BE1027388B9 - EXTRACTION HEAD FOR EXTRACTION OF COBALT-RICH DEEP-SEA CRUST - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart einen Abbaukopf, der zum Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignet ist. Der Abbaukopf umfasst einen Fräsaushubrahmen, einen Fräsaushubmotor, Pickelbaugruppen, eine Fräsaushubtrommel, eine Spindel und einen Kompensator; die Pickelbaugruppen sind an der Trommelwand der Fräsaushubtrommel angeschweißt, ein Fräsaushubmotor ist an dem Fräsaushubrahmen befestigt, die Fräsaushubtrommel ist über einen Flansch an der Spindel befestigt, zwei Enden der Spindel sind jeweils über ein erstes Lager und ein zweites Lager an dem Fräsaushubrahmen befestigt; eine erste Lagerhohlraum-Auslassöffnung ist in einem ersten Lagerhohlraum angeordnet, eine zweite Lagerhohlraum-Auslassöffnung und eine zweite Lagerhohlraum-Ölzufuhröffnung sind in einem zweiten Lagerhohlraum angeordnet, ein Öldurchgangsloch ist im Inneren eines Körpers der Spindel geöffnet, und der erste Lagerhohlraum und der zweite Lagerhohlraum sind durch das Öldurchgangsloch miteinander verbunden.The present invention discloses a mining head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust. The mining head includes a milling excavation frame, a milling excavation motor, pick assemblies, a milling excavation drum, a spindle and a compensator; the pick assemblies are welded to the drum wall of the milling excavation drum, a milling excavation motor is attached to the milling excavation frame, the milling excavation drum is fastened to the spindle via a flange, two ends of the spindle are each fastened to the milling excavation frame via a first bearing and a second bearing; a first bearing cavity outlet port is arranged in a first bearing cavity, a second bearing cavity outlet port and a second bearing cavity oil supply port are arranged in a second bearing cavity, an oil through hole is opened inside a body of the spindle, and the first bearing cavity and the second bearing cavity are connected to each other through the oil passage hole.
Description
| BE2019/5384| BE2019 / 5384
GEBIET DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Abbauausrüstung, und insbesondere auf einen Abbaukopf, der für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignet ist.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the technical field of mining equipment, and more particularly to a mining head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gegenwärtig ist der bekannte Abbaukopf im Wesentlichen für Landaushubarbeiten geeignet, weist einen einfachen Aufbau auf und benötigt keine feste Abdichtung und Druckfestigkeit, und meistens weist er keine Bruchhilfsfunktion auf und hat eine relativ geringere Bruch- und Abstreifwirksamkeit, einen hohen Betriebsenergieverbrauch und hohe Anforderungen an eine Stromquelle einer Körpervorrichtung. Darüber hinaus gibt es derzeit keine relativ ausgereiften Aushubvorrichtungen, die für den Betrieb in Meeres- und Wasserumgebungen geeignet sind.BACKGROUND OF THE INVENTION At present, the known mining head is essentially suitable for land excavation work, has a simple structure and does not require a tight seal and compressive strength, and most of the time it does not have a fracture-assisting function and has a relatively lower fracture and stripping efficiency, a high operating energy consumption and high requirements to a power source of a body device. In addition, there are currently no relatively sophisticated excavation equipment suitable for operation in marine and aquatic environments.
Die Meeresressource ist jedoch in Rahmen der Entwicklung der Wirtschaft zu einer wichtigen nationalen Entwicklungsrichtung geworden, wobei die kobaltreiche Tiefseekruste eine der wichtigsten Mineral-Ressourcen darstellt, und dann spielt der Abbau der kobaltreichen Unterseekruste eine Rolle, aber es gibt nur sehr wenige Abbauvorrichtungen im Inland und sogar international, und da die Landabbauvorrichtung einen einfachen Aufbau aufweist und keine feste Abdichtung und keine Druckfestigkeit benötigt, ist sie nicht für den Meeresabbau geeignet.However, the marine resource has become an important national development direction in the course of the development of the economy, with the cobalt-rich deep sea crust being one of the most important mineral resources, and then the mining of the cobalt-rich submarine crust plays a role, but there are very few mining facilities inland and even internationally, and since the land mining apparatus is simple in structure and does not require a tight seal and pressure resistance, it is not suitable for marine mining.
Die Meeresumgebung ist äußerst komplex, und die kobaltreiche Unterseekruste weist ein komplexes Gelände und relativ spezielle Sedimenteigenschaften auf, so dass es erforderlich ist, eine hocheffiziente Abbauvorrichtung zu entwickeln, die für eine Meeresumgebung mit großer Tiefe, hohem Druck und starker Korrosion in tiefem Wasser und eine robuste komplexe Mineralablagerung geeignet ist.The marine environment is extremely complex, and the cobalt-rich submarine crust has complex terrain and relatively specific sedimentary properties, so it is necessary to develop a highly efficient mining device suitable for a marine environment of great depth, high pressure, and severe corrosion in deep water and a robust complex mineral deposit is suitable.
Der derzeitige Abbaukopf weist keine feste Abdichtung und keine Druckfestigkeit auf, ist nur an Land geeignet und weist ein sehr niedriges Intelligenzniveau auf, wodurch ein relativ geringes Energienutzungsverhältnis und eine relativ geringe Bruchwirksamkeit verursacht werden. Aus diesem Grund gibt es derzeit keine ausgezeichnete Abbauvorrichtung, um die kobaltreiche Unterseekrustenressource abzubauen.The current mining head has no tight seal and no compressive strength, is only suitable on land, and has a very low level of intelligence, causing a relatively low energy utilization ratio and relatively low fracture efficiency. For this reason, there is currently no excellent mining apparatus to mine the cobalt-rich submarine crustal resource.
Ein Patent mit der Veröffentlichungsnummer CN105735999B offenbart eine Unterwasserabbauvorrichtung, wobei die Unterwasserabbauvorrichtung einen Rahmen, eine Fördereinrichtung, einen an dem Rahmen montierten Abbaukopf und ein Förderrohr umfasst, das zum Verbinden der Fördereinrichtung mit dem Abbaukopf verwendet wird; und wobei der Rahmen mit einem schwimmenden Teil ausgestattet ist, der verwendet wird, um die Unterwasserabbauvorrichtung unter Wasser zu halten, und einem Antriebsmechanismus, der zum Antreiben der Unterwasserabbauvorrichtung verwendet wird, damit diese sich unter WasserA patent publication number CN105735999B discloses an underwater mining apparatus, the underwater mining apparatus comprising a frame, a conveyor, a mining head mounted on the frame, and a conveyor tube used to connect the conveyor to the mining head; and wherein the frame is provided with a floating part that is used to keep the underwater digger underwater and a drive mechanism that is used to drive the underwater digger to move underwater
° BE2019/5384 bewegt. Probleme, dass die Unterwasserabbauvorrichtung sinkt, rutscht und nicht laufen kann, sind hauptsächlich gelöst. In dem Patent ist jedoch nicht beschrieben, wie der Abbaukopf den Druckausgleich im tiefen Wasser aufrecht erhält und ob der Abbaukopf eine Hilfsfunktion zur Erregung mit variabler Frequenz aufweist, um die Bruchwirksamkeit zu verbessern.° BE2019 / 5384 moved. Problems that the subsea digging device sinks, slips and cannot run are mainly solved. However, the patent does not disclose how the mining head maintains pressure equalization in deep water and whether the mining head has an auxiliary variable frequency excitation function to improve fracture efficiency.
KURZDARSTELLUNG Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Abbaukopf bereitzustellen, der zum Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignet ist, um die obigen Probleme des Standes der Technik zu lösen, wobei der zum Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignete Abbaukopf sich mittels Druckausgleichs an einen Meeresbereich mit einer Tiefe von 6.000 m anpassen kann, und während er gleichzeitig mittels einer adaptiven Funktion zur Erregung mit variabler Frequenz einen Schwankungsbereich einer Bruchschneidkraft verringert, vorteilhaft für die Verlängerung der Lebensdauer von Pickeln ist, die tatsächliche Bruchkraft von Fräsaushub verringert und die Bruchwirksamkeit von Fräsaushub verbessert.SUMMARY It is an object of the present invention to provide a mining head which is suitable for mining cobalt-rich deep sea crust in order to solve the above problems of the prior art, wherein the mining head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust is pressurized to a sea area with a Depth of 6,000 m, and while at the same time reducing a range of fluctuation of a breaking cutting force by using an adaptive variable frequency excitation function, is beneficial for extending the life of pimples, reducing the actual breaking force of excavation, and improving the breaking efficiency of excavation.
Um den oben genannten Zweck zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung die folgende technische Lösung bereit: Ein Abbaukopf, der zum Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste verwendet werden kann, umfasst einen Fräsaushubrahmen, einen Fräsaushubmotor, Pickelbaugruppen, eine Fräsaushubtrommel, eine Spindel und einen Kompensator; wobei: die Pickelbaugruppen an der Trommelwand der Fräsaushubtrommel angeordnet sind, der Fräsaushubmotor an dem Fräsaushubrahmen befestigt ist, die Fräsaushubtrommel an der Spindel befestigt ist, zwei Enden der Spindel jeweils über ein erstes Lager und ein zweites Lager an dem Fräsaushubrahmen befestigt sind, und ein Ende der Spindel, an dem das erste Lager angeordnet ist, mit dem Fräsaushubmotor verbunden ist; eine erste Lagerhohlraum-Auslassöffnung in einem ersten Lagerhohlraum des ersten Lagers angeordnet ist, eine zweite Lagerhohlraum-Auslassöffnung und eine zweite Lagerhohlraum- Ölzufuhröffnung in einem zweiten Lagerhohlraum des zweiten Lagers angeordnet sind, ein Öldurchgangsloch im Inneren eines Körpers der Spindel geöffnet ist, und der erste Lagerhohlraum und der zweite Lagerhohlraum durch das Öldurchgangsloch miteinander verbunden sind; und der Kompensator an dem Fräsaushubrahmen angeordnet ist, der Kompensator ein vordruckeinstellbarer Kompensator ist, und eine Kompensationsölöffnung des Kompensators mit dem zweiten Lagerhohlraum-Ölzufuhröffnung verbunden ist.In order to achieve the above purpose, the present invention provides the following technical solution: a mining head which can be used for mining cobalt-rich deep sea crust comprises a milling excavation frame, a milling excavation motor, pick assemblies, a milling excavation drum, a spindle and a compensator; wherein: the pick assemblies are arranged on the drum wall of the milling excavation drum, the milling excavation motor is fastened to the milling excavation frame, the milling excavation drum is fastened to the spindle, two ends of the spindle are each fastened to the milling excavation frame via a first bearing and a second bearing, and one end the spindle on which the first bearing is arranged is connected to the milling excavation motor; a first bearing cavity outlet opening is arranged in a first bearing cavity of the first bearing, a second bearing cavity outlet opening and a second bearing cavity oil supply opening are arranged in a second bearing cavity of the second bearing, an oil through hole is opened inside a body of the spindle, and the first Bearing cavity and the second bearing cavity are connected to each other through the oil passage hole; and the compensator is arranged on the milling excavation frame, the compensator is a pressure adjustable compensator, and a compensation oil port of the compensator is connected to the second bearing cavity oil supply port.
Vorzugsweise umfasst der Kompensator ein Gehäuse, eine bewegliche obere Abdeckung, eine erste Blase, erste Federn, eine Stellschraube und eine Stellmutter, wobei die bewegliche obere Abdeckung an der Oberseite des Gehäuses angeordnet und beweglich mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die erste Blase in dem Gehäuse angeordnet ist, die erste Blase Flexibilität aufweist, einPreferably, the compensator comprises a housing, a movable top cover, a first bladder, first springs, a set screw and an adjusting nut, wherein the movable top cover is arranged on the top of the housing and movably connected to the housing, the first bladder in the Housing is arranged, the first bladder has flexibility, a
) BE2019/5384 Ende der ersten Blase mit der beweglichen oberen Abdeckung verbunden ist, während das andere Ende mit dem Boden des Gehäuses verbunden ist, wobei erste Führungsstangen zwischen der beweglichen oberen Abdeckung und dem Boden des Gehäuses angeordnet sind, die ersten Führungsstangen an den beiden Seiten der ersten Blase angeordnet sind, wobei die ersten Federn die ersten Führungsstangen einhülsen, und ein Ende der Stellschraube mit dem Boden des Gehäuses verbunden ist, während das andere Ende nach dem Durchgang durch die erste Blase und die bewegliche obere Abdeckung mit der Stellmutter an der Oberseite der beweglichen oberen Abdeckung in Gewindeverbindung steht; wobei die Kompensationsölöffnung am Boden des Kompensators angeordnet ist, und das Öl in der ersten Blase durch die Kompensationsölöffnung abfließen kann.) BE2019 / 5384 end of the first bladder is connected to the movable top cover, while the other end is connected to the bottom of the housing, with first guide rods arranged between the movable top cover and the bottom of the housing, the first guide rods on the two Sides of the first bladder are arranged, wherein the first springs sleeve the first guide rods, and one end of the set screw is connected to the bottom of the housing, while the other end after passing through the first bladder and the movable top cover with the adjusting nut on the The top of the movable top cover is threadedly connected; wherein the compensation oil opening is arranged at the bottom of the compensator, and the oil in the first bladder can flow out through the compensation oil opening.
Vorzugsweise ist der Fräsaushubrahmen ferner mit den Erregern und dem Erregermotor versehen, und die Erreger sind über Kupplungen mit dem Erregermotor verbunden.The milling excavation frame is also preferably provided with the exciters and the exciter motor, and the exciters are connected to the exciter motor via couplings.
Vorzugsweise ist der Erregermotor ein Hydraulikmotor mit zwei sich erstreckenden Wellen, wobei der Erregermotor am inneren oberen Ende des Fräsaushubrahmens über eine Flanschplatte befestigt ist, wobei die Erreger an den beiden Enden des Erregermotors angeordnet sind, wobei die beiden sich erstrecken Wellen des Erregermotors an den beiden Enden jeweils über die Kupplungen mit den Erregern verbunden sind, und wobei die Erreger an den beiden Seiten des Innenraums des Fräsaushubrahmens angeordnet und durch Bolzen an dem Fräsaushubrahmen befestigt sind.Preferably, the exciter motor is a hydraulic motor with two extending shafts, the exciter motor being attached to the inner upper end of the milling excavation frame via a flange plate, the exciters being arranged at the two ends of the exciter motor, the two extending shafts of the exciter motor on the two Ends are each connected via the couplings to the exciters, and wherein the exciters are arranged on the two sides of the interior of the Fräsaushubrahmens and are fastened by bolts to the Fräsaushubrahmen.
Vorzugsweise umfasst der Erreger ein Erregergehäuse und zwei Exzenterräder, die in dem Erregergehäuse angeordnet sind, wobei die beiden Exzenterräder miteinander in Eingriff stehen, wobei die Mitte jedes Exzenterrades mit einer Erregerantriebswelle versehen ist, und wobei die Erregerantriebswelle eines Exzenterrads über die Kupplung mit dem Erregermotor verbunden ist.The exciter preferably comprises an exciter housing and two eccentric wheels which are arranged in the exciter housing, the two eccentric wheels meshing with one another, the center of each eccentric wheel being provided with an exciter drive shaft, and the exciter drive shaft of an eccentric wheel being connected to the exciter motor via the coupling is.
Vorzugsweise ist das Erregergehäuse mit einer Erregerölzufuhröffnung und einer Erregerauslassöffnung versehen, und die Erregerölzufuhröffnung steht mit der Kompensationssölöffnung des Kompensators in Verbindung.The exciter housing is preferably provided with an exciter oil supply opening and an exciter outlet opening, and the exciter oil supply opening is connected to the compensation oil opening of the compensator.
Vorzugsweise ist an der Außenseite der Oberseite des Fräsaushubrahmens eine elektrohydraulische Proportionalsteuerungseinheit angeordnet, umfasst die elektrohydraulische Proportionalsteuerungseinheit einen Steuerkasten, eine zweite Blase und zweite Federn, dient die zweite Blase zum Enthalten des Öls, ist ein Ende der zweiten Blase mit dem Steuerkasten verbunden, während das andere Ende mit einer beweglichen Platte verbunden ist, sind zweite Führungsstangen zwischen dem Steuerkasten und der beweglichen Platte angeordnet, sind die zweiten Führungsstangen an den beiden Seiten der zweiten Blase angeordnet, hülsen die zweiten Federn die zweiten Führungsstangen ein und werden Dehnungs- und Schrumpfungsverformungen der zweiten Blase durch die zweiten Federn erreicht; ist der Steuerkasten intern mit einem Proportional-Durchflussregelventil und einem VentilsitzAn electrohydraulic proportional control unit is preferably arranged on the outside of the upper side of the milling excavation frame, the electrohydraulic proportional control unit comprises a control box, a second bladder and second springs, the second bladder is used to contain the oil, one end of the second bladder is connected to the control box, while the the other end is connected to a movable plate, second guide rods are arranged between the control box and the movable plate, the second guide rods are arranged on both sides of the second bladder, the second springs enclose the second guide rods, and expansion and shrinkage deformations of the second Bubble reached by the second springs; the control box is internal with a proportional flow control valve and a valve seat
* BE2019/5384 versehen, ist das Proportional-Durchflussregelventil über den Ventilsitz in dem Steuerkasten angebracht, ist der Steuerkasten mit Öleinlässen, Ölauslässen und einer ersten wasserdichten Buchse versehen, sind die Öleinlässe über Ölleitungen mit einer Hydraulikquelle verbunden, sind die Olauslässe über Ölleitungen mit den Olanschlüssen des Erregermotors verbunden, ist das Proportional-Durchflussregelventil mit der ersten wasserdichten Buchse verbunden und ist die erste wasserdichte Buchse über ein wasserdichtes Kabel mit einem Mess- und Steuersystem verbunden; und ist der Fräsaushubrahmen ferner mit einem Drehzahlgeber und einer Drehzahlscheibe versehen, ist die Drehzahlscheibe konzentrisch zu der Spindel und an der Stirnfläche der Spindel befestigt, befindet sich ein Erfassungsende des Drehzahlgebers in der Nähe einer zylindrischen Oberfläche der Drehzahlscheibe, und ist ein Signalausgangsende des Drehzahlgebers über das wasserdichte Kabel mit dem Mess- und Steuersystem verbunden; wenn der Drehzahlgeber eine Drehzahl des Fräsaushubs erfasst und die Drehzahl des Fräsaushubs an das Mess- und Steuersystem zurückmeldet, wandelt das Mess- und Steuersystem die Drehzahl des Fräsaushubs in ein elektrisches Signal um und überträgt das elektrische Signal über das wasserdichte Kabel an das Proportional-Durchflussregelventil; und das Mess- und Steuersystem überträgt das elektrische Signal zur Steuerung des Proportional-Durchflussregelventils, um den Durchfluss der Ölauslässe zu regulieren, wodurch eine Einstellung der Drehzahl des Erregermotors erreicht wird.* BE2019 / 5384 provided, the proportional flow control valve is attached via the valve seat in the control box, the control box is provided with oil inlets, oil outlets and a first watertight socket, the oil inlets are connected to a hydraulic source via oil lines, the oil outlets are connected to the Connected to oil connections of the exciter motor, the proportional flow control valve is connected to the first watertight socket, and the first watertight socket is connected to a measuring and control system via a watertight cable; and the milling excavation frame is further provided with a tachometer and a tachometer disk, the tachometer disk is concentric with the spindle and attached to the end face of the spindle, a detection end of the tachometer is near a cylindrical surface of the tachometer disk, and a signal output end of the tachometer is above the waterproof cable connected to the measurement and control system; When the speed sensor detects a speed of the milling excavation and reports the speed of the milling excavation back to the measuring and control system, the measuring and control system converts the speed of the milling excavation into an electrical signal and transmits the electrical signal to the proportional flow control valve via the waterproof cable ; and the measurement and control system transmits the electrical signal to control the proportional flow control valve to regulate the flow of the oil outlets, whereby an adjustment of the speed of the exciter motor is achieved.
Vorzugsweise ist eine Mehrzahl hochfester Magnete gleichmäßig auf der zylindrischen Oberfläche der Drehzahlscheibe angeordnet.A plurality of high-strength magnets are preferably arranged uniformly on the cylindrical surface of the speed disc.
Vorzugsweise ist die Oberseite des Fräsaushubrahmens ferner mit einem Fräsaushubverbindungsrahmen versehen und ist eine Dämpfungsplatte zwischen dem Fräsaushubrahmen und dem Fräsaushubverbindungsrahmen angeordnet.Preferably, the top of the excavation frame is further provided with a excavation connection frame and a damping plate is disposed between the excavation frame and the excavation connection frame.
Vorzugsweise ist die Spindel mit einer Keilnut versehen, und die Spindel und der — Fräsaushubmotor sind über einen Keil miteinander verbunden.Preferably the spindle is keyed and the spindle and the milling excavation motor are keyed together.
Gegenüber dem Stand der Technik werden mit der vorliegenden Erfindung folgende vorteilhafte Wirkungen erzielt:Compared to the prior art, the present invention achieves the following advantageous effects:
1. Der von der vorliegenden Erfindung bereit gestellte, für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignete Abbaukopf ist mit einem Kompensator versehen, der sich durch den Tiefwasserdruckausgleich an das Meeresgebiet in einer Tiefe von 6.000 m anpassen kann und für den Abbau der kobaltreichen Krustenressource geeignet ist;1. The mining head provided by the present invention and suitable for mining cobalt-rich deep sea crust is provided with a compensator which can be adapted to the sea area at a depth of 6,000 m through the deep water pressure compensation and is suitable for mining the cobalt-rich crustal resource;
2. Der von der vorliegenden Erfindung bereit gestellte, für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignete Abbaukopf ist mit einem Schwingungserreger mit einer Erregungskraft- Hilfsfunktion versehen, um den Schwankungsbereich der Bruchschneidkraft zu verringern, die Lebensdauer der Pickel zu verlängern, gleichzeitig die tatsächliche Bruchkraft des Fräsaushubs zu verringern und die Bruchwirksamkeit des Fräsaushubs zu verbessern; und2. The mining head provided by the present invention, suitable for mining cobalt-rich deep sea crust, is provided with a vibration exciter with an excitation force auxiliary function in order to reduce the fluctuation range of the breaking cutting force, lengthen the life of the pimples, and at the same time increase the actual breaking force of the milling excavation to reduce and improve the fracture effectiveness of the milling excavation; and
) BE2019/5384) BE2019 / 5384
3. Der von der vorliegenden Erfindung bereit gestellte, für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignete Abbaukopf ist mit einer elektrohydraulischen Proportionalsteuereinheit versehen, die die Erregerfrequenz und die Erregerkraft automatisch entsprechend den tatsächlichen Arbeitsbedingungen einstellen kann, die Schneidkraft sofort anpasst, um das Auftreten von Verklemmungen und dergleichen zu verhindern, zur gleichen Zeit die bei einem Fräsaushubvorgang auftretende Schwankung der Schneidkraft steuert, zur Verlängerung der Lebensdauer des gesamten Trommelfräsers beiträgt, die Betriebseffizienz verbessert und die Fräsaushub-Leistung verringert.3. The mining head provided by the present invention, suitable for the mining of cobalt-rich deep sea crust, is provided with an electro-hydraulic proportional control unit which can automatically adjust the excitation frequency and the excitation force according to the actual working conditions, and immediately adjusts the cutting force to avoid the occurrence of jamming and preventing the like, at the same time controlling the fluctuation of the cutting force occurring in a milling excavation operation, contributing to the extension of the life of the entire rotary milling cutter, improving the operating efficiency, and reducing the milling excavation performance.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Um die technischen Lösungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oder im Stand der Technik klarer zu beschreiben, werden im Folgenden die zur Beschreibung der Ausführungsformen erforderlichen begleitenden Zeichnungen kurz vorgestellt. Offensichtlich zeigen die begleitenden Zeichnungen in der folgenden Beschreibung nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und ein Durchschnittsfachmann kann aus diesen begleitenden Zeichnungen ohne kreativen Aufwand noch andere Zeichnungen ableiten. FIG. 1 ist ein schematisches Stereo-Strukturdiagramm eines Abbaukopfes, der zum Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist; FIG. 2 ist eine Frontansicht eines Abbaukopfes, der zum Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist; FIG. 3 ist ein schematisches Strukturdiagramm eines Kompensators gemäß der vorliegenden Erfindung; FIG. 4 ist ein schematisches Strukturdiagramm einer elektrohydraulischen Proportionalsteuerungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung; FIG. 5 ist ein schematisches Strukturdiagramm eines Schwingungserregers gemäß der vorliegenden Erfindung; FIG. 6 ist ein schematisches Strukturdiagramm eines Kompensationsöldurchgangs in eine Spindel gemäß der vorliegenden Erfindung; und FIG. 7 ist ein schematisches Strukturdiagramm eines Kompensationsöldurchgangs des Abbaukopfes, der zum Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist. In den Figuren sind: 1 - Fräsaushubrahmen, 2 - elektrohydraulische Proportionalsteuerungseinheit, 21 - erste wasserdichte Buchse, 22 - Öleinlass, 23 - Steuerkasten, 24 - zweite Feder , 25 - zweite Blase, 26 - bewegliche Platte, 27 - zweite Führungsstange , 28 - Ölauslass, 3 - Fräsaushubmotor , 4 - Pickelbaugruppe, 5 - Fräsaushubtrommel, 6 - Erregermotor, 7 - Kupplung, 8 - Kompensator, 81 - Gehäuse, 82 - bewegliche obere Abdeckung, 83 - erste Blase,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to more clearly describe the technical solutions in the embodiments of the present invention or in the prior art, the accompanying drawings necessary for describing the embodiments are briefly presented below. Obviously, in the following description, the accompanying drawings show only some embodiments of the present invention and one of ordinary skill in the art can derive still other drawings from these accompanying drawings without creative effort. FIG. 1 is a schematic stereo structural diagram of a mining head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust in accordance with the present invention; FIG. Figure 2 is a front view of a mining head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust in accordance with the present invention; FIG. 3 is a schematic structural diagram of a compensator according to the present invention; FIG. 4 is a schematic structural diagram of an electro-hydraulic proportional control unit according to the present invention; FIG. 5 is a schematic structural diagram of a vibration exciter according to the present invention; FIG. 6 is a schematic structural diagram of a compensation oil passage in a spindle according to the present invention; and FIG. 7 is a schematic structural diagram of a compensation oil passage of the mining head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust according to the present invention. In the figures are: 1 - milling excavation frame, 2 - electro-hydraulic proportional control unit, 21 - first waterproof socket, 22 - oil inlet, 23 - control box, 24 - second spring, 25 - second bladder, 26 - movable plate, 27 - second guide rod, 28 - Oil outlet, 3 - cutter excavation motor, 4 - pick assembly, 5 - cutter excavation drum, 6 - exciter motor, 7 - clutch, 8 - compensator, 81 - housing, 82 - movable top cover, 83 - first bubble,
° BE2019/5384 84 - erste Feder, 85 - Stellschraube, 86 - Stellmutter, 87 - erste Führungsstange, 88 - Kompensationsölöffnung, 9 - Erreger, 91 - Erregergehäuse, 92 - Erregerauslassöffnung, 93 - Erregerantriebswelle, 94 - Exzenterrad, 95 - Erregerölzufuhröffnung, 10 - Dämpfungsplatte, 11 - Fräsaushubverbindungsrahmen, 111 - Oldurchgangsloch, 112 - erste Lagerhohlraum- Auslassöffnung, 113 - zweite Lagerhohlraum-Auslassöffnung, 114 - zweite Lagerhohlraum- Olzufuhrôffnung, 115 - Keilnut, 12 - zweite wasserdichte Buchse, 13 - Drehzahlgeber, 14 - Drehzahlscheibe, 15 - Spindel, und 16 - Mess- und Steuersystem.° BE2019 / 5384 84 - first spring, 85 - adjusting screw, 86 - adjusting nut, 87 - first guide rod, 88 - compensation oil opening, 9 - exciter, 91 - exciter housing, 92 - exciter outlet opening, 93 - exciter drive shaft, 94 - eccentric wheel, 95 - exciter oil supply opening, 10 - damping plate, 11 - mill excavation connecting frame, 111 - oil through hole, 112 - first bearing cavity outlet opening, 113 - second bearing cavity outlet opening, 114 - second bearing cavity oil supply opening, 115 - keyway, 12 - second watertight bushing, 13 - speed sensor, 14 - speed disc , 15 - spindle, and 16 - measuring and control system.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG Das Folgende beschreibt klar und vollständig die technischen Lösungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Offensichtlich handelt es sich bei den beschriebenen Ausführungsformen nur um einen Teil und nicht um alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Alle anderen Ausführungsformen, die von einem Durchschnittsfachmann auf der Grundlage der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ohne kreativen Aufwand erhalten werden können, fallen ebenfalls in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.DETAILED DESCRIPTION The following clearly and completely describes the technical solutions in the embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings in the embodiments of the present invention. Obviously, the described embodiments are only a part and not all embodiments of the present invention. All other embodiments that can be obtained by one of ordinary skill in the art based on the embodiments of the present invention without creative effort also fall within the scope of the present invention.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Abbaukopf bereitzustellen, der zum Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignet ist, um die Probleme des Standes der Technik zu lösen.It is an object of the present invention to provide a mining head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust in order to solve the problems of the prior art.
Um die vorstehende Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung klarer und verständlicher zu machen, wird die vorliegende Erfindung im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und spezifischen Ausführungsformen ausführlicher beschrieben.In order to make the above object, features and advantages of the present invention more clear and understandable, the present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings and specific embodiments.
Eine Ausführungsform sieht einen Abbaukopf vor, der zum Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignet ist. Wie in FIG. 1 und FIG. 2 gezeigt, umfasst der für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignete Abbaukopf einen Fräsaushubrahmen 1, eine elektrohydraulische Proportionalsteuerungseinheit 2, einen Fräsaushubmotor 3, Pickelbaugruppen 4, eine Fräsaushubtrommel 5, einen Erregermotor 6, Kupplungen 7, einen Kompensator 8, Erreger 9, eine Dämpfungsplatte 10, einen Fräsaushubverbindungsrahmen 11, einen Drehzahlgeber 13, eine Drehzahlscheibe 14 und eine Spindel 15.One embodiment provides a mining head which is suitable for mining cobalt-rich deep sea crust. As in FIG. 1 and FIG. 2, the excavation head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust comprises a milling excavation frame 1, an electrohydraulic proportional control unit 2, a milling excavation motor 3, pick assemblies 4, a milling excavation drum 5, an exciter motor 6, couplings 7, a compensator 8, exciter 9, and a damping plate 10 , a milling excavation connecting frame 11, a speed sensor 13, a speed disk 14, and a spindle 15.
Im konkreten Ausführungsbeispiel sind die Pickelbaugruppen 4 an der Trommelwand der Fräsaushubtrommel 5 angeschweißt, ein Fräsaushubmotor 3 ist am Fräsaushubrahmen 1 befestigt, die Fräsaushubtrommel 5 ist über einen Flansch an der Spindel 15 befestigt, zwei Enden der Spindel 15 sind jeweils über ein erstes Lager und ein zweites Lager an dem Fräsaushubrahmen 1 befestigt, ist in einem Ende der Spindel 15, an dem das erste Lager angeordnet ist, eine Keilnut 115 ausgebildet, ist die Spindel 15 über eine Keilverzahnung mit dem Fräsaushubmotor 3 verbunden,In the specific embodiment, the pick assemblies 4 are welded to the drum wall of the milling excavation drum 5, a milling excavation motor 3 is fastened to the milling excavation frame 1, the milling excavation drum 5 is fastened to the spindle 15 via a flange, two ends of the spindle 15 are each connected to a first bearing and a second bearing is attached to the milling excavation frame 1, a keyway 115 is formed in one end of the spindle 15 on which the first bearing is arranged, the spindle 15 is connected to the milling excavation motor 3 via a spline,
/ BE2019/5384 arbeitet der Fräsaushubmotor 3, um die Spindel 15 zum Drehen anzutreiben, und dreht sich die Spindel 15, um die Fräsaushubtrommel 5 zum Drehen anzutreiben./ BE2019 / 5384, the milling excavation motor 3 operates to drive the spindle 15 to rotate, and the spindle 15 rotates to drive the milling excavation drum 5 to rotate.
Wie in Fig. 6 gezeigt, ist in der Ausführungsform eine erste Lagerhohlraum-Auslassöffnung 112 in einem ersten Lagerhohlraum des ersten Lagers angeordnet, sind eine zweite Lagerhohlraum-Auslassöffnung 113 und eine zweite Lagerhohlraum-Olzufuhrôffnung 114 in einem zweiten Lagerhohlraum des zweiten Lagers angeordnet, ist ein Öldurchgangsloch 111 im Inneren eines Körpers der Spindel 15 geöffnet, und sind der erste Lagerhohlraum und der zweite Lagerhohlraum durch das Öldurchgangsloch 111 miteinander verbunden.As shown in Fig. 6, in the embodiment, a first bearing cavity outlet port 112 is disposed in a first bearing cavity of the first bearing, a second bearing cavity outlet port 113 and a second bearing cavity oil supply port 114 are disposed in a second bearing cavity of the second bearing an oil through hole 111 is opened inside a body of the spindle 15, and the first bearing cavity and the second bearing cavity are communicated with each other through the oil through hole 111.
In der Ausführungsform ist der Kompensator 8 an dem Fräsaushubrahmen 1 angeordnet, ist der Kompensator 8 ein vordruckeinstellbarer Kompensator 8, und ist eine Kompensationsölöffnung 88 des Kompensators 8 mit der zweiten Lagerhohlraum-Ölzufuhröffnung 114 verbunden; wie in Fig. 3 gezeigt, umfasst der Kompensator 8 insbesondere ein Gehäuse 81, cine bewegliche obere Abdeckung 82, eine erste Blase 83, erste Federn 84, eine Stellschraube 85 und eine Stellmutter 86, wobei die bewegliche obere Abdeckung 82 an der Oberseite des Gehäuses 81 angeordnet und beweglich mit dem Gehäuse 81 verbunden ist, wobei die erste Blase 83 in dem Gehäuse 81 angeordnet ist, die erste Blase 83 Flexibilität aufweist, ein Ende der ersten Blase 81 mit der beweglichen oberen Abdeckung 82 verbunden ist, während das andere Ende mit dem Boden des Gehäuses 81 verbunden ist, wobei erste Führungsstangen 87 zwischen der beweglichen oberen Abdeckung 82 und dem Boden des Gehäuses 81 angeordnet sind, die ersten Fübhrungsstangen 87 an den beiden Seiten der ersten Blase 83 angeordnet sind, wobei die ersten Federn 84 die ersten Führungsstangen 87 einhülsen, und ein Ende der Stellschraube 85 mit dem Boden des Gehäuses 81 verbunden ist, während das andere Ende nach dem Durchgang durch die erste Blase 83 und die bewegliche obere Abdeckung 82 mit der Stellmutter 86 an der Oberseite der beweglichen oberen Abdeckung 82 in Gewindeverbindung steht; wobei die Kompensationsôlôffnung 88 am Boden des Kompensators 8 angeordnet ist, und das Öl in der ersten Blase 83 durch die Kompensationsölöffnung 88 abfließen kann; und wobei Dehnungs- und Schrumpfungsverformungen der ersten Blase 83 durch die ersten Federn erreicht werden können, wenn der Kompensator 8 in Betrieb ist, und wobei die bewegliche obere Abdeckung 82 die ersten Federn 84 durch Einstellen der Stellmutter 86 an der Oberseite der beweglichen oberen Abdeckung 82 nach unten drückt, um eine Einstellung einer anfänglichen Kompressionsmenge der ersten Federn 84 zu erreichen, wodurch ein Vordruck des Kompensators 8 erreicht wird.In the embodiment, the compensator 8 is arranged on the milling excavation frame 1, the compensator 8 is a pre-pressure adjustable compensator 8, and a compensating oil port 88 of the compensator 8 is connected to the second bearing cavity oil supply port 114; In particular, as shown in Fig. 3, the compensator 8 comprises a housing 81, a movable top cover 82, a first bladder 83, first springs 84, a set screw 85 and an adjusting nut 86, with the movable top cover 82 at the top of the housing 81 is arranged and movably connected to the housing 81, wherein the first bladder 83 is arranged in the housing 81, the first bladder 83 has flexibility, one end of the first bladder 81 is connected to the movable top cover 82, while the other end with the bottom of the housing 81, first guide rods 87 being arranged between the movable top cover 82 and the bottom of the housing 81, the first guide rods 87 being arranged on both sides of the first bladder 83, the first springs 84 being the first guide rods 87, and one end of the set screw 85 is connected to the bottom of the housing 81, while the other end after passing through the ers te bladder 83 and the movable top cover 82 is threadedly connected to the adjusting nut 86 on the top of the movable top cover 82; wherein the compensation oil opening 88 is arranged at the bottom of the compensator 8, and the oil in the first bladder 83 can flow out through the compensation oil opening 88; and wherein expansion and contraction deformations of the first bladder 83 can be achieved by the first springs when the compensator 8 is in operation, and wherein the movable top cover 82 controls the first springs 84 by adjusting the adjusting nut 86 on the top of the movable top cover 82 pushes down to achieve an adjustment of an initial amount of compression of the first springs 84, whereby a pre-pressure of the compensator 8 is achieved.
In der Ausführungsform sind die Erreger 9 und der Erregermotor 6 an dem Fräsaushubrahmen 1 angeordnet, wobei der Erregermotor 6 ein Hydraulikmotor mit zwei sich erstreckenden Wellen ist und über eine Flanschplatte an dem Fräsaushubrahmen 1 befestigt ist, wobei die Erreger 9 an den beiden Enden des Erregermotors 6 angeordnet sind, wobei die beiden sich erstrecken Wellen des Erregermotors 6 über die Kupplungen 7 jeweils mit den Erregern 9 verbunden sind, und wobeiIn the embodiment, the exciter 9 and the exciter motor 6 are arranged on the milling excavation frame 1, the exciter motor 6 being a hydraulic motor with two extending shafts and being fastened to the milling excavation frame 1 via a flange plate, the exciters 9 at the two ends of the exciter motor 6 are arranged, wherein the two extending shafts of the exciter motor 6 are each connected to the exciters 9 via the couplings 7, and wherein
; BE2019/5384 die Erreger 9 an der linken und der rechten Seite des Innenraums des Fräsaushubrahmens 1 angeordnet und durch Bolzen an dem Fräsaushubrahmen 1 befestigt sind.; BE2019 / 5384 the exciters 9 are arranged on the left and right sides of the interior space of the milling excavation frame 1 and are fastened to the milling excavation frame 1 by bolts.
Wie in Fig. 5 gezeigt, umfasst der Erreger 9 ein Erregergehäuse 91 und zwei Exzenterräder 94, die in dem Erregergehäuse 91 angeordnet sind, wobei die beiden Exzenterräder 94 miteinander in Eingriffsverbindung sind, und die Mitte jedes Exzenterrades 94 mit einer Erregerantriebswelle 93 versehen ist, wobei die Erregerantriebswelle 93 an einem Exzenterrad 94 über die Kupplung 7 mit dem Erregermotor 6 verbunden ist, und wobei der Erregermotor 6 die Erregerantriebswelle 93 zum Drehen antreibt, um das Exzenterrad zum Drehen anzutreiben, und um dann das eingegriffene Exzenterrad 94 anzutreiben, um sich gleichzeitig zu drehen, so dass der Erreger 9 arbeitet. Das Innere des Erregers 9 ist mit Öl gefüllt, hauptsächlich zur Erzielung von Schmier- und Druckausgleichsfunktionen, was sich günstig auf die Dämpfung der Eingriffswirkung von Hochgeschwindigkeitszahnrädern und auf die Verlängerung der Lebensdauer auswirkt.As shown in Fig. 5, the exciter 9 comprises an exciter housing 91 and two eccentric wheels 94 which are arranged in the exciter housing 91, the two eccentric wheels 94 being in meshing connection with each other, and the center of each eccentric wheel 94 is provided with an exciter drive shaft 93, wherein the exciter drive shaft 93 is connected to an eccentric gear 94 via the coupling 7 with the exciter motor 6, and wherein the exciter motor 6 drives the exciter drive shaft 93 to rotate in order to drive the eccentric wheel to rotate, and then to drive the engaged eccentric wheel 94 to rotate at the same time to rotate so that the exciter 9 works. The inside of the exciter 9 is filled with oil, mainly to achieve lubrication and pressure compensation functions, which has a favorable effect on damping the meshing effect of high-speed gearwheels and on extending the service life.
In der Ausführungsform gilt: wenn sich der Erregermotor 6 dreht, werden die Erreger 9 an den beiden Enden angetrieben, um zu arbeiten; wenn sich die Erregerantriebswellen 93 dreht, werden dieselben zwei Exzenterräder 94 in jedem Erreger 9 angetrieben, um sich rückwärts zu drehen; wenn sich ihre exzentrischen Punkte zu dem linken Abschnitt und zu dem rechten Abschnitt drehen, wirken eine linke exzentrische Kraft und eine rechte exzentrische Kraft gegeneinander; wenn sich ihre exzentrischen Punkte gleichzeitig zu dem oberen Abschnitt oder zu dem unteren Abschnitt drehen, werden die maximalen Erregungskräfte erreicht; und in dem gesamten Drehvorgang wirken immer die linke exzentrische Kraft und die rechte exzentrische Kraft gegeneinander, und die obere Erregungskraft und die untere Erregungskraft werden überlagert. Es sind linke und rechte doppelte Erreger vorgesehen, aber die Erreger werden von demselben Erregermotor 6 angetrieben, um sich zu drehen, so dass sie immer den synchronen Erregerzustand beibehalten; zusätzlich werden die linke Erregungskraft und die rechte Erregungskraft gleichmäßig auf die gesamte Struktur ausgeübt, was für die Gewährleistung der Stabilität der Arbeitsbedingungen von Vorteil ist.In the embodiment: when the exciter motor 6 rotates, the exciters 9 are driven at both ends to work; when the exciter drive shafts 93 rotates, the same two eccentric gears 94 in each exciter 9 are driven to rotate in reverse; when their eccentric points rotate to the left section and the right section, a left eccentric force and a right eccentric force act against each other; if their eccentric points rotate simultaneously towards the upper section or towards the lower section, the maximum excitation forces are reached; and in the whole of the turning operation, the left eccentric force and the right eccentric force always act against each other, and the upper exciting force and the lower exciting force are superimposed. Left and right double exciters are provided, but the exciters are driven to rotate by the same exciter motor 6 so that they always keep the exciter synchronous state; in addition, the left exciting force and the right exciting force are uniformly applied to the entire structure, which is advantageous in ensuring the stability of working conditions.
Wie in Fig. 5 gezeigt, ist das Erregergehäuse 91 mit einer Erregerölzufuhröffnung 95 und einer Erregerauslassöffnung 92 versehen, und die Erregerölzufuhröffnung 95 steht mit der Kompensationssölöffnung 88 des Kompensators 8 in Verbindung.As shown in FIG. 5, the exciter housing 91 is provided with an exciter oil supply port 95 and an exciter outlet port 92, and the exciter oil supply port 95 communicates with the compensation oil port 88 of the compensator 8.
Wie in Fig. 7 gezeigt, stehen die Erregerölzufuhröffnungen 95 der Erreger 9 mit der Kompensationssölöffnung 88 des Kompensators 8 in Verbindung, um das Öl zuzuführen, und die Erregerauslassöffnungen 92 werden zum Ablassen von Luft verwendet, und die zweite Lagerhohlraum-Olzufuhrôffnung 114 ist mit der Kompensationssölöffnung 88 des Kompensators 8 verbunden, um das Öl zuzuführen, wobei die erste Lagerhohlraum-Auslassöffnung 112 und die zweite Lagerhohlraum-Auslassöffnung 113 zum Ablassen von Luft verwendet werden, wobei der erste Lagerhohlraum und der zweite Lagerhohlraum durch das Öldurchgangsloch 111 in derAs shown in FIG. 7, the exciter oil supply ports 95 of the exciters 9 communicate with the compensation oil port 88 of the compensator 8 to supply the oil, and the exciter outlet ports 92 are used to exhaust air, and the second bearing cavity oil supply port 114 communicates with the Compensation oil port 88 of the compensator 8 connected to supply the oil, the first bearing cavity outlet port 112 and the second bearing cavity outlet port 113 are used for venting air, the first bearing cavity and the second bearing cavity through the oil through hole 111 in the
) BE2019/5384 Spindel 15 und der Keilnut 115 miteinander verbunden sind; und wobei das Innere des ersten Lagerhohlraums und das Innere des zweiten Lagerhohlraums zum Schmieren und zum Druckausgleich mit Öl gefüllt sind, um den Tiefwasserdruckausgleich zu gewährleisten.) BE2019 / 5384 spindle 15 and keyway 115 are connected to each other; and wherein the interior of the first bearing cavity and the interior of the second bearing cavity are filled with oil for lubrication and pressure equalization in order to ensure the deep water pressure equalization.
In der Ausführungsform ist die elektrohydraulische Proportionalsteuerungseinheit 2 an der Außenseite der Oberseite des Fräsaushubrahmens 1 angeordnet.In the embodiment, the electro-hydraulic proportional control unit 2 is arranged on the outside of the upper side of the milling excavation frame 1.
Wie in Fig. 4 gezeigt, umfasst die elektrohydraulische Proportionalsteuerungseinheit 2 einen Steuerkasten 23, eine zweite Blase 25 und zweite Federn 24, wobei die zweite Blase 25 zum Enthalten des Öls dient, ein Ende der zweiten Blase 25 mit dem Steuerkasten 23 verbunden ist, während das andere Ende mit einer beweglichen Platte 26 verbunden ist, wobei zweite Führungsstangen 27 zwischen dem Steuerkasten 23 und der beweglichen Platte 26 angeordnet sind, die zweiten Führungsstangen 27 an den beiden Seiten der zweiten Blase 25 angeordnet sind, die zweiten Federn 24 die zweiten Führungsstangen 27 einhülsen, und Dehnungs- und Schrumpfungsverformungen der zweiten Blase 25 durch die zweiten Federn 24 erreicht werden können.As shown in FIG. 4, the electro-hydraulic proportional control unit 2 includes a control box 23, a second bladder 25 and second springs 24, the second bladder 25 serving to contain the oil, one end of the second bladder 25 being connected to the control box 23 while the other end is connected to a movable plate 26, with second guide rods 27 being arranged between the control box 23 and the movable plate 26, the second guide rods 27 being arranged on both sides of the second bladder 25, the second springs 24, the second guide rods 27 sleeve, and expansion and contraction deformations of the second bladder 25 by the second springs 24 can be achieved.
Der Steuerkasten 23 ist intern mit einem Proportional-Durchflussregelventil und einem Ventilsitz (die nicht in den Zeichnungen gezeigt sind) versehen, wobei das Proportional- Durchflussregelventil über den Ventilsitz in dem Steuerkasten 23 angebracht ist, der Steuerkasten 23 mit Öleinlässen 22, Ölauslässen 28 und einer ersten wasserdichten Buchse 21 versehen ist, wobei die Öleinlässe 22 über Ölleitungen mit einer Hydraulikquelle verbunden sind, die Ölauslässe 28 über Ölleitungen mit den Ölanschlüssen des Erregermotors 6 verbunden sind, wobei das Proportional-Durchflussregelventil mit der ersten wasserdichten Buchse 21 verbunden ist und die erste wasserdichte Buchse 21 über ein wasserdichtes Kabel mit einem Mess- und Steuersystem 16 verbunden ist; und wobei das Mess- und Steuersystem 16 über das wasserdichte Kabel ein Spannungssignal an das Proportional-Durchflussregelventil überträgt.The control box 23 is internally provided with a proportional flow control valve and a valve seat (which are not shown in the drawings), the proportional flow control valve being mounted over the valve seat in the control box 23, the control box 23 with oil inlets 22, oil outlets 28 and one The first watertight socket 21 is provided, the oil inlets 22 being connected to a hydraulic source via oil lines, the oil outlets 28 being connected via oil lines to the oil connections of the exciter motor 6, the proportional flow control valve being connected to the first watertight socket 21 and the first watertight Socket 21 is connected to a measurement and control system 16 via a waterproof cable; and wherein the measurement and control system 16 transmits a voltage signal to the proportional flow control valve via the waterproof cable.
Die Öleinlässe 22 stehen über die Ölleitungen mit der Hydraulikquelle in Verbindung, und die Ölauslässe 28 stehen über die Ölleitungen mit den Ölöffnungen des Erregermotors 6 in Verbindung.The oil inlets 22 are connected to the hydraulic source via the oil lines, and the oil outlets 28 are connected to the oil openings of the exciter motor 6 via the oil lines.
Das Mess- und Steuersystem 16 überträgt das elektrische Signal an das Proportional-Durchflussregelventil, um den Durchfluss der Ölauslässe 28 zu regulieren, wodurch eine Einstellung der Drehzahl des Erregermotors 6 erreicht wird.The measuring and control system 16 transmits the electrical signal to the proportional flow control valve in order to regulate the flow rate of the oil outlets 28, whereby an adjustment of the speed of the exciter motor 6 is achieved.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Fräsaushubrahmen 1 ferner mit einem Drehzahlgeber 13 und einer Drehzahlscheibe 14 versehen, wobei die Drehzahlscheibe 14 konzentrisch zu der Spindel 15 und an der Stirnfläche der Spindel 15 befestigt ist (wobei die Stirnfläche eine Stirnfläche eines Endes der Spindel 15 ist, an dem das zweite Lager angeordnet ist), wobei die Drehzahlscheibe 14 aus korrosionsbeständigen, druckbeständigen Nylonmaterialien hergestellt ist, wobei sechs hochfeste Magnete gleichmäßig auf einer zylindrischen Oberfläche der Drehzahlscheibe 14 angeordnet sind, um eine Magnetisierung anderer Teile oder eine Entmagnetisierung der hochfesten Magnete zu verhindern, wobei der Drehzahlgeber 13 an dem Fräsaushubrahmen 1 befestigt ist, wobei ein Erfassungsende des Drehzahlgebers 13 sich in der Nähe der zylindrischen Oberfläche der Drehzahlscheibe 14 befindet, und ein Signalausgangsende (die zweite wasserdichte Buchse 12) des Drehzahlgebers 13 über das wasserdichte Kabel mit dem Mess- und Steuersystem 16 verbunden ist; und wenn die Drehzahlscheibe 14 sich dreht, überträgt der Drehzahlgeber 13 ein Signal an das Mess- und Steuersystem 16, wodurch das Drehzahlsignal erhalten und verarbeitet wird.As shown in Fig. 1, the milling excavation frame 1 is further provided with a speed sensor 13 and a speed disc 14, the speed disc 14 being fastened concentrically to the spindle 15 and on the end face of the spindle 15 (the end face being an end face of one end of the spindle 15, on which the second bearing is arranged), the speed disc 14 is made of corrosion-resistant, pressure-resistant nylon materials, with six high-strength magnets arranged evenly on a cylindrical surface of the speed disc 14 in order to magnetize other parts or demagnetize the high-strength magnets to prevent, wherein the speed sensor 13 is attached to the milling excavation frame 1, with a detection end of the speed sensor 13 is in the vicinity of the cylindrical surface of the speed disk 14, and a signal output end (the second waterproof socket 12) of the speed sensor 13 via the waterproof cable with the measuring and Control system 16 is connected; and when the speed disk 14 rotates, the speed sensor 13 transmits a signal to the measurement and control system 16, whereby the speed signal is obtained and processed.
In der Ausführungsform ist der Fräsaushubverbindungsrahmen 11 an der Oberseite des Fräsaushubrahmens 1 angeordnet, wobei der Fräsaushubrahmen 1 und der Fräsaushubverbindungsrahmen 11 über eine Flanschfläche fest miteinander verbunden sind, wobei eine Dämpfungsplatte 10 zwischen dem — Fräsaushubrahmen 1 und dem Fräsaushubverbindungsrahmen 11 angeordnet ist, wobei die Dämpfungsplatte 10 aus hochpolymeren Materialien hergestellt ist, Korrosion und hohem Druck widersteht und Funktionen zum Bereitstellen einer Erregungsamplitude und zum Isolieren einer Schwingung eines Rahmens aufweist, und wobei der Fräsaushubverbindungsrahmen 11 mit dem Rahmen verbunden ist, um einen Drehpunkt für den Fräsaushubbetrieb bereitzustellen.In the embodiment, the milling excavation connection frame 11 is arranged on the upper side of the milling excavation frame 1, the milling excavation frame 1 and the milling excavation connection frame 11 being firmly connected to one another via a flange surface, a damping plate 10 being arranged between the milling excavation frame 1 and the milling excavation connection frame 11, with the damping plate 10 is made of high polymer materials, withstands corrosion and high pressure, and has functions of providing an excitation amplitude and isolating vibration of a frame, and wherein the milling excavation connection frame 11 is connected to the frame to provide a fulcrum for the milling excavation operation.
Wenn der für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste gemäß der vorliegenden Erfindung geeignete Abbaukopf arbeitet, ist der Fräsaushubrahmen 1 fest mit dem Rahmen verbunden, sind die Öleinlässe 22 der elektrohydraulischen Proportionalsteuerungseinheit 2 über die Ölleitungen jeweils mit verschiedenen Olôffnungen einer Hydraulikstromquelle verbunden, und die zweite wasserdichte Buchse 12 des Drehzahlgebers 13 und die erste wasserdichte Buchse 21 der elektrohydraulischen Proportionalsteuerungseinheit 2 sind jeweils über die wasserdichten Kabel mit Kommunikationsanschlüssen des Mess- und Steuersystems 16 verbunden.When the mining head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust according to the present invention is working, the milling excavation frame 1 is firmly connected to the frame, the oil inlets 22 of the electrohydraulic proportional control unit 2 are each connected to different oil openings of a hydraulic power source via the oil lines, and the second watertight socket 12 of the speed sensor 13 and the first watertight socket 21 of the electrohydraulic proportional control unit 2 are each connected to communication connections of the measuring and control system 16 via the watertight cables.
Der Fräsaushubmotor 3 treibt die Spindel 15 an, um sich über eine Keilverzahnungsverbindung zu drehen, um die Fräsaushubtrommel 5 dazu anzutreiben, sich zu drehen. Die Pickelbaugruppen 4 sind an der Trommelwand der Fräsaushubtrommel 5 angeschweift, und die Pickel an der Trommelwand drehen sich mit der Fräsaushubtrommel 5, um einen kobaltreichen Krustenerzkörper zu schneiden und zu zerbrechen, wodurch Fräsaushubausbrechvorgänge an einer kobaltreichen Krustenressource erreicht werden.The excavation motor 3 drives the spindle 15 to rotate via a spline connection to drive the excavation drum 5 to rotate. The pick assemblies 4 are swung on the drum wall of the milling excavation drum 5, and the pimples on the drum wall rotate with the milling excavation drum 5 to cut and break a cobalt-rich crust ore body, thereby achieving milling excavation-breaking operations on a cobalt-rich crust resource.
Das Mess- und Steuersystem 16 steuert die Fräsaushubtrommel 5 und die Erreger 9 dazu, so zu arbeiten, dass eine Fräsaushub-Leerlaufdrehzahl stabil ist; wenn sich eine gebrochene Kruste abzulösen beginnt und der Lastwiderstand relativ größer ist, wird die Drehzahl des Fräsaushubs angemessen verringert, der Drehzahlgeber 13 erhält die Drehzahl des Fräsaushubs (d.h. die Drehzahl der Spindel 15) und gibt sofort eine Rückmeldung an das Mess- und Steuersystem 16, die Drehzahl des Fräsaushubs wird durch einen internen Algorithmus des Mess- und Steuersystems 16 in ein elektrisches Signal umgewandelt, das elektrische Signal wird sofort an die elektrohydraulische Proportionalsteuerungseinheit übertragen, und ein Einlassstrom desThe measurement and control system 16 controls the milling excavation drum 5 and the exciters 9 to operate so that a milling excavation idle speed is stable; If a broken crust begins to peel off and the load resistance is relatively greater, the speed of the milling excavation is reduced appropriately, the speed sensor 13 receives the rotational speed of the milling excavation (i.e. the rotational speed of the spindle 15) and immediately gives a feedback to the measuring and control system 16 , the speed of the milling excavation is converted into an electrical signal by an internal algorithm of the measurement and control system 16, the electrical signal is immediately transmitted to the electrohydraulic proportional control unit, and an inlet flow of the
" BE2019/5384 Erregermotors 6 wird sofort eingestellt, so dass die Drehzahl des Erregermotors 6 nachgeregelt wird, worauf als nächstes die Erregerfrequenz auf einen optimalen Wert nachgeregelt und schließlich ein hocheffizienter Schneidvorgang erzielt wird."BE2019 / 5384 exciter motor 6 is set immediately so that the speed of the exciter motor 6 is readjusted, whereupon the exciter frequency is readjusted to an optimal value and finally a highly efficient cutting process is achieved.
Der zum Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignete Abbaukopf gemäß der vorliegenden Erfindung kann sich mittels Tiefsee-Druckausgleichs an einen Meeresbereich mit einer Tiefe von 6.000 m anpassen, wobei das Prinzip zum Tiefsee-Druckausgleich wie folgt ist: der Kompensator 8 enthält in seinem Inneren die erste Blase 83 und die ersten Federn 84, wobei die erste Blase 83 Dehnungs- und Schrumpfungsverformungen erreichen kann, die erste Blase 83 Flexibilität aufweist, die erste Blase 83 im Inneren mit Öl gefüllt ist und die ersten Federn 84 Dehnungs- und Schrumpfungsverformungen der ersten Blase 83 erzielen können. Bevor der für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignete Abbaukopf in das Meerwasser eintritt, wird der Kompensator 8 unter Verwendung einer Ölmaschine geölt; und nachdem der Kompensator 8 mit Öl gefüllt ist, wird ein Vordruck auf den Kompensator 8 ausgeübt (durch die ersten Federn 84), wobei zu diesem Zeitpunkt die erste Blase 83 geölt wird, um sich auszudehnen, und die ersten Federn 84 sich ebenfalls in einem gedehnten Zustand befinden und immer die Spannung aufrecht erhalten, um einen Vordruck auf das Öl in der ersten Blase 83 zu erzeugen, wobei der Vordruck durch die Stellmutter 86 eingestellt werden kann. Nachdem der für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignete Abbaukopf in das Meerwasser eingetreten ist, ist das Äußere des für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeigneten Abbaukopfs direkt mit dem Meerwasser in Kontakt; wenn die Tiefe des Meerwassers zunimmt, nimmt auch der Druck des Meerwassers zu, und ein äußerer Druck auf die erste Blase 83 nimmt ebenfalls zu; da die erste Blase 83 aus einem weichen Gummimaterial hergestellt ist, kann die Dehnungs- und Schrumpfungsverformung erreicht werden; der Druck des Meerwassers wird durch die erste Blase 83 direkt auf das im Inneren befindliche Öl übertragen, so dass das Öl komprimiert wird, damit der Druck des Öls gleich dem Druck des Meerwassers ist; das Öl in der ersten Blase 83 trägt den Druck, so dass das Öl durch Ölleitungen in alle verbundenen Teile (einschließlich der Innenräume der Erregergehäuse 91 und der Lagerhohlräume) fließt, bis der Druck des Öls in allen Teilen ausgeglichen ist, wodurch ein Gleichgewicht des Innendrucks aller Teile und des Meerwasserdrucks erreicht wird und ein interner und externer Druckausgleich einer Hohlraumstruktur sichergestellt werden kann; daher weisen das Innere und das Äußere der Hohlraumstruktur keine Druckdifferenz auf und die Struktur muss den Druck nicht tragen.The mining head according to the present invention, which is suitable for mining cobalt-rich deep sea crust, can be adapted to a sea area with a depth of 6,000 m by means of deep sea pressure compensation, the principle for deep sea pressure compensation being as follows: the compensator 8 contains the first bubble in its interior 83 and the first springs 84, wherein the first bladder 83 can achieve expansion and contraction deformations, the first bladder 83 has flexibility, the first bladder 83 is filled with oil inside, and the first springs 84 achieve expansion and contraction deformations of the first bladder 83 can. Before the mining head, which is suitable for the mining of cobalt-rich deep sea crust, enters the sea water, the compensator 8 is oiled using an oil machine; and after the compensator 8 is filled with oil, a pre-pressure is applied to the compensator 8 (by the first springs 84), at which time the first bladder 83 is oiled to expand and the first springs 84 also become one are in a stretched state and always maintain the tension in order to generate a pre-pressure on the oil in the first bladder 83, wherein the pre-pressure can be adjusted by the adjusting nut 86. After the mining head suitable for the mining of cobalt-rich deep sea crust has entered the sea water, the exterior of the mining head suitable for the mining of cobalt-rich deep sea crust is in direct contact with the sea water; as the depth of the sea water increases, the pressure of the sea water also increases, and an external pressure on the first bubble 83 also increases; since the first bladder 83 is made of a soft rubber material, the elongation and shrinkage deformation can be achieved; the pressure of the sea water is transmitted directly to the oil inside through the first bubble 83 so that the oil is compressed so that the pressure of the oil is equal to the pressure of the sea water; the oil in the first bladder 83 carries the pressure so that the oil flows through oil lines into all connected parts (including the interiors of the exciter housings 91 and the bearing cavities) until the pressure of the oil is equalized in all parts, thereby balancing the internal pressure all parts and seawater pressure is reached and internal and external pressure equalization of a cavity structure can be ensured; therefore, the inside and the outside of the cavity structure do not have a pressure difference and the structure does not have to bear the pressure.
Der von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte, für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignete Abbaukopf kann sich an einen Meeresbereich mit einer Tiefe von 6.000 m anpassen und weist gleichzeitig eine Erregungskraft-Hilfsfunktion auf, um einen Schwankungsbereich einer Bruchschneidkraft zu verringern, die Lebensdauer der Pickel zu verlängern, gleichzeitig die tatsächliche Bruchkraft des Fräsaushubs zu verringern und dieThe mining head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust provided by the present invention can adapt to a sea area as deep as 6,000 m and at the same time has an excitation force auxiliary function to reduce a fluctuation range of a breaking cutting force, to extend the life of the pimples , at the same time to reduce the actual breaking force of the milling excavation and the
Bruchwirksamkeit des Fräsaushubs zu verbessern.To improve the fracture effectiveness of the milling excavation.
Der von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte, für den Abbau von kobaltreicher Tiefseekruste geeignete Abbaukopf kann die Erregerfrequenz und die Erregungskraft gemäß den tatsächlichen Arbeitsbedingungen in Echtzeit regulieren, passt die Schneidkraft sofort an, um das Auftreten von Verklemmen und dergleichen zu verhindern, und steuert zur gleichen Zeit die bei einem Fräsaushubvorgang auftretende Schwankung der Schneidkraft, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer des gesamten Abbaukopfes beiträgt, die Betriebseffizienz verbessert und die Fräsaushub-Leistung verringert.The mining head suitable for mining cobalt-rich deep sea crust provided by the present invention can regulate the excitation frequency and the excitation force in real time according to actual working conditions, instantly adjusts the cutting force to prevent the occurrence of jamming and the like, and controls at the same time the fluctuation in cutting force that occurs during a milling excavation operation, which helps extend the life of the entire mining head, improve operating efficiency, and reduce milling excavation performance.
Zur Veranschaulichung der Prinzipien und Umsetzungsverfahren der vorliegenden Erfindung werden mehrere Beispiele verwendet.Several examples are used to illustrate the principles and methods of practicing the present invention.
Die Beschreibung der Ausführungsformen wird verwendet, um das Verfahren und die Kernprinzipien der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen.The description of the embodiments is used to illustrate the method and core principles of the present invention.
Darüber hinaus kann ein Fachmann verschiedene Modifikationen in Bezug auf spezifische Ausführungsformen und den Anwendungsbereich gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung vornehmen.Moreover, those skilled in the art can make various modifications to specific embodiments and scope according to the teachings of the present invention.
Zusammenfassend ist der Inhalt dieser Beschreibung nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu verstehen.In summary, the content of this description is not to be understood as a restriction of the present invention.
Claims (10)
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| FG | Patent granted |
Effective date: 20210202 |