CN108278101A - 一种海底表层可燃冰专用铲车设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海底表层可燃冰开采设备领域，具体涉及一种海底表层可燃冰专用铲车设备，包括有车体，转动安装在车体前部两侧的两个主动轮，以及转动安装在车体后部两侧的两个从动轮；车体上安装有两个分别用以驱动两个转动轮的驱动电机；车体前端连接有一个铲斗，所述铲斗后端上部具有一个后延伸部，所述后延伸部的下端设有一个沿铲斗左右方向的条形口，所述后延伸部的下方对应条形口的下方安装有一个沿铲斗左右方向设置的输送带；采用本发明的铲斗将破碎后的固态可燃冰进行提升以便于将之转运到传送带之上，相比于其他方式而言，各个执行部件的动作幅度很小，避免了固态可燃冰在输送至可燃冰开采井的过程中产生分解的情况。
Description
技术领域
本发明属于海底可燃冰开采设备领域，具体涉及一种海底表层可燃冰专用铲车设备。
背景技术
在海底表层可燃冰的开采过程中，需要将可燃冰破碎成小块状之后装入密封罐内再输送到海面上，至目前没有在公开文献中发现适于长时间在海底表层进行可燃冰开采的设备。作为工作在深水下的机械设备，其执行部件一般使用电机作为驱动力。
另一方面，文献号为CN102195387B公开了一种潜水泵的密封结构，包括常规结构形式的由转子与嵌入绕组的定子二者构成的拖动电机通过它的转轴带动的液泵，以及位于最外层的防护外套；其特征在于：上述动子以及驱动上述液泵运转的且位于该液泵外部的转轴部分，是被金属密封隔离屏蔽以立体形式包围着的，并且，用于该转子与该定子二者之间的金属密封隔离屏蔽局部应该采用薄型非导磁材料来充当，而且，该薄型非导磁材料制作的金属密封隔离屏蔽局部是设置在紧贴着嵌入绕组的定子的内环圆周部位的，而且，在金属密封隔离罩呈倒锥形的底部设置了电机轴封；所述的金属密封隔离屏蔽本身涉及到的所有缝隙都是通过不可拆卸的焊接工艺来实现的。——该专利方案中，由于金属密封隔离屏蔽罩仅在下端与电机轴封位置是不完全封闭的，所以该潜水泵必须保持电机在上液泵在下的状态才能保证其密封效果，故在使用时一般需要使用固定件将潜水泵固定稳定位置才能使用，当该种潜水泵在深度较大的海底使用时（比如在海底的可燃冰开采时，深度超过300米），该种潜水泵的固定就具有较大难度，而采用普通的潜水泵又难以达到长时间保持密封性能的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单稳定，适于长时间工作于深水下的海底可燃冰专用铲车设备。
为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种海底表层可燃冰专用铲车设备，包括有车体，转动安装在车体前部两侧的两个主动轮，以及转动安装在车体后部两侧的两个从动轮；所述车体上安装有两个分别用以驱动两个主动轮的驱动电机，所述驱动电机包括有硬质的非导磁金属材料的壳体，固定安装在壳体内的绕组，以及通过转子轴承安装在壳体内且位于绕组内周的转子；所述转子中间为输出轴，所述输出轴下端穿过壳体且输出轴与壳体下端之间通过密封轴承连接；所述壳体下端呈外周高中间低的漏斗形，所述壳体除了下端部中间安装密封轴承的安装口外，其它部分均为不可拆卸的全密封结构；所述壳体内充满绝缘油；
所述车体前端连接有一个铲斗，所述铲斗后端上部具有一个后延伸部，所述后延伸部的下端设有一个沿铲斗左右方向的条形口，所述后延伸部的下方对应条形口的下方安装有一个沿铲斗左右方向设置的输送带，且输送带的至少一端延伸到铲斗的左、右端部之外。
作为优选方案：所述后延伸部下端面连接有两个沿铲斗左右方向的挡板，且两个挡板分别位于条形口的前、后方；所述输送带安装在两个挡板之间。
作为优选方案：所述车体后端上部两侧固定连接有两个安装臂，两个安装臂上对称转动连接有两个铲斗安装臂，铲斗安装臂延伸到车体前端，铲斗安装臂的前部具有一个L形臂，所述铲斗后端下部与L形臂的前端转动连接；两个所述安装臂与同侧的铲斗安装臂的中部之间分别连接有第一液压缸，两个铲斗安装臂的中部与铲斗的后端上部之间分别连接有第二液压缸。
作为优选方案：所述驱动电机与同侧的主动轮之间通过锥齿轮或蜗轮蜗杆机构传动连接。
作为优选方案：所述车体上端连接有一个竖杆，竖杆上端安装有摄像头，所述摄像头与控制器电连接；所述控制器具有无线电收发模块，无线电收发模块通过无线网络与计算机连接。
作为优选方案：所述驱动电机由安装在海底的发电装置进行供电；所述发电装置包括有内燃机，与内燃机的输出轴连接的发电机；所述内燃机的进气端连接有混合器，混合器连接有氧气进气管和天然气进气管；所述内燃机的出气端连接有排气管，排气管的另一端连接有冷却除气罐；所述氧气进气管另一端与氧气瓶连接，氧气进气管靠近混合器的位置安装有气泵a；所述天然气进气管与可燃冰开采井的出气管道相连通，天然气进气管靠近混合器的位置安装有气泵b；所述冷却除气罐为封闭的容器，冷却除气罐内下部储存有氢氧化钠饱和溶液；冷却除气罐内顶部安装有水淋喷头，所述排气管与冷却除气罐的上部连通；所述冷却除气罐下部连接有由海水进行冷却的冷却管道，冷却管道的另一端连接有喷淋水泵，喷淋水泵的出水端与水淋喷头连接；所述可燃冰开采井指的是使用减压法开采可燃冰时所钻探的开采井。
作为优选方案：所述冷却管道安装在可燃冰开采井内下部。
作为优选方案：所述驱动电机、发电装置的发电机分别与控制器电联接。
作为优选方案：所述发电装置与控制器之间通过悬浮输电线电联接；所述悬浮输电线包括有绝缘材质的电缆外皮，电缆外皮内沿长度方向成型有隔离层，电缆外皮内位于隔离层两侧分别为输电线腔体和充气腔体，所述输电线腔体内穿设有2根以上的输电线，所述充气腔体内穿设有两根电解导体，两根电解导体穿设在用以将两个电解导体相隔离的吸水海绵条内，所述充气腔体内填充有弱碱性溶液；
所述电缆外皮位于充气腔体内沿长度方向等距成型有隔层，相邻隔层的距离为0.2-1m；所述隔层位置不设置吸水海绵条，两个电解导体与隔层之间密封连接。
本发明提供另一种海底表层可燃冰专用铲车设备，包括有车体，转动安装在车体前部两侧的两个主动轮，以及转动安装在车体后部两侧的两个从动轮，其特征在于：
所述车体上安装有两个分别用以驱动两个主动轮的驱动电机，所述驱动电机包括有硬质的非导磁金属材料的壳体，固定安装在壳体内的绕组，以及通过转子轴承安装在壳体内且位于绕组内周的转子；所述转子中间为输出轴，所述输出轴下端穿过壳体且输出轴与壳体下端之间通过密封轴承连接；所述壳体下端呈外周高中间低的漏斗形，所述壳体除了下端部中间安装密封轴承的安装口外，其它部分均为不可拆卸的全密封结构；所述壳体内充满绝缘油；
所述车体前端连接有一个铲斗，所述铲斗后端上部具有一个后延伸部，所述后延伸部的下端设有一个沿铲斗左右方向的条形口，所述后延伸部的下方对应条形口的下方安装有一个沿铲斗左右方向设置的输送带，且输送带的至少一端延伸到铲斗的左、右端部之外；
所述后延伸部下端面连接有两个沿铲斗左右方向的挡板，且两个挡板分别位于条形口的前、后方；所述输送带安装在两个挡板之间；
所述车体后端上部两侧固定连接有两个安装臂，两个安装臂上对称转动连接有两个铲斗安装臂，铲斗安装臂延伸到车体前端，铲斗安装臂的前部具有一个L形臂，所述铲斗后端下部与L形臂的前端转动连接；两个所述安装臂与同侧的铲斗安装臂的中部之间分别连接有第一液压缸，两个铲斗安装臂的中部与铲斗的后端上部之间分别连接有第二液压缸；
所述驱动电机与同侧的主动轮之间通过锥齿轮或蜗轮蜗杆机构传动连接；
所述车体上端连接有一个竖杆，竖杆上端安装有摄像头，所述摄像头与控制器电连接；所述控制器具有无线电收发模块，无线电收发模块通过无线网络与计算机连接；
所述驱动电机由安装在海底的发电装置进行供电；所述发电装置包括有内燃机，与内燃机的输出轴连接的发电机；所述内燃机的进气端连接有混合器，混合器连接有氧气进气管和天然气进气管；所述内燃机的出气端连接有排气管，排气管的另一端连接有冷却除气罐；所述氧气进气管另一端与氧气瓶连接，氧气进气管靠近混合器的位置安装有气泵a；所述天然气进气管与可燃冰开采井的出气管道相连通，天然气进气管靠近混合器的位置安装有气泵b；所述冷却除气罐为封闭的容器，冷却除气罐内下部储存有氢氧化钠饱和溶液；冷却除气罐内顶部安装有水淋喷头，所述排气管与冷却除气罐的上部连通；所述冷却除气罐下部连接有由海水进行冷却的冷却管道，冷却管道的另一端连接有喷淋水泵，喷淋水泵的出水端与水淋喷头连接；所述可燃冰开采井指的是使用减压法开采可燃冰时所钻探的开采井；
所述冷却管道安装在可燃冰开采井内下部；
所述驱动电机、发电装置的发电机分别与控制器电联接；
所述发电装置与控制器之间通过悬浮输电线电联接；所述悬浮输电线包括有绝缘材质的电缆外皮，电缆外皮内沿长度方向成型有隔离层，电缆外皮内位于隔离层两侧分别为输电线腔体和充气腔体，所述输电线腔体内穿设有2根以上的输电线，所述充气腔体内穿设有两根电解导体，两根电解导体穿设在用以将两个电解导体相隔离的吸水海绵条内，所述充气腔体内填充有弱碱性溶液；
所述电缆外皮位于充气腔体内沿长度方向等距成型有隔层，相邻隔层的距离为0.2-1m；所述隔层位置不设置吸水海绵条，两个电解导体与隔层之间密封连接。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：本发明用于将破碎后的可燃冰铲起到传送带上，随后传送带将固态的可燃冰输送到开采井内，接着通过水泵将开采井内的水抽出使开采井内的压力降低从而使固态可燃冰分解为气态天然气并从开采井上端输出。
本发明使用时，只需要控制主动轮运动使车体前进，即可使车体前端的铲斗铲起车体前方的破碎为块状的固态可燃冰，随着车体的推进，位于车体前方的固态可燃冰会推动位于铲斗内的固态可燃冰向上堆起，即固态可燃冰会被推倒铲斗后上部的后延伸部内，随后从条形口滑落到输送带上。
为了提高效率，可在本发明行进方向的一侧架设一个可移动的传送带，这样在本发明行进过程中输送带便可连续地将固态可燃冰输送到传送带上。当本发明的工作位置距离可燃冰开采井较远时，可通过多个首尾相衔接的传送带配合将固态可燃冰输送到可燃冰开采井内。
采用本发明的铲斗将破碎后的固态可燃冰进行提升以便于将之转运到传送带之上，相比于其他方式而言，各个执行部件的动作幅度很小，避免了固态可燃冰在输送至可燃冰开采井的过程中产生分解的情况。
另外，本发明中的驱动电机为输出轴竖直朝下的形式，结合充满绝缘油的电机壳体，保证了驱动电机在深海长时间工作后也不会有进水的情况。免维护时间长，降低可燃冰开采成本。
附图说明
图1、图2是本发明的结构示意图。
图3是驱动电机的结构示意图。
图4是发电装置的结构示意图。
图5是悬浮输电线的剖面结构示意图。
图6是电缆外皮的结构示意图。
1、车体；11、安装臂；
21、主动轮；22、从动轮；
31、第一液压缸；32、第二液压缸；
4、铲斗安装臂；41、L形臂；
5、铲斗；501、后延伸部；502、条形口；51、输送带；52、挡板；
6、驱动电机；601、壳体；602、绕组；603、转子；604、转子轴承；
7、竖杆；71、摄像头；
8、悬浮输电线；81、电缆外皮；811、输电线腔体；812、充气腔体；82、输电线；83、吸水海绵条；84、电解导体；
91、内燃机；92、发电机；93、混合器；94、气泵b；95、气泵a；96、冷却除气罐；97、水淋喷头；98、冷却管道；99、喷淋水泵。
具体实施方式
实施例1
根据图1至图3所示，本实施例为一种海底表层可燃冰专用铲车设备，包括有车体1，转动安装在车体前部两侧的两个主动轮21，以及转动安装在车体后部两侧的两个从动轮22；所述车体上安装有两个分别用以驱动两个主动轮的驱动电机6，所述驱动电机包括有硬质的非导磁金属材料的壳体601，固定安装在壳体内的绕组602，以及通过转子轴承604安装在壳体内且位于绕组内周的转子周的转子603；所述转子中间为输出轴，所述输出轴下端穿过壳体且输出轴与壳体下端之间通过密封轴承连接；所述壳体下端呈外周高中间低的漏斗形，所述壳体除了下端部中间安装密封轴承的安装口外，其它部分均为不可拆卸的全密封结构；所述壳体内充满绝缘油。
所述车体前端连接有一个铲斗5，所述铲斗后端上部具有一个后延伸部501，所述后延伸部的下端设有一个沿铲斗左右方向的条形口502，所述后延伸部的下方对应条形口的下方安装有一个沿铲斗左右方向设置的输送带51，且输送带的至少一端延伸到铲斗的左、右端部之外。
所述后延伸部下端面连接有两个沿铲斗左右方向的挡板52，且两个挡板分别位于条形口的前、后方；所述输送带安装在两个挡板之间。
所述车体后端上部两侧固定连接有两个安装臂11，两个安装臂上对称转动连接有两个铲斗安装臂4，铲斗安装臂延伸到车体前端，铲斗安装臂的前部具有一个L形臂41，所述铲斗后端下部与L形臂的前端转动连接；两个所述安装臂与同侧的铲斗安装臂的中部之间分别连接有第一液压缸31，两个铲斗安装臂的中部与铲斗的后端上部之间分别连接有第二液压缸32。
所述驱动电机与同侧的主动轮之间通过锥齿轮或蜗轮蜗杆机构传动连接。
所述车体上端连接有一个竖杆7，竖杆上端安装有摄像头71，所述摄像头与控制器电连接；所述控制器具有无线电收发模块，无线电收发模块通过无线网络与计算机连接。通过计算机实时观测本发明的工作状态，可实时遥控本发明工作。
本发明用于将破碎后的可燃冰铲起到传送带上，随后传送带将固态的可燃冰输送到开采井内，接着通过水泵将开采井内的水抽出使开采井内的压力降低从而使固态可燃冰分解为气态天然气并从开采井上端输出。
本发明使用时，只需要控制主动轮运动使车体前进，即可使车体前端的铲斗铲起车体前方的破碎为块状的固态可燃冰，随着车体的推进，位于车体前方的固态可燃冰会推动位于铲斗内的固态可燃冰向上堆起，即固态可燃冰会被推倒铲斗后上部的后延伸部内，随后从条形口滑落到输送带上。
为了提高效率，可在本发明行进方向的一侧架设一个可移动的传送带，这样在本发明行进过程中输送带便可连续地将固态可燃冰输送到传送带上。当本发明的工作位置距离可燃冰开采井较远时，可通过多个首尾相衔接的传送带配合将固态可燃冰输送到可燃冰开采井内。
采用本发明的铲斗将破碎后的固态可燃冰进行提升以便于将之转运到传送带之上，相比于其他方式而言，各个执行部件的动作幅度很小，避免了固态可燃冰在输送至可燃冰开采井的过程中产生分解的情况。
另外，本发明中的驱动电机为输出轴竖直朝下的形式，结合充满绝缘油的电机壳体，保证了驱动电机在深海长时间工作后也不会有进水的情况。免维护时间长，降低可燃冰开采成本。
实施例2
结合图4所示，本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述驱动电机由安装在海底的发电装置进行供电；所述发电装置包括有内燃机91，与内燃机的输出轴连接的发电机92；所述内燃机的进气端连接有混合器93，混合器连接有氧气进气管和天然气进气管；所述内燃机的出气端连接有排气管，排气管的另一端连接有冷却除气罐96；所述氧气进气管另一端与氧气瓶连接，氧气进气管靠近混合器的位置安装有气泵a95；所述天然气进气管与可燃冰开采井的出气管道相连通，天然气进气管靠近混合器的位置安装有气泵b94；所述冷却除气罐为封闭的容器，冷却除气罐内下部储存有氢氧化钠饱和溶液；冷却除气罐内顶部安装有水淋喷头97，所述排气管与冷却除气罐的上部连通；所述冷却除气罐下部连接有由海水进行冷却的冷却管道98，冷却管道的另一端连接有喷淋水泵99，喷淋水泵的出水端与水淋喷头连接。所述可燃冰开采井指的是使用减压法开采可燃冰时所钻探的开采井。
所述冷却管道安装在可燃冰开采井内下部，通过冷却管道的余热可使可燃冰开采井内的温度升高，利于固态可燃冰在可燃冰开采井内受热分解为气态天然气。
所述驱动电机、发电装置的发电机分别与控制器电联接。
实施例3
结合图5和图6所示，本实施例在实施例1或2的基础上作出以下改进：所述发电装置与控制器之间通过悬浮输电线8电联接，所述悬浮输电线包括有绝缘材质的电缆外皮81，电缆外皮内沿长度方向成型有隔离层，电缆外皮内位于隔离层两侧分别为输电线腔体811和充气腔体812，所述输电线腔体内穿设有2根以上的输电线82，所述充气腔体内穿设有两根电解导体84，两根电解导体穿设在用以将两个电解导体相隔离的吸水海绵条83内，所述充气腔体内填充有弱碱性溶液，如PH值为8的氢氧化钠溶液。
所述电缆外皮位于充气腔体内沿长度方向等距成型有隔层，相邻隔层的距离为0.2-1m。在隔层位置不设置吸水海绵条，两个电解导体与隔层之间密封连接。
两个所述电解导体通直流电使得充气腔体内的水电解产生氢气和氧气，使得充气腔体积变大。当悬浮输电线受到的浮力大于悬浮输电线自身的重力后，一端与控制器相连的悬浮输电线便可悬浮于海水中，不会对铲车的移动造成影响，也很好避免了铲车工作时对输电线造成意外损坏。
Claims (5)
1.一种海底表层可燃冰专用铲车设备，其特征在于：包括有车体，转动安装在车体前部两侧的两个主动轮，以及转动安装在车体后部两侧的两个从动轮；所述车体上安装有两个分别用以驱动两个主动轮的驱动电机，所述驱动电机包括有硬质的非导磁金属材料的壳体，固定安装在壳体内的绕组，以及通过转子轴承安装在壳体内且位于绕组内周的转子；所述转子中间为输出轴，所述输出轴下端穿过壳体且输出轴与壳体下端之间通过密封轴承连接；所述壳体下端呈外周高中间低的漏斗形，所述壳体除了下端部中间安装密封轴承的安装口外，其它部分均为不可拆卸的全密封结构；所述壳体内充满绝缘油；
所述车体前端连接有一个铲斗，所述铲斗后端上部具有一个后延伸部，所述后延伸部的下端设有一个沿铲斗左右方向的条形口，所述后延伸部的下方对应条形口的下方安装有一个沿铲斗左右方向设置的输送带，且输送带的至少一端延伸到铲斗的左、右端部之外；
所述驱动电机由安装在海底的发电装置进行供电；所述发电装置包括有内燃机，与内燃机的输出轴连接的发电机；所述内燃机的进气端连接有混合器，混合器连接有氧气进气管和天然气进气管；所述内燃机的出气端连接有排气管，排气管的另一端连接有冷却除气罐；所述氧气进气管另一端与氧气瓶连接，氧气进气管靠近混合器的位置安装有气泵a；所述天然气进气管与可燃冰开采井的出气管道相连通，天然气进气管靠近混合器的位置安装有气泵b；所述冷却除气罐为封闭的容器，冷却除气罐内下部储存有氢氧化钠饱和溶液；冷却除气罐内顶部安装有水淋喷头，所述排气管与冷却除气罐的上部连通；所述冷却除气罐下部连接有由海水进行冷却的冷却管道，冷却管道的另一端连接有喷淋水泵，喷淋水泵的出水端与水淋喷头连接；所述可燃冰开采井指的是使用减压法开采可燃冰时所钻探的开采井。
2.如权利要求1所述的一种海底表层可燃冰专用铲车设备，其特征在于：所述后延伸部下端面连接有两个沿铲斗左右方向的挡板，且两个挡板分别位于条形口的前、后方；所述输送带安装在两个挡板之间。
3.如权利要求1所述的一种海底表层可燃冰专用铲车设备，其特征在于：所述车体后端上部两侧固定连接有两个安装臂，两个安装臂上对称转动连接有两个铲斗安装臂，铲斗安装臂延伸到车体前端，铲斗安装臂的前部具有一个L形臂，所述铲斗后端下部与L形臂的前端转动连接；两个所述安装臂与同侧的铲斗安装臂的中部之间分别连接有第一液压缸，两个铲斗安装臂的中部与铲斗的后端上部之间分别连接有第二液压缸。
4.如权利要求1所述的一种海底表层可燃冰专用铲车设备，其特征在于：所述驱动电机与同侧的主动轮之间通过锥齿轮或蜗轮蜗杆机构传动连接。
5.如权利要求1所述的一种海底表层可燃冰专用铲车设备，其特征在于：所述车体上端连接有一个竖杆，竖杆上端安装有摄像头，所述摄像头与控制器电连接；所述控制器具有无线电收发模块，无线电收发模块通过无线网络与计算机连接。
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