Устройство для подводной добычи твердых полезных ископаемых
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для добычи твердых полезных ископаемых (ТПИ) со дна океана. Цель - повышение надежности работы устройства за счет уменьшения динамического давления при загрузке и выгрузке ТПИ. Устройство включает замкнутую подъемную трубу 1 с линейным электродвигателем, приемным и выпускным трубопроводами 9, 10 и размещенные в подъемной трубе 1 шаровые секции 4. Шаровые секции 4 соединены между собой тросом 7. На приемном и выпускном трубопроводах 9, 10 установлены гасители 11 динамической энергии. Каждый гаситель 11 динамической энергии выполнен из камеры в виде кардиоида вращения с радиальным входным отверстием и наклонно расположенными выходными отверстиями. На каждой шаровой секции 4 установлены кольцевые манжеты 5 с образованием емкости, заполненной магнитной жидкостью 6. Выпускное отверстие приемного трубопровода 9 расположено на расстоянии от нижней части подъемной трубы 1, равном удвоенному расстоянию между смежными шаровыми секциями 4. Под воздействием бегущего магнитного поля шаровые секции 4 поднимают ТПИ вместе с водой из приемного трубопровода 9 и разгружают через выпускной трубопровод 10. 3 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для добычи и транспортировании твердых полезных ископаемых со дна океана. Цель изобретения повышение надежности работы устройства за счет уменьшения динамического давления при загрузке и выгрузке твердых полезных ископаемых. На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 гаситель динамической энергии, продольный разрез; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2. Устройство содержит замкнутую подъемную трубу 1, состоящую из подъемной 2 и напорной 3 частей с линейным электродвигателем. Внутри трубы 1 размещены шаровые секции 4 с кольцевыми манжетами 5, расположенными с образованием емкостей, заполненных магнитной (или ферромагнитной) жидкостью 6. Манжеты 5 ограничивают шаровые секции 4 и выполнены в виде замкнутого кольца, по внешней поверхности которого расположены кольцевые проточки, также заполненные жидкостью 6. Ширина кольцевой манжеты 5 выполнена максимальной, для того чтобы шаровые секции 5 могли бы свободно преодолевать закругления подъемной трубы 1, не заклиниваясь в ней. Трос 7 соединяет шаровые секции 4 между собой. Устройство также содержит придонный агрегат 8, предназначенный для разделения и принудительной подачи твердых полезных ископаемых в приемный 9 и выпускной 10 трубопроводы, которые содержат гасители 11 динамической энергии. Гаситель 11 представляет собой камеру 12, выполненную в виде кардиоида вращения, с входным радиальным отверстием 13 и выходными отверстиями 14, выполненными с определенным наклоном в осевом и радиальном направлениях. Отверстия 13 и 14 соединяют камеру 12 с приемным 9 или выпускным 10 трубопроводами. Выпускное отверстие приемного трубопровода 9 расположено на расстоянии 21 от нижней части подъемной трубы 1, равном удвоенному расстоянию l между смежными шаровыми секциями 4. Это позволяет в процессе загрузки устройства тросу 7, соединяющему соседние шаровые секции 4, принять на себя часть нагрузки при подаче полезных ископаемых в подъемную трубу 1. За счет этого линейный электродвигатель будет расходовать меньше электроэнергии и испытывать нагрузку, уменьшенную на величину прочности троса 7. Устройство работает следующим образом. В подъемной трубе 1 под воздействием бегущего магнитного поля линейного электродвигателя шаровые секции 4 приводятся в движение и поднимают полезное ископаемое вместе с текучей средой. Благодаря наличию магнитной (ферромагнитной) жидкости 6 обеспечивается скользящий антифрикционный контакт с внутренней поверхностью подъемной трубы 1, а также неразрывное сцепление с бегущим магнитным полем линейного электродвигателя. Придонный агрегат 8 в процессе добычи начинает втягивать в себя смесь полезных ископаемых с водой и илом, отделяет полезные ископаемые от ила в текучей среде и частично обезвоживает их. Затем за счет возникающей разности придонного гидростатического давления и давления внутри замкнутой подъемной трубы гидросмесь втягивается в приемный трубопровод. С увеличением глубины добычи возрастает разность между придонным гидростатическим давлением и давлением внутри подъемной трубы 1, что приводит к увеличению скорости текучей среды внутри приемного трубопровода 9. Гаситель 11 динамической энергии, установленный на приемном трубопроводе 9, улучшает динамику процесса загрузки в подъемную трубу 1, при этом кинетическая энергия движущегося потока переходит в потенциальную. При выгрузке полезных ископаемых из выпускного трубопровода 10 происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую за счет разности давлений между атмосферным давлением и давлением, возникающим в выпускном трубопроводе 10. Улучшить динамику прохождения процесса выгрузки позволяет гаситель 11, установленный на выпускном трубопроводе 10. Текучая среда в процессе своего движения завихряется в пристеночных областях трубопроводов 9 или 10, при этом пристеночные движущиеся потоки попадают через входное радиальное отверстие 13 гасителя 11 в камеру 12, выполненную с расширяющимся объемом в виде кардиоида вращения, форма которого позволяет изменять сопротивление скорости текучей среды, что обеспечивает плавность динамического процесса движения полезных ископаемых, выходящих через отверстия 14 в приемный 9 или выпускной 10 трубопроводы.
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающее замкнутую подъемную трубу с линейным электродвигателем, приемным и выпускным трубопроводами и размещенные в подъемной трубе шаровые секции, соединенные между собой тросом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет уменьшения динамического давления при загрузке и выгрузке твердых полезных ископаемых, оно снабжено гасителями динамической энергии, установленными на приемном и выпускном трубопроводах, при этом каждый гаситель динамической энергии выполнен из камеры в виде кардиоида вращения с радиальным входным отверстием и наклонно расположенными выходными отверстиями, а каждая шаровая секция снабжена кольцевыми манжетами, размещенными с образованием в подъемной трубе емкости, заполненной магнитной жидкостью, причем выпускное отверстие приемного трубопровода расположено на расстоянии от нижней части подъемной трубы, равном удвоенному расстоянию между смежными шаровыми секциями.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000
Извещение опубликовано: 20.03.2000
