FI78967B - Anordning foer uppsamling av foeremaol fraon havsbotten. - Google Patents

Description

78967

Laite meren pohjassa olevien kappaleiden keräämiseksi Tämä keksintö koskee laitetta meren tai vastaavan vesialueen pohjassa olevien kappaleiden keräämiseksi, jossa laitteessa on irauaukolla varustettu kuljetuskanava, paine-5 lähde vesivirtauksen aikaansaamiseksi kuljetuskanavassa, poistoaukko veden poistamiseksi kuljetuskanavasta ja keräi-lysäiliö, johon kuljetuskanava johtaa, jolloin kuljetuska-navan leveys pienenee ja samalla korkeus lisääntyy keräily-säiliötä päin mentäessä.

10 Valtamerien pohjassa, n. 4,5-6 km syvyydessä esiintyy mu dan seassa mineraalikappaleita, ns. mangaaninoduleita. Nodu-lit ovat soikeita mukuloita, joiden pienin halkaisija on noin 10-50 mm. Ne sisältävät mangaanin ohella arvokkaita mineraaleja, kuten nikkeliä, kobolttia ja kuparia. Nodulit si-15 jaitsevat mutakerroksen pinnassa.

On kehitetty erilaisia laitteistoja näiden nodulien keräi-lemiseksi ja talteenottamiseksi. Laitteistossa on keräily-pää, joka kulkee meren pohjaa pitkin nostaen noduleja ylös. Nodulit siirretään letkuston kautta pumppaamalla tai pai-20 neilman avulla tai nostokorin avulla meren pinnalla olevaan alukseen. Esim. US-patenttijulkaisussa 4 042 279 on kuvattu erästä keräilypääratkaisua, jossa nodulien kuljetukseen käytetään vesivirtausta. Tässä tunnetussa laitteistossa virtauksen avulla laitteiston koko leveydeltä kerätyt nodulit 25 kootaan loppupäässä yhteen poikittaisella kuljetusruuvilla tai käyttäen sivusuunnassa kallistettua keräilykammion pohjaa. Voidaan käyttää myös suppiloimaista keräilykammion pohjaa .

Tämän keksinnön tarkoituksena on kerätä nodulit kokoon 30 kuljetusvesivirtauksen avulla.

Nodulien mukana nousee meren pohjasta myös runsaasti mutaa. Muta on erotettava noduleista jollain keinoin, mutta mutainen poistovesivirtaus haittaa keräilypäässä olevien laitteiden, mm. kaikuluotaimen toimintaa. Mudan aiheuttamaa 35 haittaa lisää se, että muta laskeutuu takaisin pohjaan hitaasti, jolloin vesi kirkastuu uudelleen vasta usean vuorokauden päästä.

Tämän keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista 2 78967 se, että poistovirtauksen suunta on säädettävissä. Kuljetus-kanavan leveys pienenee keräilysäiliötä päin mentäessä. So-pivimmin kuljetuskanavan korkeus lisääntyy samalla kun leveys pienenee. Kanavan poikkipinta-ala ei kuitenkaan välttä-5 mättä ole vakio vaan se voi pienentyä loppua kohti. Tällöin veden virtausnopeus kiihtyy lopussa ja irrottaa noduleista niihin tarttuneen mudan nodulien joutuessa erotteluverkon pidättämiksi.

Kun poistovirtaus on ohjattu kapeammalle alueelle, voi-10 daan myös muta ohjata hallitusti ulos kuljetuskanavasta.

Keksintöä ja sen yksityiskohtia selostetaan lähemmin seu-raavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviollisesti sivulta nähtynä pystyleik-kauksena keksinnön mukaista keräilylaitetta ja 15 kuvio 2 esittää samaa laitetta päältä nähtynä.

Kuvioissa 1 ja 2 nähdään keräilylaitteen imu- ja kuljetus-osa, jotka selvyyden vuoksi on esitetty ilman keräilylaitteen runkoa. Runko siirtyy merenpohjaa pitkin esim. telaketjujen ja oman käyttökoneiston avulla tai jalaksien varassa meren 20 pinnalla olevan aluksen vetämänä. Kuvioissa 1 ja 2 siirtymis-suunta on vasemmalta oikealle. Liikkumisnopeus on noin 1 m/s.

Meren pohjassa 1 on noduleja 2, joita keräilylaite kerää imuaukon 3 kautta. Kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa sovellutuksessa noduleita kuljettava imu ja virtaus saadaan aikaan 25 pumpun 4 ja imuaukon yläpuolella olevan suuttimen 5 avulla. Kuviossa 2 on esitetty rinnakkain kolme pumppua ja suutinta. Suutin 5 ohjaa vesivirtauksen tangentiaalisesti imulaitteen yläpinnan 6 alapuolelle. Yläpinnan 6 alapuoli on kupera. Kaareva pinta 6 saa virtauksen kääntymään edelleen ylöspäin. 30 Virtauksen vaikutuksesta syntyy imuaukossa 3 imua, joka nostaa noduleita mukaansa. Nodulit on irrotettu pohjamudasta imuaukon edessä ja takana olevien vaakasuorien, poikittaisten suihkuputkien 7 ja 8 avulla. Suihkuputket ovat hieman pohjan tason yläpuolella ja niiden alaosassa on noin 20 mm välein 35 suihkuaukkoja. Suihkuputkien virtaus saadaan aikaan pumpul la 9. Venttiilien 10 ja 11 avulla voidaan haluttaessa säätää jompi kumpi tai molemmat suihkuputket toimimattomiksi. Siirtoon tarvittavan vesivirtauksen aikaansaamiseen käytettävä 3 78967 pumppu 4 on sopivimmin potkuripumppu, koska siirtosuihkun paineeksi riittää noin 0,5-2 bar, mutta tilavuusvirran on oltava suuri. Irrotussuihkun paineen sen sijaan tulee olla suurempi, noin 2-6 bar, joten pumppu 9 on sopivimmin keski-5 pakopumppu.

Nodulit kulkevat imuaukon kautta kuljetuskanavaan 12, jonka leveys imuaukon jälkeen pienenee. Näin saadaan nodule-ja sisältävä virtaus kohdistettua imuaukkoa kapeamman keräi-lykorin 13 yläpuolelle. Jotta virtauskanavan läpimitta ei 10 kuitenkaan pienenisi liikaa, kanavan korkeus kasvaa samalla kun sen leveys pienenee.

Keräilykorin 13 yläpäässä on erotteluverkko 17, jonka kohdalla nodulit putoavat painovoiman vaikutuksesta korin pohjalle. Sieltä ne kuljetetaan edelleen eteenpäin pumpun 14 15 avulla. Mutavirtaus sen sijaan ohjataan eteenpäin korin yläpäästä verkon 17 läpi. Jotta muta saataisiin ohjattua haluttuun suuntaan, on mudan poistoon tarkoitettu virtausputki 18 kaksihaarainen. Toinen haara on suunnattu vasemmalle ja toinen oikealle. Haarojen välillä on saranan 15 ympäri kääntyvä 20 ohjausläppä 16. Lisäksi voi keräilykorissa olla muitakin oh-jausläppiä, joiden avulla säädetään veden virtausta koriin. Kääntyvän läpän 16 ja kaksihaaraisen putken asemesta voidaan käyttää myös kääntyvää poistoputkea 14 tai poistoaukon suunta voi olla muulla tavoin säädettävä.

25 Edellä on selostettu laitteen käyttöä meren pohjassa.

Luonnollisesti laitetta voidaan käyttää myös järvien ja jokien pohjassa, mikäli näiltä alueilta löydetään joitain kerättäviä tuotteita. Kerättäväksi soveltuvat luonnollisesti myös muutkin kiinteät kappaleet kuin mangaaninodulit.

30 Pohjan tasolla on edellä tarkoitettu sitä tasoa, jonka alapuolella mutakerroksen leikkuslujuus on vähintään 0,3 kPa. Tämän pohjatason päällä on lisäksi noin 2 cm korkuinen sak-kakerros, jolla kuitenkaan ei ole minkäänlaista kantavuutta.