АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ СО ДНА АКВАТОРИИ
INDEPENDENT UNIT FOR LIFTING MINERAL RESOURCES FROM WATER ZONE BOTTOM

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 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)].
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 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).
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.
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.
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.
В качестве эластичного материала грейферного ковша используют, например, термополиуретан.
Верхняя кромка грейферного ковша выполнена перфорированной.
Армированные челюсти грейферного ковша выполнены с равномерно распределенными по всей площади отверстиями.
На вершине гибкой полости расположен клапан полного сброса воздуха.
Поплавок выполнен в виде радиомаяка.
Разделительная перегородка обеспечивает крепление гибких тяг и газогенератора.
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.
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.
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.
Работает предложенное устройство следующим образом.
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.
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.