ГРЕЙФЕР ДЛЯ РАБОТЫ ПОД ВОДОЙ

Полезная модель относится к области грузозахватных устройств для подводной добычи рудных материалов.
Известны грейферы, имеющие гидравлические механизмы смыкания створок ковша. Такие грейферы имеют гидроцилиндр, золотниковый распределитель, трубопроводы высокого давления (см. А.с. 333117, кл. В66С 3/16, Бюллетень 11, 1972 г.).
Ввиду сложности гидравлического механизма смыкания створок и необходимости наличия насосной станции для подачи жидкости к нему под высоким давлением такие грейферы затруднительно использовать на морских разработках ископаемых, которые залегают на глубинах свыше 250-300 метров.
Известный гидрогрейфер (см. журнал "Изобретатель и рационализатор" 12, 1991 г. стр. 10, статья С. Мамаева "Челюсти") имеет в силовом гидроцилиндре камеру с сжатым воздухом, который удерживает створки ковша в разомкнутом положении при движении грейфера ко дну водоема. Такие грейферы производят отбор проб донных отложений с глубин моря до 5000 метров. В этом гидрогрейфере гидроцилиндр с поршнем, камера сжатого воздуха требуют тщательного выполнения, надежного уплотнения, что усложняет механизм смыкания створок и затрудняет использование грейфера на глубинах свыше 1000 метров. Клапаны воздушной камеры, при работе грейфера на больших глубинах, требуют точной подгонки к своим посадочным местам, а шток, удерживающий створки ковша в разомкнутом положении, сложного уплотнения, что затрудняет эксплуатацию грейфера в агрессивной морской среде при давлениях внешней среды в сотни атмосфер.
В качестве прототипа приводим грейфер (см. А.с. В66С 3/12, Заявка: 94038137/11, 10.10.1994), предназначенный для использования при отборе проб грунта со дна морей, добычи полезных ископаемых, а также подъема со дна небольших предметов. Для упрощения грейфера при обеспечении его работоспособности на абиссальных глубинах механизм смыкания створок грейфера выполнен в виде стержней из материала, обладающего эффектом «памяти», стержни размещены в кожухе с теплоизоляционным покрытием, а верхние и нижние торцевые стенки кожуха имеют клапаны, расположенные друг против друга. Стержни с «памятью» посредством тяг связаны с створками ковша. Перед спуском грейфера его кожух заполняется горячей водой, стержни изменяют форму и посредством тяг раскрывают створки ковша. При достижении дна открываются клапаны, горячая вода вытесняется из кожуха холодной, которая поступает в кожух из водоема, что приводит к первоначальному восстановлению формы стержней, которые смыкают створки ковша, затем производится подъем грейфера. Однако на больших глубинах усилия, достаточного смыкания челюстей посредством восстановления формы прутка с эффектом «памяти», будет недостаточно, и соответственно, челюсти закроются неполностью. К тому же при опорожнении грейфера перед его опусканием в воду в начале цикла работы грейфера необходимо объем, ограниченный его кожухом, наполнять горячей водой, что увеличивает время цикла и снижает производительность.
Задача, на решение которой направлено предложенная полезная модель, заключается в создании грейфера для работы под водой, в котором были бы исключены указанные выше недостатки.
Техническим результатом является: увеличение глубины добычи рудных материалов со дна океанических шельфов, что позволяет добывать полезные ископаемые более высокого качества.
Технический результат достигается тем, что грейфер для работы под водой содержит челюсти 1, которые шарнирно соединены с нижней траверсой 2 и с помощью тяг 3 с головкой 4, подъемный канат 5, который закреплен на головке 6, предназначен для подъема и опускания грейфера. Между верхней и нижней траверсами установлен гидроцилиндр с встроенными в него предохранительным клапаном и регулятором расхода.
Снабжение грейфера гидроцилиндром с встроенным в него предохранительным клапаном обеспечивает одновременное закрытие челюстей грейфера в момент его удара о грунт.
Фиг. 1 - Общий вид грейфера в открытом положении.
Фиг. 2 - Общий вид грейфера в закрытом положении.
Грейфер для работы под водой содержит челюсти 1; верхнюю 2 и нижнюю 3 траверсы; гидроцилиндр 4, имеющий шток 5, поршень 6, регулятор расхода 7; планки 9, поддерживающий канат 10, упорные гайки 11 и 13, установленные на штоке 14 предохранительного клапана 8, с пружиной 15 и обратным клапаном 16.
Управление грейфером для подводной добычи осуществляется следующим образом.
Во время спуска порожнего грейфера в раскрытом состоянии на дно предохранительный клапан 8 находится в закрытом состоянии (фиг. 1), поршень 10 поднят в максимально верхнее положение. При ударе о грунт происходит начальное заглубление челюстей 1 грейфера, ослабление поддерживающего каната 5 и инерционное опускание верхней траверсы 2. При этом планка 11, надавливая на упорную гайку 12, принудительно опускает поршень 17 и тем самым открывает отверстие, сообщающее полость пониженного давления внутри гидроцилиндра с полостью повышенного давления внешней среды через отверстие в предохранительном клапане 8. Происходит заполнение гидроцилиндра 7 и опускание поршня 10 до момента открытия челюстей 1. Сжатый воздух, находящийся в нижней полости предохранительного клапана 8, при опускании поршня 17 выходит через обратный клапан 18. В конце процесса зачерпывания планка 11 упирается в упорную гайку 15, передвигая тем самым поршень 17 предохранительного клапана 8 в положение закрытия сообщающего отверстия. Грейфер, наполненный грузом, поднимается в верхнее положение до момента соприкосновения со стопорящими планками. Далее происходит его разгрузка под водой гидротранспортной установкой. После разгрузки опорожненный грейфер требуется раскрыть. Для этого в гидроцилиндре устанавливается регулятор расхода 9, шток которого, проходя через планку 11, упирается в стопорящую крышку (на схеме не показана), тем самым, выпуская часть жидкости из гидроцилиндра 7. Шток гидроцилиндра 13 начинает подниматься и перестает давить на шток предохранительного клапана 14. Поршень предохранительного клапана 14 поднимается и открывает отверстие, в которое устремляется жидкость. Челюсти открываются 1 и в конечном положении планка 11 упирается в гайку 12, заставляя поршень предохранительного клапана переместиться вверх и закрыть отверстие.
В таком положении грейфер опускается вниз, и цикл повторяется снова.