[發明專利]一種海洋礦物輸送軟管空間形態的穩定裝置

有效

• 申請號: 202010344808.7
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111577285B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 韓兆龍;周岱;包艷
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E21C50/00
• 分類號: E21C50/00;B63B27/24;B63C11/52
• 代理公司: 長沙和誠容創知識產權代理事務所(普通合伙) 43251
• 代理人: 戴亞

本發明提出了一種海洋礦物輸送軟管空間形態的穩定裝置，涉及海洋采礦設備技術領域，該穩定裝置包括：信號監聽器、動力裝置、控制器；其中，信號監聽器用于監聽第一信號和第二信號，并根據第一信號確定礦物收集點的位置，根據第二信號確定海底采礦機的位置；動力裝置用于產生推進動力以進行位置調節；控制器用于從信號監聽器獲取礦物收集點和海底采礦機的位置信息，并根據其與礦物收集點和海底采礦機的相對位置，控制動力裝置來調節穩定裝置的位置，使礦物輸送軟管保持預設的空間形態。該穩定裝置能夠提高了海洋礦物輸送過程中礦物輸送軟管空間形態的穩定性。

技術領域

本申請涉及海洋采礦設備技術領域，尤其涉及一種海洋礦物輸送軟管空間形態的穩定裝置。

背景技術

由于深海礦區海洋環境復雜多變，海洋采礦系統作業時收到海浪、洋流和腐蝕等惡劣條件的影響，因此，深海采礦系統的安全性和穩定性是工程設計和應用的核心。海洋采礦系統中，礦物輸送軟管的空間結構穩定性保障至關重要，然而在復雜深海作業中，存在著橫向、豎向、縱向等多個方向的外力，使軟管構型發生三維空間的變形，破壞原有的穩定，影響輸送作業。現有技術中通過在軟管上安裝浮力裝置來保持軟管形態，例如，中國專利CN201310640663.5公開了一種海洋礦產資源開采裝置及開采方法，該專利文獻中涉及有用于輸送礦物的軟管，軟管上安裝有由浮力材料制成的浮體一，以用于保持軟管的形態。現有的浮力裝置只能提供單一浮力，難以保證軟管形態的穩定。

發明內容

本申請所要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述不足，提出一種海洋礦物輸送軟管空間形態的穩定裝置，該穩定裝置能夠提高了海洋礦物輸送過程中礦物輸送軟管空間形態的穩定性。

該海洋礦物輸送軟管用于輸送海底采礦機所采集的礦物至礦物收集點，礦物收集點上設置有用于產生第一信號的第一信號錨點，海底采礦機上設置有用于產生第二信號的第二信號錨點；該穩定裝置連接在礦物輸送軟管上的預定位置，并包括：

信號監聽器，其用于監聽第一信號和第二信號，并根據第一信號確定礦物收集點的位置，根據第二信號確定海底采礦機的位置；

動力裝置，其用于產生推進動力以進行位置調節；

控制器，其用于從信號監聽器獲取礦物收集點和海底采礦機的位置信息，并根據其與礦物收集點和海底采礦機的相對位置，控制動力裝置來調節穩定裝置的位置，使礦物輸送軟管保持預設的空間形態。

進一步地，動力裝置具體包括：設置在第一方向上的第一動力推進裝置、設置在第二方向上的第二動力推進裝置、設置在第三方向上的第三動力推進裝置，其中，第一方向、第二方向、第三方向之間相互垂直，且第一方向設定為豎直方向。

進一步地，第一動力推進裝置、第二動力推進裝置、第三動力推進裝置具體為螺旋槳裝置。

進一步地，穩定裝置還包括：可調節浮力大小的浮力艙。

進一步地，該穩定裝置還包括：連接組件，其包括：可固定地套設在礦物輸送軟管上的軟管套、與軟管套連接在一起的繩索。

進一步地，礦物輸送軟管的空間形態包括：單拱形、多拱形。

進一步地，控制器還用于根據礦物收集點的位置和海底采礦機的位置來確定礦物收集點與海底采礦機之間的距離；當礦物收集點與海底采礦機之間的距離小于閾值時，控制器控制動力裝置調節穩定裝置的位置使礦物輸送軟管保持在單拱形；當礦物收集點與海底采礦機之間的距離大于閾值時，控制器控制動力裝置調節穩定裝置的位置使礦物輸送軟管保持在多拱形。

進一步地，信號監聽器還用于接收礦物收集點發送的第一指令信號；控制器響應于信號監聽器接收到礦物收集點發送的第一指令信號，控制動力裝置調節穩定裝置的位置，使礦物輸送軟管從第一空間形態切換到第二空間形態并保持在第二空間形態。