[发明专利]海底矿物泥沙采集提升方法及采矿系统

说明书

本发明涉及海洋采矿设备技术领域，特别涉及一种海底矿物泥沙采集提升方法及采矿系统，包括：驱动机构驱使海水沿第一管道流动，海水冲击叶轮组件的一级叶片以驱使叶轮组件转动，叶轮组件带动搅动组件搅动海底矿物泥沙；叶轮组件转动并通过二级叶片抽取含有海底矿物泥沙的料浆，含有海底矿物泥沙的料浆沿第二管道提升至位于海平面或地面的收集装置；本发明采用海水冲击一级叶片以带动叶轮组件转动，从而实现搅动组件转动以搅动海底矿物泥沙，而叶轮组件转动还使得二级叶片转动进而抽取含有海底矿物泥沙的料浆，工作效率高，仅需一个驱动机构带动叶轮组件转动即可实现搅动与提升功能，减少采矿系统的动力源配置，降低结构复杂程度。

技术领域

本发明涉及海洋采矿设备技术领域，特别涉及一种海底矿物泥沙采集提升方法及采矿系统。

背景技术

目前，随着对海洋的深入探索，人们认识到海洋是一个资源和能源宝库，现在国际海底区域开发是一个热点。已有的科学发现表明，国际海底区域内蕴藏着丰富的战略金属、能源等资源，位于一定水深的海底有大量富含如铜、镍、钴、锰等多金属结核的矿物泥砂。当前，海底矿物泥沙提升一般采用拖斗式采矿船法、连续索斗采矿船法、潜艇式遥控车采矿法等方法，还有些方法需要在海底设置存储区，通过水下机器人将海底矿物泥沙采集到存储区，提升装置抽取矿水实现提升海底矿物泥沙，这样的方式效率低下，需要配备至少两个驱动机构以实现搅动海底矿物泥沙和提升海底矿物泥沙的功能，显然已不能满足当前行业发展的需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种海底矿物泥沙采集提升方法，能够通过一个驱动机构实现搅动以及提升的功能，使得设备设计结构简单，采集提升效率高。

本发明还提出一种实现上述海底矿物泥沙采集提升方法的采集系统。

根据本发明的第一方面实施例的海底矿物泥沙采集提升方法，包括如下步骤：驱动机构驱使海水沿第一管道流动，海水冲击叶轮组件的一级叶片以驱使叶轮组件转动，叶轮组件带动搅动组件搅动海底矿物泥沙；叶轮组件转动并通过二级叶片抽取含有海底矿物泥沙的料浆，含有海底矿物泥沙的料浆沿第二管道提升至位于海平面或地面的收集装置。

根据本发明实施例的海底矿物泥沙采集提升方法，至少具有如下有益效果：本发明的提升方法采用海水冲击一级叶片以带动叶轮组件转动，进而带动搅动组件转动以搅动海底矿物泥沙，而叶轮组件转动还使得二级叶片转动进而抽取含有海底矿物泥沙的料浆，工作效率高，仅需一个驱动机构带动叶轮组件转动即可实现搅动与提升功能，减少采矿系统的动力源配置，降低结构复杂程度；并且含有海底矿物泥沙的料浆在第二管道内输送，不会对周边海洋环境造成污染，达到稳定、环保开采的目的。

根据本发明的一些实施例，海水沿第一管道流动并依次带动若干个叶轮组件转动。

根据本发明的一些实施例，提升到收集装置中的含有海底矿物泥沙的料浆由过滤网过滤。

根据本发明的一些实施例，海水沿第一管道向下流动并汇入第二管道中，第二管道的端部间隔设置在搅动组件的中间并籍由叶轮组件吸取含有海底矿物泥沙的料浆。

根据本发明的一些实施例，含有海底矿物泥沙的料浆沿第二管道输送至收集装置中。

根据本发明的一些实施例，驱动机构通过海水带动多个间隔设置的叶轮组件转动，多个二级叶片持续做功并将含有海底矿物泥沙的料浆提升至收集装置上。

根据本发明第二方面实施例的采矿系统，包括：船体，所述船体上设置有驱动机构；提升机构，包括第一管道与第二管道，所述第二管道设置在所述第一管道内，并且所述第一管道与所述第二管道之间设置有叶轮组件，所述驱动机构与所述第二管道连接并抽取海水送入所述第二管道中，海水冲击所述叶轮组件并带动所述叶轮组件转动，所述叶轮组件连接有搅动组件，所述搅动组件设置在所述第一管道或第二管道上靠近海底的一端；收集装置，设置在所述船体上并且与所述第二管道连接。