[发明专利]一种海底采矿设备的矿浆分离装置

说明书

本发明公开了一种海底采矿设备的矿浆分离装置，其主体包括倾斜安装的锥台型空腔结构矿浆分离组件，其大径端为安装底板，其侧壁靠近大径端为进出口部，所述安装底板及进出口部下部为过滤部，且其小径端为矿砂出口，所述进出口部为无孔材质，且其上对称安装有进水口及出水口，所述进水口及出水口呈螺旋状接入所述矿浆分离组件内部空腔，所述过滤部为第一过滤筛网，且所述矿浆分离组件中心安装有带有螺旋导向板的中心杆；本发明通过螺旋状涡流及螺旋导向板的结构设计，利用压强差及离心力作用显著提升了矿砂/海泥的分离效率及分离效果，并通过实时排放分离海泥的设计，一方面对于海底生态更为友好，另一方面也避免了提升海泥所带来的无效能耗。

技术领域

本发明涉及深海采矿领域，尤其涉及一种海底采矿设备的矿浆分离装置。

背景技术

自从二十世纪七十年代后期起，针对从深海海底开采和提升这些沉积物的商业上可行的方案，工程师进行了各种尝试；现有的海底资源提升方案分为机械式、液力式及气升式：液力式提升系统是将水和矿浆提升至水面，该方案包括垂直升流管和单个或一系列管道式泥浆泵，以便将水和矿浆提升至水面；气升式提升系统是气升式将水和矿浆提升至水面，该方案包括将空气注入升流管部件，沿管而下，低密度的空气将水和矿浆提升至水面；机械式提升系统是通过如在陆地上的诸多地下矿山中通常所用的吊斗和缆绳机械地提升矿浆至水面；其中机械式提升系统，结构相对简单且能量效率高，但是其提升工作基本依赖位于固定立管内部的类滑轮组机构完成，故严重受限于海底集矿装置高度，应用度不广；液力式及气升式提升系统直接将集矿装置内的矿物以矿浆方式进行提升，是海底采矿这一领域主要采用的矿物提升方式，但由于该方法直接将矿浆由管道提升至水面，故管道堵塞问题一直是制约这一方案的主要问题之一，同时由于矿浆中所夹杂的海泥也一同被提升至海面进行分离及排放处理，故其效率性及环保性也受到了制约。

申请号为CN201910102614.3的专利提出了一种海底集矿系统的矿物海泥分离装置，该系统包括过滤箱外壳，过滤箱外壳前端设有进水口，后端设有出水口，与矿粒出口下缘平齐的第一过滤网，对出水口进行阻隔的第二过滤网，与第一门板对应的由外力驱动的第一推板，与第二门板对应的由外力驱动的第二推板，在第一过滤网上方设定距离设置的与第一推板信号连接的第一激光传感器，在第一过滤网下方设定距离设置的与第二推板信号连接的第二激光传感器，与矿粒出口连接的矿粒粉碎机；该发明实现了海底集矿系统上的矿泥分离，较于现有方案更为有效且环保，但是一方面通过下方滤网由重力实现矿泥分离效率较低，且滤箱内矿浆流过产生的紊流会严重影响光电传感器的工作，其通过激光传感器对于整体系统的控制方案在实际应用中与预设结果会有一定出入。

为了解决上述技术问题，亟需一种矿泥分离效率高、有助于增强矿砂提升效率且对海底环境更为环保的海底采矿设备的矿浆分离装置来解决现有的技术问题。

发明内容

本发明提出了一种海底采矿设备的矿浆分离装置，通过将矿砂收集箱两侧经弹簧固定安装于海底采矿设备车身内部的L型板上，并在L型板上安装位移传感器，通过位移传感器对弹簧形变量进行测量，以控制储存矿砂质量，有利于进行液力或气升式提升时矿浆的合适比例配比，同时也避免了过大的矿砂质量导致海底采矿设备的沉陷或打滑。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

一种海底采矿设备的矿浆分离装置，包括矿浆分离组件，所述矿浆分离组件为锥台型空腔结构，其大径端为安装底板，其侧壁靠近大径端为进出口部，所述安装底板及进出口部下部为过滤部，且其小径端为矿砂出口，所述进出口部为无孔材质，且其上对称安装有进水口及出水口，所述进水口及出水口呈螺旋状接入所述矿浆分离组件内部空腔，所述过滤部为第一过滤筛网。

上述实施方案，优选的是，所述第一过滤筛网孔径尺寸小于矿砂且大于海底沉积物。

上述实施方案，优选的是，所述进水口与外接吸头连接，且连接有矿浆泵，所述出水口连接有水泵，且安装有第二过滤筛网，所述第二过滤筛网孔径尺寸小于海底沉积物。