RU2362016C1 - Complex for extraction of concretions - Google Patents

Complex for extraction of concretions Download PDF

Info

Publication number
RU2362016C1
RU2362016C1 RU2008110306/03A RU2008110306A RU2362016C1 RU 2362016 C1 RU2362016 C1 RU 2362016C1 RU 2008110306/03 A RU2008110306/03 A RU 2008110306/03A RU 2008110306 A RU2008110306 A RU 2008110306A RU 2362016 C1 RU2362016 C1 RU 2362016C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
pipeline
suction
concretions
nodules
Prior art date
Application number
RU2008110306/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Дмитриевич Тарасов (RU)
Юрий Дмитриевич Тарасов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority to RU2008110306/03A priority Critical patent/RU2362016C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2362016C1 publication Critical patent/RU2362016C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention refers to hydro-mechanised complexes for extracting concretions from sea bottom. The complex for extraction of concretions consists of a base vessel, of a pulp pump with suction and outlet branches, of a pressure pipeline connected with the outlet and suction branches by means of flanges, and of a perforated branch with dimension of holes equal to a minimal size of extracted concretions. Also the pressure pipeline is directed vertically, while its above water part is pivotally secured on the end of a derricking jib of a swing crane by means of a sleeve; the swing crane is arranged on the base vessel and is designed to lift and lower the pressure pipeline and also to transfer it in horizontal plane. The upper part of the pipe line is connected to a concretion receiving capacity by means of a flexible hose. Four pontoons of a cylinder shape are arranged on the middle part of the pipeline symmetrically relative to its lengthwise axis and along it; the pontoons are designed to be filled with water and to be blown off with compressed air. Also the pontoons are arranged on the pipeline between the flanges secured on the latter; the pontoons are connected between them and pressed to the pipeline by means of flexible bands. Cantilever swinging framework kinematically tied to its swing drive is assembled on the lower section of the pipeline; this framework is designed to rotate relative to the pipeline in horizontal plane. Two blades symmetrically located relative to the suction branch are secured to the framework from below; the blades rest on the water area bottom, grab concretions and transfer concretions to the suction branch. Notably, each of blades is made with a horizontal lower edge in cross section; an inclined part of the blade adjoins the lower edge and forms an acute angle, the vertex of which is directed to the side of blade motion; an upper horizontal edge adjoins the inclined part and is connected to it with a curvilinear section. Value of acute angle is accepted less, than the angle of friction in pair of concretion with host rock that is internal surface of the lower edge and the inclined part. In plane view each blade is profiled along logarithmic spiral with a pole coinciding with the axis of the suction branch; the external relative to the suction branch edge of the blade and its lower edge are bent to the direction of framework swing, while the blade adjoins the suction branch with a minimal circular gap in plane view. The suction branch is made in form of a truncated cone expanding downward. The concretion receiving capacity is made in form of an inclined sieve grate, wherefrom dehydrated concretions are reloaded into movable containers; a sump is assembled under the sieve grate.
EFFECT: decreased cost and simplification of design and facilitating part load mode of concretions extraction.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к гидромеханизированным комплексам для добычи конкреций с морского дна.The invention relates to hydromechanized complexes for the extraction of nodules from the seabed.

Известен комплекс для добычи конкреций с морского дна (прототип), содержащий базовое судно, передвижной придонный агрегат, включающий пульпонасос с всасывающим и выходным патрубками, напорный трубопровод, перфорированный патрубок, соединенный фланцами с выходным патрубком и напорным трубопроводом, при этом размеры отверстий перфорированного патрубка приняты равными минимальному размеру добываемых конкреций (Пат. РФ №2219342, кл. 7 Е21С 50/00, E02F 3/88; 2003).A known complex for the extraction of nodules from the seabed (prototype), comprising a base vessel, a mobile bottom unit including a pulp pump with suction and outlet pipes, a pressure pipe, a perforated pipe connected by flanges to an output pipe and a pressure pipe, while the dimensions of the holes of the perforated pipe are accepted equal to the minimum size of mined nodules (Pat. RF №2219342, CL 7 Е21С 50/00, E02F 3/88; 2003).

Однако недостатком известного комплекса является необходимость использования передвижного придонного агрегата, увеличенная длина напорного трубопровода, что усложняет и удорожает конструкцию комплекса, а также нарушение продуктивного придонного слоя при перемещении по дну акватории тяжелого добычного агрегата.However, the disadvantage of the known complex is the need to use a mobile bottom unit, the increased length of the pressure pipe, which complicates and increases the cost of the design of the complex, as well as the violation of the productive bottom layer when moving along the bottom of the water area of a heavy mining unit.

Техническим результатом изобретения является упрощение и удешевление конструкции комплекса и обеспечение щадящего режима добычи конкреций.The technical result of the invention is to simplify and reduce the cost of the design of the complex and provide a sparing mode of extraction of nodules.

Технический результат достигается тем, что в комплексе для добычи конкреций, содержащем базовое судно, пульпонасос с всасывающим и выходным патрубками, напорный трубопровод, соединенный фланцами с выходным патрубком и напорным трубопроводом перфорированный патрубок с размерами отверстий, равными минимальному размеру добываемых конкреций, согласно изобретению напорный трубопровод ориентирован вертикально, а его надводная часть с помощью обоймы шарнирно закреплена на конце подъемной стрелы поворотного крана, установленного на базовом судне, с возможностью подъема и опускания напорного трубопровода, а также его перемещения в горизонтальной плоскости, верхняя часть трубопровода гибким шлангом соединена с приемным приспособлением для конкреций, на средней части трубопровода симметрично относительно его продольной оси и с расположением вдоль него размещены четыре понтона цилиндрической формы с возможностью заполнения их водой и продувки сжатым воздухом, при этом понтоны размещены на трубопроводе между закрепленными на нем фланцами и соединены между собой и прижаты к трубопроводу с помощью гибких бандажей, на нижней части трубопровода с возможностью вращения относительно него в горизонтальной плоскости установлена поворотная ферма, кинематически связанная с приводом ее поворота, а снизу к ферме прикреплены симметрично расположенные относительно всасывающего патрубка две лопасти с возможностью их опирания на дно акватории, захвата ими конкреций и их перемещения к всасывающему патрубку, каждая из лопастей в поперечном сечении выполнена с горизонтальной нижней кромкой, примыкающим к ней наклонным участком с образованием острого угла, вершина которого направлена в сторону движения лопасти, и примыкающей к этому участку верхней горизонтальной кромкой, которая с наклонным участком соединена криволинейным участком, причем величина острого угла принята меньше угла трения в паре конкреции с вмещающей породой - внутренняя поверхность нижней кромки и наклонного участка, в плане каждая лопасть спрофилирована по логарифмической спирали с полюсом, совпадающим с осью всасывающего патрубка, причем внешняя относительно всасывающего патрубка кромка лопасти и ее нижняя кромка отогнуты в сторону вращения фермы, а к всасывающему патрубку лопасть примыкает с минимальным кольцевым зазором в плане, при этом параметры логарифмической спирали, определяющей профиль каждой лопасти, выбраны исходя из соотношенияThe technical result is achieved by the fact that in the complex for the extraction of nodules containing a base vessel, a pulp pump with a suction and output pipes, a pressure pipe connected by flanges with an output pipe and a pressure pipe, a perforated pipe with hole sizes equal to the minimum size of the extracted nodules, according to the invention, a pressure pipe oriented vertically, and its surface part with a clip articulated at the end of the lifting boom of a slewing crane mounted on the bases m the vessel, with the possibility of raising and lowering the pressure pipe, as well as its movement in the horizontal plane, the upper part of the pipeline is connected by a flexible hose to the receiving device for nodules, on the middle part of the pipeline symmetrically relative to its longitudinal axis and four pontoons of cylindrical shape are placed along it with the possibility of filling them with water and blowing with compressed air, while the pontoons are placed on the pipeline between the flanges fixed on it and are interconnected and pressed a flexible truss is mounted on the lower part of the pipeline with the possibility of rotation relative to it in the horizontal plane; a rotary truss kinematically connected to the drive of its rotation is mounted, and two blades are symmetrically located relative to the suction pipe from the bottom to the truss and can be supported to the bottom of the water area, they capture nodules and move them to the suction pipe, each of the blades in cross section is made with a horizontal lower edge adjacent to it inclined m section with the formation of an acute angle, the apex of which is directed towards the movement of the blade, and adjacent to this section of the upper horizontal edge, which is connected to the inclined section by a curved section, and the value of the acute angle is less than the angle of friction in the nodule pair with the host rock - the inner surface of the lower edge and inclined section, in plan, each blade is profiled along a logarithmic spiral with a pole coinciding with the axis of the suction pipe, and external relative to the suction cartridge the blade edge and its lower edge are bent in the direction of rotation of the truss, and the blade adjoins the suction nozzle with a minimum annular gap in the plan, while the parameters of the logarithmic spiral determining the profile of each blade are selected based on the ratio

φ-1ln(ρα-1)<f,φ -1 ln (ρα -1 ) <f,

где φ - мгновенная угловая координата, рад, ρ - мгновенный радиус, м, α - масштабный коэффициент, равный отношению линейной и угловой скоростей при построении профиля логарифмической спирали, м, f - коэффициент трения скольжения конкреций с вмещающей породой по внутренней поверхности лопасти, всасывающий патрубок выполнен в виде расширяющегося вниз усеченного конуса, приемное приспособление для конкреций выполнено в виде наклонной колосниковой решетки с возможностью перегрузки с нее обезвоженных конкреций в передвижные контейнеры, а под колосниковой решеткой размещен зумпф. Верхняя горизонтальная кромка каждой лопасти может быть перфорирована отверстиями, а внутренние поверхности горизонтальной кромки и наклонного участка лопасти могут быть покрыты слоем из гидрофобного материала. Зумпф может быть снабжен отводящим трубопроводом, ориентированным в сторону дна акватории.where φ is the instantaneous angular coordinate, rad, ρ is the instantaneous radius, m, α is the scale factor equal to the ratio of linear and angular velocities when constructing the profile of the logarithmic spiral, m, f is the friction coefficient of sliding of nodules with the host rock along the inner surface of the blade, suction the nozzle is made in the form of a truncated cone expanding downward, the nodule receiving device is made in the form of an inclined grate with the possibility of overloading the dehydrated nodules from it into mobile containers, and under olosnikovoy bars placed sump. The upper horizontal edge of each blade can be perforated with holes, and the inner surfaces of the horizontal edge and the inclined portion of the blade can be coated with a layer of hydrophobic material. The sump can be equipped with a discharge pipe oriented towards the bottom of the water area.

Комплекс для добычи конкреций представлен на фиг.1 - вид сбоку, на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.2, на фиг.4 - расчетная схема к определению параметров логарифмической спирали, формирующей профиль лопастей, на фиг.5 - поперечный разрез по понтонам.The complex for the extraction of nodules is presented in figure 1 - side view, figure 2 - section aa in figure 1, figure 3 - section bb in figure 2, figure 4 - design scheme for determination the parameters of the logarithmic spiral forming the profile of the blades, figure 5 is a transverse section along the pontoons.

Комплекс содержит базовое судно 1, вертикально ориентированный напорный трубопровод 2, надводная часть которого с помощью обоймы 3 шарнирно 4 закреплена на конце подъемной стрелы 5 поворотного крана 6, установленного на базовом судне 1. Стрела 5 размещена с возможностью подъема и опускания напорного трубопровода 2, а также его перемещения в горизонтальной плоскости. Верхняя часть трубопровода 2 гибким шлангом 7 соединена с приемным приспособлением для конкреций. На средней части трубопровода 2 симметрично относительно его продольной оси 8 и с расположением вдоль него размещены четыре понтона 9 цилиндрической формы с возможностью заполнения их водой и продувки сжатым воздухом. При этом понтоны 9 размещены на трубопроводе 2 между закрепленными на нем фланцами 10 и 11 и соединены между собой и прижаты к трубопроводу 2 с помощью гибких бандажей 12 и 13. На нижней части трубопровода 2 с возможностью вращения относительно него в горизонтальной плоскости установлена поворотная ферма 14, кинематически связанная с приводом 15 ее поворота. Привод 15 установлен на кронштейне 16, закрепленном на напорном трубопроводе 2. Снизу к ферме 14 прикреплены симметрично расположенные относительно всасывающего патрубка 17 две лопасти 18 и 19 с возможностью их опирания на дно 20 акватории 21, захвата ими конкреций 22 и их перемещения к всасывающему патрубку 17. Каждая из лопастей 18 и 19 в поперечном сечении выполнена с горизонтальной нижней кромкой 23, примыкающим к ней наклонным участком 24 с образованием острого угла θ, вершина которого направлена в сторону 25 вращения лопасти, и примыкающей к этому участку 24 верхней горизонтальной кромкой 26, которая с наклонным участком 24 соединена криволинейным участком 27. Причем величина острого угла θ принята меньше угла трения в паре конкреции 22 с вмещающей породой - внутренняя поверхность нижней кромки 23 и наклонного участка 24. В плане каждая лопасть 18 и 19 спрофилирована по логарифмической спирали с полюсом, совпадающим с осью всасывающего патрубка 17. Причем внешние относительно всасывающего патрубка 17 кромки 28 и 29 лопастей 18 и 19 и их нижние кромки 23 отогнуты в сторону 25 вращения лопасти и фермы 14. К всасывающему патрубку 17 лопасти 18 и 19 примыкают с минимальным кольцевым зазором 30 в плане, при этом параметры логарифмической спирали, определяющей профиль каждой лопасти 18 и 19, выбраны исходя из соотношенияThe complex comprises a base vessel 1, a vertically oriented pressure pipe 2, the surface part of which is pivotally mounted 4 at the end of the lifting boom 5 of the slewing crane 6 mounted on the base vessel 1. The boom 5 is placed with the possibility of raising and lowering the pressure pipe 2, and also its movement in the horizontal plane. The upper part of the pipe 2 with a flexible hose 7 is connected to a receiving device for nodules. On the middle part of the pipeline 2 symmetrically relative to its longitudinal axis 8 and with an arrangement along it, four pontoons 9 of cylindrical shape are placed with the possibility of filling them with water and purging them with compressed air. In this case, the pontoons 9 are placed on the pipe 2 between the flanges 10 and 11 fixed on it and are interconnected and pressed to the pipe 2 using flexible bandages 12 and 13. A rotary truss 14 is mounted on the lower part of the pipe 2 with a possibility of rotation relative to it in a horizontal plane kinematically connected with the drive 15 of its rotation. The drive 15 is mounted on a bracket 16 mounted on the pressure pipe 2. From the bottom to the farm 14 are attached two blades 18 and 19 symmetrically located relative to the suction pipe 17, which can be supported on the bottom 20 of the water area 21, capture nodules 22 and move them to the suction pipe 17 Each of the blades 18 and 19 in cross section is made with a horizontal lower edge 23 adjacent to it with an inclined section 24 with the formation of an acute angle θ, the apex of which is directed toward the rotation side of the blade 25, and adjacent to it asthka 24 with the upper horizontal edge 26, which is connected to the inclined section 24 by a curved section 27. Moreover, the acute angle θ is less than the friction angle in the nodule pair 22 with the host rock — the inner surface of the lower edge 23 and the inclined section 24. In plan, each blade 18 and 19 is profiled along a logarithmic spiral with a pole coinciding with the axis of the suction pipe 17. Moreover, the edges 28 and 29 of the blades 18 and 19 external to the suction pipe 17 and their lower edges 23 are bent towards the rotation side of the blade and truss 14. The blades 18 and 19 are adjacent to the suction pipe 17 with a minimum annular gap 30 in the plan, while the parameters of the logarithmic spiral defining the profile of each blade 18 and 19 are selected based on the ratio

φ-1ln(ρα-1)<f,φ -1 ln (ρα -1 ) <f,

где φ - мгновенная угловая координата, рад, ρ - мгновенный радиус, м, α - масштабный коэффициент, равный отношению линейной и угловой скоростей при построении профиля логарифмической спирали, м, f - коэффициент трения скольжения конкреций с вмещающей породой по внутренней поверхности лопасти.where φ is the instantaneous angular coordinate, rad, ρ is the instantaneous radius, m, α is the scale factor equal to the ratio of linear and angular velocities when constructing the logarithmic spiral profile, m, f is the coefficient of friction of the slip of nodules with the host rock along the inner surface of the blade.

Всасывающий патрубок 17 пульпонасоса 31 выполнен в виде расширяющегося вниз усеченного конуса. Приемное приспособление для конкреций 22 выполнено в виде наклонной колосниковой решетки 32 с возможностью перегрузки с нее обезвоженных конкреций 22 в передвижные контейнеры 33. Под колосниковой решеткой 32 размещен зумпф 34. Зумпф 34 может быть снабжен отводящим трубопроводом 35, ориентированным в сторону дна 20 акватории 21. Верхняя горизонтальная кромка 25 каждой лопасти 18 и 19 может быть перфорирована отверстиями 36, а внутренние поверхности нижней горизонтальной кромки 23 и наклонного участка 24 лопасти могут быть покрыты слоем из гидрофобного материала. 37 - перфорированный патрубок. 38 - траектория внешних кромок 28 и 29 лопастей 18 и 19. b - вылет стрелы 5, l - удаление внешних кромок 28 и 29 лопастей 18 и 19 от оси 8 напорного трубопровода 2.The suction pipe 17 of the pulp pump 31 is made in the form of a truncated cone expanding downward. The receiving device for nodules 22 is made in the form of an inclined grate 32 with the possibility of overloading the dehydrated nodules 22 from it into mobile containers 33. A sump 34 is placed under the grate 32. The sump 34 can be equipped with a discharge pipe 35 oriented towards the bottom 20 of the water area 21. The upper horizontal edge 25 of each blade 18 and 19 can be perforated with holes 36, and the inner surfaces of the lower horizontal edge 23 and the inclined section 24 of the blade can be covered with a layer of hydrophobic Container material. 37 - perforated pipe. 38 - the trajectory of the outer edges 28 and 29 of the blades 18 and 19. b - the boom 5, l - removal of the outer edges 28 and 29 of the blades 18 and 19 from the axis 8 of the pressure pipe 2.

Комплекс действует следующим образом. После размещения базового судна 1 в зоне добычи конкреций 22 с помощью стрелы 5 поворотного крана 6 трубопровод 2 с закрепленным на нем оборудованием опускается в акваторию 21 до размещения лопастей 18 и 19 на ее дне 20. При этом предварительно заполненные водой понтоны 9 продуваются сжатым воздухом до такого состояния, чтобы за счет положительной плавучести понтонов 9 обеспечить расчетное давление лопастей 18 и 19 на дно 20 акватории 21. После этого включают пульпонасос 31 и привод 15 вращения фермы 14 в направлении 25. Благодаря этому при вращении фермы 14 размещенные на дне 20 конкреции 22 за счет их взаимодействия с лопастями 18 и 19 сдвигаются ими в сторону всасывающего патрубка 17, захватываются пульпонасосом 31 и транспортируются им вверх по напорному трубопроводу 2. При этом за счет соответствующего выбора параметров профиля лопастей 18 и 19, определяемых приведенным выше соотношением, угол β встречи конкреций 22 с вмещающими их породами с внутренней поверхностью лопастей 18 и 19 в любой точке по длине каждой лопасти всегда одинаков и всегда меньше угла трения. Поэтому добываемая масса при ее взаимодействии с внутренними поверхностями лопастей 18 и 19 смещается ими в сторону всасывающего патрубка 17 и надежно захватывается пульпонасосом 31. Выполнение поперечного профиля лопастей 18 и 19 с прогибом в сторону, противоположную направлению 25 их вращения, обеспечивает размещение конкреций 22 на внутренней поверхности каждой лопасти 18 и 19 при относительно небольшой толщине слоя. Это облегчает их смещение вдоль лопастей. При этом при смещении этой массы вдоль лопастей 18 и 19 сначала по нижней горизонтальной кромке 23, затем по наклонным участкам 24 одновременно происходит первичное обогащение конкреций 22 за счет сброса части илистых включений через перфорированные отверстиями 36 верхние кромки 25 лопастей 18 и 19. Далее при проходе гидросмеси через перфорированный патрубок 37 излишки воды и часть оставшихся илистых включений удаляются из трубопровода 2. С напорного трубопровода 2 гидросмесь по гибкому шлангу 7 направляется на наклонную колосниковую решетку 32, на которой происходит обезвоживание и обесшламливание конкреций 22. С колосниковой решетки 32 конкреции 22 после их трехкратного предварительного обогащения самотеком разгружаются в передвижные контейнеры 33.The complex operates as follows. After the base vessel 1 is placed in the nodule mining zone 22 using the boom 5 of the slewing crane 6, the pipeline 2 with the equipment fixed on it is lowered into the water area 21 until the blades 18 and 19 are placed at its bottom 20. In this case, the pontoons 9 previously filled with water are blown with compressed air to such a state that due to the positive buoyancy of the pontoons 9 to ensure the calculated pressure of the blades 18 and 19 on the bottom 20 of the water area 21. Then turn on the pulp pump 31 and the drive 15 of the rotation of the farm 14 in the direction 25. Due to this, when rotating the farm 1 4 placed on the bottom 20 of the nodule 22 due to their interaction with the blades 18 and 19 are shifted by them towards the suction pipe 17, captured by the pulp pump 31 and transported upward through the pressure pipe 2. Moreover, due to the appropriate choice of profile parameters of the blades 18 and 19, determined by the above ratio, the angle β of the meeting of nodules 22 with the rocks containing them with the inner surface of the blades 18 and 19 at any point along the length of each blade is always the same and always less than the angle of friction. Therefore, the produced mass during its interaction with the inner surfaces of the blades 18 and 19 is shifted by them towards the suction pipe 17 and is reliably captured by the pulp pump 31. Performing a transverse profile of the blades 18 and 19 with a deflection in the direction opposite to the direction of their rotation 25 ensures the placement of nodules 22 on the inner the surface of each blade 18 and 19 with a relatively small layer thickness. This facilitates their displacement along the blades. In this case, when this mass is displaced along the blades 18 and 19, first along the lower horizontal edge 23, then along the inclined sections 24, the nodules 22 are initially enriched at the same time due to the discharge of a part of the silty inclusions through the upper edges 25 of the blades 18 and 19 perforated by the holes 36. Further, when passing hydraulic mixtures through the perforated nozzle 37, excess water and part of the remaining silty inclusions are removed from the pipeline 2. From the pressure pipe 2, the hydraulic mixture through a flexible hose 7 is directed to an inclined grate 32, which dehydrates and declamates nodules 22. From the grate 32, nodules 22, after their three preliminary enrichment by gravity, are unloaded into mobile containers 33.

При наличии двух одновременно работающих лопастей 18 и 19, расположенных по обе стороны от напорного трубопровода 2, обеспечивается отработка залежи площадью πl2 при повороте фермы 14 на 180 градусов, что позволяет увеличить производительность устройства или при прочих равных условиях уменьшить угловую скорость вращения фермы 14. За счет регулирования величины давления лопастей 18 и 19 на дно 20 акватории 21 путем соответствующей продувки понтонов 9 обеспечивается, во-первых, щадящий режим воздействия рабочих органов - лопастей 18 и 19 - на дно 20 и, во-вторых, минимальный захват донного ила при работе добычного комплекса.If there are two simultaneously working blades 18 and 19, located on both sides of the pressure pipe 2, the development of a deposit with an area of πl 2 is provided when the truss 14 is rotated 180 degrees, which allows to increase the productivity of the device or, other things being equal, reduce the angular speed of rotation of the truss 14. By adjusting the pressure of the blades 18 and 19 to the bottom 20 of the water area 21 by appropriate blowing of the pontoons 9, firstly, a sparing mode of action of the working bodies — the blades 18 and 19 — on the bottom 20 and, secondly, minimal capture of bottom sludge during operation of the mining complex.

После полуоборота фермы 14 относительно напорного трубопровода 2 и выработки конкреций 22 с площади, ограниченной кругом радиуса l, трубопровод 2 с навесным оборудованием приподнимается над дном 20 с помощью подъемной стрелы 5 и перемещается поворотным краном 6 в горизонтальной плоскости на соседний участок и снова опускается на дно 20 для отработки этого участка залежи.After a half-turn of the farm 14 relative to the pressure pipe 2 and the generation of nodules 22 from an area bounded by a circle of radius l, the pipe 2 with attachments is raised above the bottom 20 with the help of a lifting boom 5 and moved by a rotary crane 6 in a horizontal plane to an adjacent section and again lowered to the bottom 20 for mining this section of the deposit.

Подрешетный продукт колосниковой решетки 32 - вода с остатками илистых частиц - поступает в зумпф 34, откуда по гибкому шлангу 35 может сбрасываться в придонную зону. Контейнеры 33 по мере их заполнения конкрециями 22 перемещаются в зону их размещения на судне 1. Процесс непрерывной отработки залежи конкреций 22 без передвижки базового судна 1 начинается с размещения напорного трубопровода 2 с помощью поворотного крана 6 у одного из бортов базового судна 1 и заканчивается при размещении напорного трубопровода 2 у другого борта базового судна 1. При этом при повороте стрелы 5 крана 6 и фермы 14 относительно оси трубопровода 2 на угол 180 градусов обеспечивается сбор конкреций 22 с площади, примерно равной π(b+l)2.The sublattice product of the grate 32 - water with the remains of silt particles - enters the sump 34, from where it can be discharged into the bottom zone via a flexible hose 35. The containers 33 as they are filled with nodules 22 are moved to the area of their placement on the vessel 1. The process of continuous mining of nodule deposits 22 without moving the base vessel 1 begins with the placement of the pressure pipe 2 with the help of a rotary valve 6 at one of the sides of the base vessel 1 and ends when placed pressure line 2 at the other side of the base vessel 1. In this case, when the boom 5 of the crane 6 and the truss 14 are rotated relative to the axis of the pipeline 2 by an angle of 180 degrees, nodules 22 are collected from an area approximately equal to π (b + l) 2 .

После отработки данного участка с помощью крана 6 напорный трубопровод 2 приподнимается над дном 20, а базовое судно 1 перемещается на смежный участок, на котором цикл работ производится в описанном выше порядке. Периодически или после того как все контейнеры 33 будут заполнены конкрециями 22, контейнеры с конкрециями с базового судна 1 перегружаются на транспортное судно, а на базовое судно подаются порожние контейнеры.After practicing this section using a crane 6, the pressure pipe 2 rises above the bottom 20, and the base vessel 1 moves to an adjacent section, where the work cycle is performed in the manner described above. Periodically or after all containers 33 are filled with nodules 22, containers with nodules from the base vessel 1 are loaded onto the transport vessel, and empty containers are delivered to the base vessel.

Отличительные признаки изобретения позволяют упростить и удешевить конструкцию комплекса и обеспечивают щадящий режим добычи конкреций без значительного нарушения структуры придонного слоя.Distinctive features of the invention allow to simplify and cheapen the design of the complex and provide a sparing mode of extraction of nodules without significant violation of the structure of the bottom layer.

Claims (4)

1. Комплекс для добычи конкреций, содержащий базовое судно, пульпонасос с всасывающим и выходным патрубками, напорный трубопровод, соединенный фланцем с выходным патрубком, и перфорированный патрубок с размерами отверстий, равными минимальному размеру добываемых конкреций, отличающийся тем, что напорный трубопровод ориентирован вертикально, а его надводная часть с помощью обоймы шарнирно закреплена на конце подъемной стрелы поворотного крана, установленного на базовом судне с возможностью подъема и опускания напорного трубопровода, а также его перемещения в горизонтальной плоскости, верхняя часть трубопровода гибким шлангом соединена с приемным приспособлением для конкреций, на средней части трубопровода симметрично относительно его продольной оси и с расположением вдоль него размещены четыре понтона цилиндрической формы с возможностью заполнения их водой и продувки сжатым воздухом, при этом понтоны размещены на трубопроводе между закрепленными на нем фланцами и соединены между собой и прижаты к трубопроводу с помощью гибких бандажей, на нижней части трубопровода с возможностью вращения относительно него в горизонтальной плоскости установлена консольная поворотная ферма, кинематически связанная с приводом ее поворота, а снизу к ферме прикреплены симметрично расположенные относительно всасывающего патрубка две лопасти с возможностью их опирания на дно акватории, захвата ими конкреций и их перемещения к всасывающему патрубку, каждая из лопастей в поперечном сечении выполнена с горизонтальной нижней кромкой, примыкающим к ней наклонным участком с образованием острого угла, вершина которого направлена в сторону движения лопасти, и примыкающей к этому участку верхней горизонтальной кромкой, которая с наклонным участком соединена криволинейным участком, причем величина острого угла принята меньше угла трения в паре конкреции с вмещающей породой - внутренняя поверхность нижней кромки и наклонного участка, в плане каждая лопасть спрофилирована по логарифмической спирали с полюсом, совпадающим с осью всасывающего патрубка, причем внешняя относительно всасывающего патрубка кромка лопасти и ее нижняя кромка отогнуты в сторону вращения фермы, а к всасывающему патрубку лопасть примыкает с минимальным кольцевым зазором в плане, при этом параметры логарифмической спирали, определяющей профиль каждой лопасти, выбраны, исходя из соотношения:
φ1ln(ρа-1)<f,
где φ - мгновенная угловая координата, рад;
ρ - мгновенный радиус, м;
а - масштабный коэффициент, равный отношению линейной и угловой скоростей при построении профиля логарифмической спирали, м;
f - коэффициент трения скольжения конкреций с вмещающей породой по внутренней поверхности лопасти,
при этом всасывающий патрубок выполнен в виде расширяющегося вниз усеченного конуса, приемное приспособление для конкреций выполнено в виде наклонной колосниковой решетки с возможностью перегрузки с нее обезвоженных конкреций в передвижные контейнеры, а под колосниковой решеткой размещен зумпф.
1. A complex for the extraction of nodules, comprising a base vessel, a pulp pump with suction and outlet pipes, a pressure pipe connected by a flange to the output pipe, and a perforated pipe with hole sizes equal to the minimum size of the extracted nodules, characterized in that the pressure pipe is oriented vertically, and its surface part with a clip is pivotally mounted on the end of the lifting boom of the slewing crane mounted on the base vessel with the possibility of raising and lowering the pressure pipe, and also its movement in the horizontal plane, the upper part of the pipeline is connected by a flexible hose to the nodule receptacle, on the middle part of the pipeline it is symmetrical about its longitudinal axis and four cylindrical pontoons are placed along it with the possibility of filling them with water and blowing with compressed air, while pontoons are placed on the pipeline between the flanges fixed on it and are interconnected and pressed to the pipeline by means of flexible bandages, on the lower part of the pipeline yes, with the possibility of rotation relative to it in a horizontal plane, a cantilever rotary truss is installed kinematically connected to the rotary drive, and two blades are mounted symmetrically relative to the suction nozzle from below to the truss with the possibility of supporting them to the bottom of the water area, capturing nodules by them and moving them to the suction nozzle , each of the blades in cross section is made with a horizontal lower edge adjacent to it by an inclined section with the formation of an acute angle, the apex of which directed toward the movement of the blade, and adjacent to this section of the upper horizontal edge, which is connected to the inclined section by a curved section, and the acute angle is less than the angle of friction in the nodule pair with the host rock - the inner surface of the lower edge and inclined section, in the plan each blade profiled along a logarithmic spiral with a pole coinciding with the axis of the suction pipe, and the blade edge and its lower edge, external to the suction pipe, are bent to the side rashchenija farm, and to the suction side blade abuts with a minimal annular gap in plan, the parameters of the logarithmic spiral that defines the profile of each blade, are chosen from the ratio:
φ 1 ln (ρа -1 ) <f,
where φ is the instantaneous angular coordinate, rad;
ρ is the instantaneous radius, m;
a is a scale factor equal to the ratio of linear and angular velocities when constructing the profile of a logarithmic spiral, m;
f is the coefficient of sliding friction of nodules with the host rock on the inner surface of the blade,
in this case, the suction pipe is made in the form of a truncated cone expanding downward, the nodule receiving device is made in the form of an inclined grate with the possibility of overloading the dehydrated nodules from it into mobile containers, and a sump is placed under the grate.
2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что верхняя горизонтальная кромка каждой лопасти перфорирована отверстиями.2. The complex according to claim 1, characterized in that the upper horizontal edge of each blade is perforated with holes. 3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что внутренние поверхности нижней горизонтальной кромки и наклонного участка каждой лопасти покрыты слоем из гидрофобного материала.3. The complex according to claim 1, characterized in that the inner surface of the lower horizontal edge and the inclined section of each blade is covered with a layer of hydrophobic material. 4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что зумпф снабжен отводящим трубопроводом, ориентированным в сторону дна акватории. 4. The complex according to claim 1, characterized in that the sump is equipped with a discharge pipe oriented towards the bottom of the water area.
RU2008110306/03A 2008-03-17 2008-03-17 Complex for extraction of concretions RU2362016C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110306/03A RU2362016C1 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Complex for extraction of concretions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110306/03A RU2362016C1 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Complex for extraction of concretions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2362016C1 true RU2362016C1 (en) 2009-07-20

Family

ID=41047188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008110306/03A RU2362016C1 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Complex for extraction of concretions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2362016C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105863644A (en) * 2016-06-03 2016-08-17 上海交通大学 Submarine intelligent mining vehicle for sampling and cutting
CN108915688A (en) * 2018-08-02 2018-11-30 黄建青 A kind of oceanic mineral resources quarrying apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105863644A (en) * 2016-06-03 2016-08-17 上海交通大学 Submarine intelligent mining vehicle for sampling and cutting
CN108915688A (en) * 2018-08-02 2018-11-30 黄建青 A kind of oceanic mineral resources quarrying apparatus
CN108915688B (en) * 2018-08-02 2022-07-12 临沂中科英泰智能科技有限责任公司 Ocean mineral resources exploitation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2682528A2 (en) Device and method for dredging bed material under water
NO343970B1 (en) Device for removing sediments from inside piles
CN105672390A (en) Riverway chain bucket type dredging ship and dredging construction method thereof
CN104863201B (en) One kind can the grab bucket of screening type blinding
EP2746463A1 (en) Apparatus, dredging device and method for transporting material taken up in a liquid
RU2358106C1 (en) Complex for extraction of concretions
RU2362016C1 (en) Complex for extraction of concretions
CN108166555A (en) Milling digs device and the dredger of device is dug with milling
CN106522642A (en) Automatic electric pole erecting device
RU2348762C1 (en) Device for cleaning of water bodies from uliginous depositions and procurement of sapropel (versions)
RU2359128C1 (en) Concretion extraction complex
USRE28945E (en) Method and apparatus for excavating settled body of solids
CN113090184A (en) Suction drill bit device for suction pore-forming in coral sand and construction method
CN108204003A (en) Ship with progressive step stake component
CN101761132B (en) Sludge vibration grab bucket
RU2353774C1 (en) Assembly for extracting burs from sea bottom
RU2350752C1 (en) Device to extract concretions from sea bottom
JP4719536B2 (en) Dredge equipment
JP2007217991A (en) Dredging device and dredging method
CN206477345U (en) Auto-drainage control water type slope protection structure
CN206829145U (en) Deep Foundation Pit Excavation vertical-lift goes out indigenous equipment
CN214363708U (en) Gear shaping machine
EP3751057B1 (en) Material transfer system for a body of water
US2722759A (en) Hydraulic excavator
CN212445775U (en) Cement mixer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100318