АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ СО ДНА АКВАТОРИИ
SELF-CONTAINED DEVICE FOR LIFTING MINERAL DEPOSITS FROM BOTTOM OF WATER AREA

Настоящее изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подъема полезных ископаемых со дна акватории.
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, соединенный с помощью кольца контейнером, содержащим газогенератор, гибкую полость для газа и грузовую секцию. [Авторское свидетельство SU 1351265 A1, E21C 50/00 от 06.06.1985, опубл. 10.07.1996.]
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.
Известно устройство для подъема полезных ископаемых с морского дна, включающее транспортирующую емкость, шарнирно соединенную с тросом посредством штанги, газогенератор, гибкую полость для газа с клапаном предельного давления, трос с балластом и поплавком. (Патент RU №2426883 от 17.03.2010, опубл.20.08.2011, бюл. №23.) Данное устройство выбрано за прототип.
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.
Основная задача изобретения заключается в добыче полезных ископаемых со дна акватории и подъем их на ее поверхность независимо от глубины добычи, условий видимости, с минимальным расходом энергии на загрузку.
Достигается тем, что автономное устройство для подъема полезных ископаемых со дна акватории, включающее транспортирующую емкость в виде грейферного ковша, снабженного рычагами с упорами и гибкими звеньями, датчик запуска, расположенный в контейнере, и гибкую полость, гибкая полость заполнена жидкостью с расположенной в ней капсулой, содержащей реагенты, а на вершине гибкой полости расположен клапан для заброса капсулы, при этом внутри контейнера, на боковых его стенках закреплены радиомаяки, а снаружи сцепные кольца.
В качестве реагентов, находящихся внутри капсулы, используют, например, раствор 3% хлористого натрия и 0.3% гипохлорита натрия, соотношение которых способствует протеканию реакции разогрева жидкости.
В гибкой полости находится капсула с реагентами, при растворении которой, поднимается температура жидкости, находящаяся внутри гибкой полости, из-за разности плотностей жидкости внутри гибкой полости и в акватории, а также температур внутри гибкой полости и в акватории обеспечивается поднятие конструкции на поверхность. Радиомаяки обеспечивают передачу сигнала на судно о местонахождении устройства. Клапан, расположенный на вершине гибкой полости, необходим для заброса капсулы в жидкость, находящуюся внутри гибкой полости, что обеспечивает повышение температуры при прохождении реакции для поднятия устройства на поверхность.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1, 2 приведена схема устройства для подводной разработки месторождений полезных ископаемых.
Устройство содержит емкость 1, выполненную в виде грейферного ковша с армированными челюстями 2. На внешней поверхности челюстей 2 имеются крюки 3, при помощи которых происходит зацепление с гибкими тягами 4 и креплениями 5, что позволяет удерживать челюсти 2 в открытом состоянии. К верхней части каждой из челюстей жестко подсоединены рычаги 6 с упором 7, ограничивающим максимальный угол раскрытия челюстей, и механизм полного закрытия ковша 8, который также находится в жесткой связи с рычагами 6. В контейнере 10 расположены радиомаяки 18, а с наружи контейнера расположены сцепные кольца. Гибкая полость 14 снабжена жидкостью, в которой находится капсула 13 с реагентами, а на вершине гибкой полости 14 расположен клапан для заброса капсулы 16. В контейнере 10 расположены гибкие звенья 17 для взаимодействия через рычаги 6 с грейферным ковшом, а так же датчик запуска 12. Для подъема устройства на судно или т.п. имеются сцепные кольца 19.
Работает предложенное устройство следующим образом.
На месте проведения работ опускают емкость 1, выполненную в виде грейферного ковша, который увлекает за собой гибкие тяги 4 при полном опускании емкости 1 на дно. Гибкие тяги, будучи в натяжении между креплениями 5 и крюками 3, начинают ослабевать и отсоединяются от крюков 3, срабатывает механизм полного закрытия ковша 8 в контейнере 10, при этом срабатывает автоматический датчик запуска 12, оповещающий судно о закрытии ковша. За время опускания устройства на дно в гибкой полости 14 растворяется капсула 13 с реагентами, например 3% хлористого натрия и 0,3% гипохлорита натрия, которые при взаимодействии с жидкостью начинают ее нагревать, вследствие чего возникает выталкивающая сила, под действием которой устройство начинает подниматься наверх, и посредством гибких тяг 4 и рычагов 6 происходит закрытие емкости 1 и внедрение армированных челюстей 2 в породу, при полном закрытии емкости 1 под действием прохождения реакции разогрева жидкости внутри гибкой полости создается выталкивающая сила, вследствие чего устройство поднимается на поверхность. При помощи радиомаяков 18, посылающих сигнал, устройство обнаруживает судно и поднимает его благодаря сцепным кольцам 19.
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 подъем груза со дна акватории, полностью автономно, что обеспечивает эффективное ведение работ.