一種海底集礦車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種海底浮式集礦裝置，特別是涉及一種環(huán)保高效節(jié)能的海底集礦車。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋是地球上尚未被人類充分認(rèn)識(shí)和利用的最大潛在資源基地。除海洋石油氣資源和海濱礦砂外，海底目前已知有商業(yè)開采價(jià)值的還有多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼和多金屬硫化物等金屬礦產(chǎn)資源。這些礦物中富含鎳、鈷、銅、錳及金、銀金屬等，總儲(chǔ)量分別高出陸上相應(yīng)儲(chǔ)量的幾十倍到幾千倍。2013年我國又正式獲得一塊太平洋富鈷結(jié)殼礦區(qū)。顯然，深海礦產(chǎn)資源的開發(fā)必須依賴深海集礦裝備進(jìn)行。2015年5月110日公布的《中國制造2025》為“制造強(qiáng)國”戰(zhàn)略指明了方向，把“海洋工程裝備及高科技船舶”歸為重點(diǎn)突破的十大戰(zhàn)略領(lǐng)域之一，著重進(jìn)行先進(jìn)海洋工程裝備的研發(fā)和國有化。
[0003]現(xiàn)在國際普遍的集礦技術(shù)可分為兩種:一是機(jī)械式開采，它利用長的鏈斗或海底機(jī)器人把海底表面的礦石收集起來，然后運(yùn)用傳送帶提上來。由于的深海地形，深海動(dòng)力、深海通信等，該方式工作范圍，工作效率受到嚴(yán)重的限制;二是浮式開采，它利用高速對(duì)射水流把海底礦石吹起，通過栗和管道以水力或氣力方式將礦石從海底提升，該方式受深海環(huán)境影響較小，但耗能大，采集的礦石中泥漿多，對(duì)深海生態(tài)造成的影響較大。
[0004]綜上所述，為改善原有海底集礦裝備的生產(chǎn)效率低、耗能大、對(duì)海床生態(tài)破壞嚴(yán)重等不足，本實(shí)用新型提出一種海底集礦車。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型之目的在于提供一種海底集礦車，相比于原有海底集礦裝備，其具有更環(huán)保、高效、節(jié)能、可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為達(dá)上述及其它目的，本實(shí)用新型提出一種海底集礦車，其特征在于:該海底集礦車包括水射流噴嘴(I)、吸礦罩(2)、螺旋導(dǎo)流板(3)、礦漿栗(4)、承壓貯礦箱(5)、中繼艙輸送管道(9)、集礦車箱體(10)，所述水射流噴嘴(I)位于集礦車下部，所述吸礦罩(2)、螺旋導(dǎo)流板(3)、礦漿栗(4)、承壓貯礦箱(5)位于所述集礦車箱體(10)內(nèi)緊密布置，所述水射流噴嘴(I)呈一定縱向和橫向的傾斜角度沿吸礦罩(2)底部緊密布置若干組，所述螺旋導(dǎo)流板
(3)沿著螺旋線鑲嵌于所述吸礦罩(2)內(nèi)側(cè)，所述礦漿栗(4)通過礦漿栗管道連至所述吸礦罩(2)，所述礦漿栗(4)通過所述中繼艙輸送管道(9)將所集礦物輸送至中繼艙，所述礦漿栗
(4)還連接所述承壓貯礦箱(5)。
[0007]進(jìn)一步地，所述承壓貯礦箱(5)內(nèi)部布置有防止礦物顆粒以及較大粒徑泥沙顆粒通過的過濾網(wǎng)(6)和防止箱內(nèi)壓力過大或過小的壓力閥門(7)，所述承壓貯礦箱(5)通過一增壓栗(8)連至吸礦罩(2)，通過過濾網(wǎng)(6)的海水以及少量小于水射流噴嘴口徑的固態(tài)顆粒從所述承壓貯礦箱(5)內(nèi)流入增壓栗(8)，并最終通過水射流噴嘴(I)噴射出去。
[0008]進(jìn)一步地，所述壓力閥門(7)在承壓貯礦箱(5)壓力過大或者過小時(shí)開啟，以實(shí)現(xiàn)管道排水泄壓或者抽水升壓的功能。
[0009]進(jìn)一步地，所述水射流噴嘴(I)呈一定縱向和橫向的傾斜角度沿吸礦罩(2)底部緊密圓周對(duì)稱布置若干組。
[0010]進(jìn)一步地，所述水射流噴嘴(I)采用連續(xù)射流或脈沖射流的方式將海床上的錳結(jié)核或富鈷結(jié)殼顆粒吹起一定高度。
[0011]進(jìn)一步地，所述礦漿栗(4)在所述吸礦罩(2)內(nèi)形成局部負(fù)壓，在所述螺旋導(dǎo)流板
(3)的導(dǎo)流作用下形成向上流動(dòng)的豎軸漩渦。
[0012]進(jìn)一步地，布置有水射流噴嘴(I)的吸礦罩(2)可實(shí)現(xiàn)上升下降以及各個(gè)角度的傾斜。
[0013]進(jìn)一步地，所述承壓貯礦箱(5)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，能承受一定高壓或低壓，空間尺寸設(shè)計(jì)成至少儲(chǔ)備一次集礦任務(wù)的礦物顆粒。
[0014]進(jìn)一步地，所述壓力閥門(7)在承壓貯礦箱(5)壓力過大或者過小時(shí)開啟
[0015]進(jìn)一步地，所述承壓貯礦箱(5)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，囤礦一側(cè)抬高向礦漿栗管道傾斜，所述增壓栗(8)處管道口關(guān)閉后礦漿栗(4)反向啟動(dòng)，箱內(nèi)壓力逐漸減小至壓力閥門(7)開啟，集礦車箱外部的水通過管道流入承壓貯礦箱(5)內(nèi)進(jìn)行升壓補(bǔ)償同時(shí)攜帶高密度礦物顆粒通過礦漿栗(4)最終由中繼艙輸送管道(9)輸送至中繼艙。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種海底集礦車，采用低強(qiáng)度大流量水射流技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)工業(yè)的高強(qiáng)度水射流，可減少集礦過程中對(duì)海床表面的沖刷擾動(dòng)，水射流噴嘴群噴射形成的環(huán)形水鏈可有效減弱集礦過程中揚(yáng)起的泥沙的擴(kuò)散，集礦效率獲得了極大的提高，并為海底集礦節(jié)約了成本。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型一種海底集礦車的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合【附圖說明】本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型亦可通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
[0019]圖1為本實(shí)用新型一種海底集礦車的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型一種海底集礦車，包括:水射流噴嘴(I)、吸礦罩(2)、螺旋導(dǎo)流板(3)、礦漿栗(4)、承壓貯礦箱(5)、過濾網(wǎng)(6)、壓力閥門(7)、增壓栗(8)、中繼艙輸送管道(9)、集礦車箱體(10)
[0020]其中，水射流噴嘴(I)位于集礦車下部，其余的吸礦罩(2)、螺旋導(dǎo)流板(3)、礦漿栗
(4)、承壓貯礦箱(5)、過濾網(wǎng)(6)、壓力閥門(7)、增壓栗(8)位于集礦車箱體(10)內(nèi)緊密布置，集礦車在礦區(qū)緩速行駛。
[0021 ]水射流噴嘴(I)呈一定縱向和橫向的傾斜角度沿吸礦罩(2)底部緊密圓周對(duì)稱布置若干組以期噴射出最利于礦物提升的螺旋流，采用連續(xù)射流或脈沖射流的方式將海床上的錳結(jié)核或富鈷結(jié)殼顆粒吹起一定高度，同時(shí)，由水射流噴嘴(I)群噴射形成的環(huán)形水鏈可有效減弱集礦過程中揚(yáng)起的泥沙的擴(kuò)散，螺旋導(dǎo)流板(3)沿著螺旋線鑲嵌于吸礦罩(2)內(nèi)側(cè)，礦漿栗(4)在吸礦罩(2)內(nèi)形成局部負(fù)壓，在螺旋導(dǎo)流板(3)的導(dǎo)流作用下形成向上流動(dòng)的豎軸漩渦。為保證集礦車在高低不平、傾斜的海床礦區(qū)上擁有較高的集礦效率，布置有水射流噴嘴(I)的吸礦罩(2)可實(shí)現(xiàn)上升下降、各個(gè)角度的傾斜，從而保證水射流噴嘴(I)和吸礦罩(2)誘導(dǎo)出的龍卷風(fēng)式渦流流場與礦物顆粒的相對(duì)位置維持穩(wěn)定，集礦效率獲得極大的提尚。
[0022]在吸礦罩(2)內(nèi)形成的龍卷風(fēng)式渦流，壓強(qiáng)由四周向中間，由下向上逐漸變小，錳結(jié)核或富鈷結(jié)殼顆粒在壓力差作用下向心集聚并旋升，從而實(shí)現(xiàn)集礦，漩渦的形成將會(huì)降底海床表面礦物顆粒臨界啟動(dòng)速度的20%以上，從而在同種工況和集礦狀態(tài)下，本實(shí)用新型需要較小的水射流噴射和礦漿栗抽吸強(qiáng)度，從而減少了集礦過程中裝備對(duì)海底的擾動(dòng)。