RU177596U1

RU177596U1 - GRAB FOR WORK UNDER WATER

Info

Publication number: RU177596U1
Application number: RU2016111497U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Никитаев
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2018-03-01

Abstract

Грейфер для работы под водой относится к области грузозахватных устройств для подводной добычи рудных материалов. 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.An underwater grab belongs to the field of lifting devices for underwater mining of ore materials. The technical result is: increasing the depth of mining of ore materials from the bottom of the oceanic shelves, which allows you to mine higher quality minerals. The technical result is achieved by the fact that the grab for working under water contains jaws 1, which are pivotally connected to the lower traverse 2 and using rods 3 with the head 4, a hoisting rope 5, which is mounted on the head 6, is designed to raise and lower the grab. Between the upper and lower traverses, a hydraulic cylinder is installed with a safety valve and a flow regulator built into it. The supply of the grab with a hydraulic cylinder with a safety valve integrated in it ensures the simultaneous closure of the jaws of the grab at the time of its impact on the ground.

Description

Полезная модель относится к области грузозахватных устройств для подводной добычи рудных материалов.The utility model relates to the field of lifting devices for underwater mining of ore materials.

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.).Known grabs having hydraulic mechanisms for closing the flaps of the bucket. Such grabs have a hydraulic cylinder, spool valve, high pressure pipelines (see A.S. 333117, class B66C 3/16, Bulletin 11, 1972).

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.Due to the complexity of the hydraulic mechanism for closing the valves and the need for a pump station to supply fluid to it under high pressure, such grabs are difficult to use in offshore mining operations, which occur at depths of more than 250-300 meters.

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.The well-known hydraulic grab (see the journal "Inventor and Rationalizer" 12, 1991, p. 10, article by S. Mamaev "Jaws") has a compressed air chamber in the power cylinder that holds the bucket leaves in the open position when the grab moves to the bottom of the reservoir . Such grabs take samples of bottom sediments from depths of the sea up to 5000 meters. In this hydrograpple, a hydraulic cylinder with a piston and a compressed air chamber require careful execution and reliable sealing, which complicates the closure mechanism of the valves and makes it difficult to use the grapple at depths over 1000 meters. Air chamber valves, when the grab is operating at great depths, require precise adjustment to their seats, and the stem, which keeps the bucket flaps open, has a complicated seal, which makes it difficult to operate the grab in an aggressive marine environment at ambient pressures of hundreds of atmospheres.

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.As a prototype, we give a grab (see A.S. B66C 3/12, Application: 94038137/11, 10/10/1994), intended for use in sampling soil from the bottom of the sea, mining, and also lifting small objects from the bottom . To simplify the grab while ensuring its operability at abyssal depths, the closing mechanism of the grab flaps is made in the form of rods made of a material with the effect of "memory", the rods are placed in a casing with a heat-insulating coating, and the upper and lower end walls of the casing have valves located opposite each other. The rods with the “memory” are connected by means of rods to the doors of the bucket. Before lowering the grab, its casing is filled with hot water, the rods change shape and, using the rods, open the doors of the bucket. When the bottom is reached, the valves open, hot water is forced out of the cold casing, which enters the casing from the reservoir, which leads to the initial restoration of the shape of the rods that close the bucket flaps, then the grab is lifted. However, at great depths of effort, sufficient closure of the jaws by restoring the shape of the bar with the effect of "memory" will not be enough, and accordingly, the jaw will not close completely. In addition, when emptying the grab before lowering it into the water at the beginning of the grab cycle, it is necessary to fill the volume limited by its casing with hot water, which increases the cycle time and reduces productivity.

Задача, на решение которой направлено предложенная полезная модель, заключается в создании грейфера для работы под водой, в котором были бы исключены указанные выше недостатки.The problem to which the proposed utility model is directed is to create a grab for working under water, in which the above disadvantages would be eliminated.

Техническим результатом является: увеличение глубины добычи рудных материалов со дна океанических шельфов, что позволяет добывать полезные ископаемые более высокого качества.The technical result is: increasing the depth of mining of ore materials from the bottom of the oceanic shelves, which allows you to mine higher quality minerals.

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.The technical result is achieved by the fact that the grab for working under water contains jaws 1, which are pivotally connected to the lower traverse 2 and using rods 3 with the head 4, a hoisting rope 5, which is mounted on the head 6, is designed to raise and lower the grab. Between the upper and lower traverses, a hydraulic cylinder is installed with a safety valve and a flow regulator built into it.

Снабжение грейфера гидроцилиндром с встроенным в него предохранительным клапаном обеспечивает одновременное закрытие челюстей грейфера в момент его удара о грунт.The supply of the grab with a hydraulic cylinder with a safety valve integrated in it ensures the simultaneous closure of the jaws of the grab at the time of its impact on the ground.

Фиг. 1 - Общий вид грейфера в открытом положении.FIG. 1 - General view of the grab in the open position.

Фиг. 2 - Общий вид грейфера в закрытом положении.FIG. 2 - General view of the grab in the closed position.

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.The grab for working under water contains jaws 1; upper 2 and lower 3 traverses; a hydraulic cylinder 4 having a rod 5, a piston 6, a flow regulator 7; straps 9, supporting rope 10, thrust nuts 11 and 13 mounted on the stem 14 of the safety valve 8, with a spring 15 and a non-return valve 16.

Управление грейфером для подводной добычи осуществляется следующим образом.Management of the grab for underwater mining is as follows.

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.During the descent of the empty grab in the open state to the bottom, the safety valve 8 is in the closed state (Fig. 1), the piston 10 is raised to the highest position. Upon impact on the ground, the initial grab jaw 1 is deepened, the supporting cable 5 is loosened and the upper crosshead 2 is inertially lowered. In this case, the bar 11, pressing on the thrust nut 12, forcibly lowers the piston 17 and thereby opens the hole communicating the cavity of the reduced pressure inside the hydraulic cylinder with the cavity of the increased pressure of the external environment through the hole in the safety valve 8. The hydraulic cylinder 7 is filled and the piston 10 is lowered until the jaws are opened 1. Compressed air located in bo ttom cavity relief valve 8 is lowered the piston 17 goes through the check valve 18. At the end of the process the scooping strip 11 rests on the thrust nut 15, thereby moving the piston 17 of the safety valve 8 to closing the communicating hole. The grab, filled with cargo, rises to the upper position until it contacts the locking strips. Then it is unloaded under water by a hydrotransport installation. After unloading, the empty grapple must be opened. To do this, a flow regulator 9 is installed in the hydraulic cylinder, the stem of which, passing through the bar 11, abuts against the stopper cover (not shown in the diagram), thereby releasing a part of the liquid from the hydraulic cylinder 7. The hydraulic cylinder 13 starts to rise and ceases to put pressure on the safety valve rod 14. The piston of the safety valve 14 rises and opens the hole into which fluid flows. The jaw opens 1 and in the final position, the bar 11 abuts against the nut 12, forcing the piston of the safety valve to move up and close the hole.

В таком положении грейфер опускается вниз, и цикл повторяется снова.In this position, the grapple goes down and the cycle repeats again.

Claims

A grab for working under water, containing two jaws that are pivotally connected to the lower traverse and using rods with a head, a hoisting rope that is mounted on the head is designed to raise and lower the grab, characterized in that a hydraulic cylinder is installed between the upper and lower traverses safety valve and flow regulator integrated into it.