CN208559707U - 一种用于海底矿物运输的浮子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及海矿运输设备的技术领域,更具体地说，它涉及一种用于海底矿物运输的浮子，包括外壳及填充外壳内的全碳气凝胶，外壳的顶部上设置含铁金属块，所述全碳气凝胶和外壳之间设有膨胀石墨层，本实用新型结构合理简单，实用性强，结构强度大，浮力大。
Description
技术领域
本实用新型涉及海矿运输设备的技术领域,更具体地说，它涉及一种用于海底矿物运输的浮子。
背景技术
随着世界经济的不断发展，陆地矿产资源日益枯竭，世界各国从上世纪初就将目光投向海洋。在海洋中人们发现的矿产资源有六大类：1.石油、天然气；2.煤、铁等固体矿产；3.海滨砂矿；4.多金属结核和富钴锰结壳；5.热液矿藏；6.可燃冰。其中，多金属结核矿由于分布范围广、金属含量多等特点，已经成为世界许多国家的开发热点。
流体提升采矿法由海底采集、扬矿和水面支撑等三部分构成，被认为是未来最有前途的深海第一代商业开采系统。该系统可进行连续采矿，生产能力高；采矿设备的作业易于控制，甚至可以遥控作业；结核提升过程中，沉积物不会扩散，对海洋生态环境影响小；结核回收率高。
但是，流体提升采矿法对长距离扬矿硬管的依赖性较大，需要多级水泵配合工作，同时，硬管在深海区域容易腐蚀，灵活性较差，且结核对泵的磨损较大，维修困难，成本高。故而研究代替水泵抽取矿石的方法和设备是如今所要解决的问题，在该前景下，我司研究出一种可利用浮子带动海流进而抽取矿石的方法，该浮子是现有技术所不能替代的。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构合理简单，实用性强，结构强度大，浮力大的用于海底矿物运输的轻介质浮子。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种用于海底矿物运输的浮子，浮子包括外壳及填充外壳内的全碳气凝胶，外壳的顶部上设置含铁金属块，所述全碳气凝胶和外壳之间设有膨胀石墨层。
通过采用上述技术方案，全碳气凝胶为固态形状，密度比空气轻，与气体作为填充物相比，避免了浮子进水、跑气的问题。膨胀石墨层的设置提高了浮子的密封性能。含铁金属块的设置使得浮子可被磁铁吸附，方便运输。
本实用新型进一步设置为：所述外壳采用钛合金制成。
通过采用上述技术方案，钛金属及钛合金具有强度高、比刚度大、抗疲劳、韧性好、无磁、焊接性能好、耐海水腐蚀等优异性能，是用于海工装备的高品质材料。
附图说明
图1为本实用新型的半剖视示意图。
具体实施方式
参照图1对本实用新型的实施例做进一步说明。
本实施例具体结构：包括外壳1及填充外壳1内的全碳气凝胶2，外壳1的顶部上设置含铁金属块3，全碳气凝胶2和外壳1之间设有膨胀石墨层。外壳1采用钛合金制成。
全碳气凝胶2为固态形状，密度比空气轻，与气体作为填充物相比，避免了浮子进水、跑气的问题。膨胀石墨层的设置提高了浮子的密封性能。含铁金属块的设置使得浮子可被磁铁吸附，方便运输。
钛金属及钛合金具有强度高、比刚度大、抗疲劳、韧性好、无磁、焊接性能好、耐海水腐蚀等优异性能，是用于海工装备的高品质材料。
浮子直径1.3m，高1m，壁厚2mm，已知钛合金的密度为4.51g/cm3，全碳气凝胶2的密度为0.18mg/cm3。通过计算得到浮子运动时合力大约为9080N，初始加速度为10.3m/s2，满足运输动力要求。
具体公式如下所示：
F浮＝ρvg
＝F1.03×103kg/m3×9.8N/kg×1.766m3
＝892.7kg
M总＝ρ气凝胶×V气凝胶+ρ钛×V钛
＝0.18kg/m3×1.568m3+4500kg/m3×0.198m3
＝892.7kg
F合＝F浮-mg
＝17828.5N-892.7kg×9.8N/kg
＝9080N
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (2)
1.一种用于海底矿物运输的浮子，其特征是：所述浮子包括外壳及填充外壳内的全碳气凝胶，外壳的顶部上设置含铁金属块，所述全碳气凝胶和外壳之间设有膨胀石墨层。
2.根据权利要求1所述的一种用于海底矿物运输的浮子，其特征是：所述外壳采用钛合金制成。
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| CN201820273985.9U CN208559707U (zh) | 2018-02-27 | 2018-02-27 | 一种用于海底矿物运输的浮子 |
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Publications (1)
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| CN208559707U true CN208559707U (zh) | 2019-03-01 |
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Country Status (1)
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2018
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