【技术实现步骤摘要】
水力射流式海底多金属结核采集装置及方法
本专利技术涉及一种海底采矿技术，尤其是一种水力射流式海底多金属结核采集装置及方法。
技术介绍
深海海底有丰富的多金属结核、多金属硫化物以及钴结壳等固体矿石资源，这些资源是未来人类发展重要的物质基础，开发深海资源是未来的必然选择。多金属结核的赋存环境极其特殊：第一，结核矿石赋存于数千米深的海底，所在的海洋环境压力极高，所有模块必须适应这种极端压力环境；第二，结核矿石赋存在海底表层或次表层稀软沉积物上，有的半埋，有的全埋，有的全露在海水中，且粒径大小不一。目前，最有商业前景的深海多金属结核开采工艺是，利用海底集矿车采集矿石，再利用管道将矿石提升到水面采矿船上，整个采集系统最为关键的部分在于如何将赋存环境极为特殊的多金属结核采集起来。基于对海底多金属结核的研究，目前提出了两种采集方式，一种是机械式，即利用机械链板插入沉积物中，将结核矿石从沉积物中利用机械式拔出，再向上传递至集矿车料仓中。另一种是水力式，即利用喷水射流将矿石从沉积物中剥离，使其矿石和沉积物悬浮，再利用水力抽吸作...
【技术保护点】
1.一种水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，包括分别安装于海底驱动设备上部两端的采集单元和矿石转运储存装置，且采集单元能够在海底驱动设备上面转动，并能够与矿石转运储存装置匹配工作；/n所述采集单元包括活动安装于海底驱动设备上的机械连杆，机械连杆末端固定安装排水管，排水管一端与呈球形的矿石暂存料仓上端口连通，且连接处的排水管中设置有筛网，筛网后部的排水管内设置有水泵，矿石暂存料仓下部设置一单向阀将其下端口挡住，单向阀外部的矿石暂存料仓下端口的侧壁上周向设置有多个与矿石暂存料仓内腔相通的吸嘴，且吸嘴朝向下端口方向；所述矿石暂存料仓的下端口呈喇叭口状向矿石暂存料仓下部延伸...
【技术特征摘要】
1.一种水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，包括分别安装于海底驱动设备上部两端的采集单元和矿石转运储存装置，且采集单元能够在海底驱动设备上面转动，并能够与矿石转运储存装置匹配工作；
所述采集单元包括活动安装于海底驱动设备上的机械连杆，机械连杆末端固定安装排水管，排水管一端与呈球形的矿石暂存料仓上端口连通，且连接处的排水管中设置有筛网，筛网后部的排水管内设置有水泵，矿石暂存料仓下部设置一单向阀将其下端口挡住，单向阀外部的矿石暂存料仓下端口的侧壁上周向设置有多个与矿石暂存料仓内腔相通的吸嘴，且吸嘴朝向下端口方向；所述矿石暂存料仓的下端口呈喇叭口状向矿石暂存料仓下部延伸，在喇叭口的末端上对称设置有均朝向喇叭口内部的高压喷头和回水喷头，高压喷头与矿石暂存料仓内腔相通，回水喷头通过回水管连通至水泵后方的排水管。
2.如权利要求1所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述喇叭口末端安装有与矿石转运储存装置匹配的对接凸起。
3.如权利要求1所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述高压喷头和回水喷头的射水方向均为相对的斜向下45°射向海底泥面，射水速度为10m/s。
4.如权利要求1所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述吸嘴方向斜向下45°，在矿石暂存料仓下端口处成圆周状分布。
5.如权利要求1所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述机械连杆通过转动轴承活动安装于海底驱动设备上。
6.如权利要求2所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述单向阀呈圆形，包括主体，主体中部为一圆形空腔，空腔中部沿径向竖直设置一立柱，两片半圆形阀门叶片的直边通过合页安装于立柱上，且两个弧形阀门叶片只能向同一个方向开合。
7.如权利要求6所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述矿石转运储存装置包括料仓，料仓上表面上设置有与喇叭口末端的对接凸起相匹配的圆形对接凹槽，对接凹槽中心设置有向上凸起的与单向阀相匹配的对接头，对接头侧面上开设有与料仓内部连通的卸料口。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭光，张凤鹏，夏建新，张宁，魏强，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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