[发明专利]一种深水采锰结核装置

说明书

本发明公开了一种深水采锰结核装置，包括拖斗、进气管道、压缩气泵及水力提升管道，进气管道一端连接压缩气泵，另一端通过第一阀门连接拖斗；水力提升管道一端通过第二阀门连接拖斗，另一端伸入母船，水力提升管道中安装有泵和离心泵；拖斗包括拖斗容腔、清泥破碎部件、前铲、伸缩杆、卷闸门及防水橡胶模套；拖斗容腔设有开口，卷闸门安装于拖斗容腔开口上边缘；前铲后缘与拖斗容腔开口下边缘连接，且前铲可绕前铲后缘旋转；伸缩杆一端连接前铲另一端连接卷闸门；防水橡胶模套安装于拖斗开口内壁；清泥破碎部件通过球铰链固定在拖斗容腔内部，拖斗容腔上设置有止回阀。本发明提高了采矿装置的工作效率，成本低，结构简单，便于施工与维修。

技术领域

本发明涉及水下采矿装置，具体涉及一种深水采锰结核装置。

背景技术

海底采矿装置设计与制作的主要目的与作用在于，如何从深海将矿石收集并提升至海面之上。自20世纪开始，世界各国对于海底矿石开采技术进行了广泛研究，诞生出拖斗式和流体提升式等多种采矿装置。其中，拖斗式采矿装置结构简单，操作容易，海面船舶通过钢缆拖动海底拖斗装置，以收集水下矿石，但是，具有工作不稳定和工作效率低下等缺点。流体提升式采矿系统，组成装置众多，包含可海底监测、自行式采矿车、定位系统等诸多装置，流体提升式采矿装置工作效率高，但对智能化控制系统要求极高，制造成本昂贵。

发明内容

发明目的：为了解决现有的的水下采矿装置成本高、工作效率低的问题，本发明提供一种深水采锰结核装置。

技术方案：一种深水采锰结核装置，包括拖斗、进气管道、压缩气泵及水力提升管道，进气管道一端连接压缩气泵，另一端通过第一阀门连接拖斗；水力提升管道一端通过第二阀门连接拖斗，另一端伸入母船，水力提升管道中安装有泵和离心泵；拖斗包括拖斗容腔、清泥破碎部件、前铲、伸缩杆、卷闸门及防水橡胶模套；拖斗容腔设有开口，卷闸门安装于拖斗容腔开口上边缘；前铲后缘与拖斗容腔开口下边缘连接，且前铲可绕前铲后缘旋转；伸缩杆一端连接前铲另一端连接卷闸门；防水橡胶模套安装于拖斗开口内壁；清泥破碎部件通过球铰链固定在拖斗容腔内部，拖斗容腔上设置有止回阀。

进一步地，所述水力提升管道包括软质连接管、中间储蓄仓、离心泵及硬质提升钢管；软质连接管一端连接中间储蓄仓，另一端通过第二阀门连接拖斗；中间储蓄仓内安装有泵；硬质提升钢管一端连接中间储蓄仓，离心泵安装在硬质提升钢管上。

进一步地，所述拖斗外部为流线型。

进一步地，所述前铲设有紧密排列的锯齿，锯齿前部比后部薄。

进一步地，所述伸缩杆由母船控制伸缩；卷闸门、第一阀门和第二阀门均由母船控制开关。

进一步地，所述压缩气泵位于母船上。

进一步地，所述清泥破碎部件可绕球铰链转动，清泥破碎部件外壳上设有螺旋形凸硬质纹路。

进一步地，所述止回阀内侧设置有过滤网，止回阀有多个，位于拖斗容腔侧壁上。

进一步地，所述伸缩杆有两个，分别位于卷闸门两端。

进一步地，所述离心泵有多个，多个离心泵安装在硬质提升钢管的不同高度。

工作原理：首先，母船拖动海底拖斗对海底矿石进行收集，流线型外形的拖斗可以减少海底所受阻力。当拖斗收集矿石工作完成后，拖斗前铲由可收缩杆控制，旋转至卷闸门外侧，将其上的矿石、泥沙收进拖斗内部，卷闸门放下，落入设置在拖斗内部的防水橡胶套中，实现水密效果，使拖斗内部与外界海水隔离。内部清泥、破碎装置启动，绕着球铰链进行小范围多角度旋转、搅拌，对矿石进行处理。进气管处阀门开启，母船上的压缩气泵向拖斗内充入气体，将拖斗内的海水与部分淤泥通过拖斗上的止回阀排出拖斗。之后，中间舱与拖斗间的阀门开启，中间舱中的泵体将拖斗内的矿石吸入其中，关闭阀门，向提升管中灌入海水，利用水力提升将矿石提升到母船上。