Комплекс для подводной добычи твердых полезных ископаемых (его варианты)

 

1.Комплекс для подводной добычи твердых полезных ископаемых, включающий добычной агрегат и транспортирующий агрегатпериодического действия, имеющие энергетические системы, механизм стыковки агрегатов, выполненный в виде активного элемента и приемной камеры, к которым прикреплены сопрягаемые элементы коммутации энергетических систем агрегатов, электрически изолированные от последних, при этом приемная камера заполнена диэлектрической жидкостью, отличающийся тем, чтЬ, с целью повышения надежности и упрощения системы наведения и управления добычного и транспортирующего агрегатов, элемент коммутации энергетической системы добычного агрегата выполнен в форме однополостного гиперболоида, а элемент коммутации транспортирующеего агрегата выполнен в виде охватывающего активный элемент барабана , имеющего кольца, расположенные одно над другим и связанные между собой соединительными элементами, причем нижнее кольцо имеет отверстия, и соединительные элементы связаны с верхним кольцом барабана посредством сферических щарниров и пропущены в отверстия нижнего кольца, при этом верхнее кольцо барабана ел имеет неподвижное закрепление в приемной камере, а нижнее кольцо снабжено приводом и выполнено подвижным вдоль и вокруг оси барабана. ел ел 00 со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3249847/29-03 (22) 16.02.81 (46) 23.11.83. Бюл. № 43 (72) С. Ю. Истошин, О. P. Мокрушев и Ю. В. Новак (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геологии зарубежных стран (53) 621.879.456 (088.8) (56) 1. Заявка Франции № 2377522 кл. Е 21 С 45/00, опублик. 1978. (54) КОМПЛЕКС ДЛЯ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (ЕГО ВАРИАНТЫ) . (57) 1. Комплекс для подводной добычи твердых полезных ископаемых, включающий добычной агрегат и транспортирующий агрегат периодического действия, имеющие энергетические системы, механизм стыковки агрегатов, выполненный в виде активного элемента и приемной камеры, к которым прикреплены сопрягаемые элементы коммутации энергетических систем агрегатов, электри„„SU „„1055835 А

3(51) E 02 F388 Е 21 С 4500 чески изолированные от последних, при этом приемная камера заполнена диэлектрической жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения системы наведения и управления добычного и транспортирующего агрегатов, элемент коммутации энергетической системы добычного агрегата выполнен в форме однополостного гиперболоида, а элемент коммутации транспортирующеего агрегата выполнен в виде охватывающего активный элемент барабана, имеющего кольца, расположенные одно над другим и связанные между собой соединительными элементами, причем нижнее кольцо имеет отверстия, и соединительные эпементы связаны с верхним кольцом барабана посредством сферических шарниров и пропущены в отверстия нижнего кольца, при этом верхнее кольцо барабана имеет неподвижное закрепление в приемной камере, а нижнее кольцо снабжено приводом и выполнено подвижным вдоль и вокруг оси барабана.

1055835

2. Комплекс по п. 1, отлич" ощийся тем, что соединительные элементы выполнены в виде стер ж ней.

3. Комплекс по и. 1, отличающийся тем, что соединительные элементы выполнены в виде отрезков троса.

4. Комплекс для подводной добычи твердых полезных ископаемых, включающий добычной агрегат и транспортирующий агрегат периодического действия, имеющие энергетические системы, механизм стыковки агрегатов, выполненный в виде активного

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к комплексам для подводной добычи твердых полезных ископаемых.

Известен комплекс для подводной добычи твердых полезных ископаемых, включающий добычной агрегат и транспортирующий агрегат периодического действия, имеющие энергетические системы, механизм стыковки агрегатов, выполненный в виде активного элемента и приемной камеры, к которым прикреплены сопрягаемые элементы коммутации энергетических систем агрегатов, электрически изолированные от последних, при этом приемная камера заполнена диэлектрической жидкостью (1).

Недостатком известного устройства является низкая надежность узла коммутации энергетических систем агрегатов, работающего в морской воде при больших давлениях и требующего весьма точной взаимной ориентации агрегатов комплекса в процессе стыковки не только относительно оси стыковки, но и в горизонтальной плоскости, что связано с усложнением системы управления агрегатами и большим расходом энергии на маневрирование.

Фронтальное размещение элементов коммутации в известном комплексе, подверженное ударам, требует также точного регулирования скорости сближения агрегатов в процессе стыковки и чревато повреждениями узла коммутации в случае отклонений скорости от расчетной. Известный узел коммутации не позволяет обеспечить достаточную площадь контакта для пропуска значительных токов, что влечет за собой потери энергии и вызывает опасность сваривания элементов коммутации в местах конэлемента и приемной камеры, к которым прикреплены сопрягаемые элементы коммутации энергетических систем агрегатов, электрически изолированные от последний, отличающийся тем, что, с- целью повышения надежности и упрощения системы наведе1 ния и управления добычного и транспортирующего агрегатов, каждый элемент коммутации выполнен в виде примыкающих к поверхности механизма стыковки магнитопроводов с электрическими обмотками, соединенными с энергетической системой соответствующего агрегата. такта и выхода из строя состыкованных агрегатов.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение системы наведения и управления добычного и транспортируюшего агрегатов.

Поставленная цель достигается тем, что в комплексе для подводной добычи твердых полезных ископаемых, включающем до10 бычной агрегат и транспортирующий агрегат периодического действия, имеющие энергетические системы, механизм стыковки агрегатов, выполненный в виде активного элемента и приемной камеры, к которым прикреплены сопрягаемые элементы коммутации энергетических систем агрегатов, электрически изолированные от последних, при этом приемная камера заполнена диэлектрической жидкостью, элемент коммутации энергетической системы добычного агрегата щ выполнен в форме однополостного гиперболоида, а элемент коммутации транспортирующего агрегата выполнен в виде охватывающего активный элемент барабана, имеющего кольца, расположенные одно над другим и связанные между собой соединительными элементами, причем нижнее кольцо имеет отверстия, и соединительные элементы связаны с верхним кольцом барабана посредством сферических шарниров и пропущены в,отверстия нижнего кольца, при этом

З0 верхнее кольцо барабана имеет неподвижное закрепление в приемной камере, а нижнее кольцо снабжено приводом и выполнено подвижным вдоль и вокруг оси барабана.

Кроме того, соединительные элементы выполнены в виде стержней или отрезков

35 троса.

Комплекс для подводной добычи твердых полезных ископаемых, включающий до1055835

3 бычной агрегат и транспортирующий агрегат периодического действия, имеющие энергетические системы, механизм стыковки агрегатов, выполненный в виде активного элемента и приемной камеры, к которым прикреплены сопрягаемые элементы коммутации энергетических систем агрегатов, электрически изолированные от последних, каждый элемент коммутации выполнен в виде примыкающих к поверхности механизма стыковки магнитопроводов с электрическими обмотками, соединенными с энергетической системой соответствующего агрегата.

На фиг. 1 изображено устройство по первому варианту; на фиг. 2 — то же, по второму варианту; на фиг. 3 — конструкция охватывающего элемента коммутации согласно первому варианту.

Комплекс для подводной добычи твердь1х полезных ископаемых включает добычной агрегат 1 и транспортирующий агрегат 2 периодического действия для подъема добытых полезных ископаемых на поверхность моря. Агрегаты 1 и 2 имеют каждый энергетическую систему и один общий источник энергии, который может быть автономным и размещаться на одном из агрегатов или располагаться на надводном судне обеспечения и быть связанным с одним из агрегатов комплекса электрическим кабелем или буксирным тросом. В энергетическую систему каждого агрегата входят энергетические коммуникации и потребители энергии.

Взаимодействие добычного агрегата 1 и транспортирующего агрегата 2 в процессе функционирования осуществляется посредством устройства стыковки агрегатов в подводном положении, которое содержит активный элемент 3, укрепленный на одном из агрегатов, и приемную камеру 4 другого агрегата. В зависимости от передаваемой мощности, типа электрической схемы или рода тока устройство стыковки имеет один или несколько узлов коммутации 5 энергетической системы агрегата, не имеющего собственного источника энергии, с энергетической системой другого агрегата, соединенной с источником энергии.

Каждый узел коммутации содержит охватываемый и охватывающий элементы коммутации, закрепленные соответственно на активном элементе 3 одного и в приемной камере 4 другого агрегата. Элементы коммутации 6 и 7, сопрягаемые при стыковке агрегатов, электрически изолированы . от конструкций последних. В соответствии с пер вым вариантом охватываемый элемент коммутации 6 имеет поверхность по форме однополостного гиперболоида, а охватывающий элемент 7 выполнен в виде стержневого барабана типа «Беличье колесо». Кольцо 8 барабана неподвижно закреплено в приемной камере 4 и соединено кабелем

9 с полюсом энергетической системы. Второе кольцо 10 барабана соединено с зубчатой обоймой 11 с возможностью перемещения относительно последней вдоль оси барабана

5 по направляющим 12. Обойма 11 кинематически соединена с приводом 13, имеет возможность вращаться в полости приемной камеры 4 и выполнена из электроизоляционного материала. Кольцо 8 сферическими шарнирами 14 соединено со стержнями 15 барабана, а последние пропущены сквозь отверстия 16 в кольце 10, снабжены на свободных концах упорами 17 и имеют возможность свободно поворачиваться относительно обеих колец барабана в двух плоскостях. Стержни 15 могут быть выполнены также из отрезков тросй и жестко заделаны в верхнее и нижнее кольца барабана. (не показано).

Открытая вниз приемная камера 4 заполнена диэлектрической жидкостью с удельным весом, меньшим, чем у окружающей воды, до уровня 18, обеспечивающего изоляцию элементов коммутации 6 и 7 от окружающей воды при любом состоянии устройства стыковки. В случае, если приемная

25 камера открыта вверх, она заполняется диэлектрической жидкостью с удельным весом, большим, чем у воды. Приемная камера снабжена подпружиненным упором 19, сквозь который пропущен винтовой привод 20, связанный с корпусом шахты сферическим шарни30 ром, а активный элемент 3 выполнен с ответным резьбовым отверстием на конце.

В другом варианте, в случае выполнения энергетических систем агрегатов на переменном токе элементы коммутации выполз5 иены в виде электрических обмоток 21 и 22, намотанных на магнитопроводы соответственно 23 приемной камеры и 24 активного элемента и связанных кабелями соответственно 25 и 26 с соединяемыми энергетическими системами агрегатов 2 и 1. Находящие40 ся:в электромагнитном взаимодеиствии магнитопроводы 23 и 24 механически прижимаЮтся друг к другу усилием винтового привода 20, обеспечивающего минимальный зазор между магнитопроводами и фиксацию активного элемента в приемной камере. Узел коммутации может быть выполнен по однопроводной схеме. При этом вторые полюса соединенных энергетических систем 27 замкнуты на корпуса соответствующих агрегатов.

При магнитопроводной схеме элементы коммутации соответствующих полюсов (фаз) размещаются изолированно друг над другом.

Устройство работает следующим образом.

При сближении агрегатов транспортный агрегат 2 тормозится известными способами до скорости, обеспечивающей безопасную стыковку с добычной установкой 1, при этом

1055835 система наведения (акустическая, механичес кая или др.) обеспечивает вхождение активного элемента 3 в приемную камеру 4 и продвижение по ней до контакта с подпружиненным упором 19, поглощающим энергию удара. В этом положении стыкуемые элементы расположены достаточно точно для ввинчивания привода 20 и стягивания агрегатов до их жесткой фиксации друг относительно друга. Последнее обстоятельство обеспечивает необходимую плошадь соприФ косновения (при электромагнитном взаимодействии — величину зазора) элементов коммутации и позволяет включением соответствующих коммутационных устройств осуществить передачу энергии от одного агрегата к другому. В момент запуска привода 20 на расстыковку агрегатов узел коммутации 5 обесточивается.

В соответствии с первым вариантом после фиксации активного элемента 3 в приемной камере 4 включением привода 13 повора- gp чивается обойма 11 и с ней кольцо 10 барабана вокруг оси последнего. Стержни 15 закручиваются, оставаясь прямыми, вокруг охватываемого элемента коммутации 6 и прижимаются к его поверхности по всей

25 своей длине (что обусловлено своиствами поверхности гиперболоида), обеспечивая надежный электрический контакт элементов коммутации 6 и 7. При расстыковке устройство работает в обратном порядке.

В порядке закрутки стержней 15 обеспечивается точная взаимная установка и упругая фиксация элементов коммутации

6 и 7 друг относительно друга, большая площадь электрического контакта без увеличения геометрических размеров коммутации, плавность сцепления и расцепления.

Вместе с этим элементы коммутации в исходном их состоянии не препятствуют стыковке и расстыковке агрегатов 1 и 2 и защищены от повреждения.

Второй вариант выполнения обеспечивает возможность выполнения энергетических систем агрегатов 1 и 2 на переменном токе, в том числе повышенной частоты, что снижает величины токов, проходящих через узел коммутации, весогабаритные характеристики энергетических систем агрегатов и их надежность.

Изобретение устраняет необходимость в ориентации агрегатов 1 и 2 в горизонтальной плоскости в момент стыковки.

7б

Составитель P. Адиатулина

Редактор Н. Д,жуган Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 9256 25 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4