Установка для подъема полезных ископаемых со дна океана

ОП Е ИЗОБРЕТЕНИ ТЕ Комитет Российской федерации по патентам и товарным знакам(71 Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородныхметаллов72) Глухов Ю,В; Киселев В.МЛукьянчиков Н.Н; Лубенцова Л.М,(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДЕМА ПОЛЕЗНЫХИСКОПАЕМЫХ СО ДНА ОКЕАНА(57) Применение: изобретение относится к техническим средствам трубопроводного подъема полезных ископаемых со дна океана на добычноеплавсредство. В установке, включающий подвешенный на плавсредстве трубный став, нижняя секция которого связана с лебедками, установленнымина плавсредстве, посредством симметричных относительно его оси гибких тяг, свободно пропущенных через оконечную часть связывающих их с сек(19) КЦ (11) (51) 5 Е 21 С О 00 циями трубного става перемычек основания которых закреплены снаружи секций, оконечная часть каждой перемычки выполнена в виде вилки с вертикально ориентированной прорезью, которая соединена с.основанием перемычки вертикальной поворотной осью и в которой на горизонтальной поворотной оси установлено колесо, в ободе которого выполнен желоб, по профилю соответствующий полуокружности, диаметром, большим диаметра гибкой тяги, к колесу с помощью водила, имеющего общую с ним поворотную ось, последовательно присоединено второе колесо с желобом, установленное на поворотной оси на свободном конце во-, дила подвижном в плоскости первого колеса а соответствукнцая гибкая тяга пропущена между желобами колес Каждая боковая поверхность водила. прилежащая к плоскости колес, имеет нижний и верхний выступы, заходящие между ободами колес на глубину, соответствующую ширине кромок их ободов, при этом в выступах выполнены круговые выфрезировки, соосные колесам 1 зл. ф-лы, 5 ип.Изобретение относится к техническимсредствам трубопроводного подъема полезных ископаемых со дна океана нв добычноеплавсредство.Известно устройство для подъема из-,под воды полезных ископаемых, в которомпредусмотрено предохранение нижней части подвешенного на плавсредстве трубногоства (ТС) от разрушения, связанного с воз.,действием на нее растягивающих нагрузок,с помощью страховочных канатов, пропущенных через отверстия в выступах фланцев трубных секций и жестко закрепленныхв них (1.Недостатком этого устройства являетсято, что оно не обеспечивает предохранениеот обрыва всего ТС, а также воэможностьрегулирования натяжения канатов в йро-,20цессе работы.Наиболее близким по технической сущ. ности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является установкадля подъема полезных ископаемых со дна 25океана, содержащее подвешенный на плавсредстве ТС, нижняя секция которого посредством гибких тяг, симметричныхотносительно его оси, связана с лебедками,установленными на плавсредстве При этом З 0гибкие тяги соединены с секциями трубногостава посредством перемычек с отверстиями, через которые свободно пропущеныгибкие тяги (2,Однако при изменении пространственной конфигурации ТС, связанном с движением плавсредства.и воздействием на ТС.. глубинных течений, и (или) усилий натяжения гибкихтягсудовымилебедками, а также 40в связи с поперечными и продольными колебаниями гибких тяг происходит постоянное силовое взаимодействие гибких тяг сперемычками в отверстиях. При большойдлине ТС (несколько км) и его искривлении, 45а также значительном количестве перемычек, достигающем 200-ти и более штук, вместах взаимодействия гибких тяг с пере.мычками возникают значительные силы трения скольжения, усугубляемые перегйбами 50(изломами) гибких тяг, которые могут возникать в этих местах в связи с отклонениемпространственной конфигурации гибкой тя, ги от прямой линии, Эти силы трения приводят к снижению эффективности силовоговоздействия гибких тяг, осуществляемого спомощью судовых лебедок, на нижний конец ТС, например, для регулирования пространственной конфигурации трубногостава и уменьшения. растягивающих весо.вых нагрузок, а также к локальному истиранию гибких тяг в местах их взаимодействия с перемычками и, следовательно, потери ими прочности и уменьшению срока их службы.Предлагаемое в качестве изобретения устройство исключает вышеназванные недостатки.Цель изобретения - повышение надежности установки за бчет уменьшения трения гибких тяг в местах их взаимодействия с перемычками,указанная цель достигается тем, что в установке, включающей подвешенный на плавсредстве ТС, нижняя секция которого связана с лебедками, установленнымй на плавсредстве, посредством симметричных относительно его оси гибких тяг, свободно пропущенных через оконечную часть связывающих их с секциями ТС перемычек, основания которых закреплены снаружи секций, оконечная часть каждой перемычки выполнена в виде вилки с вертикально ориентированной прорезью, которая соединена с основанием перемычки вертикальной поворотной осью и в которой на горизонтальной поворотной оси установлено колесо, в ободе которого выполнен желоб, по профилю соответствующий полуокружности диаметром большим диаметра гибкой тяги, К колесу с помощью водила, имеющего общую с, ним поворотную ось, последовательно присоединено второе колесо с желобом, установленное на горизонтальной поворотной оси на свободном конце. водила, подвижном в вертикальной плоскости, а соответствующая гибкая тяга пропущена между желобами колес.Каждая боковая поверхность водила, прилегающая к плоскостям колес, имеет нижний и верхний выступы, заходящие между ободами колес на глубину, соответствующую ширине кромок их ободов, при этом в выступах выполнены боковые круговые выфрезеровки, соосные колесам.На фиг.1 показан общий вид установки; на фиг.2 - разрез по А - А на фиг.1; на фиг.З - вид пс стрелке Б на фиг,2; на.фиг.4 - разрез А - А на фиг.1 (другой вариант исполнения перемычки); на фиг.5 - вид по стрелке Б на фиг;4.Установка содержит подвешенный на плавсредстве 1 трубный став 2, нижний конец которого, например, через бункер-пита- тель 3 и шланг-кабель 4 связан с добычным оборудованием (не показано). Кроме того. нижняя секция ТС 2 посредством гибких тяг 5, симметричных его оси, связана с лебедками 6, установленными на плавсредстве 1, 2004808и или в другом варианте внутри скобы на горизонтальной поворотной оси 15 устэновф лена второе такое же колесо с желобом 17. Колеса 12 и 16 соприкасаются кромками своих ободов с обеспечением возможности их свободного вращения на своих осях 11 и 15 или располагаются относительно друг друга с небольшим зазором, значительно меньшим диаметра гибкой тяги 5. Между желобами 13 и 17 обоих колес 12 и 16 пропущена гибкая тяга 5,Для упрощения и ускорения сборочных операций при заведении гибкой тяги 5 между желобами колес 12 и 16 водило 14 снабжено быстроразьемным соединением с осью 15. Быстрораэъемное соединение может быть выполнено, например, в виде поперечных прорезей 18 в плакках или боковинах П-образной скобы водила 14, Прорезь 18 выполняется по ширине, соответствующей диаметру ггосадочных мест 40 45 50 5 ц Гибкие тяги 5 связаны с ТС 2 и между собой посредством закрепленных на его секциях и распределенных по всей его длине перемычек 7. Каждая перемычка 7 имеет основание 8, непосредственно прикрепляемое ксекции ТС 2, По условиям монтажно-демонтажных операций такое основание 8, как показано на фиг.2, целесообразно выполнять в виде раэьемной втулки с симметричными радиальными лучеподобнцмивыступами, Втулка фиксируется на ТС 2 путем обжатия ею его секции, Все перемычки 7 при монтажнцх операциях закрепляются на ТС 2 таким образом, чтобц симметричные лучеподобные вцступц находились повоэможности в одной вертикальной плоскости, т.е, непосредственно друг под другом.На каждом конце лучеподобного выступа основания 8 установлена на поворотной 20 оси 9, параллельной оси втулки основания 8, вилка 10, прорезь которой ориентирована вертикально. В прорези вилки 10 ка поворотной оси 11, перпендикулярной поворотной оси 9, установлено колесо 12, В ободе 25колеса 12 выполнек желоб 13,.по профилюсоответствующий полуокружности диаметром большим диаметра желоба тяги 5К горизонтальной поворотной оси 11 присоединено водило 14, которое, например, может быть выполнено, как показанона фиг,2 и 3, в виде двух симметричных и параллельных планок или, как показано нафиг.4 и 5, в виде П-образной скобы. Водило 3514 способно свободно поворачиваться на оси 11 в плоскости колеса 12. На свободном конце водила 14 между планками (фиг.2 и 3) оси 15, с расширяющимся входом для облегчения заведения в прорезь 18 оси 15.ГГри значительных диаметрах колес 12 и 16 при использовании гибких тяг 5 большого диаметра планки или боковины скобы водила 14 в местах сопряжения колес 12 и 16 выполняются по ширике не меньшедиаметра колес 12 и 16. Это предотвращает воэможность захода гибкой тяги 5 при ее изгибе между кромками ободов колес 12 и 16. При малых диаметрах колес 12 и 16 й гибких тяг 5 (гибкость тяг 5 при этом эначителькр повышается) становится целесообразным выполкять на внутренних боковых поверхностях планок или скобы водила 14 выступы 19 с боковыми круговыми выфрезеровками, соосными с колесами 12 и 16(фиг.4 и 5). Выступи 19 по высоте выполняются такими, чтобы они заходили между ободами колес 12 и 16 на глубину, соответствующую толщине кромок ободов этих колес. Это предотвращает заклинивание гибкой тяги 5 между ободами колес 12 и 16 и(или) на рушение целостности ее поверхности,Устройство работает следующим образом.При изменении пространственной конфигурации ТС 2 под воздействием набегающего потока воды вследствие начала или изменения характера движения плавсредства 1, а также под воздействием нерегулярнцх глубинных течений и других факторов происходит взаимосвязанное изменение пространственных конфигураций гибких тяг 5. Как следствие этому происходит соответствующее относительное удлинение одних и сокращение других гибких тяг 5, находящихся постоянно в напряженном состоянии, а также изменение их пространственного положения (колебания) в определенных пределах относительно ТС 2, ограничиваемых перемычками 7. Кроме того, изменения удлинений гибких тяг 5 вызываются также изменениями натяжения лебедок 6 при необходимости целенаправленных изменений пространственной конфигурации ТС 2 и растягивающих нагрузок на него под тяжестью собственного веса. При этом гибкие тяги 5, взаимодействуя с перемычками 7, вюуждают вращаться колеса 12 и 16, между желобами которых они находятся, а также поворачиваться вилки 10 на осях 9. За счет того, что колесо 16 установлено на водиле 14 с возможностью поворота последнего на оси 11, условная линия, соединяющая центры осей вращения 11 и 15 колес 12 и 16, будет всегда перпендикулярна соответствующему участку гибкой тяги 5, 200480812 и взаимодействует только с желобами колеснаходящемуся между желобами колесчто и едотвращает возможность его ло и 16.16,чтопр д рВсе вышеуказанные мероприятия обескальногь заж атия и изгиба.мо становк каждой оконечноВоэ ействие (нажатие) гибкой тяги 5 на печивают самоуУоэде тй -. 5 сти (вилки 10 с водилом 14) перемычки 7 вю иэ вн енних поверхностей, вклю-.любу утрб - оптимальное положение и использованиеча туя выс пы 19 планок и боковин ско ы вотрения качения в местах контакта гибких тягдила 14, заставляет поворачиваться вилкус пе емычками 7 вместо скольжения,10 в соответствующем направлении, при с р10 6 Пмнт США МЗ 67 З 716,; Е 02ЗЮ,желоб одного иэ колес 12 или 16 и взаимо- (56) Патентдействует с ним. Таким образом, благодар я 1972.Авторское свидетельствосамоустановки вилки 10 с водилом 14, каж. Е 21 С 50/00, 1989,дая гибкая тяга 5 практически постоянно М 1750304, кл. Е 21 С 5воротной оси вилки с вертикально ори15ентированной прорезью, водила и двух колесоб етения1 УСТАНОВКА ДЛ" ПОДс желобами на их ободах, причем одно коЪЕМА ПОщ 3 НЫХ ИСКОПАЕМЫХ СО Д лесо установлено в прорези вилки посредНА ОКЕА-НА, включающая подвешшенный на20 ством горизонтальной Оси с возможностьювсредстве трубный став с з рзак епленны-,вращения, к которой одним концом присоплавсми на нем перемычками, н ижняя секцияленными на единено водило с расположенным на егокотор гО о связана с установлеПОМОЩИ СИМ-СВ ободном конце посредством дополниплав средстве лебедками при пои т бного ста- тельной горизонтальной оси с возможноме ртричных относительно ос руи оп щенных 25 стью вращения вторым колесом, а каждоегибких тяг, свобод р уотверстие перемычек образовано желобаваычках, отличающа-,через отверстия в перемычка,яся тем,2. У тановка по п,1 отличающаяся темия гибких тяг . ссти эа счет умейьшения трения гя с пе емычка- ччто боковая поверхность каждого .водила,стах их вэаимодействи рприлежащая к плоскостям колес, выполнев местакаждая перемычка.выпо лнена в виде,на с нижним и верхним выступами, мавеми, каания и соединенных с ним по числу,, денными между ободами колес на глубину,основая из кото-;ги кихб тяг оконечностей, квждвленной нсоответствующую ширине кромок их обовыполнена в виде установ %- дов, причем в выступах выполнены круго., ве тикальной пО 335основании посредством верт .вые выемки, соосные с колесами,2004808 РФРю г 6 у 79 оставитель Л,Ярощуехред М.Моргентал орректор 4 Обруцар эктор Е,Полионова Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 339 Г 1 роизводст нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1