CN217001843U - 集矿头及海底采矿车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集矿头及海底采矿车，集矿头包括壳体、螺旋机构、旋转驱动机构、射流机构、导流管和输送矿管；壳体内部具有空腔，壳体下端具有空腔的多个入口，上端具有空腔的出口；螺旋机构通过壳体支撑，分别设置于壳体的入口处；旋转驱动机构，用于驱动螺旋机构旋转；射流机构具有多个喷嘴，其分布于壳体下端面处，能够喷射高压水流，喷嘴的喷射方向可以调节；导流管下端为长方形开口且连通壳体的出口，上端为圆形开口且连通输送矿管，导流管与壳体连通处具有镂空网板。本实用新型便于实现海底矿物的开采与输运。

Description

集矿头及海底采矿车

技术领域

本实用新型涉及海底采矿设备技术领域，具体涉及一种集矿头及海底采矿车。

背景技术

相关海底矿物开采技术中存在浮式开采，利用高速对射水流把海底矿石吹起，通过泵和管道以水力或气力方式将矿石从海底提升，该方式受深海环境影响较小。

发明人认为，上述浮式开采技术方案中，集矿头距离开采区域的海底开采面应足够近，使得被对射水流吹起的海底矿石能够进入集矿头；或者提高对射水流的喷射速度，使得海底矿石被吹起的高度数值足够大，但这样会造成能耗的增加。

另外，集矿头中矿物在经输送矿管运输时，容易堵塞在输送矿管中。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种集矿头及海底采矿车，以至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本实用新型的一个或多个实施例提供一种集矿头，包括壳体、螺旋机构、旋转驱动机构、射流机构、导流管和输送矿管。

其中，壳体内部具有空腔，壳体下端具有空腔的多个入口，上端具有空腔的出口；螺旋机构数量为多个且具有螺旋叶片，其通过壳体支撑，分别设置于壳体的入口处。螺旋机构通过旋转驱动机构驱动以实现转动，射流机构具有多个喷嘴，其分布于壳体下端面处，能够喷射高压水流，喷嘴的喷射方向可以调节。导流管下端为长方形开口且连通壳体的出口，上端为圆形开口且连通输送矿管，导流管与壳体连通处具有镂空网板。

本实用新型的一个或多个实施例还提供一种海底采矿车，包括上述的集矿头。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

本实用新型中采用射流机构和螺旋机构的配合，射流机构能够通过高压水流吹动海底矿石，然后利用螺旋机构在壳体内腔及入口处形成螺旋水流，利用螺旋水流将海底矿石吸入壳体中；相对于单独利用射流机构的方式来说，螺旋机构的旋转使得壳体入口处的吸力增大，提高了开采效率；对于壳体入口处与开采面距离的要求变小，也不需要增加射流机构的功

多个喷嘴的喷射角度能够调节，使得集矿头能够适应于不同地形的海底采矿面，提高了集矿头的采矿效率。

在导流管与壳体连通处设置镂空网板，使得大于设定网孔直径的矿物不会进入输送矿管，减少矿物在输送矿管中堵塞的风险。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型实施例中集矿头中安装螺旋机构的示意图；

图2为本实用新型实施例中集矿头中安装传动齿轮及变速齿轮组的示意图；

图3为本实用新型实施例中导流管、壳体及螺旋机构等部分结构示意图；

图4为本实用新型实施例中螺旋机构的旋转轴及螺旋叶片的示意图。

图中：1、螺旋机构；2、轴承；3、传动齿轮；4、变速齿轮组；5、壳体；6、导流管；9、输送矿管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本实用新型中如果出现“上、下、左、右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

如图1-4所示，本实施例提一种集矿头，包括壳体5、螺旋机构1、旋转驱动机构、射流机构、导流管6和输送矿管9，壳体5内部具有空腔，壳体5下端具有空腔的多个入口，上端具有空腔的出口；螺旋机构1数量为多个且具有螺旋叶片的，其通过壳体5支撑，分别设置于壳体5的入口处。螺旋机构1通过旋转驱动机构驱动以实现转动。

射流机构具有多个喷嘴，其分布于壳体5下端面处，能够喷射高压水流，喷嘴的喷射方向可以调节。导流管6下端为长方形开口且连通壳体5的出口，上端为圆形开口且连通输送矿管9，导流管6与壳体5连通处具有镂空网板。

本实施例中，大于镂空网板中网孔直径的矿物不会进入输送矿管，会滞留在壳体中，在壳体下端开设能够自动开闭的排出口，每隔一段时间排出无法输送的矿物。

多个螺旋机构1的旋转轴线相互平行，螺旋机构1包括旋转轴和布设于旋转轴外侧面的螺旋叶片。

所述旋转轴的两端通过轴承2与壳体5连接，本实施例中，轴承2可以为滚动轴承。

在旋转驱动机构的一种结构形式中，旋转轴的两端分别固定有与自身同轴的传动齿轮3，壳体5的侧壁处形成密封舱，传动齿轮3处于密封舱中，密封舱中还设置有变速齿轮组4，变速齿轮组4的旋转输入端与电机的输出轴同轴连接，变速齿轮组4与传动齿轮3啮合，电机处于壳体5的外部且为防水电机。需要指出，在本实施例中变速齿轮组4及传动齿轮3共同形成齿轮式变速器，齿轮式变速器的具体调速方式及其他结构此处不再赘述，由本领域技术人员自行设置。

在另外一种实施方式中，可以省略传动齿轮3及变速齿轮组4的使用，在壳体5的外部分别设置两个能够调速的防水型电机，防水型电机即为旋转驱动机构，每个电机的输出轴同轴固定并驱动一个螺旋机构1的旋转轴即可，防水型电机的机体通过壳体5固定。

所述壳体5在安装螺旋机构1的进口处形成弧形罩结构。

工作原理：海底集矿头运作时，由可调节角度的喷嘴喷射出的对射水流将海底表面的矿石松动，再由螺旋机构旋转形成螺旋水流将矿物从泥土里吸起并在输矿送管负压作用下携带矿物进入输送矿管实现海底矿物的采集。于原有海底采矿集矿头，其更高效，环保。

本实施例还提供一种海底采矿车，包括采矿车本体和上述的集矿头，采矿车本体通过机械臂与壳体连接。

本实施例中的机械臂为两段式机械臂，所述两段式机械臂包括与壳体5相连的第一机械臂以及与采矿车本体相连的第二机械臂。

所述输送矿管9具有螺旋的中空型输送管道，前端连通于壳体5处的导流管6，后端连通于海底采矿车本体的收集舱，其通过内部负压生成向内旋转的螺旋流携带矿物结核进入输送矿管9并最终到达收集舱以完成海底矿物采集。

本实施例有效巧妙利用水力结合机械运动实现海底多金属结核的高效稳定开采，并保护海底生态环境。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种集矿头，其特征在于，包括：

壳体，内部具有空腔，壳体下端具有空腔的多个入口，上端具有空腔的出口；

具有螺旋叶片的多个螺旋机构，其通过壳体支撑，分别设置于壳体的入口处；

旋转驱动机构，用于驱动螺旋机构旋转；

射流机构，具有多个喷嘴，其分布于壳体下端面处，能够喷射高压水流，喷嘴的喷射方向可以调节；

导流管，其下端为长方形开口且连通壳体的出口，上端为圆形开口且连通输送矿管，导流管与壳体连通处具有镂空网板。

2.根据权利要求1所述的集矿头，其特征在于，多个螺旋机构的旋转轴线相互平行，螺旋机构包括旋转轴和布设于旋转轴外侧面的螺旋叶片。

3.根据权利要求2所述的集矿头，其特征在于，所述旋转轴的两端通过轴承与壳体连接。

4.根据权利要求2所述的集矿头，其特征在于，所述旋转驱动机构包括固定在旋转轴两端的传动齿轮，壳体侧壁处形成密封舱，传动齿轮处于密封舱中，密封舱中还设有变速齿轮组，变速齿轮组的旋转输入端与电机输出轴同轴连接，变速齿轮组与传动齿轮啮合，电机处于壳体的外部。

5.根据权利要求1所述的集矿头，其特征在于，所述壳体在安装螺旋机构的进口处形成弧形罩结构。

6.一种海底采矿车，其特征在于，包括权利要求1-5中任意一项所述的集矿头。

7.根据权利要求6所述的海底采矿车，其特征在于，还包括采矿车本体，采矿车本体通过机械臂与壳体连接。

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