[发明专利]一种基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备

权利要求书

1.一种基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：

包括设备主体、多个海底适应性集矿器(10)，及各海底适应性集矿器(10)对应的输矿管；

所述输矿管将设备主体与海底适应性集矿器(10)连接，所述输矿管能够受控调节伸出设备主体的长度；

所述海底适应性集矿器(10)具有履带行走机构，能够受控自主行走；

所述设备主体沉于海底，在海底行走；

所述海底适应性集矿器(10)底部周围设有裙式外罩(18)，所述裙式外罩在与障碍物相碰时能够向内侧收缩抬起，通过障碍物后裙式外罩在重力作用下自动垂落，起到增加集矿器底部封闭效果的作用。

2.如权利要求1所述的基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：所述海底适应性集矿器(10)的四周均匀布置多个小型履带(19)，构成小型履带行走机构。

3.如权利要求1所述的基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：所述海底适应性集矿器(10)内部周围设有一圈多个导流板(23)，至少有一处相邻导流板之间设有喷水头(22)，所述喷水头喷净水，使海底适应性集矿器(10)内部产生旋流效果，从而增加抽吸力；所述裙式外罩(18)设有引导外部海水进入的导流槽(20)。

4.如权利要求3所述的基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：所述裙式外罩为多段式结构，相邻两段具有部分交错，使外部海水进入海底适应性集矿器(10)时，产生一定旋流效果；交错部位产生的水流导向结构与所述导流板(23)的导流方向相适应。

5.如权利要求1所述的基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：还包括水下探测器，所述水下探测器通过有线的方式与所述设备主体电连接，并在位于设备本体前方较高位置自动行进，具有声呐探测和视觉探测功能。

6.如权利要求5所述的基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：所述水下探测器包括声呐探测仪(1)、电子设备舱(2)、若干螺旋桨推进器(4)，及各个螺旋桨推进器(4)对应的多自由度连接器(3)、尾翼(5)、光电缆(6)；所述多自由度连接器可调节螺旋桨推进器(4)的转动方向，从而调节水下探测器的行进和转向；所述光电缆(6)与设备主体连接。

7.如权利要求1或5所述的海底集矿装备，其特征在于：所述设备主体设有储矿舱(7)、进矿口(8)、减震器(11)、多个履带行进装置、出矿口(13)、外输矿管(14)、水下探测器泊位(16)，所述履带行进装置最大行走速度为1m/s，所述履带行走机构最大行走速度为3m/s。

8.如权利要求1或5所述的基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：所述海底适应性集矿器(10)还设有碟形外罩(17)、小型履带(19)、导流槽(20)、水泵(21)。

9.如权利要求7所述的基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：储矿舱(7)中安装有破碎装置，可将大尺度矿粒破碎成细小的颗粒，以便于水力输送；当储存量接近饱和时，借助大型矿浆泵由出矿口(13)通过外输矿管(14)输送至海底中继舱。

10.如权利要求7所述的基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：进矿口(8)内部安装有调节扁型输矿管(9)长度的机械装置，便于扁型输矿管(9)自由伸缩以及防止缠绕。

11.如权利要求1所述的基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：储矿舱(7)设置有减压阀(15)，能够降低储矿舱(7)内的压力。

12.如权利要求1所述的基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，其特征在于：海底适应性集矿器(10)的集矿器外罩分为碟形外罩(17)和裙式外罩(18)两部分。