[發明專利]一種熱液噴口流體有用元素的富集裝置

在審

• 申請號: 202010513146.1
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN113834693A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 曾志剛;殷學博;齊海燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: G01N1/10
• 分類號: G01N1/10;B01D36/04;B01D36/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

本發明涉及一種熱液噴口流體有用元素的富集裝置，包括吸入龍頭、吸入伸縮管匯、開關閥、輸入管、輸出管、排出伸縮管匯、工作艙保護外殼及分別安裝于該工作艙保護外殼內部由入口向出口依次連接的重力沉淀倉、離心沉淀倉、精細過濾倉、流體倉、陽離子吸附倉、陰離子吸附倉、深水泵，吸入伸縮管匯及排出伸縮管匯分別轉動安裝于工作艙保護外殼的入口端和出口端，吸入伸縮管匯的入口端與吸入口朝下設置的吸入龍頭連接，出口端通過輸入管與重力沉淀倉相連，輸出管的一端與深海泵連接，另一端連接有排出伸縮管匯，吸入伸縮管匯上安裝有開關閥。本發明可完成海底熱液流體中流體顆粒、熱液流體與元素富集于一體的熱液流體原位采樣。

技術領域

本發明屬于海洋熱液活動研究領域，具體地說是一種熱液噴口流體有用元素的富集裝置。

背景技術

海底熱液活動是海底一種獨特的自然現象，也是當代海洋科學研究的重要前沿領域，開展熱液多金屬硫化物資源潛力的評價成為科學研究的核心任務。海底熱液噴口流體溫度相對較高，化學組分多樣，含有高含量的有用元素組分，特別是Au、Pt、Cu、Zn等，但其流通通量及資源貢獻一直是科學家關注的焦點。

發明內容

為了定量評價熱液流體對有用元素成礦作用貢獻，本發明的目的在于提供一種熱液噴口流體有用元素的富集裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明包括吸入龍頭、吸入伸縮管匯、開關閥、輸入管、輸出管、排出伸縮管匯、工作艙保護外殼及分別安裝于該工作艙保護外殼內部由入口向出口依次連接的重力沉淀倉、離心沉淀倉、精細過濾倉、流體倉、陽離子吸附倉、陰離子吸附倉、深水泵，其中吸入伸縮管匯及排出伸縮管匯分別轉動安裝于工作艙保護外殼的入口端和出口端，該吸入伸縮管匯的入口端與吸入口朝下設置的吸入龍頭連接，所述吸入伸縮管匯的出口端通過輸入管與重力沉淀倉相連，所述輸出管的一端與深海泵連接，另一端連接有所述排出伸縮管匯，所述吸入伸縮管匯上安裝有開關閥。

其中：所述工作艙保護外殼的入口端及出口端均固定有安裝架，該安裝架上安裝有可旋轉接頭；所述工作艙保護外殼入口端的可旋轉接頭一端連接吸入伸縮管匯，另一端通過輸入管連接所述重力沉淀倉的入口；所述工作艙保護外殼出口端的可旋轉接頭一端連接排出伸縮管匯，另一端通過輸出管連接深水泵的出口。

所述離心沉淀倉、精細過濾倉、流體倉、陽離子吸附倉、陰離子吸附倉、深水泵之間流體流動的路線為“S”形。

所述重力沉淀倉內部設有傾斜沖擊面，該重力沉淀倉的入口及出口分別位于所述傾斜沖擊面的兩側，所述重力沉淀倉的入口與輸入管相連，出口與所述離心沉淀倉連通。

所述重力沉淀倉的入口位于傾斜沖擊面一側的中下部，出口位于傾斜沖擊面另一側的頂部；所述傾斜沖擊面的上下兩端分別與重力沉淀倉上下面之間留有空間；所述重力沉淀倉的入口截面大于輸入管的管徑。

所述離心沉淀倉的上部為柱形入口段，中部為錐形螺旋分離段，下部為柱形收集段，該離心沉淀倉的入口位于所述柱形入口段的最大切向處，并與所述重力沉淀倉的出口相連，所述離心沉淀倉的出口位于頂部的中心位置。

所述精細過濾倉的下部或底部設有入口，該入口通過連接管匯與所述離心沉淀倉的出口相連，所述精細過濾倉的上部或頂部設有出口，該出口與所述流體倉的入口連接，所述精細過濾倉的內部安裝有超濾濾芯。

所述流體倉的上部或頂部設有與精細過濾倉出口連接的入口，該流體倉的下部或底部設有與所述陽離子吸附倉入口連接的出口。

所述陽離子吸附倉的下部或底部設有入口，該入口與所述流體倉的出口連接，所述陽離子吸附倉的上部或頂部設有出口，該出口與所述陰離子吸附倉的入口連接；所述陽離子吸附倉的內部安裝有陽離子交換樹脂芯，外部安裝有正電極柱。