一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，包括模擬水槽、機(jī)架、儲礦倉、機(jī)械齒式輸送帶、輸送帶驅(qū)動電機(jī)、支撐架、水泵、噴水管、高壓水射流噴嘴、連接板和牽引裝置，本實(shí)用新型采用高壓水射流噴嘴形成高壓流場及擋板作用提高了采集效率減少了擴(kuò)散污染。通過行走輪的自適應(yīng)性、限位滑桿及姿態(tài)控制架的協(xié)調(diào)作用下，集礦頭裝置可靈活自行調(diào)節(jié)作業(yè)高度并可維持水噴頭在安全有效的作業(yè)位置。在牽引電機(jī)牽引下協(xié)同作業(yè)，滿足了對海底多金屬結(jié)核在海底復(fù)雜地表環(huán)境下的模擬采集試驗(yàn)及分析。
【專利說明】
一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]深海底極為豐富的礦產(chǎn)資源被認(rèn)為是人類21世紀(jì)最重要的接替資源。深海底錳結(jié)核礦產(chǎn)資源是海底三種主要固體礦產(chǎn)資源之一，也是最早被人類所發(fā)現(xiàn)的深海礦產(chǎn)資源，其賦存于水深達(dá)4000m?6000m的海底沉積物表層，以半埋狀為主，埋藏深度在20cm以內(nèi)，錳結(jié)核礦多為球狀或橢球狀顆粒，粒徑一般為2cm?10cm。由于分布形式與賦存狀態(tài)完全不同于其它兩種海底固體礦產(chǎn)資源，錳結(jié)核的采集過程不需要進(jìn)行切削破碎處理，通過特殊設(shè)計的集礦頭裝置將結(jié)核“抽吸”至集礦車內(nèi)，如何自適應(yīng)海底復(fù)雜地形變化，并高效采集直徑僅數(shù)厘米的結(jié)核礦，涉及到合理高效的采集方法與裝置設(shè)計。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于設(shè)計針對海底特殊錳結(jié)核礦的高效采集裝置，以解決上述【背景技術(shù)】方法中的不足。
[0004]—種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，包括模擬水槽、機(jī)架、儲礦倉、機(jī)械齒式輸送帶、輸送帶驅(qū)動電機(jī)、支撐架、水栗、噴水管、高壓水射流噴嘴、連接板和牽引裝置，所述的機(jī)架設(shè)置于兩個行走履帶之間，所述的儲礦倉固定于機(jī)架上，所述的機(jī)械齒式輸送帶通過支撐架安裝于機(jī)架上并位于整個采集裝置前進(jìn)方向的一端，且機(jī)械齒式輸送帶前端的輸送方向?yàn)橛上轮辽?，所述的連接板一端連接于機(jī)械齒式輸送帶后端的最高處，另一端延伸至儲礦倉內(nèi)以使錳結(jié)核礦進(jìn)入儲礦倉中，輸送帶驅(qū)動電機(jī)設(shè)置于機(jī)械齒式輸送帶上并驅(qū)動機(jī)械齒式輸送帶運(yùn)動，所述的噴水管一端為吸水頭，另一端為高壓水射流噴嘴，噴水管固定于機(jī)械齒式輸送帶上，高壓水射流噴嘴設(shè)置于機(jī)械齒式輸送帶前端的最低處，牽引裝置設(shè)置于模擬水槽上并連接和驅(qū)動機(jī)架運(yùn)動，所述的模擬水槽內(nèi)灌裝有鹽水，底部鋪設(shè)有模擬海底沉積物，模擬海底沉積物上放置有模擬多金屬結(jié)核礦石。
[0005]所述的一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，所述的高壓水射流噴嘴的數(shù)量至少為兩個，所述的高壓水射流噴嘴前后設(shè)置且機(jī)械齒式輸送帶設(shè)置于靠后的噴嘴處。
[0006]所述的一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，還包括與機(jī)械齒式輸送帶平行的前擋板和后擋板，所述的前后擋板分別設(shè)置于前后高壓水射流噴嘴處，并與機(jī)械齒式輸送帶形成水流通道。
[0007]所述的一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，還包括自適應(yīng)行走輪和限位滑桿，所述的自適應(yīng)行走輪安裝于高壓水射流噴嘴上并于模擬海底沉積物上滾動，所述的限位滑桿的一端銷連接于機(jī)架上，另一端銷連接于連接板上，限位滑桿的兩端互相嵌套滑動，連接板與機(jī)械齒式輸送帶之間為銷連接，支撐架包括兩根支撐臂，所述的兩根支撐臂的一端通過銷連接于機(jī)架上同一處，兩根支撐臂的另一端分別銷連接于機(jī)械齒式輸送帶的不同位置。
[0008]所述的一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，所述的牽引裝置包括行走牽引電機(jī)、牽引滾輪、牽引繩、牽引支架，所述的行走牽引電機(jī)固定于模擬水槽頂部的一端，牽引滾輪固定于另一端，牽引繩繞裝于牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和牽引滾輪之間，所述的牽引支架的數(shù)量為兩個，兩個牽引支架的上端分別固定著牽引繩的兩端，下端分別設(shè)有兩個沿模擬水槽上沿滾動的滾輪，機(jī)架連接至兩個牽引支架上。
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)原理:通過高壓水射流噴嘴同時噴射的水流匯集于前后擋板的中心線位置，高壓水射流將沉積物中的模擬多金屬結(jié)核礦石吹起并通過噴射流場及機(jī)械齒式輸送帶將礦石輸送至儲礦倉，高壓水射流噴嘴一側(cè)的自適應(yīng)行走輪在沉積物表面行走時自適應(yīng)調(diào)節(jié)高壓水射流噴嘴與沉積物表面距離并通過姿態(tài)控制架及限位滑桿調(diào)節(jié)控制機(jī)械齒式輸送帶及噴水管的作業(yè)姿態(tài)，前后擋板以防止礦石擴(kuò)散。
[0010]本實(shí)用新型采用高壓水射流噴嘴形成高壓流場及擋板作用提高了采集效率減少了擴(kuò)散污染。通過行走輪的自適應(yīng)性、限位滑桿及姿態(tài)控制架的協(xié)調(diào)作用下，集礦頭裝置可靈活自行調(diào)節(jié)作業(yè)高度并可維持水噴頭在安全有效的作業(yè)位置。在牽引電機(jī)牽引下協(xié)同作業(yè)，滿足了對海底多金屬結(jié)核在海底復(fù)雜地表環(huán)境下的模擬采集試驗(yàn)及分析。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型主視圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型部分局部視圖；
[0013]其中，101為模擬水槽、102為鹽水、103為模擬海底沉積物、104為模擬多金屬結(jié)核礦石、105為高壓水射流噴嘴、106為自適應(yīng)行走輪、107為擋板、108為機(jī)械齒式輸送帶、109為支撐架、110為限位滑桿、111為吸水頭、112為滾輪、113為牽引繩、114為儲礦倉、115為集礦驅(qū)動電機(jī)、116為噴水管、117為行走牽引電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參見圖，本實(shí)施例的模擬水槽裝入適量模擬海底沉積物并將模擬多金屬結(jié)核礦石放置于沉積物表層，高壓水射流噴嘴及自適應(yīng)行走輪安裝于噴水管前端，機(jī)械齒式輸送帶裝有前后擋板并連接姿態(tài)控制架，限位滑桿連接儲礦倉與機(jī)械齒式輸送帶，牽引電機(jī)通過纜繩及滾輪以帶動整個測試裝置。
[0015]本實(shí)施例中，兩個水射流噴嘴一前一后安裝于噴水管前端，兩噴嘴口均對準(zhǔn)由前后擋板所形成的礦石輸送流場中心位置。同時根據(jù)具體的需要，可設(shè)置不同數(shù)量的水射流噴嘴，理論上來說，越多的水射流噴嘴可實(shí)現(xiàn)更佳的收集效果。
[0016]本實(shí)施例中，兩自適應(yīng)行走輪支撐集礦作業(yè)端并通過姿態(tài)控制架自行調(diào)節(jié)控制水射流噴嘴與模擬沉積物表面的距離，限位滑桿以防止行走輪自適應(yīng)集礦作業(yè)過程中過度沉陷及波動，驅(qū)動電機(jī)牽引鋼絲繩通過滾輪帶動測試裝置左右運(yùn)動，各運(yùn)動互不影響可協(xié)同作業(yè)。
[0017]該裝置高壓水射流噴嘴固定于噴水管一端并有自適應(yīng)行走輪置于其下方，擋板安裝于機(jī)械齒式輸送帶上下兩側(cè)，限位滑桿連接儲礦倉與機(jī)械齒式輸送帶并通過姿態(tài)控制架進(jìn)行調(diào)節(jié)，牽引電機(jī)通過鋼絲繩及滾輪帶動裝置作業(yè)。
[0018]參見圖2，自適應(yīng)行走輪與水射流噴嘴安裝于噴水管前端，擋板置于由電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械齒式輸送帶前后兩側(cè)，限位滑桿連接儲礦倉與機(jī)械齒式輸送帶并通過支撐架調(diào)節(jié)限制作業(yè)位置，水栗提供集礦高壓噴射水流。
[0019]采集測試時，兩水射流噴嘴通過噴射高壓水流將沉積物表面的模擬礦石沖出，在擋板的作用下匯集于機(jī)械齒式輸送帶上隨履帶及噴射流場作用運(yùn)送至儲礦倉，自適應(yīng)行走輪隨集礦作業(yè)自行調(diào)節(jié)水射流噴嘴與模擬沉積物的間距并通過限位滑桿及姿態(tài)控制架以協(xié)同調(diào)整及限制安全作業(yè)高度，牽引電機(jī)帶動整個集礦測試裝置實(shí)現(xiàn)各機(jī)構(gòu)的協(xié)同及連續(xù)集礦測試。
[0020]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有
[0021]各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括模擬水槽、機(jī)架、儲礦倉、機(jī)械齒式輸送帶、輸送帶驅(qū)動電機(jī)、支撐架、水栗、噴水管、高壓水射流噴嘴、連接板和牽引裝置，所述的儲礦倉固定于機(jī)架上，所述的機(jī)械齒式輸送帶通過支撐架安裝于機(jī)架上并位于整個試驗(yàn)系統(tǒng)前進(jìn)方向的一端，且機(jī)械齒式輸送帶前端的輸送方向?yàn)橛上轮辽希龅倪B接板一端連接于機(jī)械齒式輸送帶后端的最高處，另一端延伸至儲礦倉內(nèi)以使錳結(jié)核礦進(jìn)入儲礦倉中，輸送帶驅(qū)動電機(jī)設(shè)置于機(jī)械齒式輸送帶上并驅(qū)動機(jī)械齒式輸送帶運(yùn)動，所述的噴水管一端為吸水頭，另一端為高壓水射流噴嘴，噴水管固定于機(jī)械齒式輸送帶上，高壓水射流噴嘴設(shè)置于機(jī)械齒式輸送帶前端的最低處，牽引裝置設(shè)置于模擬水槽上并連接和驅(qū)動機(jī)架運(yùn)動，所述的模擬水槽內(nèi)灌裝有鹽水，底部鋪設(shè)有模擬海底沉積物，模擬海底沉積物上放置有模擬多金屬結(jié)核礦石。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的高壓水射流噴嘴的數(shù)量至少為兩個，所述的高壓水射流噴嘴前后設(shè)置且機(jī)械齒式輸送帶設(shè)置于靠后的噴嘴處。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括與機(jī)械齒式輸送帶平行的前擋板和后擋板，所述的前后擋板分別設(shè)置于前后高壓水射流噴嘴處，并與機(jī)械齒式輸送帶形成水流通道。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括自適應(yīng)行走輪和限位滑桿，所述的自適應(yīng)行走輪安裝于高壓水射流噴嘴上并于模擬海底沉積物上滾動，所述的限位滑桿的一端銷連接于機(jī)架上，另一端銷連接于連接板上，限位滑桿的兩端互相嵌套滑動，連接板與機(jī)械齒式輸送帶之間為銷連接，支撐架包括兩根支撐臂，所述的兩根支撐臂的一端通過銷連接于機(jī)架上同一處，兩根支撐臂的另一端分別銷連接于機(jī)械齒式輸送帶的不同位置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海多金屬結(jié)核礦石水池模擬集礦試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的牽引裝置包括行走牽引電機(jī)、牽引滾輪、牽引繩和牽引支架，所述的行走牽引電機(jī)固定于模擬水槽頂部的一端，牽引滾輪固定于另一端，牽引繩繞裝于牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和牽引滾輪之間，所述的牽引支架的數(shù)量為兩個，兩個牽引支架的上端分別固定著牽引繩的兩端，下端分別設(shè)有兩個沿模擬水槽上沿滾動的滾輪，機(jī)架連接至兩個牽引支架上。
【文檔編號】G01N1/04GK205679411SQ201620472116
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月23日 公開號201620472116.X, CN 201620472116, CN 205679411 U, CN 205679411U, CN-U-205679411, CN201620472116, CN201620472116.X, CN205679411 U, CN205679411U
【發(fā)明人】戴瑜, 陳李松, 張健, 龐李平
【申請人】中南大學(xué)