Агрегат для очистки водоемов от донных отложений и добычи полезных ископаемых из-под воды

Изобретение предназначено для очистки водоемов от донных отложений (ила), а также для добычи полезных ископаемых из-под воды (сапропель) и добычи сыпучих материалов (песок, гравий, рассыпное золото). Технический результат - увеличение сыпучести слежалых полезных ископаемых, расширение функциональной возможности и увеличение производительности агрегата. Агрегат для очистки водоемов от донных отложений и добычи полезных ископаемых из-под воды содержит закрепленное на плавсредстве устройство для транспортирования донных отложений, состоящее из связанного с колонной труб цилиндра, установленного в цилиндре и связанного с колонной штанг полого поршня, имеющего канал с участком воронкообразной формы, расширяющимся в сторону заборного конца, перекрываемый запорным клапаном. На плавсредстве установлен привод устройства для транспортирования, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение колонны штанг. Агрегат снабжен ножом, имеющим V-образную форму, и закрепленным на агрегате со стороны, противоположной направлению его перемещения, и служащим для срезания слоя полезных ископаемых и концентрирования их в месте забора. При этом к цилиндру крепится фильтр со щетками и тягами, исключающий попадание крупных частиц под клапан. 2 ил.

 

Изобретение предназначено для использования при очистке водоемов от донных отложений (ила), и при добыче полезных ископаемых из-под воды (сапропель), и при подводной добыче сыпучих материалов (песок, гравий, рассыпное золото). Агрегат содержит закрепленное на плавсредстве устройство для добычи и транспортирования донных отложений; привод устройства, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение колонны штанг; нож V-образной формы и трубопровод для подачи забираемой среды на берег или баржу. Устройство для транспортирования донных отложений состоит из связанного с колонной труб цилиндра, установленного в цилиндре, и связанного с колонной штанг полого поршня, имеющего канал с участком воронкообразной формы, расширяющимся в сторону заборного конца, перекрываемый запорным клапаном, и фильтр, исключающий попадание крупных частиц под клапан.

Известен способ подводной добычи полезных ископаемых с помощью дражных земснарядов, где применяется устройство транспортирования в виде черпаковой цепи (см. Б.М.Шкундин. Машины для гидромеханизации земляных работ, под ред. Епифанова С.П. - М.: Стройиздат, 1982, с.133-140). Способ малоэффективен при добыче полезных ископаемых небольшой плотности (ила) и имеет ограниченную глубину разработки, а агрегат для добычи сложен и дорог.

Известен также способ транспортирования породы с помощью гидротранспортного трубопровода, при котором мелкие частицы породы, образующие водяные взвеси, переносятся на требуемое расстояние. Отделение частиц от воды происходит в отстойниках, расположенных на плавсредствах или на суше. Способ широко применяется в землесосных снарядах (см. Б.М.Шкундин. Машины для гидромеханизации земляных работ, под ред. Епифанова С.П. - М.: Стройиздат, 1982, с.78-133). Недостатками данного способа являются: ограниченность функциональных возможностей (в основном, способ применяется при добыче песка и сапропеля); большая энергоемкость, связанная с тем, что 99% энергии расходуется на транспортирование воды, большие площади, занимаемые отстойниками, и длительность процесса разделения воды и взвеси, а следовательно, большие эксплуатационные расходы.

При очистке водоемов от донных отложений обычно изолируют очищаемый участок, откачивают там воду и далее грейферами грузят ил на баржи. Способ чрезвычайно сложный, трудоемкий и дорогой, потому применяется, в основном, для очистки каналов и малых рек в городах.

Известно устройство для транспортирования породы при подводной добыче полезных ископаемых, содержащее колонну труб с полой насадкой, с участком воронкообразной формы, расширяющимся в сторону заборного конца насадки. Привод устройства связан с колонной труб с возможностью осуществления ее возвратно-поступательного перемещения и обеспечения внедрения насадки в породу для ее продавливания через канал насадки и запорный механизм (патент России №2079659). Большую глубину разработки и большее расстояние транспортирования можно достичь, если воспользоваться устройством, аналогичным скважинному насосу, описанному в патенте России 1622624. Устройство содержит связанный с колонной труб цилиндр, связанный с колонной штанг полый поршень, снабженный расположенным в его канале нагнетательным клапаном, установленный с возможностью выхода из цилиндра и соединенный посредством эластичного элемента.

Недостатком данного устройства является ограниченная глубина добычи полезных ископаемых и небольшое расстояние транспортирования, связанное с тем, что в момент внедрения полого поршня в добываемое ископаемое на клапан давит столб жидкости и породы, затрудняющий открытие клапана и пропуск очередной порции полезных ископаемых.

Отмеченный недостаток устранен в устройстве, описанном в патенте России 2162152, содержащем связанный с колонной труб цилиндр, связанный с колонной штанг посредством штока полый поршень, имеющий канал с участком воронкообразной формы, расширяющимся в сторону заборного конца, и запорный механизм-клапан, установленный в канале поршня с возможностью перекрытия канала, а также перегородку с проходным каналом, перекрытым напорным клапаном, установленную в верхней части цилиндра с образованием замкнутого пространства между запорным механизмом-клапаном и указанной перегородкой, при этом нагнетательный клапан установлен с возможностью свободного скольжения по штоку.

Устройства, описанные в патентах России 2079659, 1622624 и 2162152, позволяют добывать жидкие полезные ископаемые, а также сыпучие (псевдожидкие) ископаемые при их подводной добыче. Однако при незначительной толщине пласта и большой плотности (слежалости) полезных ископаемых данные устройства имеют ограниченную функциональную возможность и малую производительность.

Цель изобретения - увеличение сыпучести слежалых полезных ископаемых, расширение функциональной возможности и увеличение производительности агрегата за счет того, что срезается слой полезных ископаемых, который затем концентрируется в том месте, где идет забор полезных ископаемых транспортным устройством.

Указанная цель достигается тем, что в агрегате для очистки водоемов от донных отложений и добычи полезных ископаемых из-под воды, содержащем закрепленное на плавсредстве устройство для транспортирования донных отложений, состоящее из связанного с колонной труб цилиндра, установленного в цилиндре и связанного с колонной штанг полого поршня, имеющего канал с участком воронкообразной формы, расширяющимся в сторону заборного конца, перекрываемый запорным клапаном, установленный на плавсредстве привод устройства для транспортирования, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение колонны штанг, он снабжен ножом, имеющим V-образную форму, и закрепленным на агрегате со стороны, противоположной направлению его перемещения, и служащим для срезания слоя полезных ископаемых, и концентрирующий их в месте забора, при этом к цилиндру крепится фильтр со щетками и тягами, исключающий попадание крупных частиц под клапан.

На фиг.1 схематически представлен агрегат для очистки водоемов, а на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.

Агрегат содержит закрепленное на плавсредстве устройство для транспортирования донных отложений, привод устройства, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение колонны штанг, нож V-образной формы и трубопровод для подачи забираемой среды на берег или баржу.

Устройство для транспортирования донных отложений содержит связанный с колонной труб 1 цилиндр 2, связанный с колонной приводных штанг 3 шток 4, на конце которого закреплен поршень 5, снабженный расположенным в его канале 6 с участком воронкообразной формы 7 клапаном 8. К цилиндру 2 крепится фильтр 9 и нож V-образной формы 10. Фильтр 9 чистится щетками 11, связанными с тягами 12.

Агрегат для очистки водоемов от донных отложений и добычи полезных ископаемых из-под воды работает следующим образом.

При большой текучести (либо сыпучести) отложений и значительной толщине пласта устройство для транспортирования осадка устанавливают как можно глубже под уровень отложений, а плавсредство периодически перемещается на новое место, когда забор отложений значительно уменьшается. В случае когда толщина пласта полезных ископаемых мала и они имеют большую плотность (слежалость), нож V-образной формы 10 заглубляется в пласт на некоторую величину, а плавсредство перемещается непрерывно, при этом происходит срезание уплотненного слоя на величину заглубления ножа. Срезанный слой, имеющий меньшую плотность, концентрируется в центре V-образного ножа 10, где располагается заборная часть транспортного устройства.

Увеличение толщины слоя забираемой среды и повышение ее сыпучести положительно сказывается на производительности агрегата и расширении его функциональных возможностей.

Транспортное устройство работает следующим образом: при ходе приводных штанг 3 вниз, осуществляемом за счет привода, установленного на плавсредстве, поршень 5 внедряется в отложения, находящиеся в нижней части цилиндра 2; при этом происходит продавливание его через канал 6 в поршне с участком воронкообразной формы 7. Он давит на клапан 8, открывает его и проходит в верхнюю часть цилиндра 2.

При обратном ходе колонны штанг 3, осуществляемом за счет привода, клапан 8 закрывается вследствие уменьшения объема цилиндра выше поршня 5, заполненного ископаемым. Затем начинает расти давление и добываемая среда через патрубок в цилиндре 2 продавливается в трубопровод, а далее на берег или баржу. Одновременно с этим происходит заполнение отложениями нижней части цилиндра 2, которые, проходя через фильтр 9, открытый конец и щели в цилиндре 2, заполняют пространство, освободившееся при ходе поршня вверх. Фильтр 9 чистится щетками 11, которые перемещаются вверх-вниз с помощью штанг 12. Очистка фильтра производится либо периодически (вручную), либо постоянно, тогда тяги 12 связываются со штоком 4.

Агрегат для очистки водоемов от донных отложений и добычи полезных ископаемых из-под воды, содержащий закрепленное на плавсредстве устройство для транспортирования донных отложений, состоящее из связанного с колонной труб цилиндра, установленного в цилиндре и связанного с колонной штанг полого поршня, имеющего канал с участком воронкообразной формы, расширяющимся в сторону заборного конца, перекрываемый запорным клапаном, установленный на плавсредстве привод устройства для транспортирования, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение колонны штанг, отличающийся тем, что он снабжен ножом, имеющим V-образную форму и закрепленным на агрегате со стороны, противоположной направлению его перемещения, и служащим для срезания слоя полезных ископаемых и концентрирования их в месте забора, при этом к цилиндру крепится фильтр со щетками и тягами, исключающий попадание крупных частиц под клапан.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидромеханизации и может быть использовано при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых большой плотности в подводных забоях.

Изобретение относится к гидромеханизированным комплексам для добычи конкреций с морского дна. .

Изобретение относится к гидромеханизированным устройствам для добычи конкреций с морского дна. .

Изобретение относится к гидромеханизированным комплексам для добычи конкреций с морского дна. .

Изобретение относится к гидромеханизированным комплексам для добычи конкреций с морского дна. .

Изобретение относится к средствам непрерывного действия для механизированной добычи конкреций с морского дна. .

Изобретение относится к гидромеханизированным устройствам для добычи конкреций с морского дна. .

Изобретение относится к горному делу, а именно к технологии подводных разработок полезных ископаемых. .

Изобретение относится к устройствам для добычи конкреций с морского дна и может быть использовано, например, для добычи железомарганцевых конкреций со дна шельфа Балтийского моря при относительно небольших глубинах залегания.

Изобретение относится к гидромеханизированным устройствам для добычи конкреций с морского дна. .

Изобретение относится к гидромеханизации и может быть использовано при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых большой плотности в подводных забоях.

Изобретение относится к области гидромеханизированной очистки водоемов от илистых отложений, включая добычу сапропеля. .

Изобретение относится к гидромеханизации и может быть использовано при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых большой плотности в подводных забоях.

Изобретение относится к области добычи золота из россыпных месторождений дражным способом. .

Изобретение относится к гидромеханизации, в частности к дноуглублению, а также добыче нерудных строительных материалов. .

Изобретение относится к гидромеханизации и может быть использовано при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых большой плотности в подводных забоях.

Изобретение относится к гидромеханизации, в частности к дноуглублению, а также добыче нерудных строительных материалов. .

Изобретение относится к средствам гидромеханизации, в частности к устройствам для разработки грунтов под водой с последующим транспортированием их на дневную поверхность.

Изобретение относится к области гидромеханизации и может быть использовано при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых любой плотности в подводных забоях.

Изобретение относится к фрезерному рыхлителю для землесосного снаряда с фрезерным рыхлителем, предназначенному для установки с возможностью вращения вокруг центральной оси фрезерного рыхлителя относительно всасывающего устройства для всасывания грунта, который срезан фрезерным рыхлителем со дна водного объекта, при этом фрезерный рыхлитель содержит опорное кольцо, втулку, расположенную на расстоянии от опорного кольца в направлении центральной оси, а также множество ножей, которые простираются от опорного кольца к втулке и каждый из которых имеет ряд зубьев, расположенных на радиально самых наружных частях ножа и направленных наружу под углом относительно окружного направления, причем направление вращения фрезерного рыхлителя установлено таким образом, что зубья выполняют срезающее движение

Агрегат для очистки водоемов от донных отложений и добычи полезных ископаемых из-под воды

Наверх