Устройство для сборки конкреций со дна глубоких водоемов

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам (У) для подводной добычи конкреций со дна морей и океанов. Цель - повышение эффективности сбора путем обеспечения непрерывной добычи конкреций и снижение потерь при движении по склону на дне водоема. Рабочий орган У выполнен в виде лотка (Л) 1 с вибровозбудителем 2, закрепленного на раме 4 посредством упругих связей 3. Грузонесущая поверхность Л 1 выполнена с продольными гофрами, ширина стенок и угол наклона которых к поверхности, соединяющей вершины гофр, определяется из соотношений h ≥ v_к/cosβ, π/2 - π≥β≥α-β_к, где h - ширина стенок продольных гофр; β- угол наклона гофр к поверхности, соединяющей их вершины, r - угол трения конкреций по материалу грузонесущей поверхности в воде); r_к - угол трения качения конкреций шарообразной формы по грузонесущей поверхности; v_k - радиус-конкреций шарообразной формы предельного класса крупности.

α- максимальный угол наклона дна водоема. При движении вибрирующий Л1 внедряется загрузочной частью 12 в слой донных отложений 13, С Л1 конкреции поступают на разгрузочный Л15, в котором они захватываются зубьями 18 и поступают в ковши 17 барабана 16, а затем на просеивающую поверхность 22 грохота - конвейера. 6 ил. Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для подводной добычи конкреций со дна морей и океанов. Целью изобретения является повышение эффективности сбора путем обеспечения непрерывной добычи конкреций и снижения потерь при движении устройства по склону на дне водоема. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 грузонесущая поверхность рабочего органа в аксонометрии; на фиг. 4 сечение А-А на фиг.3; на фиг. 5 сечение грузонесущей поверхности к задаче определения ширины стенки гофр; на фиг. 6 - сечение грузонесущей поверхности к задаче определения предельного угла раскрытия стенок гофр. Устройство содержит рабочий орган, выполненный в виде лотка 1, снабженного вибровозбудителем 2, например, эксцентрикового типа, и закрепленного с помощью упругих связей 3 на раме 4 рабочего органа, которая соединена с общей рамой 5 устройства при помощи шарниров 6 и гидроцилиндров 7. Гидроцилиндры 7 связаны с механизмом копирования рельефа дна водоема 8, установленном впереди лотка 1 на раме 5 устройства и состоящего из расположенной на дне водоема лыжи 9, шарнирно прикрепленной через рычаг 10 к раме 5 устройства и датчика 11 измерения положения лыжи. Загрузочная часть 12 лотка 1 погружена на заданную глубину в слой донных отложений 13, на поверхности которого находятся конкреции 14. Сo стороны разгрузочной части лотка 1 расположен закрепленный на раме 5 paзгpyзoчный лоток 15, образованный продольно размещенными пластинами, установленными с зазором и имеющим в поперечном сечении форму трапеций (большим основанием вниз). Барабан 16 имеет ковши 17, привод вращения и соединен с рамой устройства при помощи опорных роликов (не показаны). Ковши 17 открыты внутрь барабана 16 и образованы закругленными пластинами с зубьями 18, которые могут входить при вращении барабана в промежутки между пластинам разгрузочного лотка 15. Внутри барабана 16, вдоль его оси размещен вибрационный грохот-конвейер 19, закрепленный на раме 5 устройства с помощью упругих связей 20. Грохот-конвейер 19 снабжен вибровозбудителем 21 и состоит из просеивающей поверхности 22 и лотка 23, соединенных между собой пластинами 24. Грузонесущая поверхность 25 лотка 1 выполнена с продольными гофрами, ширина стенок h и угол β наклона к поверхности, соединяющий вершины гофр, определяются из соотношений h≥ V_к/cosβ, π/2 - ρ≥ β≥ α - β_к, где h ширина стенок продольных гофр; β угол наклона гофр к поверхности, соединяющей их вершины; r угол трения конкреций по материалу грузонесущей поверхности в воде;
r_к угол трения качения конкреций шарообразной формы по грузонесущей поверхности;
V_к радиус конкреций шарообразной формы предельного класса крупности;
α максимальный угол наклона дна водоема. Кроме того, грузонесущая поверхность 25 может быть перфорирована. или образована продольно размещенными пластинами 26, установленными со щелями 27. Устройство может быть смонтировано на опорная платформе или на гусеничном, винтовом или иного типа шасси (не показано),
Устройство работает следующим образом. Движение устройства по дну водоема осуществляется буксировкой при его размещении на платформе или двигателями любого типа при размещении устройства "на самоходном шасси". Перед началом движения запускаются двигатели вибровозбудителей 2 и 21 соответственно лотка 1 и грохотаконвейера 19, а также привода барабана. При движении вибрирующий лоток 1 загрузочной частью 12 внедряется в слой донных отложений 13. Глубина погружения загрузочной части 12 лотка 1 задается положением штоков гидроцилиндров 7 и поддерживается постоянной. Достигается это тем, что изменение положения лыжи 9 через рычаг 10 фиксируется датчиком 11. Сигнал от датчика 11 поступает на исполнительный механизм (не показан), который изменяет давление в гидросистеме, благодаря чему перемещаются штоки гидроцилиндров 7 и изменяется положение лотка 1 относительно общей рамы 5 устройства. В результате вибрационного воздействия на слой данных отложений, находящихся на загрузочной части 12 лотка 1 донные отложения отделяются от конкреций 14 и переходят в вибровзвешенное состояние. При этом легкие частицы уносятся напором воды из зоны сбора, а тяжелые, оседая на лоток 1 разрушаются на более мелкие фракции и также уносятся водой, либо, пройдя через отверстия в поверхности лотка, оседают на дно водоема, Конкреции, вибротранспортируясь из зоны сбора по лотку 1, подаются на разгрузочный лоток 15, в котором они захватываются зубьями 18 и поступают в ковши 17 барабана 16, которые опорожняются на просеивающую поверхность 22 грохота-конвейера 19. Под воздействием направленной вибрации на грохоте-конвейере осуществляется доотмыв конкреций от донных отложений и разделение их по крупности. Конкреции, не прошедшие через ячейки просеивающей поверхности 22, транспортируясь по последней, сбрасываются обратно на дно водоема, а прошедшие, транспортируясь по лотку 23, поступают в приемный бункер и по трубопроводу подаются на поверхность водоема (не показано). Применение данного устройства позволит повысить эффективность сбора путем обеспечения непрерывной добычи конкреций.

Формула изобретения

Устройство для сбора конкреций со дна глубоких водоемов, включающее раму с установленными на ней рабочим органом, барабаном с ковшами и приводом вращения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности сбора путем обеспечения непрерывной добычи конкреций и снижения потерь при движении устройства по склону на дне водоема, рабочий орган выполнен в виде лотка, снабженного вибровозбудителем и закрепленного на раме посредством упругих связей, при этом грузонесущая поверхность лотка выполнена с продольными гофрами, ширина стенок и угол наклона которых к поверхности, соединяющей вершины гофр, определяются из соотношений

p/2-ρ ≥ β α-ρ_к,
где h ширина стенок продольных гофр;
β - угол наклона гофр к поверхности, соединяющей их вершины;
ρ - угол трения конкреций по материалу грузонесущей поверхности в воде;
ρ_к- угол трения качения конкреций шарообразной формы по грузонесущей поверхности;
V_k радиус конкреций шарообразной формы предельного класса крупности;
α - максимальный угол наклона дна водоема.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6