[實用新型]一種基于康達效應的新型海底集礦裝備

有效

• 申請號: 202022724902.3
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN214007152U
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 張念凡;胡經朝;肖龍飛;趙國成;岳子鈺;李琰;金城;魏強強;楊顯原;盧昌宇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E21C50/00
• 分類號: E21C50/00;B63C11/52
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

1.一種基于康達效應的新型海底集礦裝備，其特征在于：

包括自調節水力式集礦頭、礦泥分離器、泥水分離器；

所述自調節水力式集礦頭包括一截面呈人字形的集礦腔體，所述集礦腔體上部為一對曲面壁(20)，所述曲面壁(20)分為兩段曲面單元，兩段曲面單元中間由柔性連接層(19)相連；兩段曲面單元之間由至少一液壓缸(21)連接，通過液壓缸(21)伸縮可調節位于下部的所述曲面壁的曲率；所述人字形的集礦腔體兩端各設置一噴射筒體，所述噴射筒體上設有與集礦腔體入口對應的長條形狀或長條形布置的噴口；所述噴射筒體與供水管路連通；所述噴射筒體的軸端通過一連桿固定于一擺動機構上，所述擺動機構可帶動噴射筒體小幅擺動，進而使得所述噴口的朝向與集礦腔體入口相適應；

所述礦泥分離器包括一中空腔體，所述中空腔體橫向形成一水平流道，一側具有礦泥分離器入口(24)、另一側具有礦泥分離器出口(26)；中空腔體下方設有至少一豎井，豎井后側具有一用于礦石流出的豎井出口(28)，所述豎井出口(28)的下表面為傾斜向下；豎井內設置多孔擋板(29)，所述多孔擋板(29)也傾斜向下，與豎井出口(28)的下表面銜接，且傾斜角度與豎井出口(28)的下表面相同；豎井底部為豎井入口(30)，所述豎井入口為低速水流入口，通過一可調節流量的閥門與泥水分離器的出口相連接；

所述礦泥分離器的出口(32)通過潛水泵(40)與泥水分離器(41)的入口連接，所述泥水分離器(41)出口還與水力式集礦頭的入口連接。

2.如權利要求1所述的基于康達效應的新型海底集礦裝備，其特征在于：所述擺動機構包括液壓旋轉機構(16)，所述液壓旋轉機構(16)通過其輸出軸帶動錐齒輪(16a)轉動，通過錐齒輪(16a)帶動齒輪(16b)轉動，所述連桿與所述齒輪(16b)相對固定。

3.如權利要求2所述的基于康達效應的新型海底集礦裝備，其特征在于：一對液壓旋轉機構(16)設于集礦腔體的前后兩側，分別控制一側的噴射筒體的擺動，各自的油管及信號線沿所述集礦腔體的前后兩側的方向向上延伸。

4.如權利要求2所述的基于康達效應的新型海底集礦裝備，其特征在于：所述自調節水力式集礦頭還包括泥橇板(23)，所述泥橇板(23)位于集礦腔體下方，并通過減震裝置(22)與集礦腔體連接；所述減震裝置(22)為沿泥橇板(23)長度方向設置的可多點調節的主動式減震調節裝置和被動式減震調節裝置；所述主動式減震調節裝置為剛性的伸縮部件，所述伸縮部件通過伸縮調節所在點位下泥橇板(23)上端與集礦腔體下表面之間的間距；伸縮調節后可鎖定；所述被動式減震調節裝置為彈簧組件，所述彈簧組件通過彈性伸縮調節所在點位下對于集礦腔體的支撐力；在主動式減震調節裝置后集礦頭進入被動式調節模式，實現行進過程中的集礦頭能夠動態實時地貼靠海床表面，對海底地形變化進行自適應。

5.如權利要求1所述的基于康達效應的新型海底集礦裝備，其特征在于：所述泥水分離器主體為一中空的箱體，縱向一端為泥水分離箱入口(31)，另一端為泥水分離箱出口(32)；所述箱體的底板可打開，以使箱體中積累的海泥顆粒每隔一段時間排放至海底表面；箱體內部迎流方向交錯設置兩排或多排U型擋板(33)，使得海泥顆粒在U型擋板(33)的作用下沉降；所述U型擋板(33)在寬幅方向上錯開設置；所述豎井出口(28)的部位向下具有一漏斗形的礦石落口，所述礦石落口與礦物輸送裝置(44)的入口連接，所述礦物輸送裝置(44)內具有皮帶輪輸送機構；所述多孔擋板(29)與所述豎井出口(28)的下表面位于同一平面。

6.如權利要求1所述的基于康達效應的新型海底集礦裝備，其特征在于：所述礦泥分離器寬幅方向具有兩個或多個礦泥分離器入口(24)。