[发明专利]深海矿车扰动羽流抑制装置

说明书

本发明涉及一种深海矿车扰动羽流抑制装置，包含颗粒物分离器、大吸力深海高压泵、羽状流抽吸口、管路，所述管路置于矿车的周围，所述管路下面设有多个羽状流抽吸口，所述管路输出口通过大吸力深海高压泵连接颗粒物分离器，通过大吸力深海高压泵的抽吸，使矿车产生的羽状流颗粒物从羽状流抽吸口抽到颗粒物分离器，由颗粒物分离器将羽状流中的水和颗粒物进行分离后排出再经过压实处理后排放到海底，达到抑制矿车羽状流沉积物的效果。本发明的装置能有效的抑制矿车在工作中扰动产生的羽状流颗粒物，实现大颗粒物和水流分离后将颗粒物压实处理后集中、缓慢排放至海底，从而减少矿车工作产生的羽状流颗粒物对海底生物及海洋环境的影响。

技术领域

本发明涉及一种矿车开发过程中羽状流沉积物分离的技术领域，尤其是一种用于分离深海采矿车在切割与收集矿物、轨迹压痕等作业工作产生的羽状流沉积物的装置。

背景技术

当前，矿物处理过程中常用的颗粒物处理方法包括：静电分离法、滤袋过滤法、旋风分离法以及膜式过滤法等，其中，静电分离法仅用于大气静电除尘，并不适用于水中颗粒物过滤；深海采矿车的工作场景为水下2000-6000米的矿区，而滤袋和膜式过滤法需要定期更换过滤件，不具备可操作性。旋风分离机和自清洗膜式过滤器可以用于水下固液分离，然而，矿车形成的羽状流颗粒物空间尺寸较大，现有分离和过滤设备依然存在以下问题：1)深海矿车羽状流颗粒物过滤装置空白。现有深海采矿过程中现有人们对羽状流对海底生态环境的破坏作用机理和破坏效果依然未知，人们还没有重视对羽状流的控制，矿车羽状流控制装置产品空白，相关基础科研依然处于探索阶段；2)传统过滤装置通过管路与污染源连接，不能满足海水中颗粒物的抽吸与分离。3)传统过滤装置的流量处理能力有限。商业化深海采矿车的外形尺寸高达几米甚至十几米，以矿车行进速度0.5m/s为案例，矿车作业扰动引起的尾部羽状流颗粒物的海水体积接近十几万立方米，现有分离机和过滤器处理能力远低于这个容量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效抑制矿车作业工作产生的羽状流沉积物的控制装置，该装置采用分布式抽吸口对羽状流沉积物进行抽吸，采用大吸力深海高压泵对含颗粒物海水进行收集，采用固液分离器或自清洗膜式过滤器，对深海中羽状流沉积物进行固液分离的装置。分布式抽吸口布置、大吸力深海高压泵以及独特的内部加速运动产生高速旋转的涡流，进而高效率地实现颗粒物抽吸，并通过固液分离器或自清洗膜式过滤器实现对海水中特定尺寸的颗粒物进行精准分离。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种深海矿车扰动羽流抑制装置，包含颗粒物分离器、大吸力深海高压泵、羽状流抽吸口、管路，所述管路置于矿车的周围，所述管路下面设有多个羽状流抽吸口，所述管路输出口通过大吸力深海高压泵连接颗粒物分离器，通过大吸力深海高压泵的抽吸，使矿车产生的羽状流颗粒物从羽状流抽吸口抽到颗粒物分离器，由颗粒物分离器将羽状流中的水和颗粒物进行分离后排出再经过压实处理后排放到海底，达到抑制矿车羽状流沉积物的效果。

进一步，所述羽状流抽吸口呈分布式和阵列式排列。

进一步，所述分布式排列的羽状流抽吸口位于矿车履带的前后位置，用于矿车履带产生的羽状流颗粒物进行及时抽吸。

进一步，所述阵列式排列的羽状流抽吸口处于矿车头的后部，用于矿车头产生的羽状流颗粒物进行及时抽吸。

进一步，所述羽状流抽吸口4的外形是从吸入口部到尾部逐渐变小。

进一步，所述颗粒物分离器为旋风式固液分离器或自清洗膜式过滤器。

进一步，所述旋风式固液分离器内部设有离心机，由离心机使水流产生高速旋转的涡流，能将水和固体颗粒物有效的分离。

进一步，所述旋风式固液分离器，用于尺寸＞10μm的颗粒物的分离。

进一步，所述自清洗膜式过滤器内部设有自清洗式过滤网结构，能有效的将固体颗粒物进行分离沉淀。

进一步，所述自清洗膜式过滤器，用于尺寸＜10μm的颗粒物的分离。