|
(21), (22) Заявка: 2007149438/03, 27.12.2007
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
27.12.2007
(46) Опубликовано: 10.06.2009
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
RU 2306420 C1, 20.09.2007. SU 406015 A, 19.04.1974. SU 1099081 A, 23.06.1984. SU 1761957 A1, 15.09.1992. RU 2167298 C1, 20.05.2001. RU 2168633 C2, 10.06.2001. RU 2260696 C1, 20.09.2005. US 3456371 A, 22.07.1969. DE 2437071 A, 12.02.1976.
Адрес для переписки:
199106, Санкт-Петербург, В.О., 21 линия, 2, СПГГИ(ТУ), патентный отдел
|
(72) Автор(ы):
Тарасов Юрий Дмитриевич (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)” (RU)
|
(54) КОМПЛЕКС ДЛЯ ДОБЫЧИ КОНКРЕЦИЙ С МОРСКОГО ДНА
(57) Реферат:
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.
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.
Формула изобретения
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.
РИСУНКИ
|
|