[發明專利]先聚后采雙側附壁脈動射流式海底礦粒采集裝置

在審

• 申請號: 202310353500.2
• 申請日: 2023-04-04
• 公開（公告）號: CN116291460A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 李雨瑤;趙國成;肖龍飛;靳奉園;劉孜涵;張栢源;陳衍力;劉明月;吳緯;袁林;周子欣
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E21C50/00
• 分類號: E21C50/00;B05B15/40;B05B12/08;B05B9/04
• 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

1.一種先聚后采雙側附壁脈動射流式海底礦粒采集裝置，其特征在于，包括：

礦粒富集機構，其包括在集礦頭前方的兩側對稱安裝的一對外擴式射流噴嘴，一對外擴式射流噴嘴的方向為：水平面視角下，各自對準二者之間的斜后方的方向；立面視角下，各自傾斜向下；

雙側凸曲壁集礦機構，其包括設于集礦頭的前后側的各一排的射流噴嘴(7、8)，兩排射流噴嘴(7、8)的方向為：水平視角下，相向設置；立面視角下，各自傾斜向下；

所述礦粒富集機構與雙側凸曲壁集礦機構之間形成對稱的兩路集礦水流循環。

2.如權利要求1所述的先聚后采雙側附壁脈動射流式海底礦粒采集裝置，其特征在于：

還包括供水管路系統，其上設有第一流量分配閥(5)和第二流量分配閥(6)；

所述第一流量分配閥(5)分為兩個出水口，分別對應：位于一側的外擴式射流噴嘴和位于另一側的外擴式射流噴嘴；

所述第二流量分配閥(6)分為兩個出水口，分別對應：位于集礦頭后方的第一射流噴嘴(8)，位于集礦頭前方的第二射流噴嘴(7)。

3.如權利要求2所述的先聚后采雙側附壁脈動射流式海底礦粒采集裝置，其特征在于：所述一對外擴式射流噴嘴的噴射方向的上方設有對噴射水流起到導向作用的擋板(13)。

4.如權利要求3所述的先聚后采雙側附壁脈動射流式海底礦粒采集裝置，其特征在于：所述擋板(13)固定在一對橇板上，所述橇板通過彈性裝置與集礦頭固定連接，且使得所述擋板(13)與海底接觸時，所述集礦頭與海底具有一可調的間距。

5.如權利要求2所述先聚后采雙側附壁脈動射流式海底礦粒采集裝置，其特征在于：所述供水管路系統包括水泵(4)，所述供水管路系統的水泵(4)采用脈動式射流的方式。

6.如權利要求5所述的先聚后采雙側附壁脈動射流式海底礦粒采集裝置，其特征在于：所述水泵(4)采用一對，各自作為所述兩路集礦水流循環中其中一路中的一個環節。

7.如權利要求6所述的先聚后采雙側附壁脈動射流式海底礦粒采集裝置，其特征在于：所述水泵(4)的進水口設有一濾網(3)，在濾網(7)的作用下，礦物顆粒和海水-沉積物混合物實現分離：礦物顆粒向下落入儲礦箱中，海水-沉積物混合物穿過濾網(7)后沿著水泵(4)兩側的排水管道向所述流量分配閥(5)輸送；所述排水管道各自作為所述兩路集礦水流循環的其中一路中的一個環節。

8.如權利要求2所述的先聚后采雙側附壁脈動射流式海底礦粒采集裝置，其特征在于：所述第一射流噴嘴(8)、第二射流噴嘴(7)的出口上方的集礦管壁設計為向下凸起的流線型凸曲壁結構，當礦粒被富集到集礦頭的作業區域后，集礦頭前后兩處的第一射流噴嘴(8)、第二射流噴嘴(7)按設定的流速比噴出高速射流，利用康達效應對賦存于海床表面的礦粒進行沖刷、松動、剝離、推移、抬升，高速水流在流線型凸曲壁結構的近壁面和遠壁面處形成高低壓力差，使礦粒具有沿著曲壁向集礦出口移動的趨勢。