CN108915688B - 一种海洋矿产资源开采装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋矿产资源开采装置，采矿船的中部固定连接有吊绳，吊绳的底端安装有装置本体，装置本体的顶部设置有存储箱，存储箱内部的中部安装有料框，料框的底端安装有减震脚，存储箱内部两侧的顶端安装有提升泵，提升泵的一端固定连接有吸矿管，吸矿管的底端安装有集矿罩，存储箱内部的底端设置有斜板，斜板的底端设置有排泥口，存储箱的底部安装有浮箱，浮箱的四角安装有充气球，浮箱的底部安装有支腿，本发明料框的整体结构为网状设计，能够对矿石进行初步过滤，便于泥浆流出，在减少后期清理工序，降低开采成本的同时，也避免了大量泥浆被带至海洋表面对海水的透光性和海洋植物的正常生长造成影响，提高了装置本体的实用性和环保性。
Description
技术领域
本发明涉及一种海洋采矿装置技术领域，具体为一种海洋矿产资源开采装置。
背景技术
海底采矿是对海底矿产资源进行开采的工作，主要采集水深较浅的海底表层沉积物，如砂矿、磷灰石及多金属结核等，现阶段海底资源的开采关键技术主要有两个方面：一是海底矿体的采掘，二是矿石的水下提升运输，而其中的核心是技术难度较大的海底采矿设备和矿石提升设备，目前，世界上公认的最有应用前景的海底开采装置有三种：链斗式采矿装置、气压式采矿装置和水泵式采矿装置，由于这三种开采装置都是先将矿石从海底提升到水面装船后再进行处理，处理后的泥浆会重新排放到海洋表面，这不仅会使一些金属离子进入到海洋中造成污染，也会使海水的透光性变差，从而对海洋植物的光合作用造成影响，进而对其生命产生威胁，此外，处理的工序也较为麻烦，开采成本较高，不利于节能减排。
因此，需要设计一种海洋矿产资源开采装置来解决此类问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海洋矿产资源开采装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海洋矿产资源开采装置，包括采矿船、吊绳、装置本体、存储箱、浮箱、支腿、料框、斜板、减震脚、排泥口、提升泵、吸矿管、集矿罩、出料口、固定套、调节器、吊环、水泵、出水管、抽水管、充气球、充气管、进气口、安装板、减震弹簧、减震块、STALC3-3kN-003-000称重传感器、支板、电动推杆、伸缩杆和连接板，所述采矿船的中部固定连接有所述吊绳，所述吊绳的底端安装有所述装置本体，所述装置本体的顶部设置有所述存储箱，所述存储箱内部的中部安装有所述料框，所述料框的底端安装有所述减震脚，所述减震脚的顶端设置有所述安装板，所述安装板的底部安装有所述减震弹簧，所述存储箱内部两侧的顶端安装有所述提升泵，所述提升泵的一端固定连接有所述吸矿管，所述吸矿管的底端安装有所述集矿罩，所述提升泵的另一端安装有所述出料口，所述存储箱内部的底端设置有所述斜板，所述斜板的底端设置有所述排泥口，所述存储箱顶部的四角安装有所述吊环，所述存储箱的两侧安装有所述调节器，所述调节器的底端设置有所述支板，所述支板的顶部安装有所述电动推杆，所述电动推杆的顶部安装有所述连接板，所述存储箱的底部安装有所述浮箱，所述浮箱内部的中部安装有所述水泵，所述水泵的一端固定连接有所述抽水管，所述水泵的底端固定连接有所述出水管，所述浮箱的四角安装有所述充气球，所述充气球中部的两侧安装有所述充气管，所述充气管的中部设置有所述进气口，所述浮箱的底部安装有所述支腿。
进一步的，所述采矿船上安装有可编程程序控制器，可编程程序控制器电性连接所述提升泵、所述水泵和所述电动推杆。
进一步的，所述料框的整体结构为网状设计。
进一步的，所述吸矿管的中部安装有固定套，所述吸矿管与所述调节器通过固定套固定连接。
进一步的，所述浮箱与所述充气球通过粘胶粘合连接。
进一步的，所述减震弹簧的上下两端安装有减震块。
进一步的，所述安装板的中部安装有STALC3-3kN-003-000称重传感器，STALC3-3kN-003-000称重传感器与可编程程序控制器电性连接。
进一步的，所述电动推杆的两侧安装有伸缩杆。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种海洋矿产资源开采装置，料框的整体结构为网状设计，能够对矿石进行初步过滤，便于泥浆流出，在减少后期清理工序，降低开采成本的同时，也避免了大量泥浆被带至海洋表面对海水的透光性和海洋植物的正常生长造成影响，提高了装置本体的实用性和环保性；减震弹簧与减震块之间配合使用，大大增强了减震脚的减震效果，在降低矿石对料框的冲击，延长其使用寿命的同时，也能够减小噪音，避免对海洋生物的正常活动造成影响。
附图说明
图1是本发明的工作结构示意图；
图2是本发明的主视内部结构示意图；
图3是本发明的浮箱俯视结构示意图；
图4是本发明的减震脚剖面结构示意图；
图5是本发明的调节器结构示意图；
附图标记中：1-采矿船；2-吊绳；3-装置本体；4-存储箱；5-浮箱；6-支腿；7-料框；8-斜板；9-减震脚；10-排泥口；11-提升泵；12-吸矿管；13-集矿罩；14-出料口；15-固定套；16-调节器；17-吊环；18-水泵；19-出水管；20-抽水管；21-充气球；22-充气管；23-进气口；24-安装板；25-减震弹簧；26-减震块；27-STALC3-3kN-003-000称重传感器；28-支板；29-电动推杆；30-伸缩杆；31-连接板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种海洋矿产资源开采装置，包括采矿船1、吊绳2、装置本体3、存储箱4、浮箱5、支腿6、料框7、斜板8、减震脚9、排泥口10、提升泵11、吸矿管12、集矿罩13、出料口14、固定套15、调节器16、吊环17、水泵18、出水管19、抽水管20、充气球21、充气管22、进气口23、安装板24、减震弹簧25、减震块26、STALC3-3kN-003-000称重传感器27、支板28、电动推杆29、伸缩杆30和连接板31，采矿船1的中部固定连接有吊绳2，吊绳2的底端安装有装置本体3，装置本体3的顶部设置有存储箱4，存储箱4内部的中部安装有料框7，料框7的底端安装有减震脚9，减震脚9的顶端设置有安装板24，安装板24的底部安装有减震弹簧25，存储箱4内部两侧的顶端安装有提升泵11，提升泵11的一端固定连接有吸矿管12，吸矿管12的底端安装有集矿罩13，提升泵11的另一端安装有出料口14，存储箱4内部的底端设置有斜板8，斜板8的底端设置有排泥口10，存储箱4顶部的四角安装有吊环17，存储箱4的两侧安装有调节器16，调节器16的底端设置有支板28，支板28的顶部安装有电动推杆29，电动推杆29的顶部安装有连接板31，存储箱4的底部安装有浮箱5，浮箱5内部的中部安装有水泵18，水泵18的一端固定连接有抽水管20，水泵18的底端固定连接有出水管19，浮箱5的四角安装有充气球21，充气球21中部的两侧安装有充气管22，充气管22的中部设置有进气口23，浮箱5的底部安装有支腿6。
进一步的，采矿船1上安装有可编程程序控制器，可编程程序控制器电性连接提升泵11、水泵18和电动推杆29，可编程程序控制器控制提升泵11、水泵18和电动推杆29的工作。
进一步的，料框7的整体结构为网状设计，能够对矿石进行初步过滤，便于泥浆流出，在减少后期清理工序，降低开采成本的同时，也避免了大量泥浆被带至海洋表面对海水的透光性和海洋植物的正常生长造成影响，提高了装置本体3的实用性和环保性。
进一步的，吸矿管12的中部安装有固定套15，吸矿管12与调节器16通过固定套15固定连接，调节器16能够通过固定套15带动吸矿管12移动，从而实现对集矿罩13高度的调节，简单实用，便于装置本体3的使用和收纳，扩大了其工作范围。
进一步的，浮箱5与充气球21通过粘胶粘合连接，结实牢固，充气球21能够在充满气的状态下带动装置本体3向上移动，从而加快其提升速度，在提高装置本体3开采效率的同时，也便于节省能源，降低了其工作成本。
进一步的，减震弹簧25的上下两端安装有减震块26，减震弹簧25与减震块26之间配合使用，大大增强了减震脚9的减震效果，在降低矿石对料框7的冲击，延长其使用寿命的同时，也能够减小噪音，避免对海洋生物的正常活动造成影响。
进一步的，安装板24的中部安装有STALC3-3kN-003-000称重传感器27，STALC3-3kN-003-000称重传感器27与可编程程序控制器电性连接，STALC3-3kN-003-000称重传感器27用于实时监测料框7的重量大小，当监测到其高于设定值时，便会将信号发送给可编程程序控制器，可编程程序控制器在接收到信号后会立即启动水泵18将浮箱5中的水排出，使装置本体3上浮，灵敏高效，在减小压力，避免海底土层下陷，保证装置本体3放置稳固的同时，也扩大了其存储容量，增强了其实用性。
进一步的，电动推杆29的两侧安装有伸缩杆30，伸缩杆30能够对电动推杆29起到一定的导向作用，避免其晃动，保证了连接板31升降的平稳性。
工作原理：该种海洋矿产资源开采装置，采矿船1的中部固定连接有吊绳2，吊绳2的底端安装有装置本体3，装置本体3的顶部设置有存储箱4，存储箱4内部的中部安装有料框7，料框7的整体结构为网状设计，能够对矿石进行初步过滤，便于泥浆流出，在减少后期清理工序，降低开采成本的同时，也避免了大量泥浆被带至海洋表面对海水的透光性和海洋植物的正常生长造成影响，提高了装置本体3的实用性和环保性，料框7的底端安装有减震脚9，减震脚9的顶端设置有安装板24，安装板24的中部安装有STALC3-3kN-003-000称重传感器27，STALC3-3kN-003-000称重传感器27与可编程程序控制器电性连接，STALC3-3kN-003-000称重传感器27用于实时监测料框7的重量大小，当监测到其高于设定值时，便会将信号发送给可编程程序控制器，可编程程序控制器在接收到信号后会立即启动水泵18将浮箱5中的水排出，使装置本体3上浮，灵敏高效，在减小压力，避免海底土层下陷，保证装置本体3放置稳固的同时，也扩大了其存储容量，增强了其实用性，安装板24的底部安装有减震弹簧25，减震弹簧25的上下两端安装有减震块26，减震弹簧25与减震块26之间配合使用，大大增强了减震脚9的减震效果，在降低矿石对料框7的冲击，延长其使用寿命的同时，也能够减小噪音，避免对海洋生物的正常活动造成影响，存储箱4内部两侧的顶端安装有提升泵11，提升泵11的一端固定连接有吸矿管12，吸矿管12的中部安装有固定套15，吸矿管12与调节器16通过固定套15固定连接，调节器16能够通过固定套15带动吸矿管12移动，从而实现对集矿罩13高度的调节，简单实用，便于装置本体3的使用和收纳，扩大了其工作范围，吸矿管12的底端安装有集矿罩13，吸矿管12与集矿罩13通过螺纹固定连接，操作简单，方便安装、拆卸、清洗和更换，提高了装置本体3的实用性，提升泵11的另一端安装有出料口14，存储箱4内部的底端设置有斜板8，倾斜形设计，能够避免泥浆堆积，便于其快速流出，斜板8的底端设置有排泥口10，存储箱4顶部的四角安装有吊环17，存储箱4的两侧安装有调节器16，调节器16的底端设置有支板28，支板28的顶部安装有电动推杆29，电动推杆29的顶部安装有连接板31，电动推杆29的两侧安装有伸缩杆30，伸缩杆30能够对电动推杆29起到一定的导向作用，避免其晃动，保证了连接板31升降的平稳性，存储箱4的底部安装有浮箱5，浮箱5内部的中部安装有水泵18，水泵18的一端固定连接有抽水管20，水泵18的底端固定连接有出水管19，浮箱5的四角安装有充气球21，浮箱5与充气球21通过粘胶粘合连接，结实牢固，充气球21能够在充满气的状态下带动装置本体3向上移动，从而加快其提升速度，在提高装置本体3开采效率的同时，也便于节省能源，降低了其工作成本，充气球21中部的两侧安装有充气管22，充气管22的中部设置有进气口23，便于与外部送气装置相连接，浮箱5的底部安装有支腿6，在使用时，先将采矿船1开到开采地点，然后利用提升装置通过吊绳2将装置本体3放置到海底，接着启动电动推杆29工作，连接板31随即通过固定套15带动吸矿管12将集矿罩13下移到开采面，然后启动提升泵11工作，矿石随即被吸进吸矿管12并从出料口14掉落到料框7中，其携带的泥浆随之从料框7的网孔中流到斜板8上并从排泥口10排出，在这个过程中，当STALC3-3kN-003-000称重传感器27监测到料框7的重量高于设定值时，便会将信号发送给可编程程序控制器，可编程程序控制器在接收到信号后会立即启动水泵18将浮箱5中的水排出一部分，直至装置本体3上浮，如此反复，直至浮箱5中的水被排完，此时关闭提升泵11，并再次启动提升装置将装置本体3拉出，于此同时，启动外部送气装置向进气口23充气，充气球21随即鼓起并对装置本体3起到一定的推力，使其快速上升，这种海洋矿产资源开采装置，不仅操作简单，使用方便，而且灵敏高效，稳定可靠，节能环保，安全实用，工作效率高，开采效果好，处理成本低，存储容量大，工作范围广，使用寿命长。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种海洋矿产资源开采装置，包括采矿船(1)、吊绳(2)、装置本体(3)、存储箱(4)、浮箱(5)、支腿(6)、料框(7)、斜板(8)、减震脚(9)、排泥口(10)、提升泵(11)、吸矿管(12)、集矿罩(13)、出料口(14)、固定套(15)、调节器(16)、吊环(17)、水泵(18)、出水管(19)、抽水管(20)、充气球(21)、充气管(22)、进气口(23)、安装板(24)、减震弹簧(25)、减震块(26)、STALC3-3kN-003-000称重传感器(27)、支板(28)、电动推杆(29)、伸缩杆(30)和连接板(31)，其特征在于：所述采矿船(1)的中部固定连接有所述吊绳(2)，所述吊绳(2)的底端安装有所述装置本体(3)，所述装置本体(3)的顶部设置有所述存储箱(4)，所述存储箱(4)内部的中部安装有所述料框(7)，所述料框(7)的底端安装有所述减震脚(9)，所述减震脚(9)的顶端设置有所述安装板(24)，所述安装板(24)的底部安装有所述减震弹簧(25)，所述存储箱(4)内部两侧的顶端安装有所述提升泵(11)，所述提升泵(11)的一端固定连接有所述吸矿管(12)，所述吸矿管(12)的底端安装有所述集矿罩(13)，所述提升泵(11)的另一端安装有所述出料口(14)，所述存储箱(4)内部的底端设置有所述斜板(8)，所述斜板(8)的底端设置有所述排泥口(10)，所述存储箱(4)顶部的四角安装有所述吊环(17)，所述存储箱(4)的两侧安装有所述调节器(16)，所述调节器(16)的底端设置有所述支板(28)，所述支板(28)的顶部安装有所述电动推杆(29)，所述电动推杆(29)的顶部安装有所述连接板(31)，所述存储箱(4)的底部安装有所述浮箱(5)，所述浮箱(5)内部的中部安装有所述水泵(18)，所述水泵(18)的一端固定连接有所述抽水管(20)，所述水泵(18)的底端固定连接有所述出水管(19)，所述浮箱(5)的四角安装有所述充气球(21)，所述充气球(21)中部的两侧安装有所述充气管(22)，所述充气管(22)的中部设置有所述进气口(23)，所述浮箱(5)的底部安装有所述支腿(6)。
2.根据权利要求1所述的一种海洋矿产资源开采装置，其特征在于：所述采矿船(1)上安装有可编程程序控制器，可编程程序控制器电性连接所述提升泵(11)、所述水泵(18)和所述电动推杆(29)。
3.根据权利要求1所述的一种海洋矿产资源开采装置，其特征在于：所述料框(7)的整体结构为网状设计。
4.根据权利要求1所述的一种海洋矿产资源开采装置，其特征在于：所述吸矿管(12)的中部安装有固定套(15)，所述吸矿管(12)与所述调节器(16)通过固定套(15)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种海洋矿产资源开采装置，其特征在于：所述浮箱(5)与所述充气球(21)通过粘胶粘合连接。
6.根据权利要求1所述的一种海洋矿产资源开采装置，其特征在于：所述减震弹簧(25)的上下两端安装有减震块(26)。
7.根据权利要求1所述的一种海洋矿产资源开采装置，其特征在于：所述安装板(24)的中部安装有STALC3-3kN-003-000称重传感器(27)，STALC3-3kN-003-000称重传感器(27)与可编程程序控制器电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种海洋矿产资源开采装置，其特征在于：所述电动推杆(29)的两侧安装有伸缩杆(30)。
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