一种深海多金属结核集矿系统的制作方法

1.本实用新型涉及深海多金属结核的集矿和采集技术领域，具体而言，涉及一种深海多金属结核集矿系统。


背景技术：

2.在目前的深海采矿系统中，常用的采矿方法为通过深海采矿车与几百米的输送软管相连，输送软管与几千米长的输送硬管之间由中继站进行连接，硬管与船舶之间通常为铰接形式。由于海底多金属结核呈颗粒状赋存在海底表面，因此集矿车在矿物采集过程中需不断进行移动，随着海底集矿车移动，整套系统也必须随之缓慢移动。因此，这种作业模式对船舶的定位和移动性能要求很高，在实际的商业开采过程中可能存在较大的风险。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提供一种深海多金属结核集矿系统，以解决现有技术中的深海多金属结核集矿作业系统需要船舶随海底采矿车缓慢移动，导致集矿系统操作困难、影响作业安全性的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种深海多金属结核集矿系统，该深海多金属结核集矿系统包括：
5.采矿船；
6.海底集矿料斗，海底集矿料斗上设有进料口和出料口，出料口与一连接软管可拆卸地连接，连接软管与一输送管道连接，输送管道的另一端与采矿船连接；
7.海底多金属结核收集车，海底多金属结核收集车通过一输送软管与进料口可拆卸地连接。
8.进一步地，连接软管上设有一第一水下自动接头，第一水下自动接头与出料口之间自动对接或自动断开。
9.进一步地，第一水下自动接头通过rov或auv辅助与海底集矿料斗的出料口进行自动对接或自动断开。
10.进一步地，输送软管上设有一第二水下自动接头，第二水下自动接头与进料口之间自动对接或自动断开。
11.进一步地，第二水下自动接头通过rov或auv辅助与海底集矿料斗的进料口进行自动对接或自动断开。
12.进一步地，海底多金属结核收集车包括车体，车体的顶部设有与输送软管相连接的输送软管连接头，车体的前端设有采集机构，车体内设有浮力调节装置、动力电池和定位导航装置，车体上还设有行走机构和用于将多金属结核从采集机构输送至海底集矿料斗的输送泵。
13.应用本实用新型的技术方案，通过输送管道和连接软管将采矿船与海底集矿料斗的出料口可拆卸地连接，通过输送软管将海底多金属结核收集车与海底集矿料斗的进料口
可拆卸地连接；在收集多金属结核时，将输送管道与出料口之间断开，将输送软管与进料口之间连接，通过海底多金属结核收集车在矿区内行走将多金属结核收集到海底集矿料斗内；收集完成后断开输送软管连接输送管道，将海底集矿料斗内的多金属结核输送至采矿船。该深海多金属结核集矿系统在收集作业时，采矿船无需跟随海底多金属结核收集车进行移动，有效减少了采矿船的移动，降低了集矿系统的操作难度，提高了集矿系统的稳定性和作业安全性。
14.下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
16.图1为本发明实施例的深海多金属结核集矿系统中采矿船与海底集矿料斗连接时的结构示意图。
17.图2为本发明实施例的深海多金属结核集矿系统中海底集矿料斗与海底多金属结核收集车连接时的结构示意图。
18.图3为本发明实施例的深海多金属结核集矿系统中海底多金属结核收集车的主视结构示意图。
19.图4为本发明实施例的深海多金属结核集矿系统中海底多金属结核收集车的俯视结构示意图。
20.图5为将多金属结核矿区划分为若干个小区块的示意图(图中a表示海底集矿料斗放置位置)。
21.图6为将多金属结核矿区划分为若干个小区块后，再将小区块划分为若干子区块的示意图。
22.图7为一个小区块中划分若干子区块的示意图。
23.图8为海底多金属结核收集车在子区块内按“之”字形行走路径集矿的示意图。
24.其中，上述附图包括以下附图标记：
25.1、海底集矿料斗；2、输送软管；3、海底多金属结核收集车；4、输送管道；5、采矿船；6、连接软管；7、第一水下自动接头；8、第二水下自动接头；11、进料口；12、出料口；31、车体；32、输送软管连接头；33、采集机构；34、浮力调节装置；35、动力电池；36、定位导航装置；37、行走机构；38、输送泵；100、多金属结核矿区；101、小区块；102、子区块。
具体实施方式
26.为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于直接的连接，而是可以通过其他中间连接件间接的连接。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
28.参见图1至图4，一种本实用新型实施例的深海多金属结核集矿系统，该集矿系统主要包括采矿船5、海底集矿料斗1和海底多金属结核收集车3。其中，在海底集矿料斗1上设置有一个进料口11和一个出料口12，出料口12与一根连接软管6可拆卸地连接，连接软管6与一根输送管道4连接，输送管道4的另一端与采矿船5连接；海底多金属结核收集车3通过一根输送软管2与进料口11可拆卸地连接。
29.上述的深海多金属结核集矿系统，通过输送管道4和连接软管6将采矿船5与海底集矿料斗1的出料口12可拆卸地连接，通过输送软管2将海底多金属结核收集车3与海底集矿料斗1的进料口11可拆卸地连接；在收集多金属结核时，将输送管道4与出料口12之间断开，将输送软管2进料口11之间连接，通过海底多金属结核收集车3在矿区内行走将多金属结核收集到海底集矿料斗1内；收集完成后断开输送软管2连接输送管道4，将海底集矿料斗1内的多金属结核输送至采矿船5。该深海多金属结核集矿系统在收集作业时，采矿船5无需跟随海底多金属结核收集车3进行移动，有效减少了采矿船5的移动，降低了集矿系统的操作难度，提高了集矿系统的稳定性和作业安全性。
30.具体地，在本实施例中，在连接软管6的端部设置有一个第一水下自动接头7，连接软管6通过该第一水下自动接头7与出料口12之间进行自动对接或自动断开。当采矿船5与海底集矿料斗1连接时，只需通过该第一水下自动接头7将连接软管6与出料口12进行自动对接；当采矿船5与海底集矿料斗1断开时，只需将该第一水下自动接头7从出料口12上自动拆卸下来即可。
31.同样地，在输送软管2的端部设置有一个第二水下自动接头8，输送软管2通过该第二水下自动接头8与海底集矿料斗1的进料口11之间进行自动对接或自动拆卸。当海底多金属结核收集车3与海底集矿料斗1连接进行多金属结核矿收集时，只需通过该第二水下自动接头8将输送软管2与进料口11进行自动对接；当海底多金属结核收集车3与海底集矿料斗1断开时，只需将该第二水下自动接头8从进料口11上自动拆卸下来即可。
32.具体来说，可通过rov(remotely operated underwater vehicle)或auv(autonomous underwatervehicle)辅助在水下将第一水下自动接头7与出料口12以及第二水下自动接头8与进料口11进行自动对接或拆卸。
33.参见图3和图4，在本实施例中，海底多金属结核收集车3包括车体31，在该车体31的顶部设置有与输送软管2相连接的输送软管连接头32；在车体31的前端设置有一个采集机构33；在车体31内设置有一个浮力调节装置34、动力电池35和定位导航装置36；在车体31上还设置有行走机构37和输送泵38。其中，采集机构33用于收集多金属结核矿，收集的多金属结核通过输送泵38经输送软管2输送至海底集矿料斗1内；浮力调节装置34用于调节调节海底多金属结核收集车3的浮力，使海底多金属结核收集车3下沉或者浮出水面；动力电池35用于为海底多金属结核收集车3的水下作业提供动力；定位导航装置36用于海底多金属结核收集车3的导航和定位；行走机构37用于海底多金属结核收集车3在海底的行进。海底多金属结核收集车3采用无线通讯的方式，由采矿船5进行布放和回收。
34.参见图5至图8，该深海多金属结核集矿系统的作业方法如下：
35.将待采集的多金属结核矿区100按照多金属结核分布情况和/或海底地形划分为若干个小区块101；
36.在上述划分后的小区块101的中部放置海底集矿料斗1，将该海底集矿料斗1的进料口11通过输送软管2与海底多金属结核收集车3的输送软管连接头32相连接，通过海底多金属结核收集车3在相应的小区块101范围内进行多金属结核的采集，同时通过输送软管2将多金属结核输送至海底集矿料斗1；
37.一个小区块101内的多金属结核采集完成后，重复上述第二步，直至完成多金属结核矿区100中所有小区块101内多金属结核的采集。
38.进一步地，可以将待采集的多金属结核矿区100按照多金属结核分布情况和/或海底地形划分为若干个小区块101之后，再将每个小区块101按照多金属结核分布情况和/或海底地形划分为若干个子区块102；在每个小区块101内对若干个子区块102依次进行多金属结核的采集。
39.进一步地，在每个子区块102内，海底多金属结核收集车3按照“之”字形的行走路线进行多金属结核的采集。海底多金属结核收集车3在每个子区块102内，按照“之”字形的采集路径行走，有利于提高集矿作业效率，使得海底多金属结核收集车3的行走路线能够完全覆盖采集区域，不漏采。
40.进一步地，在所有小区块101内的多金属结合采集完成后，断开输送软管2与进料口11之间的连接，通过输送管道4和连接软管6将海底集矿料斗1的出料口12与采矿船5相连接，将海底集矿料斗1内的多金属结核输送至采矿船5上。并且，该输送管道4与海底集矿料斗1的出料口12之间通过一根连接软管6相连接，避免采矿船5在海面上的波动对物料输送造成影响。
41.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。