Шагающая установка для взятия проб со дна морей и океанов

 

ШАГАЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ СО ДНА МОРЕЙ И ОКЕАНОВ, содержащая рабочий орган, ферму, тяговую тележку рабочего органа с возможностью продольного возвратно-поступательного движения, два опорных стола с вертикальными и горизонтальными . шарнирами и механизмы поворота, о тличающаяся тем, чтоу с целью повьппення производительности взятия геологических проб на морском дне, рабочий орган выполнен в виде многосекционных камерных пробоотборников с механизмом поворота, имеющих каркас конического типа, на котором вдоль образующих конуса установлены лотки цилиндрической формы с режущими кромками и присоединены полыми торцовыми сторонами к бункеру, выполненному в виде конуса, разделенного внутри радиальными перегородками , число которых равно числу лотков, а механизм поворота пробоотборников выполнен в виде упоров с односторонними шарнирами, установленными на тележке, которая снабжена тяговой лебедкой и поплавком, при этом механизм поворота фермысодержит секторы , установленные неподвижно на вертикальных осях опорных столов с взводными пружинами и связанные с . лебедкой тяговым канатом, причем угол наклона фермы в вертикальной плоскости рассчитавается по формуле , L .,. 2К G ч «: arctg

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) Е 2

М где С

Рл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3683694/22-03 (22) 28.12.83 (46) 23.04.85, Бюл. У 15 (72) И.П. Тимофеев, Н.К, Улащик, Е.М, Ульянов, В.Ю. Ненарокомов и

А.В. Лукошков (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г.В. Плеханова и Всесоюзный научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана (53) 622.271.6.002,54(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .

И- 533732, кл. Е 21 С 45/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

У 471452, кл, Е 21 С 45/00, 1973 (прототип). (54) (57) ШАГАК6ЦАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ СО ДНА МОРЕЙ И ОКЕАНОВ, содержащая рабочий орган, ферму, тяговую тележку рабочего органа с возможностью продольного возвратно-поступательного движения, два опорных стола с вертикальными и горизонтальными шарнирами и .механизмы поворота, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что," с целью повышения производительности взятия геологических проб на морском дне, рабочий орган выполнен в виде многосекционных камерных пробоотборников с механизмом поворота, имеющих каркас конического типа, на котором вдоль образующих конуса установлены

„„SU„„ I 151675 лотки цилиндрической формы с режущи-. ми кромками и присоединены полыми торцовыми сторонами к бункеру, выполненному в виде конуса, разделенного внутри радиальными перегородками, число которых равно числу лотков, а механизм поворота пробоотборников выполнен в виде упоров с односторонними шарнирами, установленными на тележке, которая снабжена тяговой лебедкой и поплавком, при этом механизм поворота фермы содержит секторы, установленные неподвижно на вертикальных осях опорных столов с взводными пружинами и связанные с . лебедкой тяговым канатбм, причем угол наклона фермы в вертикальной плоскости рассчитывается по формуле

L 2К G о = arctg — (1 + — — — ), е — сила тяжести установки в среде (воде), Н; — подъемная сила поплавка, Н; — расстояние между осями горизонтальных шарниров фермы, м; расстояние слева и справа от вертикальной плоскости, проходящей через центр масс установки до вертикальной плоскости действия подъемно силы поплавка, м расстояние от центра масс до точки приложения подъемной силы поплавка, м.

Изобретение относится к горной промьппленности и предназначено для разведки полезных ископаемых морско го диа, и может быть использовано для взятия проб. с необходимой зако номерностью на морском дне;

Известно добычное шагающее устро ство, содержащее рабочий орган, тяговую тележку, два опорных стола с вертикальным и горизонтальным шарни ром и механизм поворота с кронштейнами и блоками переменной плавучести Г13.

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет проводить отбор проб с необходимой закономерностью на морском дне, Наиболее близким по технической сущности является шагающая установка для добычи полезных ископаемых, содержащая рабочий орган, ферму, тяговую тележку раббчего органа с возможностью продольного возвратно-поступательного движения, два опорных стола с вертикальными и горизонтальными шарнирами и механизм поворота с кронштейнами, роликами и кулачками (2).

Недостатком известного устройства является низкая производительность определения закономерности распределения полезных ископаемых на экспериментальных участках морского дна, а добычной орган не может брать геологические пробы для выявления

35 запасов полезного ископаемого.

Целью изобретения является повышение производительности взятия геологических проб на морском дне.

1151675 2 ными перегородками, число которых равно числу лотков, а механизм, поворота пробоотборников выполнен в виде упоров с односторонними шарнирами, установленными на тележке, которая снабжена тяговой лебедкой и й- поплавком, при этом механизм поворота фермы содержит секторы, установленные неподвижно на вертикаль1р иых осях опорных столов с взводными пружинами и связанные с лебедкой тяговым канатом, причем угол наклона фермы в вертикальной плоскости рассчитывается по формуле

15 2К G

oL =arctg — (1 + — — — )

24 L Р где С

Поставленная цель достигается

40 тем, что в шагающей установке для взятия проб со дна морей и океанов, содержащей рабочий орган, ферму, тяговую тележку рабочего органа с возможностью продольного возврат45 но-поступательного движения, два опорных стола с вертикальными и горизонтальными шарнирами и механизмы поворота, рабочий орган выполнен в виде миогосекционных камерных пробоотборников, с механизмами поворота, имеющих каркас конического типа, на котором вдоль образующих конуса установлены лотки цилиндрической формы с РежУщими кромками и присо- 55 единеиы полыми торцовыми сторонами к бункеру, выполненному в виде конуса, разделенного внутри радиальсила тяжести установки в среде (воде), Н; подъемная сила поплавка, Н; расстояние между осями горизонтальных шарниров фермы, м; расстояние слева или справа от вертикальной плоскости производящей через центр масс установки до вертикальной плоскости действия подьемной силы поплавка, м; расстояние от центра масс до точки приложения подьемной силы поплавка, м, На фиг. 1 представлена шагающая установка, вид сбоку; на фиг. 2— то же, вид сверху; на фиг. 3— изображен рабочий орган; на фиг.4— схема шагающей установки в начальном положении; на фиг. 5 — положение шагающей установки в момент зависания; на фиг. 6 — то же, после поворота ее на угол Ч .

Установка состоит из многосекционных камерных пробоотборников 1, установленных с помощью наклонной оси 2 в подшипниках 3 кронштейна 4 подвижной направляющей 5, перемещающейся в направляющей 6 кронштейна

7 фермы 8. К оси 2 прикреплено основание бункера, выполненное в виде диска 9, к которому крепятся лотки 10 с режущими кромками 11. Лотки

10 расположены вдоль образующих конической поверхности и со стороны основания конуса закреплены кольцевым диском 12, В вершине конуса диск

9 и коническая обечайка 13 образуют общий бункер, разделенный радиальными перегородками 14 на отдельные

1151675 1 камеры для хранения проб, забранных соответствующим лотком 10.

На кольцевом диске 12 ззкпеплены упоры 15, взаимодействующие с упорами с односторонним шарниром 16 тележки 17. 5

Цля удержания пробоотборника 1 от самопроизвольного поворота на кронштей не 4 установлен подпружиненный палец

18, входящий в отверстие кольцевого диска 12.

Тележка 17 перемещается в продольном направлении по балкам 19 до упоров 20 фермы 8, открытой сверху, совместно с тяговой лебедкой 21 и поплавком 22, изготовленным из синтакти- 5

15 ка с удельным весом у= (0,5-0,6) т/м установленном на кронштейне 23, жестко соединенным с тележкой 17. Тяговой канат 24 сходит с барабана тяговой лебедки, огибает неподвижный блок 25, сектор с желобчатой направляющей 26, установленный на вертикальном шарнире 27 поворота фермы 8 относительно опорного стола 28. Опорный стол 28 оборудован вертикальным 27 и

25 горизонтальным 29 шарнирами и опирается на дно с помощью башмаков 30, соединенных с телескопическими трубами 31, входящими в направляющие 32, Возврат опорного стола 2S в исходное положение осуществляется с помощью пружин 33, один конец которых закреплен на вертикальном шарнире ? опорного стола 28, а второй — на ферме 8 °

Установка работает следую:";м обра- 35 зом.

После спуска установки с плавсредствами на дно включается тяговая лебедка 21 и тележка 17 с поплавком 22 40 перемещается по балкам 19, например, справа — налево.

При движении тележки 17 над левым пробоотборником 1 ее левый упор с односторонним шарниром 16 упирает- 45 ся в упор 15 левого пробоотборника

1 и поворачивает его на оси 2 на угол соответствующий шагу лотков 10, Режущая кромка 11 при повороте срезает верхний слой грунта и зачерпывает 50

его лотком 10.

При дальнейшем движении тележки

17 на левую сторону (относительно центра масс) установки она встречает левый упор 20 фермы 8 и останавлива- 55 ется. Перед подходом к упору 20 подьемная сила плавучести поплавка 22 создает момент, достаточный для отрыва левого опорного стола 28 от дна.

При этом ферма 8 начинает поворачи- ваться в вертикальной плоскости и зависает на угле подъема с, а усилие спиральной пружины 33 возвращает правый опорный стол в исходное положение.

При встрече тележки 17 с левым упором 20 тяговая лебедка 21 продолжает работать и наматывает тяговый канат 24, который создает поворотный момент, на секторе с желобчатой направляющей 26 в горизонтальной плоскости относительно неподвижного правого опорного стола 28 на заранее заданный угол Ч, сжимая при этом пружину 33. После заверше1ия поворота в горизонтальной плоскости происходит реверс тележки 17 и она движется слева — направо. При этом ферма 8 опускается и левый опорный стол 28 встает на:другое место на дне. Пробоотборники 1 свободно лягут под собственным весом на дно, переместившись подвижной направляющей 5 в направляющей. 6 кронштейна 7 фермы 8.

При движении тележки 17 над правым пробоотборником 1 ее правый угол с односторонним шарниром 16 упирается в упор 15 правого пробоотборника

1 и поворачивает его на оси 2 на угол, соответствующий шагу установки лотков 10. При этом левый упор с односторонним шарниром при встрече с упором левого пробоотборника отклоняется на оси. Режущая кромка 11 при повороте срезает верхний слой грунта и зачерпывает его лотком 10.

При дальнейшем движении тележки

17 на правую сторону (относительно центра масс) установки она встречает правый упор 20 фермы 8 и останавливается. Перед подходом к упору 20 подъемная сила плавучести поплавка

22 создает момент, достаточный для отрыва правого опорного стола 28 от дна. При этом ферма 8 начинает поворачиваться в вертикальной плоскости и зависает на угле подъема, а усилие пружины 33 возвращает правый опорный стол в исходное положение.

При встрече тележки 17 с правым упором 20 тяговая лебедка 21 продолжает работать и наматывает тяговый канат 24, который создает поворотный момент на секторе с желобчатой направляющей 26 в горизонтальной плоскости относительно неподвижного лево1151б75 рюсс! го опорного стола 28 на заранее заданный угол V ..

После завершения поворота в горизонтальной плоскости происходит реверс тележки 17 и она движется справа — налево и цикл отбора проб повторяется.

Таким образом, при каждом шаге установки:пробоотборники: 1, расположенные с левой и правой стороны от- !О носительно продольной оси фермы 8, поочередно захватывают пробы грунта.

Периодическое поворачивание пробоотборника 1 на оси 2 вызывает подьем лотков 10 на конусной плверхност и пересыпание захваченной пробы в соответствующую камеру бункера.

Закономерность переноса пробоотборников на морском дне определяется углом поворота тяговым канатом 24 сектора с желобчатой направляющей

26 и может составлять угол поворота в горизонтальной плоскости 0 — 180 .

После заполнения всех камер бункерной части пробоотборников 1 установка поднимается на плавсредство для разгрузки.

115 1675

Фиг. 4

Составитель А. Рулев

Редактор А. Шандор Техред Л.Мартяшова Корректор Е. Сирохман

Заказ 2279/23 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 ° Москва, Ж-35, Раушская.наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4