CN117842318A - 深海货舱及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于深海货物运输技术领域，公开了深海货舱。深海货舱包括货物储存室、气体储存室以及液体储存室，货物储存室用于储存货物，气体储存室用于储存压缩气体，气体储存室设置有排气阀，液体储存室用于储存液体，气体储存室能通过排气阀将压缩气体排入液体储存室，液体储存室设置有排液阀，液体储存室能通过排液阀将液体排出。该深海货舱利用压缩气体和液体实现自身的重力与浮力的平衡，从而无需携带动力系统或驱动装置，从而使得该深海货舱的能源消耗低、输送成本低且运输方便。

Description

深海货舱及其运行方法

技术领域

本发明涉及深海货物运输技术领域，尤其涉及深海货舱及其运行方法。

背景技术

海洋拥有丰富的矿石资源，如锰、镍、铝等，但这些资源大多数分布在水深1000米以下的深海海底，导致开采难度大、货物运输困难且无法有效的进行大规模开采运输。

现有技术一般采用深海货舱来运输海底的货物，但这些深海货舱一般都需要在舱体里携带燃料，利用燃料推进货舱，从而将海底的货物输送到海面，这会导致这些深海货舱的能源消耗高、输送成本高且运输不便。

因此，亟需一种新的深海货舱及其运行方式，以解决能源消耗高、输送成本高且运输不便的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种深海货舱，该深海货舱的能源消耗低、输送成本低且运输方便。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

深海货舱，包括：

货物储存室，用于储存货物；

气体储存室，用于储存压缩气体，所述气体储存室设置有排气阀；

液体储存室，用于储存液体，所述气体储存室能通过所述排气阀将所述压缩气体排入所述液体储存室，所述液体储存室设置有排液阀，所述液体储存室能通过所述排液阀将所述液体排出。

作为优选方案，所述气体储存室与所述液体储存室相邻设置且共用相同的舱壁，所述排气阀设置于所述舱壁。

作为优选方案，所述深海货仓呈椭球形，所述气体储存室位于所述椭球形长轴方向的一端，所述液体储存室位于所述椭球形长轴方向的另一端。

作为优选方案，所述深海货舱还包括：

牵引机构，设置于所述深海货舱的舱体，所述牵引机构设置有牵引锁扣，所述牵引锁扣与牵引缆绳相连接，所述牵引缆绳用于牵引所述深海货舱上升或下沉。

作为优选方案，所述舱体设置有导向锁扣，所述导向锁扣与导向缆绳相连接。

作为优选方案，所述深海货舱还包括：

支撑机构，设置于所述深海货舱的舱体。

作为优选方案，所述深海货舱还包括：

深海平衡检测机构，用于检测所述深海货舱受到的重力与浮力。

作为优选方案，所述深海货舱还包括：

工具室，用于储存所述深海平衡检测机构。

作为优选方案，所述货物储存室的舱门设置有智能开门装置，所述智能开门装置用于将所述舱门打开或关闭。

本发明的另一个目的在于提供一种深海货舱的运行方法，该运行方法能降低深海货舱的的能源消耗和输送成本，且运输方便。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

深海货舱的运行方法，所述深海货舱为如上所述深海货舱，所述运行方法包括如下步骤：

步骤S100、向所述气体储存室注入压缩气体，并且向所述液体储存室注入海水，直到所述深海货舱的重力和浮力达到平衡；

步骤S200、所述深海货舱下沉到海底；

步骤S300、向所述货物储存室放入货物；

步骤S400、所述气体储存室通过所述排气阀将所述压缩气体排入所述液体储存室，所述液体储存室通过所述排液阀将所述海水排出，直到所述深海货舱的重力和浮力达到平衡；

步骤S500、所述深海货舱上升到海面。

有益效果：

本发明提供了一种深海货舱，该深海货舱包括货物储存室、气体储存室以及液体储存室，在深海货舱下沉到海底之前，向气体储存室储存压缩气体，并向液体储存室储存液体，直到深海货舱的重力与浮力达到平衡，然后深海货舱下沉到海底，向货物储存室储存需要运输的货物，然后气体储存室将所储存的压缩气体排入液体储存室，同时液体储存室将多出来的液体排出到海水里，直到深海货舱的重力与浮力达到平衡，然后深海货舱上升到海面。因此，该深海货舱利用压缩气体和液体实现自身的重力与浮力的平衡，从而无需携带动力系统或驱动装置，从而使得该深海货舱的能源消耗低、输送成本低且运输方便。

本发明还提供了一种深海货舱的运行方法，该运行方法可以使得上述的深海货舱的能源消耗低、输送成本低且运输方便。

附图说明

图1是本发明实施例提供的深海货舱的结构示意图。

图中：

10、舱体；11、货物储存室；12、气体储存室；121、进气阀；122、排气阀；13、液体储存室；131、进液阀；132、排液阀；14、工具室；15、导向锁扣；

20、牵引机构；21、牵引支撑件；22、轴承；23、牵引锁扣；

30、支撑机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本公开实施例提供了一种深海货舱，该深海货舱用于将海底的货物输送到海面。具体而言，该深海货舱包括舱体10，舱体10设置有货物储存室11、气体储存室12和液体储存室13，货物储存室11用于储存货物，气体储存室12用于储存压缩气体，气体储存室12设置有排气阀122，液体储存室13用于储存液体，气体储存室12能通过排气阀122将压缩气体排入液体储存室13，液体储存室13设置有排液阀132，液体储存室13能通过排液阀132将液体排出。在深海货舱下沉到海底之前，向气体储存室12储存压缩气体，并向液体储存室13储存液体，直到深海货舱的重力与浮力达到平衡，然后深海货舱下沉到海底，向货物储存室11储存需要运输的货物，然后气体储存室12将所储存的压缩气体排入液体储存室13，同时液体储存室13将多出来的液体排出到海水里，直到深海货舱的重力与浮力达到平衡，然后深海货舱上升到海面。因此，该深海货舱利用压缩气体和液体实现自身的重力与浮力的平衡，从而无需携带动力系统或驱动装置，从而使得该深海货舱的能源消耗低、输送成本低且运输方便。

此外，如图1所示，气体储存室12与液体储存室13相邻设置且共用相同的舱壁，排气阀122设置于舱壁，因此气体储存室12需要将气体排出到液体储存室13时，直接打开排气阀122即可，操作方便且舱体10规划更合理。

此外，如图1所示，气体储存室12还设置有进气阀121，当需要充入压缩气体时，直接通过进气阀121充入即可，操作简单且气体储存室12的气密性更好。此外，液体储存室13还设置有进液阀131，需要注入液体时，直接通过进液阀131注入即可，操作简单且液体储存室13不易漏液。进气阀121、排气阀122、进液阀131以及排液阀132均可以为电磁阀，电磁阀的使用安全且动作速度快。该深海货舱还包括控制系统，电磁阀与控制系统电连接，控制系统根据实际的重力和浮力情况控制电磁阀的开闭。在本公开实施例中，压缩气体为压缩空气，液体为海水，空气和海水取材方便，因此，能够降低成本。

如图1所示，深海货仓呈椭球形，气体储存室12位于椭球形长轴方向的一端，液体储存室13位于椭球形长轴方向的另一端。在上升或下沉时，深海货舱保持椭球形的长轴方向位于竖直方向，椭球形的形状可以使得深海货舱在上升或下降时更顺畅，受到的海水阻力更小。此外，气体储存室12和液体储存室13分别设置在椭球形长轴方向的两端，从而保证深海货舱在运动的过程中更容易达到重力与浮力相等的平衡状态。具体而言，在本公开实施例中，气体储存室12位于椭球形长轴方向的上端，液体储存室13位于椭球形长轴方向的下端，这样在运动的过程中，深海货舱可以更好地保持平衡状态。

如图1所示，货物储存室11的舱门设置有智能开门装置，智能开门装置用于将舱门打开或关闭。当深海货舱下沉到海底的指定位置或上升到海面的指定位置时，智能开门装置可以将舱门自动打开或关闭，从而无需人工打开舱门，使得深海货舱的使用更方便。

如图1所示，深海货舱还包括深海平衡检测机构，深海平衡检测机构用于检测深海货舱受到的重力与浮力。深海平衡检测机构也与控制系统电连接，这样深海平衡检测机构将检测到的重力与浮力信息传递给控制系统，再由控制系统控制排气阀122和排液阀132的开关，从而实现深海货舱的自动调节。在本公开实施例中，深海平衡检测机构可以是海洋重力仪和海洋浮力仪等检测设备，其他所有能实现重力和浮力检测的结构均在本公开实施例的保护范围之内。

如图1所示，深海货舱还包括定位机构，定位机构用于获取深海货舱的位置信息，并且定位机构也与控制系统电连接，从而将位置信息传递给控制系统，从而方便对深海货舱进行定位。在本公开实施例中，定位机构可以是GPS定位系统，所有能实现定位功能的结构均在本公开实施例的保护范围之内。

如图1所示，深海货舱还包括工具室14，工具室14用于储存深海平衡检测机构和定位机构，工具室14为深海平衡检测机构和定位机构提供了存放空间，从而使得深海货仓的结构布置更合理。

如图1所示，深海货舱还包括牵引机构20，牵引机构20设置于深海货舱的舱体10，牵引机构20设置有牵引锁扣23，牵引锁扣23与牵引缆绳相连接，牵引缆绳用于牵引深海货舱上升或下沉。牵引锁扣23为牵引缆绳提供了连接位置，从而方便牵引缆绳牵引深海货舱运动。

具体而言，如图1所示，牵引机构20包括牵引支撑件21、轴承22以及牵引锁扣23，牵引支撑件21呈三角状且与舱体10相连接，轴承22设置于牵引支撑件21，牵引锁扣23设置于牵引支撑件21的两端，呈三角状的牵引支撑件21可以保证牵引缆绳对舱体10更稳定的牵引效果，轴承22可以避免牵引缆绳将牵引支撑件21拉断，从而保证牵引机构20的正常工作。在本公开实施例中，轴承22具体为关节轴承，关节轴承的内球面和外球面可以任意角度转动，从而承担载荷的效果更好。需要说明的是，牵引机构20位于椭球形长轴方向的上端，从而牵引效果更好。

如图1所示，舱体10设置有导向锁扣15，导向锁扣15与导向缆绳相连接。在牵引缆绳牵引深海货舱上升或下降的过程中，导向缆绳与牵引缆绳配合可以为深海货舱的运动起到导向作用，从而保证深海货舱按照牵引方向运动。

如图1所示，深海货舱还包括支撑机构30，支撑机构30设置于深海货舱的舱体10。当深海货舱到底海底或者上升到海面后，支撑机构30可以支撑舱体10保持直立，从而方便对货物的存放和拿取。具体而言，支撑机构30为支撑架的形式，且支撑架的底部呈圆环状，这种结构的支撑机构30可以保证对舱体10的较好的支撑效果。

本公开实施例还提供了一种深海货舱的运行方法，深海货舱为如图1所示的深海货舱，该运行方法包括如下步骤：

步骤S100、向气体储存室12注入压缩气体，并且向液体储存室13注入海水，直到深海货舱的重力和浮力达到平衡；

步骤S200、深海货舱下沉到海底；

步骤S300、向货物储存室11放入货物；

步骤S400、气体储存室12通过排气阀122将压缩气体排入液体储存室13，液体储存室13通过排液阀132将海水排出，直到深海货舱的重力和浮力达到平衡；

步骤S500、深海货舱上升到海面。

该运行方法可以使得上述的深海货舱的能源消耗低、输送成本低且运输方便。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.深海货舱，其特征在于，包括：

货物储存室(11)，用于储存货物；

气体储存室(12)，用于储存压缩气体，所述气体储存室(12)设置有排气阀(122)；

液体储存室(13)，用于储存液体，所述气体储存室(12)能通过所述排气阀(122)将所述压缩气体排入所述液体储存室(13)，所述液体储存室(13)设置有排液阀(132)，所述液体储存室(13)能通过所述排液阀(132)将所述液体排出。

2.根据权利要求1所述的深海货舱，其特征在于，所述气体储存室(12)与所述液体储存室(13)相邻设置且共用相同的舱壁，所述排气阀(122)设置于所述舱壁。

3.根据权利要求1所述的深海货舱，其特征在于，所述深海货仓呈椭球形，所述气体储存室(12)位于所述椭球形长轴方向的一端，所述液体储存室(13)位于所述椭球形长轴方向的另一端。

4.根据权利要求1～3任一项所述的深海货舱，其特征在于，所述深海货舱还包括：

牵引机构(20)，设置于所述深海货舱的舱体(10)，所述牵引机构(20)设置有牵引锁扣(23)，所述牵引锁扣(23)与牵引缆绳相连接，所述牵引缆绳用于牵引所述深海货舱上升或下沉。

5.根据权利要求4所述的深海货舱，其特征在于，所述舱体(10)设置有导向锁扣(15)，所述导向锁扣(15)与导向缆绳相连接。

6.根据权利要求1～3任一项所述的深海货舱，其特征在于，所述深海货舱还包括：

支撑机构(30)，设置于所述深海货舱的舱体(10)。

7.根据权利要求1～3任一项所述的深海货舱，其特征在于，所述深海货舱还包括：

深海平衡检测机构，用于检测所述深海货舱受到的重力与浮力。

8.根据权利要求7所述的深海货舱，其特征在于，所述深海货舱还包括：

工具室(14)，用于储存所述深海平衡检测机构。

9.根据权利要求1～3任一项所述的深海货舱，其特征在于，所述货物储存室(11)的舱门设置有智能开门装置，所述智能开门装置用于将所述舱门打开或关闭。

10.深海货舱的运行方法，其特征在于，所述深海货舱为权利要求1～9任一项所述深海货舱，所述运行方法包括如下步骤：

步骤S100、向所述气体储存室(12)注入压缩气体，并且向所述液体储存室(13)注入海水，直到所述深海货舱的重力和浮力达到平衡；

步骤S200、所述深海货舱下沉到海底；

步骤S300、向所述货物储存室(11)放入货物；

步骤S400、所述气体储存室(12)通过所述排气阀(122)将所述压缩气体排入所述液体储存室(13)，所述液体储存室(13)通过所述排液阀(132)将所述海水排出，直到所述深海货舱的重力和浮力达到平衡；

步骤S500、所述深海货舱上升到海面。