Автономное устройство для подъема полезных ископаемых со дна акватории

Авторы патента:

Кисляков Виктор Евгеньевич (RU)

Линейцев Вячеслав Юрьевич (RU)

Катышев Павел Викторович (RU)

F42B3/10 - инициирующие устройства для подрывных зарядов (ударные взрыватели F42C 7/00; ударные капсюли F42C 19/10; электродетонаторы F42C 19/12)

E21C50/00 - Подводная добыча полезных ископаемых, не отнесенная к другим рубрикам (землесосные драги и их конструктивные элементы E02F 3/88; оборудование для перемещения или сортировки разрабатываемого материала E02F 7/00; черпаки G01N 1/12)

Владельцы патента RU 2626490:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для загрузки и подъема полезных ископаемых со дна акватории с наименьшим расходом энергии. Автономное устройство для подъема полезных ископаемых со дна акватории включает грейферный ковш, выполненный из эластичного материала, гибкие звенья, взаимосвязанные с ковшом, механизм закрытия ковша, датчик запуска гибкой полости, расположенной в подъемной секции. Поверхность ковша выполнена с равномерно расположенными по всей площади стальными спицами. Подъемная секция снабжена защитным кожухом с закрепленными в нем патрубками для подачи газа в гибкую полость. Внутри защитного кожуха по его периметру равномерно расположены патроны с взрывчатым веществом и пиротехническим реле между ними, которые, в свою очередь, взаимосвязаны через электродетонатор с датчиком запуска гибкой полости. При этом подъемная секция выполнена в виде полусферы, верхняя часть которой снабжена пористым материалом, а патрубки снабжены обратными клапанами. Технический результат заключается в повышении эффективности добычи полезных ископаемых со дна акватории. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для загрузки и подъема полезных ископаемых со дна акватории с наименьшим расходом энергии.

Известно автономное устройство для подъема полезных ископаемых со дна акватории, включающего транспортирующую емкость в виде грейферного ковша, снабженного рычагами с упорами и гибкими звеньями, датчик запуска, расположенный в контейнере, и гибкую полость. При этом гибкая полость заполнена жидкостью, расположенной в капсуле, содержащей реагенты (Патент RU №2426883 от 13.02.2014, опубл. 27.03.2015).

Однако данное устройство имеет большую металлоемкость добычного оборудования, что ограничивает возможность поднятия большего количества полезного ископаемого, а также реагенты, содержащиеся в капсуле, не обеспечивают равномерный нагрев жидкости.

Известно устройство для подъема полезных ископаемых со дна акватории. Устройство включает грейферный ковш с армированными челюстями и гибкие звенья, при помощи которых ковш связан с газогенератором и с датчиком запуска гибкой полости, расположенными в контейнере. (Патент RU №2539508 от 21.11.2013, опубл. 20.01.2015). Данное устройство принято за прототип.

Однако данная конструкция добычного оборудования не гарантирует вертикального опускания на дно, тем самым возрастает вероятность опрокидывания и сноса устройства за счет бокового течения водной среды. Также данное устройство не безопасно в исполнении в виду использования газогенератора.

Основная задача изобретения заключается в повышении эффективности добычи полезного ископаемого автономным устройством путем снижения металлоемкости, обеспечения стабильного подъема со дна акватории, уменьшения влияния бокового течения водной среды в направлении движения установки, уменьшения затрат энергии при добычи.

Достигается это тем, что в автономном устройстве для подъема полезных ископаемых со дна акватории, включающем грейферный ковш, выполненный из эластичного материала, гибкие звенья, взаимосвязанные с ковшом, механизм закрытия ковша, датчик запуска гибкой полости, расположенной в подъемной секции, согласно техническому решению, поверхность ковша выполнена с равномерно расположенными по всей площади стальными спицами, подъемная секция снабжена защитным кожухом, с закрепленными в нем патрубками для подачи газа в гибкую полость, кроме того, внутри защитного кожуха по его периметру равномерно расположены патроны с взрывчатым веществом и пиротехническим реле между ними, которые в свою очередь взаимосвязаны через электродетонатор, с датчиком запуска гибкой полости. При этом подъемная секция выполнена в виде полусферы, верхняя часть которой снабжена пористым материалом, а патрубки снабжены обратными клапанами.

Изобретение иллюстрируется графически, где: фиг. 1. - Общий вид устройства; фиг. 2. - Устройство при поднятии на поверхность; фиг. 3. - Разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из емкости, в виде грейферного ковша 1, выполненного из эластичного материала, с равномерно расположенными по всей площади стальными спицами 2 зубьев 3, датчика запуска гибкой полости 4, механизма закрытия ковша 5, патрубков 6 с обратными клапанами 7, гибкой полости 8, гибких тяг 9, защитного кожуха 10, пиротехнических реле 11, электродетонатора 12, патронов взрывчатого материала 13, подъемной секции 14, выполненной в виде полусферы, верхняя часть которой снабжена пористым материалом 15, петли 16 для подъема устройства на судно.

Работает данное устройство следующим образом. Устройство опускают в водную среду, с открытым грейферным ковшом из эластичного материала 1, с равномерно расположенными по периметру стальными спицами 2. При опускании устройства на дно акватории, посредством внедрения датчика запуска 4 в породу, срабатывает механизм закрытия ковша 5 с гибкими тягами 9, тем самым внедряя зубья 3 в породу. При внедрении датчика запуска 4 в породу срабатывает электродетонатор 12, инициируя патроны взрывчатого вещества 13, равномерно расположенные по периметру защитного кожуха 10, который предохраняет устройство от воздействия ударной волны. Пиротехническое реле 11, расположенное между патронами взрывчатого вещества 13, обеспечивает поочередное взрывание патронов, создавая равномерное выделение газа, который проходит через патрубки 6 и заполняет гибкую полость 8 газом, вследствие чего возникает подъемная сила. Гибкая полость 8 начинает подниматься вместе с закрепленным автономным устройством. Для облегчения подъема автономного устройства в водной среде, по периметру подъемной секции 14 установлен пористый материал 15. Так как гибкая полость 8 находится под давлением, во избежание выхода газа из гибкой полости 8, в патрубках 6 расположены обратные клапаны 7. После всплытия автономного устройства на поверхность водной среды с помощью петли 16 его загружают на судно.

Вставки стальных спиц, расположенные по периметру, используют для укрепления грейферного ковша, выполненного из эластичного материала.

Подъемная секция, выполненная в виде полусферы, обеспечивает наибольшее сопротивление бокового течения водной среды.

Автономное устройство не требует связи с судном, обеспечивает эффективный подъем полезных ископаемых со дна акватории.

1. Автономное устройство для подъема полезных ископаемых со дна акватории, включающее грейферный ковш, выполненный из эластичного материала, гибкие звенья, взаимосвязанные с ковшом, механизм закрытия ковша, датчик запуска гибкой полости, расположенной в подъемной секции, отличающееся тем, что поверхность ковша выполнена с равномерно расположенными по всей площади стальными спицами, подъемная секция снабжена защитным кожухом с закрепленными в нем патрубками для подачи газа в гибкую полость, кроме того, внутри защитного кожуха по его периметру равномерно расположены патроны с взрывчатым веществом и пиротехническим реле между ними, которые в свою очередь взаимосвязаны через электродетонатор с датчиком запуска гибкой полости.

2. Автономное устройство по п.1, отличающееся тем, что подъемная секция выполнена в виде полусферы, верхняя часть которой снабжена пористым материалом.

3. Автономное устройство по п.1, отличающееся тем, что патрубки снабжены обратными клапанами.

Похожие патенты:

Детонационный триод // 2616044

Изобретение относится к устройствам для инициирования детонации, а именно к детонирующим логическим устройствам, предназначенным для управляемой передачи детонации и инициирования взрывных зарядов от одного или более инициаторов.

Взрывное устройство и способ его сборки // 2603671

Изобретение относится к области взрывной техники, к конструкции взрывных устройств. Устройство включает основной заряд взрывчатого вещества (ВВ), матрицу из инертного материала с сетью разветвленных детонационных каналов, задействуемых от источника инициирования, и защитный слой из сополимера, который примыкает к основному заряду ВВ и выполнен из фторопласта толщиной δ, которую выбирают из следующего соотношения: δ=(0,098-0,12)Δ, где Δ - толщина матрицы в мм.

Детонирующее устройство механического взрывателя // 2599125

Изобретение относится к области взрывных работ, а именно к средствам инициирования на основе бризантных взрывчатых веществ, срабатывающим от заданного механического усилия.

Авиационный взрыватель // 2592934

Изобретение относится к области вооружения, а именно к авиационным взрывателям. Включает корпус, блок взведения с электровоспламенителем и замедлителем.

Способ получения тонкослойных зарядов взрывчатых веществ // 2582705

Изобретение относится к способу получения зарядов взрывчатых веществ и может быть использовано для получения тонкослойных зарядов из ВВ для различных целей: систем передачи детонации, устройств взрывной логики и др.

Способ изготовления капсюлей-воспламенителей типа "boxer" // 2580544

Изобретение относится к области специального машиностроения в производстве средств воспламенения и может быть использовано при изготовлении капсюлей-воспламенителей патронов стрелкового оружия.

Взрывное устройство (варианты) // 2575900

Изобретение относится к логическим взрывным устройствам и может быть использовано при разработке средств взрывания повышенной безопасности. Взрывное устройство по варианту 1 содержит инициатор, выполненный в виде заряда взрывчатого вещества, разветвленную детонационную цепь, включающую выходной логический элемент И, имеющий один выход для соединения с объектом подрыва и два входа, и средство предотвращения несанкционированного срабатывания объекта подрыва.

Способ инициирования детонации взрывчатого вещества (вв) // 2566116

Изобретение относится к области инициирования детонации взрывчатых веществ. Генератором электромагнитного излучения формируют импульс СВЧ-диапазона с частотой 100-300 ГГц и воздействуют им на восприимчивый к излучению тонкодисперсный порошок графита, который в количестве 3-10 мас.% запрессован в ВВ по всему объему до относительной плотности смеси не менее 0,7.

Сотовый заряд из листового взрывчатого вещества // 2560176

Изобретение относится к технике взрыва площадных зарядов из листовых взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в практике испытаний преград, материалов и фрагментов конструкций, а также в ряде импульсных технологических операций с использованием взрыва, например в соединении или упрочнении слоев материалов.

Устройство для измерения параметров срабатывания капсюля-детонатора с ударно-волновой трубкой // 2558419

Изобретение относится к области измерения параметров срабатывания капсюлей-детонаторов с ударно-волновой трубкой в неэлектрических системах взрывного дела. Устройство для измерения параметров срабатывания капсюля-детонатора с ударно-волновой трубкой состоит из узла для подрыва капсюля-детонатора, узла инициирования детонационного процесса в ударно-волновой трубке, измерителя времени, датчика запуска измерителя времени, датчика фиксации момента детонации капсюля-детонатора, узла питания и обработки сигналов от датчиков, датчика измерения скорости детонационного процесса в ударно-волновой трубке.

Способ добычи природного газа в открытом море // 2617748

Изобретение относится к разработке месторождений углеводородов и может быть применено для добычи природного газа в открытом море. Способ включает тепловое воздействие на газогидратную залежь с последующим сбором газа куполообразным сборником и передачей его в аккумулирующие емкости.

Способ добычи твердых полезных ископаемых со дна арктического шельфа // 2615192

Изобретение относится к морской добыче полезных ископаемых и позволяет разрабатывать россыпные месторождения со дна континентального шельфа в условиях отрицательных температур.

Шагающее устройство для подводной добычи полезных ископаемых // 2601880

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для подводной добычи твердых полезных ископаемых. Устройство может быть использовано также для геологоразведочных изысканий, прокладки газо- и нефтепроводов, освоения торфяных месторождений.

Установка для шельфового бурения и способ шельфового бурения // 2599112

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для шельфового бурения. Установка для шельфового бурения содержит платформу, такую как судно, понтон, самоподъемная буровая установка, и бурильную колонну, соединенную с указанной платформой с возможностью передачи приводного усилия и дополнительно снабженную компенсатором вертикальной качки.

Способ разрушения прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений и дезинтеграции их гидросмесей при всасывании земснарядом // 2596153

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений благородных металлов в подводных забоях.

Пузырьковая газлифтная система и пузырьковый газлифтный способ // 2580573

Группа изобретений относится к области подъема твердого материала со дна глубоководного бассейна, такого как море, озеро или река, выше поверхности воды. В пузырьковой газлифтной системе (10) у верхнего концевого участка подъемного трубопровода (11) размещена находящаяся под давлением камера (21).

Способ добычи железомарганцевых конкреций из илистых донных отложений и устройство для его осуществления // 2562304

Группа изобретений относится к способу и устройству для подводной добычи железомарганцевых конкреций из илистых донных отложений. Технический результат заключается в повышении эффективности использования трала за счет уменьшения количества холостых ходов, повышении полноты выемки полезного компонента и снижении зависимости времени проведения работ от погодных условий.

Способ добычи газовых гидратов донных отложений и устройство для его осуществления // 2554375

Изобретение относится к получению приповерхностных скоплений твердых газовых гидратов донных отложений. Технический результат - снижение материальных и эксплуатационных затрат, а также снижение экологической нагрузки на территорию добычи газовых гидратов.

Способ добычи и транспортировки газовых гидратов донных отложений и подводная лодка для добычи и транспортировки газовых гидратов // 2554374

Группа изобретений относится к подводной добыче газовых гидратов и их доставке потребителю. Технический результат - повышение эффективности добычи и транспортировки газовых гидратов за счет снижения энергетических, капитальных и текущих затрат.

Способ добычи газогидратов и подводный комбайн для его осуществления // 2550610

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для добычи полезных ископаемых, находящихся на морском дне. Способ включает механическое разрушение донного слоя с помощью вскрышного ножа, перемещающегося по дну, и транспортировку продуктов разрушения на поверхность.

Способ разработки аквальной залежи газогидратов // 2627776

Изобретение относится к получению газа, метана и его гомологов из приповерхностных скоплений твердых газовых гидратов донных отложений. В процессе разработки аквальной залежи газогидратов, газ аккумулируется и проходит первичную обработку на платформе (или на судне), снабженной насосно-компрессорной трубой, трубопроводом со специальными баками для распределения и подачи воды, узлом подготовки вод, измерительными приборами для контроля за подачей воды и разрушающими залежь частицами, сборным колоколом, трубопроводом для отбора образующейся газовой смеси, приборами для контроля системы откачки образующегося продукта (газовой смеси), далее транспортируется в береговой накопитель метана. В качестве рабочего инструмента, разрушающего газогидраты, используются сферические наночастицы. Технический результат заключается в повышении эффективности добычи аквальных газовых гидратов. 1 ил.