RU2539508C1 - Independent unit for lifting mineral resources from water zone bottom - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: device includes a grab bucket with armoured jaws and flexible links by means of which the bucket is connected to a gas generator and to a flexible cavity start-up sensor, which are located in a container, and a float. The grab bucket is made from elastic material, and a flexible cavity is equipped with a cable located inside the cavity in the centre, the lower end of which is attached to a partition wall additionally installed between a gas generator and the flexible cavity, and the upper end of the cable is attached to the float. As the elastic material of the grab bucket there used is for example thermopolyutherane. The upper edge of the grab bucket is perforated. Armoured jaws of the grab bucket are provided with holes uniformly distributed throughout the surface area. A full air discharge valve is located at the top of the flexible cavity. The float is made in the form of a radio beacon.

EFFECT: improving efficiency of operations.

6 cl, 3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подъема полезных ископаемых со дна акватории.The present invention relates to the mining industry and is intended for lifting minerals from the bottom of the water area.

Известно устройство для добычи полезных ископаемых со дна океана, включающее в себя добычное судно, подводный аппарат с манипулятором, связанный с судном трос-кабелем, подводный трос с установленным на нем с помощью кольца контейнером, содержащим газогенератор, гибкую полость для газа и грузовую секцию [Авторское свидетельство SU 1351265 A1, Е21С 50/00 от 06.06.1985, опубл. 10.07.1996)].A device for mining minerals from the bottom of the ocean is known, including a mining vessel, an underwater vehicle with a manipulator, a cable-cable connected to the vessel, an underwater cable with a container containing a gas generator, a flexible gas cavity and a cargo section mounted on it using a ring [ Copyright certificate SU 1351265 A1, Е21С 50/00 dated 06/06/1985, publ. 07/10/1996)].

Однако данное устройство сложно в исполнении и требует больших затрат на его изготовление, высокий расход энергии на работу подводного аппарата с манипулятором, а также отсутствие возможности ведения работ в условиях плохой видимости.However, this device is difficult to perform and requires large costs for its manufacture, high energy consumption for the operation of an underwater vehicle with a manipulator, as well as the lack of the ability to work in conditions of poor visibility.

Известно устройство для подъема полезных ископаемых с морского дна, включающее в себя транспортирующую емкость, шарнирно соединенную с тросом посредством штанги, газогенератор, гибкую полость для газа с клапаном предельного давления, трос с балластом и поплавком, и предназначено для подводной добычи полезных ископаемых (Патент RU №2426883 от 17.03.2010, опубл. 20.08.2011, бюл. №23).A device is known for lifting minerals from the seabed, including a transporting container pivotally connected to the cable via a rod, a gas generator, a flexible gas cavity with a pressure limit valve, a cable with ballast and a float, and is intended for underwater mining of minerals (Patent RU No. 2426883 dated 03/17/2010, published on 08/20/2011, bull. No. 23).

Однако данное устройство сложно в исполнении и требует больших затрат на его изготовление, кроме того, не может работать на больших глубинах, имеет нестабильность при поднятии груза за счет неравномерного распределения газа по всей секции, вследствие чего может произойти опрокидывание данной конструкции, а также имеет значительно большой вес грейферного ковша, что значительно усложняет процесс поднятия груза со дна акватории.However, this device is difficult to perform and requires large costs for its manufacture, in addition, it cannot work at great depths, has instability when lifting a load due to the uneven distribution of gas throughout the section, as a result of which this structure can tip over, and also has a significant large weight of the clamshell bucket, which greatly complicates the process of lifting cargo from the bottom of the water area.

Основная задача изобретения заключается в добыче полезных ископаемых со дна акватории и подъеме их на ее поверхность независимо от глубины добычи, условий видимости, с минимальным расходом энергии на загрузку, а также с наименьшим усилием поднятия груза со дна акватории.The main objective of the invention is to extract minerals from the bottom of the water area and raise them to its surface, regardless of the depth of production, visibility conditions, with minimal energy consumption for loading, as well as with the least effort to lift cargo from the bottom of the water area.

Достигается тем, что в автономном устройстве для подводной разработки месторождений полезных ископаемых, включающем грейферный ковш с армированными челюстями и гибкие звенья, при помощи которых ковш связан с газогенератором и с датчиком запуска гибкой полости, расположенными в контейнере, поплавок, согласно изобретению грейферный ковш выполнен из эластичного материала, а гибкая полость снабжена тросом, расположенным внутри полости по центру, нижний конец которого закреплен с дополнительно установленной между газогенератором и гибкой полостью разделительной перегородкой, а верхний конец троса закреплен с поплавком.This is achieved in that in an autonomous device for underwater mining of mineral deposits, including a clamshell bucket with reinforced jaws and flexible links, by means of which the ladle is connected to a gas generator and to a flexible cavity launch sensor located in the container, the float according to the invention is made of a clamshell ladle flexible material, and the flexible cavity is equipped with a cable located in the center of the cavity, the lower end of which is fixed with additionally installed between the gas generator and is flexible hollow partition wall, and the upper end of the rope is attached to the float.

В качестве эластичного материала грейферного ковша используют, например, термополиуретан.As the elastic material of the grab bucket, for example, polyurethane is used.

Верхняя кромка грейферного ковша выполнена перфорированной.The upper edge of the grab bucket is perforated.

Армированные челюсти грейферного ковша выполнены с равномерно распределенными по всей площади отверстиями.Reinforced jaws of the clamshell bucket are made with holes evenly distributed over the entire area.

На вершине гибкой полости расположен клапан полного сброса воздуха.At the top of the flexible cavity is a full air vent valve.

Поплавок выполнен в виде радиомаяка.The float is made in the form of a beacon.

Разделительная перегородка обеспечивает крепление гибких тяг и газогенератора.The dividing wall provides fastening of the flexible rods and the gas generator.

Выполнение грейферного ковша из эластичного материала, например термополиуретана, для облегчения конструкции, а армированные челюсти с распределенными по всей площади отверстиями для спуска воды из ковша при поднятии его со дна акватории, что обеспечивает облегчение конструкции при поднятии ее на судно. Наличие троса, расположенного внутри полости по центру, дает возможность балласта полости для того, чтобы не произошло опрокидывание конструкции, а также способствует взаимодействию с поплавком, выполненным в виде радиомаяка, для передачи сигнала на судно о местонахождении устройства. Клапан полного сброса воздуха на вершине гибкой полости обеспечивает полный сброс воздуха из гибкой полости при поднятии конструкции на судно.The implementation of the clamshell bucket from an elastic material, such as polyurethane, to facilitate the design, and reinforced jaws with holes distributed throughout the area for draining water from the bucket when lifting it from the bottom of the water area, which provides structural relief when lifting it onto the vessel. The presence of a cable located in the center of the cavity allows the ballast of the cavity to prevent the structure from overturning, and also facilitates interaction with the float, made in the form of a beacon, to transmit a signal to the vessel about the location of the device. A full air vent valve at the top of the flexible cavity provides a complete air vent from the flexible cavity when lifting the structure onto the ship.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на Фиг.1, 2 приведена схема устройства для подводной разработки месторождений полезных ископаемых, на Фиг.3 - вид армированных челюстей с распределенными по всей площади отверстиями.The invention is illustrated by drawings, where Fig.1, 2 shows a diagram of a device for underwater mining of mineral deposits, Fig.3 is a view of reinforced jaws with holes distributed over the entire area.

Устройство содержит емкость 1, выполненную в виде грейферного ковша из эластичного материала, например из термополиуретана, с армированными челюстями 2 с отверстиями для спуска в них воды 3 и сочлененными между собой шарнирно в верхней части посредством оси 4. На внешней поверхности челюстей 2 имеются крюки 5, соединенные посредством гибких тяг 6 и креплений 7, что позволяет удерживать челюсти 2 в открытом состоянии. К верхней части каждой из челюстей жестко подсоединены рычаги 8 с упором 9, ограничивающим максимальный угол раскрытия челюстей, и механизм полного закрытия ковша 10, который также находится в жесткой связи с верхней перфорированной кромкой ковша 11 и рычагами 8. В контейнере 12 расположены газогенератор 15, трубка для подачи газа 14 в гибкую полость 17 и автоматический датчик запуска 16. Между газогенератором и гибкой полостью расположена разделительная перегородка 13. Гибкая полость 17 снабжена тросом 18, который расположен по центру, внутри гибкой полости, и взаимодействующим с клапаном полного сброса воздуха 19. В контейнере 12 расположены гибкие звенья 22, соединяющие рычаги 8 с разделительной перегородкой 13. Нижний конец троса 18 закреплен с разделительной перегородкой 13, а верхний конец закреплен с поплавком, выполненным в виде радиомаяка 21. Для подъема устройства на судно или т.п. имеется сцепной блок 20.The device comprises a container 1 made in the form of a clamshell bucket made of an elastic material, for example, thermopolyurethane, with reinforced jaws 2 with holes for draining water 3 in them and articulated to each other in the upper part via axis 4. There are hooks 5 on the outer surface of the jaws 2 connected by flexible rods 6 and mounts 7, which allows you to keep the jaw 2 in the open state. To the upper part of each jaw are rigidly connected levers 8 with a stop 9, limiting the maximum opening angle of the jaws, and a mechanism for completely closing the bucket 10, which is also in tight connection with the upper perforated edge of the bucket 11 and levers 8. In the container 12 are located a gas generator 15, a tube for supplying gas 14 to the flexible cavity 17 and an automatic start sensor 16. A dividing wall 13 is located between the gas generator and the flexible cavity. The flexible cavity 17 is provided with a cable 18, which is located in the center, inside is flexible cavity, and interacting with the valve full air vent 19. In the container 12 there are flexible links 22 connecting the levers 8 with the dividing wall 13. The lower end of the cable 18 is fixed to the dividing wall 13, and the upper end is fixed with a float made in the form of a beacon 21. To lift the device onto a ship or the like there is a coupling unit 20.

Работает предложенное устройство следующим образом.The proposed device works as follows.

На месте проведения работ опускают емкость 1, выполненную в виде грейферного ковша из эластичного материала, например из термополиуретана, с перфорированной в верхней части кромкой 11, увлекает за собой гибкие тяги 6 при полном опускании емкости 1 на дно. Гибкие тяги, будучи в натяжении между креплениями 7 и крюками 5, начинают ослабевать и отсоединяются от крюков 5, срабатывает механизм полного закрытия ковша 10 в контейнере 12, при этом срабатывает автоматический датчик запуска 16 и включается механизм подачи газа из газогенератора 15, через трубку 14 начинает заполняться гибкая полость 17 газом, вследствие чего возникает выталкивающая сила, под действием которой устройство начинает подниматься наверх, и посредством гибких тяг 22, соединенных с разделительной перегородкой 13 и рычагами 8, происходит закрытие емкости 1 и внедрение армированных челюстей 2 в породу, при полном закрытии емкости 1 под действием выталкивающей силы устройство поднимается на поверхность, и с помощью радиомаяка 21 конструкцию обнаруживает судно и поднимает ее благодаря сцепному блоку 20.At the place of work, a container 1 is lowered, made in the form of a clamshell bucket made of elastic material, for example, from polyurethane, with an edge 11 perforated in the upper part, carries flexible rods 6 with the tank 1 completely lowered to the bottom. Flexible rods, being in tension between the fasteners 7 and hooks 5, begin to weaken and disconnect from hooks 5, the mechanism for completely closing the bucket 10 in the container 12 is activated, the automatic start sensor 16 is activated and the gas supply mechanism from the gas generator 15 is turned on through the tube 14 the flexible cavity 17 begins to fill with gas, as a result of which a buoyant force arises, under the influence of which the device begins to rise upward, and by means of flexible rods 22 connected to the partition wall 13 and levers 8, closes the tank 1 and the introduction of reinforced jaws 2 into the rock, when the tank 1 is completely closed under the action of a buoyant force, the device rises to the surface, and using the beacon 21, the structure detects the vessel and lifts it thanks to the coupling block 20.

Данное изобретение может осуществлять добычу полезного ископаемого при любой глубине дна акватории, в условиях плохой видимости и различных погодных ситуациях, с наименьшим расходом энергии на загрузку, а также с наименьшим усилием поднятия груза со дна акватории, полностью автономно, что обеспечивает эффективное ведение работ.This invention can produce minerals at any depth of the bottom of the water area, in conditions of poor visibility and various weather situations, with the least energy consumption for loading, as well as with the least effort to lift cargo from the bottom of the water area, completely autonomously, which ensures efficient work.

Claims (6)

1. Автономное устройство для подводной разработки месторождений полезных ископаемых, включающее грейферный ковш с армированными челюстями и гибкие звенья, при помощи которых ковш связан с газогенератором и с датчиком запуска гибкой полости, расположенными в контейнере, поплавок, отличающееся тем, что грейферный ковш выполнен из эластичного материала, а гибкая полость снабжена тросом, расположенным внутри полости по центру, нижний конец которого закреплен с дополнительно установленной между газогенератором и гибкой полостью разделительной перегородкой, а верхний конец троса закреплен с поплавком.1. A stand-alone device for underwater mining of mineral deposits, including a clamshell bucket with reinforced jaws and flexible links, by means of which the bucket is connected to a gas generator and to a flexible cavity launch sensor located in the container, a float, characterized in that the clamshell bucket is made of elastic material, and the flexible cavity is equipped with a cable located in the center of the cavity, the lower end of which is secured with an additional cable installed between the gas generator and the flexible cavity noy partition, and the upper end of the rope is attached to the float. 2. Автономное устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве эластичного материала грейферного ковша используют, например, термополиуретан.2. The stand-alone device according to claim 1, characterized in that, for example, polyurethane is used as the elastic material of the clamshell bucket. 3. Автономное устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя кромка грейферного ковша выполнена перфорированной.3. The stand-alone device according to claim 1, characterized in that the upper edge of the clamshell bucket is perforated. 4. Автономное устройство по п.1, отличающееся тем, что армированные челюсти грейферного ковша выполнены с равномерно распределенными по всей площади отверстиями.4. The stand-alone device according to claim 1, characterized in that the reinforced jaws of the clamshell bucket are made with holes evenly distributed over the entire area. 5. Автономное устройство по п.1, отличающееся тем, что на вершине гибкой полости расположен клапан полного сброса воздуха.5. The stand-alone device according to claim 1, characterized in that at the top of the flexible cavity there is a valve for complete air discharge. 6. Автономное устройство по п.1, отличающееся тем, что поплавок выполнен в виде радиомаяка. 6. The stand-alone device according to claim 1, characterized in that the float is made in the form of a beacon.

Images