CN216691079U - 一种海底采矿装置及海底矿体采收提升系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海底采矿装置及海底矿体采收提升系统，包括：铲板；可转动的设于铲板前端的耙齿机构，耙齿机构转动时，能够将海底矿体收集到铲板上；设于铲板上方的喷水嘴，喷水嘴连接有高压水源，喷水嘴喷出的高压水能够清洗位于铲板上的海底矿体。工作时，耙齿机构不停地转动，将耙齿机构附近的海底矿体收集到铲板的前端，使海底矿体利用惯性不断地从铲板的前端向铲板的后端运动，在此过程中，喷水嘴对着铲板上的海底矿体进行喷射高压水，利用高压水对铲板上的海底矿体进行清洗，以便清洗掉铲板上的海底矿体表面附着的泥沙，提高海底矿体本身的占比，这有利于提高后续对海底矿体进行提升运输的效率，降低能源损耗。

Description

一种海底采矿装置及海底矿体采收提升系统

技术领域

本实用新型涉及海底采矿技术领域，更具体地说，涉及一种海底采矿装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述海底采矿装置的海底矿体采收提升系统。

背景技术

深海海域蕴藏了丰富的比较有商业开采价值的矿产资源，包括多金属结核、多金属硫化物、富钴结壳等，例如，多金属结核矿的资源量估计为3×1013吨。然而，海底矿产资源大多分布在3～6千米深海底的表面，给海底矿产资源的开采工作带来诸多困难。

现有技术中的海底采矿装置所采集的矿产资源(如金属结核等)，表面附着有大量的泥沙，使得矿产资源(如金属结核等)本身所占比重较低。

因此，如何降低矿产资源表面附着的泥沙，提升矿产资源所占的比重，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种海底采矿装置，其能够降低海底矿体表面附着的泥沙，提升海底矿体所占的比重。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述海底采矿装置的海底矿体采收提升系统，海底采矿装置所采集的海底矿体的表面附着的淤泥较少，海底矿体本身占比大，提升了采集效率，降低了提升能耗。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种海底采矿装置，包括：

铲板；

可转动的设于所述铲板前端的耙齿机构，所述耙齿机构转动时，能够将海底矿体收集到所述铲板上；

设于所述铲板上方的喷水嘴，所述喷水嘴连接有高压水源，所述喷水嘴喷出的高压水能够清洗位于所述铲板上的海底矿体。

可选地，所述喷水嘴朝所述铲板的后端倾斜设置，以利用所述喷水嘴喷出的高压水推动所述铲板上的海底矿体朝所述铲板的后端移动。

可选地，还包括罩设于所述铲板的两侧及所述铲板的上方的隔污罩。

可选地，所述喷水嘴设于所述隔污罩朝向所述铲板的内侧。

可选地，所述铲板设有若干个间隔设置且沿所述铲板的长度方向延伸的分流隔板。

可选地，所述分流隔板的横截面的尺寸从所述分流隔板的顶端到所述分流隔板靠近所述铲板的底端逐渐增大。

可选地，所述铲板的底部设于滚轮或滚橇。

可选地，所述铲板的底部设有水囊，以通过改变所述水囊的大小调节所述铲板与海底的高度。

可选地，还包括用于在海底行进的集矿车，所述铲板设于所述集矿车。

一种海底矿体采收提升系统，包括上述任意一种海底采矿装置。

本实用新型提供的海底采矿装置，工作时，耙齿机构不停地转动，将耙齿机构附近的海底矿体(如金属结核)收集到铲板的前端，并使海底矿体利用惯性不断地从铲板的前端向铲板的后端运动，在此过程中，喷水嘴对着铲板上的海底矿体进行喷射高压水，以利用高压水对铲板上的海底矿体进行清洗，以便清洗掉铲板上的海底矿体表面附着的泥沙，从而提高海底矿体(如金属结核等)本身的占比，这有利于提高后续对海底矿体进行提升运输的效率，降低能源损耗。

本实用新型提供的海底矿体采收提升系统，包括上述海底采矿装置，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其它的附图。

图1为本实用新型具体实施例所提供的海底采矿装置的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中喷水嘴的设置角度示意图；

图3为本实用新型具体实施例中分流隔板的横截面示意图。

图1至图3中的附图标记如下：

1为铲板、2为耙齿机构、3为喷水嘴、4为隔污罩、5为分流隔板、6为滚轮、7为水囊、8为海底矿体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种海底采矿装置，其能够降低海底矿体表面附着的泥沙，提升海底矿体所占的比重。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述海底采矿装置的海底矿体采收提升系统，海底采矿装置所采集的海底矿体的表面附着的淤泥较少，海底矿体本身占比大，提升了采集效率，降低了提升能耗。

请参考图1-图3，图1为本实用新型具体实施例所提供的海底采矿装置的结构示意图；图2为本实用新型具体实施例中喷水嘴的设置角度示意图；

图3为本实用新型具体实施例中分流隔板的横截面示意图。

本实用新型提供一种海底采矿装置，包括铲板1、耙齿机构2和喷水嘴3，耙齿机构2可转动的设于铲板1的前端，耙齿机构2转动时，能够将海底矿体8收集到铲板1上；喷水嘴3设于铲板1的上方，喷水嘴3连接有高压水源，喷水嘴3喷出的高压水能够清洗位于铲板1上的海底矿体8。

工作时，耙齿机构2不停地转动，将耙齿机构2附近的海底矿体8(如金属结核)收集到铲板1的前端，并使海底矿体8利用惯性不断地从铲板1的前端向铲板1的后端运动，铲板1的后端可以对接矿仓或者输送带，矿仓用于临时储存从铲板1的后端输出的海底矿体8，输送带用于将从铲板1的后端输出的海底矿体8输送给提升装置，以便于提升装置将海底矿体8提升到海面上。

在耙齿机构2不断地将海底矿体8收集到铲板1上的过程中，喷水嘴3对着铲板1上的海底矿体8进行喷射高压水，以利用高压水对铲板1上的海底矿体8进行清洗，以便清洗掉铲板1上的海底矿体8表面附着的泥沙，从而提高海底矿体8(如金属结核等)本身的占比，这有利于提高后续对海底矿体8进行提升运输的效率，降低能源损耗。

在一个实施例中，喷水嘴3与增压泵相连，以通过增压泵为喷水嘴3提供高压水源。

进一步地，为了提升海底矿体8从铲板1的前端向铲板1的后端运动的动力，在一个实施例中，喷水嘴3朝铲板1的后端倾斜设置，以利用喷水嘴3喷出的高压水推动铲板1上的海底矿体8朝铲板1的后端移动。也就是说，本实施例利用海底矿体8的惯性，并配合着喷水嘴3所喷出的高压水的推力作用，使海底矿体8更容易地从铲板1的前端运动到铲板1的后端，这有利于提升海底矿体8的采集效率。可见，本实施例中的喷水嘴3不仅可以清洗海底矿体8，还具有推送海底矿体8的作用。

另外，在上述实施例的基础之上，还包括罩设于铲板1的两侧及铲板1的上方的隔污罩4。可以理解的是，隔污罩4能够防止从海底矿体8上脱落的淤泥四处扩散，确保从海底矿体8上脱落的淤泥从铲板1的两端出来后沉入海底，避免淤泥进入其他装置，导致其他装置故障；另外，也避免淤泥四处扩散，影响对海底作业情况的实时监控。

考虑到喷水嘴3设置的方便性，在一个实施例中，喷水嘴3设于隔污罩4朝向铲板1的内侧。也就是说，本实施例将喷水嘴3设置于隔污罩4，利用隔污罩4对喷水嘴3起到支撑的作用。

在一个实施例中，喷水嘴3的数量为若干个，若干个喷水嘴3沿着铲板1的长度方向分布，以便对铲板1上的海底矿体8清洗的更彻底。

进一步地，在另一个实施例中，若干个喷水嘴3形成沿铲板1的宽度方向并排设置的若干列，每一列沿铲板1的长度方向延伸。

另外，为了使海底矿体8能够顺利进入铲板1，在上述实施例的基础之上，铲板1若干个间隔设置且沿铲板1的长度方向延伸的分流隔板5。可以理解的是，分流隔板5具有分流的作用，相邻的两个分流隔板5之间形成导向轨道，以使海底矿体8能够排列有序地进入铲板1，并沿着分流隔板5的延伸方向运动到铲板1的后端，避免海底矿体8因无序堆积在一起而在铲板1上产生卡滞不前的现象。

进一步地，为了使海底矿体8能够顺利进入两个分流隔板5之间，在一个实施例中，分流隔板5的横截面的尺寸从分流隔板5的顶端到分流隔板5靠近铲板1的底端逐渐增大。也即，分流隔板5两侧的侧面分别具有一定的斜度，以有利于海底矿体8进入相邻两个分流隔板5所形成的空间内。

另外，为了帮助铲板1通过凹凸不平的海底，在上述实施例的基础之上，铲板1的底部设有滚轮6或滚橇。在一个实施例中，滚轮6或滚橇设于铲板1的底部的前端。可以理解的是，滚轮6或滚橇与海底之间为滚动摩擦，有助于使铲板1通过凹凸不平的海底。

进一步地，为了方便调节铲板1的高度，在上述实施例的基础之上，铲板1的底部设有水囊7，以通过改变水囊7的大小调节铲板1与海底的高度，确保铲板1与海底具有合适的高度，避免铲板1陷进淤泥内，有利于使该海底采矿装置适应更加恶劣多变的地形环境。

进一步地，为了便于自动调节铲板1的高度，在一个实施例中，铲板1设有用于检测铲板1的高度的传感器，以根据传感器的检测信号来控制水囊7的大小，例如，当传感器检测到铲板1的位置过低时，可通过对水囊7进行充水的方式来调节铲板1的高度。相反地，当传感器检测到铲板1的位置过高时，可通过对水囊7进行放水的方式来调低铲板1的高度。本实施例对传感器检测铲板1的高度的具体方式不做限定，例如，传感器可以为距离传感器，以通过距离传感器来检测铲板1到海底的距离。

另外，为了实现持续采集，在上述实施例的基础之上，还包括用于在海底行进的集矿车，铲板1设于集矿车。也就是说，本实施例通过将集矿车下放到海底，利用集矿车驱动铲板1不断前进，在铲板1不断前进过程中，实现对海底矿体8的持续采集。

在一个实施例中，铲板1通过液压缸和支撑杆设于集矿车。也就是说，本实施例通过调节连接于铲板1与集矿车之间的液压缸和支撑杆，可以调节铲板1的位置和角度，确保铲板1具有合适的位置和角度，以便于采集海底矿体8。

需要说明的是，当铲板1的后端对接矿仓时，在一个实施例中，矿仓为碗状矿仓，使得从铲板1后端出来的海底矿体8能够从矿仓的开口掉入矿仓后自动聚集在矿仓的底部；当然，矿仓也可以为锥形矿仓，只要矿仓内壁具有一定的锥度，使得海底矿体8可自动滑落到矿仓内即可。

当铲板1的后端对接输送带时，在一个实施例中，输送带通过液压缸和支撑杆设于集矿车。也就是说，本实施例通过调节连接于输送带与集矿车之间的液压缸和支撑杆，可以调节输送带的位置，避免输送带与铲板1的位置产生干涉，确保输送带与铲板1之间具有合适的相对位置关系，以使从铲板1的后端出来的海底矿体8能够顺利进入输送带。

另外，在上述各个实施例中，对耙齿机构2与铲板1之间的具体连接方式不做限定，在一个实施例中，耙齿机构2通过连杆固定在铲板1的前方，且耙齿机构2的滚筒的轴线与铲板1的长度延伸方向之间具有一定的夹角，以在耙齿机构2的作用下使海底矿体8更好的聚集在铲板1前方。

除了上述海底采矿装置，本实用新型还提供一种包括上述实施例公开的海底采矿装置的海底矿体采收提升系统，该海底矿体采收提升系统的其它各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

也就是说，本实施例的重点在于，采用上述任意一个实施例公开的海底采矿装置对海底矿体8进行采集，在实现对海底矿体8采集的同时，有利于降低海底矿体8表面附着的泥沙，提升海底矿体8自身所占的比重。

需要说明的是，本实用新型实施例所提到的“前端”和“后端”是以海底矿体8的流向为参考标准的，也即，铲板1设置耙齿机构2的一端为前端，前端为海底矿体8进入铲板1的一端，后端为海底矿体8从铲板1流出的一端。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的海底采矿装置及海底矿体采收提升系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种海底采矿装置，其特征在于，包括：

铲板(1)；

可转动的设于所述铲板(1)前端的耙齿机构(2)，所述耙齿机构(2)转动时，能够将海底矿体(8)收集到所述铲板(1)上；

设于所述铲板(1)上方的喷水嘴(3)，所述喷水嘴(3)连接有高压水源，所述喷水嘴(3)喷出的高压水能够清洗位于所述铲板(1)上的海底矿体(8)。

2.根据权利要求1所述的海底采矿装置，其特征在于，所述喷水嘴(3)朝所述铲板(1)的后端倾斜设置，以利用所述喷水嘴(3)喷出的高压水推动所述铲板(1)上的海底矿体(8)朝所述铲板(1)的后端移动。

3.根据权利要求1所述的海底采矿装置，其特征在于，还包括罩设于所述铲板(1)的两侧及所述铲板(1)的上方的隔污罩(4)。

4.根据权利要求3所述的海底采矿装置，其特征在于，所述喷水嘴(3)设于所述隔污罩(4)朝向所述铲板(1)的内侧。

5.根据权利要求1所述的海底采矿装置，其特征在于，所述铲板(1)设有若干个间隔设置且沿所述铲板(1)的长度方向延伸的分流隔板(5)。

6.根据权利要求5所述的海底采矿装置，其特征在于，所述分流隔板(5)的横截面的尺寸从所述分流隔板(5)的顶端到所述分流隔板(5)靠近所述铲板(1)的底端逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的海底采矿装置，其特征在于，所述铲板(1)的底部设于滚轮(6)或滚橇。

8.根据权利要求1所述的海底采矿装置，其特征在于，所述铲板(1)的底部设有水囊(7)，以通过改变所述水囊(7)的大小调节所述铲板(1)与海底的高度。

9.根据权利要求1所述的海底采矿装置，其特征在于，还包括用于在海底行进的集矿车，所述铲板(1)设于所述集矿车。

10.一种海底矿体采收提升系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的海底采矿装置。

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