CN105735998B - 一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置，包括四个采用螺旋结构的切削滚筒，分别安装在防护罩内的前后左右侧的同一水平高度。调高油缸一端与集矿车前端铰接,另一端与小臂固定。调斜油缸固定于集矿车和大臂之间。微调油缸一端与切削支架铰接,另一端与滚筒连接。大臂一端与集矿车铰接，另一端与小臂间用卡套连接。对截割机构高度的调节、切削支架倾角的调节、切削滚筒间距的调节均通过油缸驱动,运动精确,灵活可靠,以对不同高度或迎角的硫化物矿体破碎作业。本发明能适应海底多金属硫化物矿床的特殊复杂地形以及矿石的特殊赋存状态进行采矿作业，并可大大提高了采矿作业效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置。
背景技术
海底大块状固体多金属硫化物矿石是一种重要的深海矿产资源，其赋存状态为海底崎岖不平的烟囱状石块，高达数米，甚至十几米，其开采作业相比一般的海底采矿作业更为复杂和困难。截割切削作业过程中截割机构要适应硫化物矿的赋存特点，还要兼顾商业开采效率以及海底环境保护因素。现有的海底大块状硫化物开采方法大多采用单个或者两个开式切削滚筒来剥离海底矿物。切削过程产生的侧向力较大，易影响采矿作业的稳定性，同时切削头固定方式并不能很好地适应海底高低起伏的硫化物矿床特点，切削破碎形成的矿石颗粒易向周围扩散形成“羽状流”，对海底环境造成一定的影响。
发明内容
为了有效解决目前海底大块状固体多金属硫化物矿石开采存在的技术与环境影响问题，本发明提供一种可高效采集海底矿石的海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置，包括集矿车、四个切削滚筒、防护罩、矿浆泵、调斜油缸、软管、大摇臂、小摇臂、调高油缸和切削支架，所述的小摇臂的一端铰接于集矿车上，调斜油缸的一端铰接于集矿车上，另一端铰接于小摇臂的中部，所述的大摇臂的一端为与小摇臂相匹配的卡套框，大摇臂通过卡套框套装在小摇臂上，调高油缸与小摇臂平行安装，且一端铰接在集矿车上，另一端铰接在大摇臂上，大摇臂的另一端通过旋转油缸连接切削支架，旋转油缸带动整个切削支架绕中心旋转，防护罩固定在切削支架底部，防护罩内部均匀分布设置有四个切削滚筒，防护罩中央设有矿浆泵，四个切削滚筒为布设有多个截齿的形状结构相同的圆柱体并分别沿自身中轴旋转，四个切削滚筒的旋转方向分别朝向矿浆泵入口并使切削的矿石向矿浆泵运动，软管穿过大摇臂和切削支架连接矿浆泵。
所述的一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置，所述的截齿在切削滚筒上为螺旋棋盘式安装，且作业时所有截齿的自旋方向向一致。
所述的一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置，所述的切削滚筒包括对称设置的左右两个分滚筒和马达基座，所述的马达基座一端为连接杆，另一端为饼状的基座体，所述的基座体的两侧分别设有一个马达，连接杆固定于切削支架底部，两个分滚筒分别连接到基座体两侧并分别由相反两个马达驱动。
所述的一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置，还包括四个微调油缸，所述微调油缸缸体一端铰接在切削支架底部，另一端的活塞侧铰接在切削滚筒中间的马达基座上，马达基座的连接杆铰接于切削支架底部。
本发明的技术效果在于，通过四个切削滚筒不同旋转方向同时切削海底多金属硫化物，在切削同时还产生一个向上运动的水流，在矿浆泵的泵送作用下形成稳定水流运动。顶部防护罩进行矿石的收集，避免剥离后的海底多金属硫化物形成羽状流向四周扩散，对海底环境产生污染。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明切削支架的局部示意图；
图3为本发明切削支架的立体图；
图4为本发明切削滚筒的结构示意图；
其中101为集矿车、102为小摇臂、103为调高油缸、104为调斜油缸、105为大摇臂、106为软管、107为旋转油缸、108为切削支架、109为矿浆泵、110为防护罩、111为微调油缸、112为切削滚筒、113为前切削滚筒、114为左切削滚筒、115为右切削滚筒、116为后切削滚筒、117为马达基座、118为切削滚筒左半部分、119为切削滚筒右半部分。
具体实施方式
参见图1，本实施例包括小摇臂102、调高油缸103、调斜油缸104、大摇臂105、软管106、旋转油缸107、切削支架108、矿浆泵109、防护罩110、微调油缸111、切削滚筒112，所述旋转油缸107固定在大臂105右端，连接切削支架108，矿浆泵109安装在防护罩110的出口，软管106将矿浆泵109和集矿车101连通，所述防护罩110和集矿车101之间通过小摇臂102和大摇臂105连接。其中切削支架108、矿浆泵109、防护罩110、微调油缸111、切削滚筒112以及附图中未标示的液压泵组成截割机构的切削头。
采矿作业前启动液压泵，驱动调高油缸103，调节机构作业高度，满足对不同高度硫化物烟囱的切削破碎。驱动调斜油缸104,来调节机构与海槽平面角度。驱动微调油缸111,来调节切削滚筒间距，从而适应多金属矿体起伏不平特点。通过三个油缸的调节来实现切削头对不同高度或不同迎角矿体的破碎作业。
参见图2，图3，本实施例的前切削滚筒113、左切削滚筒114、右切削滚筒115、后切削滚筒116都为螺旋滚筒，且结构形状相同，旋向各异，其中前、左切削滚筒右旋，后、右切削滚筒左旋。所述的防护罩110为圆锥形，顶部开有圆形出口，出口位于防护罩110的几何中心。防护罩110焊接固定在切削支架上。所述前切削滚筒113安装在防护罩110的前侧，左切削滚筒114安装在防护罩110的左侧，右切削滚筒115安装在防护罩110的右侧，后切削滚筒116安装在防护罩110的后侧。四个切削滚筒安装在同一水平高度。
采矿作业时启动液压泵，驱动马达带动前切削滚筒113、左切削滚筒114按逆时针方向旋转，右切削滚筒115、后切削滚筒116按顺时针方向旋转，切削齿对多金属硫化物的截割作业，周围的海水在切削滚筒的作用下形成向上运动的水流，剥离后的多金属硫化物随水流向上运动，在防护罩110的上部汇合后，经过矿浆泵109的提升，软管106的运送，从而进入集矿车101中，从而避免了剥离后的海底多金属硫化物对海底环境产生污染。
参见图4，本实施例的右切削滚筒115和微调油缸111均位于防护罩110内右侧，所述微调油缸111的活塞端铰接在切削滚筒中马达基座117上，缸体端铰接在切削支架上。马达基座117内安装的两个马达分别连接切削滚筒右半部分119和左半部分118，两个马达作业时转向相同，基座上端与切削支架铰接。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置，其特征在于，包括集矿车、四个切削滚筒、防护罩、矿浆泵、调斜油缸、软管、大摇臂、小摇臂、调高油缸和切削支架，所述的小摇臂的一端铰接于集矿车上，调斜油缸的一端铰接于集矿车上，另一端铰接于小摇臂的中部，所述的大摇臂的一端为与小摇臂相匹配的卡套框，大摇臂通过卡套框套装在小摇臂上，调高油缸与小摇臂平行安装，且一端铰接在集矿车上，另一端铰接在大摇臂上，大摇臂的另一端通过旋转油缸连接切削支架，旋转油缸带动整个切削支架绕中心旋转，防护罩固定在切削支架底部，防护罩内部均匀分布设置有四个切削滚筒，防护罩中央设有矿浆泵，四个切削滚筒为布设有多个截齿的形状结构相同的圆柱体并分别沿自身中轴旋转，四个切削滚筒的旋转方向分别朝向矿浆泵入口并使切削的矿石向矿浆泵运动，软管穿过大摇臂和切削支架连接矿浆泵。
2.根据权利要求1所述的一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置，其特征在于，所述的截齿在切削滚筒上为螺旋棋盘式安装，且作业时所有截齿的自旋方向向一致。
3.根据权利要求1所述的一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置，其特征在于，所述的切削滚筒包括对称设置的左右两个分滚筒和马达基座，所述的马达基座一端为连接杆，另一端为饼状的基座体，所述的基座体的两侧分别设有一个马达，连接杆固定于切削支架底部，两个分滚筒分别连接到基座体两侧并分别由相反两个马达驱动。
4.根据权利要求3所述的一种海底大块状固体矿石高效截割破碎采集装置，其特征在于，还包括四个微调油缸，所述微调油缸缸体一端铰接在切削支架底部，另一端的活塞侧铰接在切削滚筒中间的马达基座上，马达基座的连接杆铰接于切削支架底部。
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