CN110566208A - 一种深海底锰结核采集头及深海底锰结核采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种深海底锰结核采集头，所述抽吸管道将抽吸得到的海底沉积物和海底水经所述排水管道排除，在所述抽吸管道的抽吸作用和所述排水管道射流作用下，带动所述导流片转动，以使所述弹性金属辐条转动，所述弹性金属辐条在转动过程中与锰结核接触产生变形，受到锰结核的挤压，从而使得所述弹性金属辐条的各个辐条间隙变大，锰结核挤压进入所述弹性金属辐条的内部空间，以此往复，弹性金属辐条不断与锰结核发生碰撞挤压，从而达到连续收集锰结核的作用，采集效率高。此外，本发明还提供了包括深海底锰结核采集头的采集装置。
Description
技术领域
本发明涉及深海资源采集技术领域，特别涉及一种深海底锰结核采集头及深海底锰结核采集装置。
背景技术
随着陆地资源的大量消耗，人类对于金属资源需求正转向深海。深海蕴藏着丰富的多金属结核等矿产资源，其赋存于水深达4000m～6000m的海底沉积物表层，以半埋状为主，埋藏深度在20cm以内，大部分多金属结核作为独立个体松散地“嵌在”深海底表面稀软的深海沉积物中，绝大部分的结核粒径范围为5-10cm，因此，要开采深海多金属结核，急需高效、低能耗且环保的粗颗粒采集装置。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种采集效率高、对海底污染小的深海底锰结核采集头及深海底锰结核采集装置。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种深海底锰结核采集头，包括：抽吸管道、排水管道、轴承、若干个导流片及若干个弹性金属辐条，所述抽吸管道的一端连接有所述轴承，所述排水管道的一端连接有所述轴承，任意一所述弹性金属辐条的两端分别连接所述轴承，任意一所述导流片固定在对应的所述弹性金属辐条上，所述抽吸管道将抽吸得到的海底沉积物和海底水经所述排水管道排除，在所述抽吸管道的抽吸作用和所述排水管道射流作用下，带动所述导流片转动，以使所述弹性金属辐条转动，所述弹性金属辐条在转动过程中与锰结核接触产生变形，受到锰结核的挤压，从而使得所述弹性金属辐条的各个辐条间隙变大，锰结核挤压进入所述弹性金属辐条的内部空间。
在一些较佳的实施例中，还包括支撑杆，所述支撑杆的两端连接所述抽吸管道和所述排水管道。
在一些较佳的实施例中，靠近所述抽吸管道一侧的导流片和靠近所述排水管道一侧的导流片导流方向相反。
在一些较佳的实施例中，所述弹性金属辐条为柔性金属材料。
在一些较佳的实施例中，所述柔性金属材料为钢。
在一些较佳的实施例中，所述弹性金属辐条的旋转方向与所述深海底锰结核采集头的前进方向相同。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的深海底锰结核采集头，所述抽吸管道将抽吸得到的海底沉积物和海底水经所述排水管道排除，在所述抽吸管道的抽吸作用和所述排水管道射流作用下，带动所述导流片转动，以使所述弹性金属辐条转动，所述弹性金属辐条在转动过程中与锰结核接触产生变形，受到锰结核的挤压，从而使得所述弹性金属辐条的各个辐条间隙变大，锰结核挤压进入所述弹性金属辐条的内部空间，以此往复，弹性金属辐条不断与锰结核发生碰撞挤压，从而达到连续收集锰结核的作用，采集效率高。
此外，本发明提供的深海底锰结核采集头，利用导流片的导流作用使得抽吸管道的均匀进流形成螺旋流，同时排水管道因喷射水引发的射流作用，更易提升锰结核进入抽吸管道，从而提升进入到中间仓等部位的采集效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种深海底锰结核采集头的结构示意图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例提供的深海底锰结核采集头的结构示意图，包括：抽吸管道1、排水管道2、轴承3、若干个导流片4及若干个弹性金属辐条5，所述抽吸管道1的一端连接有所述轴承3，所述排水管道2的一端连接有所述轴承4，任意一所述弹性金属辐条的两端分别连接所述轴承，任意一所述导流片固定在对应的所述弹性金属辐条上。
可以理解，抽吸管道1作为深海底锰结核采集装置的集矿动力来源之一，用于将采集头采集到的锰结核输送到中继仓等其他地方，与此同时也采集了海底沉积物和海底水。
可以理解，排水管道2作为深海底锰结核采集装置的集矿动力来源之一，用于将由抽吸管道1抽吸得到的海底沉积物和海底水排出。
上述深海底锰结核采集头的工作方式如下：
所述抽吸管道1将抽吸得到的海底沉积物和海底水经所述排水管道2排除，在所述抽吸管道1的抽吸作用和所述排水管道2射流作用下，带动所述导流片4转动，以使所述弹性金属辐条5转动，所述弹性金属辐条5在转动过程中与锰结核接触产生变形，受到锰结核的挤压，从而使得所述弹性金属辐条5的各个辐条间隙变大，锰结核挤压进入所述弹性金属辐条5的内部空间。
在一些较佳的实施例中，弹性金属辐条5为柔性金属材料，具备更好的形变性能，当其与锰结核接触时受到锰结核挤压，从而使得弹性金属辐条5的各个辐条间隙变大，将锰结核挤压进入弹性金属辐条5的内部空间。
在一些较佳的实施例中，所述柔性金属材料为耐磨耐腐蚀的钢材。
在一些较佳的实施例中，所述深海底锰结核采集头还包括支撑杆7，所述支撑杆7的两端连接所述抽吸管道1和所述排水管道2。
可以理解，在所述支撑杆7的支撑下，能够提高整个装置的稳定性。
进一步地，所述支撑杆7为满足实际工作需要，所述支撑杆7上面也可布置一些传感器和其他设备等。
在一些较佳的实施例中，靠近所述抽吸管道1一侧的导流片和靠近所述排水管道2一侧的导流片导流方向相反。
可以理解，由于靠近所述抽吸管道1一侧的导流片和靠近所述排水管道2一侧的导流片导流方向相反，使得弹性金属辐条5的旋转方向一致，即使得抽吸管道1的进水对该侧导流片引起的旋转作用与排水管道2的出水对该侧导流片引起的旋转作用一致。
在一些较佳的实施例中，所述弹性金属辐条5的旋转方向与所述深海底锰结核采集头的前进方向相同。
可以理解，由于弹性金属辐条5的旋转方向与采集头前进方向相同，使得弹性金属辐条5对下方的锰结核向下挤压，使得锰结核更容易进入弹性金属辐条的内部空间，提高采集效率。
进一步地，弹性金属辐条5的直径可在保持结构强度和磨损情况下尽量小，从而减少采集头对海底环境的扰动，不至于掀起海底沉积物过大的扰动；同时将抽吸管道抽吸的海底沉积物和海底水经排水管道重新排到海底，不会让海底的环境发生过大的扰动。
此外，本发明还提供了一种包括深海底锰结核采集头的深海底锰结核采集装置。
本发明提供的深海底锰结核采集头，所述抽吸管道1将抽吸得到的海底沉积物和海底水经所述排水管道2排除，在所述抽吸管道1的抽吸作用和所述排水管道2射流作用下，带动所述导流片4转动，以使所述弹性金属辐条5转动，所述弹性金属辐条5在转动过程中与锰结核接触产生变形，受到锰结核的挤压，从而使得所述弹性金属辐条5的各个辐条间隙变大，锰结核挤压进入所述弹性金属辐条5的内部空间，以此往复，弹性金属辐条5不断与锰结核发生碰撞挤压，从而达到连续收集锰结核的作用，采集效率高。
此外，本发明提供的深海底锰结核采集头，利用导流片4的导流作用使得抽吸管道1的均匀进流形成螺旋流，同时排水管道2因喷射水引发的射流作用，更易提升锰结核进入抽吸管道，从而提升进入到中间仓等部位的采集效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
当然本发明的深海底锰结核采集头正极材料还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。
Claims (7)
1.一种深海底锰结核采集头，其特征在于，包括：抽吸管道、排水管道、轴承、若干个导流片及若干个弹性金属辐条，所述抽吸管道的一端连接有所述轴承，所述排水管道的一端连接有所述轴承，任意一所述弹性金属辐条的两端分别连接所述轴承，任意一所述导流片固定在对应的所述弹性金属辐条上，所述抽吸管道将抽吸得到的海底沉积物和海底水经所述排水管道排除，在所述抽吸管道的抽吸作用和所述排水管道射流作用下，带动所述导流片转动，以使所述弹性金属辐条转动，所述弹性金属辐条在转动过程中与锰结核接触产生变形，受到锰结核的挤压，从而使得所述弹性金属辐条的各个辐条间隙变大，锰结核挤压进入所述弹性金属辐条的内部空间。
2.根据权利要求1所述的深海底锰结核采集头，其特征在于，还包括支撑杆，所述支撑杆的两端连接所述抽吸管道和所述排水管道。
3.根据权利要求1所述的深海底锰结核采集头，其特征在于，靠近所述抽吸管道一侧的导流片和靠近所述排水管道一侧的导流片导流方向相反。
4.如权利要求1所述的深海底锰结核采集头，其特征在于，所述弹性金属辐条为柔性金属材料。
5.如权利要求4所述的深海底锰结核采集头，其特征在于，所述柔性金属材料为钢。
6.如权利要求1所述的深海底锰结核采集头，其特征在于，所述弹性金属辐条的旋转方向与所述深海底锰结核采集头的前进方向相同。
7.一种深海底锰结核采集装置，其特征在于包括所述深海底锰结核采集头。
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