичном сливном баке 21 атмосферное, что способствует сливу и вдвижению телескопических штанг 17.

Затем включается тяговая лебедка 8 и тележка 3 с поплавком 9 перемещается по балкам 6, например справа налево.

При нахождении тележки 3 в средней части фермы 2 рабочий орган производит необходимые работы, затем тележка перемещается по балке дальше влево до упора 7 фермы и останавливается. Перед подходом к упору 7 подъемная сила плавучести поплавка 9 создает момент, достаточный для отрыва левого опорного стола 4 от дна. При этом ферма 2 начинает поворачиваться в вертикальной плоскости и зависает на угле а усилие спиральной пружины 19 возвращает правый опорный стол 4' в исходное положение.

При встрече тележки 3 с левым упором 7 тяговая лебедка 8 продолжает работать и наматывает тяговый канат 11, который создает поворотный момент, на секторе с желобчатой направляющей 13 в горизонтальной плоскости относительно неподвижного правого опорного стола 4' на заранее заданный угол v сжимая при этом пружину 19. После завершения поворота в горизонтальной плоскости происходит реверс тележки 3 и она движется слева направо. При этом ферма 2 опускается и левый опорный стол 4 встает на другое место на дне. Опять происходит фиксирование опор и, если необходимо, горизонтирование в обеих опорных столах 4, аналогичное вышеописанному.

При дальнейшем движении тележки 3 на правую сторону (относительно центра масс) установки она встречает правый упор 7 фермы 2 и останавливается. Перед подходом к упору 7 подъемная сила плавучести поплавка 9 создает момент, достаточный для отрыва правого опорного стола 4' ото дна. При этом ферма 2 начинает поворачиваться в вертикальной плоскости и зависает на угле подъема, а усилие пружины 19 возвращает правый опорный стол 4' в исходное положение.

При встрече тележки 3 с правым упором 7 тяговая лебедка 8 продолжает работать и наматывает тяговый канат 11, который создает поворотный момент на секторе с желобчатой направляющей 13 в горизонтальной плоскости относительно неподвижного левого опорного стола 4 на заранее заданный угол v.

После завершения поворота в горизонтальной плоскости происходит реверс тележки 3, и она движется справа налево и цикл повторяется.

Этапы шагания установки чередуются с этапами включения рабочего органа, который может выполнять различные операции: взятие проб со дна, рыхление материала дна и заполнение им бункера или другие операции. Рабочие органы могут быть разными.

После завершения работ вся установка поднимается на плавсредство для разгрузки.

Формула изобретения

Шагающая установка для взятия проб со дна морей и океанов, связанная с плавсредством и включающая рабочий орган, ферму, тяговую тележку рабочего органа с возможностью ее продольно-поступательного перемещения по ферме, два опорных стола с вертикальными и горизонтальными шарнирами, механизмы поворота, тяговую лебедку, поплавок и закрепленные на опорных столах направляющие с имеющими башмаки штангами, отличающаяся тем, что направляющие стола выполнены в виде корпусов гидроцилиндров, а штанги в виде штоков с поршнями, образующих в корпусах гидроцилиндров поршневую и штоковую полости, последняя из которых сообщена с окружающей средой, при этом установка снабжена системой фиксирующих средств на всех ее опорах, выполненной в виде герметичного бака с рабочим агентом, насоса с фильтром и с предохранительным клапаном и связанных с поршневыми полостями гидроцилиндров напорной магистралью с управляемым золотниковым распределителем и обратными клапанами на входе в поршневые полости и сливной магистрали с дросселем и управляемыми клапанами сброса давления на выходе из поршневых полостей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2