技术领域
[0001] 本发明属于海底矿产资源开采技术领域，具体为一种环保型深海矿物收集装置。
相关背景技术
[0002] 海底硫化物开采活动发生在水深1000～3500m的深海海底区域，这里聚集有丰富的海底动植物群落、噬硫细菌、无脊椎生物等，它们依靠硫矿生存，开采硫矿必然会对这些海底生物及其底栖环境造成一定的影响。在海底区域，与多金属结核以及富钴结壳开采不同的是，除了用于硫化物开采的海底生产工具如海底泵的使用、来自海面的管道在海底释放的过滤水体羽流会对海底地区产生潜在影响之外，多金属硫化物的开采还需对硫化物沉积层表面进行切割，切割会带来局部羽流，其范围可能非常大，可达到数千平方千米，造成海底环境污染严重。因此，有必要设计一种环保型深海矿物收集装置。
具体实施方式
[0031] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032] 如图1和图2所示，本发明实施例提供一种环保型深海矿物收集装置。该环保型深海矿物收集装置包括采矿头1、位于采矿头1外围的保护罩2和与采矿头1相对设置的采矿头支撑架11，采矿头1通过联轴器10与旋转驱动电机8连接，旋转驱动电机8固定在采矿头支撑架11上。
[0033] 采矿头支撑架11一侧安装有双排圆柱导轨17，双排圆柱导轨17装配有移动滑块12，移动滑块12轴向位置上安装有轴向位置调节液压缸13，移动滑块12径向位置上安装有径向位置调节液压缸14；保护罩2通过固定支架15连接在径向位置调节液压缸14上，以实现环保型深海矿物收集装置与采矿头1的径向的相对位置运动，根据采矿头1采集的矿物的颗粒的产量，调节采矿头1和环保罩2的相对位置。
[0034] 如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，保护罩2内部固定有海绵垫16，海绵垫16用于当采矿头截割过程中，崩溅的碎屑，崩溅至海绵垫上可以减弱其碰撞，碰撞至海绵垫上后，可以沿着内壁在重力作用下，向下滚落。保护罩2连接有条形固定板5和射流管道7，条形固定板5连接有抽吸管道6，射流管道7用于将深海矿物碎屑冲刷至抽吸管道6入口端。射流管道7可以用来自于采矿中的待排放的尾水，这样循环使用海水，减小了尾水对环境的污染，进而也体现了实现环保型采集。
[0035] 保护罩2的两侧分别安装有上清理上毛刷3和下清理毛刷4。采矿头1的半球状表面设置有多列截齿组件21，截齿组件21用于粉碎深海矿物金属结壳层。采矿头1的连接轴通过滚动轴承9与联轴器10连接。抽吸管道6为多分支管路结构，以实现对采矿头1内不同掉落位置的碎屑的收集。
[0036] 本实施例中的上清理上毛刷3和下清理毛刷4用于将粘附在截齿组件21上的岩石碎屑清扫下来；另外上清理上毛刷3与所述保护罩2形成一个近似密闭的空间，可以实现高效收集的同时，也可以减少羽状流的扩散。
[0037] 图10为滚动轴承9结构示意图。图11为联轴器10结构示意图。如图12所示，采矿头支撑架11一侧安装有双排圆柱导轨17。图13为移动滑块12的结构。图14为轴向位置调节液压缸13结构示意图。图15为径向位置调节液压缸14结构示意图。图16为固定支架15结构示意图。图17为海绵垫16结构示意图。
[0038] 以上，本实施例中的一种环保型深海矿物收集装置主要是为了解决矿物收集效率较低的问题。该环保型深海矿物收集装置主要包括采矿头1，其中采矿头1上安装有多列截齿组件21。采矿头1与旋转驱动电机8通过联轴器10相连接。旋转驱动电机8通过螺丝固定于采矿头支撑架11上。该采矿头支撑架11的一侧安装有双排圆柱导轨17，圆柱导轨17上装配有移动滑块12。该移动滑块12的运动是通过轴向位置调节液压缸13的伸缩，推动其沿着轴心轴线的周向运动。同时，该移动滑块12上通过螺丝连接有径向位置调节液压缸14。沿着深海开采截割方向的后方，布置有保护罩2内的收集结构。保护罩2通过固定支架15，通过螺丝连接于径向位置调节液压缸14上。径向位置调节液压缸14上的伸缩调节，可以实现收集装置与采矿头的径向的相对位置，这样就可以根据采矿头1采集的矿物的颗粒的产量，调节采矿头1和环保罩2的相对位置。该环保罩2的内部固定有海绵垫16，该海绵垫16的主要作用是，当采矿头截割过程中，崩溅的碎屑，崩溅至海绵垫上可以减弱其碰撞，碰撞至海绵垫上后，可以沿着内壁在重力作用下，向下滚落。进一步的，通过一侧的射流管道7冲刷至抽吸管道6入口端。该抽吸管道6通过条形固定板5，连接至环保罩1上。同时，在环保罩1的两侧，分别安装有上清理毛刷3、下清理毛刷4，该清理毛刷的主要作用，一方面，考虑到深海矿物采掘过程中，碎屑附着于截齿组件21上。通过毛刷，可以将附着的矿物碎屑扫落下来。另一方面，紧而密的毛刷结构，可以更好的贴合于采矿头上，从而更好的形成封闭的空间，可以实现对碎屑的环保型收集。
[0039] 在深海采矿的过程中，首先通过轴向位置调节液压缸，调节环保罩的轴向位置；当调节到指定深度后，借助径向位置调节液压缸，以达到调节环保罩的径向位置的目的；在采掘过程中，同样借助径向位置调节液压缸，依据采掘的矿物产量，实时的进行环保罩位置的微调，以实现高效和环保的矿粒收集。
[0040] 综上，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
