【技术实现步骤摘要】
一种基于浮力重力差垂直提升装置的节能深海采矿系统
：本专利技术涉及一种涉及深海采矿装备的
，尤其涉及一种基于浮力重力差垂直提升装置的节能深海采矿系统。
技术介绍
：我国南海水域蕴藏着丰富的金属及非金属矿物，然而这些矿物多分布于水深超5000米的海域的深海海床中，大水深作业也因此成为深海采矿面临的巨大挑战。目前的深海采矿系统一般包括海面的采矿辅助船，海底的采矿车以及连接二者的垂直输运系统。传统上，海底采矿车从海床上收集矿石，矿石进而被粉碎，泵入垂直输运系统。该垂直输运系统通常含有立管，所采集的矿石和海水混合物经由立管，从海底被竖向运输至海面上的采矿辅助船中。传统的提升系统一般为液压式或者气举式。液压式提升系统中沿着立管不同深度，设有多个采用离心举升泵的升压站，以保持立管内部压力。气举系统中，压缩气体被注入到中间深度，矿石固体因此可以通过气体/液体/固体三相混合物被举升。到目前为止，仍不存在实尺规模的深海采矿作业。特别是传统竖向运输系统的低效率和高成本，且随着水深的增加越来越复杂的情况下，其在水深超过6000米后能...
【技术保护点】
1.一种基于浮力重力差垂直提升装置的节能深海采矿系统，其特征在于：包括水面采矿辅助船、浮力重力差垂直提升装置、矿石装载作业区、矿石卸载作业区、压载物装载作业区、压载物卸载作业区和海底支撑基础；/n其中，水面采矿辅助船搭载浮力重力差垂直提升装置，在水面采矿辅助船内包括设有矿石卸载作业区、压载物装载作业区、矿石初筛装置工作区和压载物储备舱，在海床的上方设有矿石装载作业区和压载物卸载作业区。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于浮力重力差垂直提升装置的节能深海采矿系统，其特征在于：包括水面采矿辅助船、浮力重力差垂直提升装置、矿石装载作业区、矿石卸载作业区、压载物装载作业区、压载物卸载作业区和海底支撑基础；
其中，水面采矿辅助船搭载浮力重力差垂直提升装置，在水面采矿辅助船内包括设有矿石卸载作业区、压载物装载作业区、矿石初筛装置工作区和压载物储备舱，在海床的上方设有矿石装载作业区和压载物卸载作业区。
2.根据权利要求1所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述浮力重力差垂直提升装置包括一组由钢缆组成的闭环系统，在钢缆上固定搭载多个设有浮力材料块的矿车；当矿车空载时，每个矿车在海水中的总浮力大于其重力。
3.根据权利要求2所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述闭环系统呈“口”字型，在“口”字型的四个角上设有滑轮，其中两只为支撑滑轮，设在所述水面采矿辅助船上；另外两只为固定滑轮，设在海床上，所述钢缆通过两只支撑滑轮和两只固定滑轮。
4.根据权利要求3所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述闭环系统的一侧为矿车下降工作区，另一侧为矿车上升工作区。
5.根据权利要求4所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述闭环系统的顶部设有矿车水上作业区，其底部设有矿车水下作业区；
矿车水上作业区设在两个所述的支撑滑轮之间，由所述矿石卸载区和所述压载物装载区组成；
矿车水下作业区设在两个所述的固定滑轮之间，由所述压载物卸载区和所述矿石装载区组成。
6.根据权利要求5所述的节能深海采矿系统，其特征在于：在所述矿车水上作业区和所述矿车水下作业区内，控制每个所述矿车中加载的矿石或压载物的重量；其中，
所述矿车上升工作区的所述矿车在海水中的浮力大于其总重力，所述矿车自然上升；所述矿车下降工作区的所述矿车在海水中的总重力大于其浮力，所述矿车自然下降；所述闭环系统在浮力重力差的作用下连续转动，实现海底矿石的连续运送。
7.根据权利要求6所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述矿车水上作业区包含所述压载物装载区和所述矿石卸载区；所述矿车出水面后，先在所述矿石卸载区释放矿石，然后通过所述压载物装载区时添加压载物，进而通过所述支撑滑轮后到达所述矿车下降工作区。
8.根据权利要求7所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述矿石初筛装置工作区与所述矿石卸载...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖世俊，林志良，李靖，毋晓妮，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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