水下可移动过山车式扬矿系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种水下可移动过山车式扬矿系统，包括水面采矿支持船，水面采矿支持船和上升滑道及下降滑道构成过山车式滑道，上升滑道和下降滑道上设有矿石运输舱，矿石运输舱采用直线电机驱动，上升滑道的底部设有电磁发射轨道，实现对矿石运输舱的驱动和加速，上升滑道上设有中继加速站，来对矿石运输舱进行加速，下降滑道整体或部分设置电磁涡流制动金属，水面采矿支持船和电磁发射轨道间连接有脐带缆。本实用新型专利技术其仅提升有价值的海底破碎矿石，不提升海水，与常规的水力扬矿系统相比，不需设置水下矿浆提升泵，不存在矿浆混输堵塞等流动保障问题及环境保护问题，其效率是常规水力扬矿系统的几倍到十几倍，可显著降低操作费用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
水下可移动过山车式扬矿系统


[0001]本技术涉及水下采矿设备
，具体是一种水下可移动过山车式扬矿系统。

技术介绍

[0002]海底中蕴藏丰富的品位极高的矿藏资源。常规的海底矿石扬矿系统采用矿浆混输式水力扬矿系统，将破碎后的矿石与海水混合，形成矿浆（一般海水含量在88-95%），整体提升到水面采矿支持船上进行处理。对于水力扬矿系统，海水仅是混输的传输中间介质，提升到水面采矿支持船后，还需要经过脱水处理后，再排放到海中要求的位置。提升和矿石脱水处理均消耗大量的能量，处理后含矿渣海水的排放还会造成环境的污染。含固体大颗粒的多相混输流动保障等技术，全球仍处于技术研发攻关阶段，尚无成熟的解决方案。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本技术公开了一种水下可移动过山车式扬矿系统。
[0004]本技术的技术方案为：水下可移动过山车式扬矿系统，包括水面采矿支持船，水面采矿支持船和上升滑道及下降滑道构成过山车式滑道，上升滑道和下降滑道上设有矿石运输舱，矿石运输舱采用直线电机驱动，上升滑道的底部设有电磁发射轨道，实现对矿石运输舱的驱动和加速，上升滑道上设有中继加速站，来对矿石运输舱进行加速，下降滑道整体或部分设置电磁涡流制动金属，水面采矿支持船和电磁发射轨道间连接有脐带缆。
[0005]进一步地，上升滑道和下降滑道呈曲线浮在水中。
[0006]进一步地，矿石运输舱内设有永磁体材料，外形为流线型，用来减少流体的阻力。
[0007]进一步地，中继加速站的电磁线圈为圆筒形状。
>[0008]进一步地，脐带缆连接于水面采矿支持船和海底电磁发射轨道或中继加速站之间。
[0009]与常规矿浆混输水力扬矿系统相比，克服了固体大颗粒固液混输的能耗高、效率低，以及流道堵塞及排放污染等缺点，无须设置技术挑战极大的水下多相混输扬矿泵。
[0010]本技术的有益之处：本技术提出一种水下可移动过山车式扬矿系统，其仅提升有价值的海底破碎矿石，不提升海水，与常规的水力扬矿系统相比，不需设置水下矿浆提升泵，不存在矿浆混输堵塞等流动保障问题及环境保护问题，其效率是常规水力扬矿系统的几倍到十几倍，可显著降低操作费用。
附图说明
[0011]图1为本技术的结构示意图；
[0012]其中：1、上升滑道，2、下降滑道，3、矿石运输舱，4、中继加速站，5、水面采矿支持船，6、脐带缆，7、电磁发射轨道。
具体实施方式
[0013]为了加深对本技术的理解，下面结合附图详细描述本技术的具体实施方式，该实施例仅用于解释本技术，并不构成对本技术的保护范围的限定。
[0014]如图1所示，水下可移动过山车式扬矿系统，包括水面采矿支持船，水面采矿支持船5和上升滑道1及下降滑道2构成过山车式滑道，上升滑道1和下降滑道2呈曲线浮在水中，除了水面采矿支持船5及海底的固定设施外，该滑道系统中间不设置任何立柱或固定支撑，可以方便地从一个采矿区域转移到另一个开采区域，更好适应海底矿产开发转场的需要，上升滑道1和下降滑道2上设有矿石运输舱3，矿石运输舱3采用直线电机驱动，矿石运输舱3内设有永磁体材料，外形为流线型，用来减少流体的阻力；
[0015]上升滑道1的底部设有电磁发射轨道7。矿石运输舱3通过与交流电磁发射轨道7相互作用，在电磁发射轨道7的末端，达到了足够高的速度，然后依靠惯性，沿着上升滑道1，提升到水面采矿支持船5，上升滑道1上设有中继加速站4，中继加速站4的电磁线圈为圆筒形状，过山车式上升滑道上1可设置一处或者多处中继加速站4，提高矿石运输舱的传送接力，以适应更大水深和更复杂海洋环境的要求，当初始发射轨道末端未达到所要求的矿石运输舱速度时，可以通过中继加速站4进行加速，中继加速站4采取与初始电磁发射轨道7的相同原理，考虑轨道配合及侧向力的影响，中继加速站4的电磁线圈拟为圆筒形状；
[0016]下降滑道2整体或部分设置电磁涡流制动金属，以实现设置有永磁体材料（如钕）的矿石运输舱在下放到海底的过程中，进行涡流制动，脐带缆6连接于水面采矿支持船5和海底电磁发射轨道7或中继加速站4之间，可以在水面采矿支持船5与每个海底电磁发射轨道7或者每个中继加速站4间各设置一根脐带缆；也可以设置一根总的脐带缆，通过分配，满足所有电磁发射轨道和中继加速站的要求。
[0017]矿石运输舱3的最佳载货位置位于海底下降滑道2和上升滑道1之间，载货后的矿石运输舱进入电磁发射轨道7，然后开始提升。
[0018]与常规的水力混输扬矿系统相比，仅提升海底矿石，可极大地减少能源消耗；水面采矿支持船上无须设施复杂的矿石脱水设备，处理设施简单；不存在矿石处理废水排放所引起的羽状流等环境污染问题；不存在固体大颗粒多相混输所引起的管道堵塞等流动保障问题；不需要设置水下混输泵，本技术采用高速直线电机和涡流制动技术，传输速度快，操作费用低，可以设置多台矿石运输舱同时作业，来实现较大的矿石开采产量要求。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水下可移动过山车式扬矿系统，其特征在于：包括水面采矿支持船，所述水面采矿支持船和上升滑道及下降滑道构成过山车式滑道，所述上升滑道和下降滑道上设有矿石运输舱，所述矿石运输舱采用直线电机驱动，所述上升滑道的底部设有电磁发射轨道，实现对矿石运输舱的驱动和加速，所述上升滑道上设有中继加速站，来对矿石运输舱进行加速，所述下降滑道整体或部分设置电磁涡流制动金属，所述水面采矿支持船和电磁发射轨道间连接有脐带缆。2.根据权利要求1 所述的水下可移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立新，郑卫忠，刘河敬，黄朝俊，刘建成，
申请(专利权)人：招商局海洋装备研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：