[发明专利]一种海底硫化物切削及收集装置

说明书

本发明公开了一种海底硫化物切削及收集装置，包括：对转切削机构和收集机构，对转切削机构包括第一切削头、第二切削头、驱动轴、安装架，第一切削头和第二切削头呈相对转动，且转向均向中间位置转动；驱动轴分别设置在第一切削头和第二切削头上，且分别通过驱动轴与安装架底面固定连接；收集机构包括喇叭收集口、收集泵、喷射泵，喇叭收集口柔性安装在安装架底部中间，且通过管道与收集泵贯通连接；喇叭收集口开口两侧分别设有第一喷嘴和第二喷嘴，分别与喷射泵通过管路连接，射流水由喷射泵将海水抽吸经管路输送至第一喷嘴和第二喷嘴，射流水按照预设的流速及角度喷射，形成射流水幕，聚集切削矿物，提高了采收效率和切削收集匹配性。

技术领域

本发明涉及海底硫化物开采装备技术领域，尤其涉及一种海底硫化物切削及收集装置。

背景技术

海底蕴含着丰富的矿产资源存储量，其中多金属硫化物一般分布在500-3500米水深的海底，以大块矿床形式存在，是由海底热泉喷发而成，分布广泛，矿产品位较高。多金属硫化物富含铜、铅、锌、锰、铁、金、银等多种金属，尤其金、银等贵金属的含量远高于多金属锰结核，故被称为“海底金库”，极具商业开发价值。

硫化物赋存状态多为烟囱状、块状和软泥，常以数十米高的烟囱、数米厚的沉积状，分布在崎岖不平的海底，而多金属结核大多为直径0.5～25cm赋存于海底软泥上。由于其赋存状态与多金属结核的不同，造成了多金属硫化物开采工艺的截然不同。相比于多金属结核水力抽吸的采集方式，硫化物采集方式为剥采、破碎和收集的综合作业。高效切削及收集装置的缺乏使得我国无法进行大规模的海上矿物开采，极大地制约了我国深海采矿产业的发展。对于有着极高开采价值的海底硫化物，开采是必行的一步，而采收效率低、切削收集匹配性差等为亟需解决的问题。

发明内容

针对海底硫化物剥采、破碎收集，本发明的目的是提供一种海底硫化物切削及收集装置。

本发明还提供了一种海底硫化物切削及收集装置，包括：对转切削机构和收集机构，其中，

所述对转切削机构包括第一切削头、第二切削头、驱动轴、安装架，所述第一切削头和所述第二切削头呈相对转动，且转向均向中间位置转动，用于将切削下的矿物向中间集中飞溅；所述驱动轴分别设置在所述第一切削头和所述第二切削头上，且所述第一切削头和所述第二切削头分别通过所述驱动轴与所述安装架底面固定连接；

所述收集机构包括喇叭收集口、收集泵、喷射泵，所述喇叭收集口柔性安装在所述安装架底部中间，且通过管道与所述收集泵贯通连接，用于收集粉碎的矿物；所述喇叭收集口开口两侧分别设有第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴分别与所述喷射泵通过所述管路连接，射流水由所述喷射泵将海水抽吸经所述管路输送至所述第一喷嘴和所述第二喷嘴，射流水按照预设的流速及角度喷射，形成射流水幕，用于切削矿物聚集。

优选地，所述管路包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路分别连接所述收集泵和所述喇叭收集口，用于在进行切削时，对切削矿物抽吸采集，未进行切削时，射流水反冲洗；所述第二管路和所述第三管路一端与所述喷射泵连接，另一端分别与所述第一喷嘴和所述第二喷嘴连接，用于射流水，形成射流水幕。

优选地，所述喷射泵远离所述管路的一端为入口处并设有第一过滤网，射流水从所述喷射泵进入，经过所述第二管路、所述第三管路输出至所述第一喷嘴和所述第二喷嘴。

优选地，所述喇叭收集口远离所述第一管路的开口处设有第二过滤网，待收集物从所述喇叭收集口进入，经过所述第一管路从收集泵输出切削矿物物料输送路径过程中，用于防止过大的异物进入，对于超过尺寸的大颗粒在所述收集泵反冲洗时排出所述喇叭收集口。

优选地，所述喇叭收集口通过法兰与所述安装架固定连接，且所述喇叭收集口靠近所述安装架的一端设有弹簧缓冲装置。

优选地，所述第一切削头和所述第二切削头为筒状结构，所述筒状结构表面分布有沿圆周方向倾斜设置的截齿座。