[发明专利]用于海底开采工具的抽吸嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于海底开采工具的抽吸嘴，所述海底开采工具设计成开采海床上的沉积物层。

背景技术

在WO2010/000289中，提供了一种用于开采和处理海床沉积物的方法和设备。该设备由用于横过海床行进的履带式车辆构成，所述履带式车辆搅动沉积物。所述车辆包括用于采收被搅动的沉积物的抽吸系统。本发明描述了一种用于开采工具的抽吸系统的抽吸嘴。

US4,232,903描述了一种用于开采锰结核的海洋开采系统。海底采矿车由阿基米德螺钉推进。车辆使用耙和传送器系统来拾取结核，然后清洗、压碎所述结核并且使得结核通过立管到达水面船舶。

对于开采诸如沙、淤泥或碎石的物料来说已知了多种疏浚操作的挖掘工具。通常，使用安装在耙吸挖泥船上的耙头来采收这些物料。沿着挖掘船拉动耙头并且从挖掘船后方抽取物料。这适于在水深相对浅的水域中使用并且在所述水域中沉积物层能够支撑挖掘船的重量。对于较松软的沉积物层而言，需要安装在车辆前部上的抽吸嘴，以使得抽吸嘴可被向前推进到沉积物层中。这对所使用的推进系统搅动沉积物构成限制。

发明内容

本发明用于提供一种新型抽吸嘴以辅助采收较松软的物料（诸如腐泥和球石（cocolith）），对于所述较松软的物料而言不宜使用耙头。抽吸嘴已经设计成提供了从海床提取多层沉积物的有效提取，所述多层沉积物相对薄地但在宽区域上延伸。在一些区域中，存在多种沉积物，所述沉积物的含水量、流动性、密度和在毗邻区域有搅动和抽吸之后保持某种形状的能力各不相同。例如，可能存在非常易流动的球石层和腐泥以及矿物泥层。为了采收这些层，必须提供对沉积物的搅动，以使得沉积物与海水混合，从而提供泥浆并且对由腐泥、球石和大约10%的矿物泥构成的泥浆的抽吸。

本发明提供了一种用于安装在海底开采工具前面并且将被推入到沉积物中的抽吸嘴，所述抽吸嘴包括空心本体，所述本体具有入口和出口，其中，所述本体从入口朝向出口聚合，所述入口具有下唇缘和上唇缘，并且其中上唇缘包括延伸部，所述延伸部相对于下唇缘向前且向上延伸，以在入口上方形成遮盖部。

当抽吸嘴在车辆前方被推进时，抽吸嘴的这种构造非常适于采收较松软的物料。上唇缘超出下唇缘的突出降低了抽吸嘴潜挖到海床中的趋势，而突出的上唇缘使得自由水可轻易进入以有助于形成泥浆。

抽吸嘴优选地还包括多块引导板，所述引导板在入口的宽度上间隔开并且从上唇缘的延伸部向下突出到下唇缘。在使用中，这些引导板帮助抽吸嘴横过海床移动并且越过障碍物而且用作粗滤器，以防止大物体进入到抽吸嘴中。引导板可在朝向出口的方向上有非常小的尺寸，以使得它们几乎和棒一样小。然而，优选地，引导板朝向出口延伸且至少超出下唇缘。

仿形滑脚可以形成在下唇缘的下侧上。这分散了抽吸嘴的重量并且帮助降低下唇缘掘入表层的趋势。

在一个示例中，入口是矩形的。可替代地，入口可以是梯形的，从下唇缘朝向上唇缘变窄。这提高了采收沉积物的效率。

优选地，抽吸嘴在入口下游在本体上还包括阀，所述阀可操作，以选择性地提供通到本体中的另外入口。以这种方式，可调节吸入物料的稠度。

抽吸嘴还可以包括一个或多个用于提供流体射流的喷嘴，所述流体射流有助于使得沉积物破碎并且形成泥浆。一个或多个喷嘴可以位于上唇缘的延伸部上和/或位于下唇缘上。

在一个示例中，入口的最大宽度为10m，而且最大高度为0.35m。当抽吸嘴旨在在沉积物层的层厚大约为1.5m的位置中使用时，这种尺寸尤为适当。

本发明还提供了一种海底开采工具，所述海底开采工具包括海底车辆，所述海底车辆包括上述安装在车辆前部上的抽吸嘴。

优选地，抽吸嘴可枢转连接到车辆，并且海底开采工具还可包括用于调节抽吸嘴相对于车辆的位置的调节装置。这种调节装置可以是一个或多个液压缸。

抽吸嘴的出口可以通过柔性管连接到车辆上的抽吸系统。

有利地，海底开采工具还可以包括检测系统，所述检测系统用于检测待开采的不同层的沉积物、检测障碍物以及监测海底开采工具的路径。

检测系统可以包括安装在框架上的至少一个传感器，所述框架在抽吸嘴上方并且在抽吸嘴前部延伸，其中，所述传感器或每个传感器布置成面向下朝向沉积物。

检测系统优选地还包括布置成沿着海底开采工具的行进方向面向前、用于检测路径和障碍物的至少一个传感器。

附图说明

现在将参照附图仅仅以举例的方式详细描述本发明，在所述附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的抽吸嘴的平面图；