一種海底熱液硫化物礦採礦車的製作方法

2023-04-22 22:06:06 2

專利名稱：一種海底熱液硫化物礦採礦車的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種硫化物礦丌採裝置，尤其是涉及一種海底熱液硫化物礦開採裝置。
背景技術：
海底熱液礦作為一種具有戰略意義的海底多金屬礦產資源，主要分布在2000 5000m深 處的大洋中脊和地層斷裂活動帶，富含鐵、銅、鉛、鋅及銀、金、鈷、鎳、鉬等金屬，主要 以塊狀、煙囪狀和泥狀等三種形態賦存在海底。對於以塊狀形態存在的硫化物，目前提出的 開採方法是採用自動控制的海底鑽探，然後在鑽孔內爆炸，炸碎礦體，隨後用集礦機採集後 輸送到水面進行加工。這種自動鑽探爆破採礦技術採用的裝置，由爆破裝置、礦石破碎機、 吸礦管以及採礦船、運輸船、鑽探供應船等多種設備組成，結構複雜，投資大，且爆破塊大 小不一，危險性高，採礦工藝流程複雜，效率低。

發明內容
本發明的目的在於克服現有海底熱液硫化物礦開採裝置的上述缺陷，提供一種結構簡單， 投資少，使用操作安全，效率高，適用於海底熱液硫化物礦大規模開採的採礦車。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的其包括自行式平移機構、液壓系統、控制箱、 料倉、機械臂、抽吸軟管、採礦頭、礦石鬥和輸送軟管，可上下擺動的採礦頭安裝在機械臂 上，機械臂底部固定在自行式平移機構的前部，礦石鬥固定套在機械臂前端，與採礦頭同軸， 開口朝外，位於採礦頭下方，底部開孔與抽吸軟管連接，抽吸軟管連接料倉前端的進料口， 料倉頂部與輸送軟管連接，所述液壓系統和控制箱位於自行式平移機構的後部；液壓系統與 控制箱電連接，還通過油路彼此相連，液壓系統上部連通安全皮囊，液壓系統和安全皮囊裡 面充滿液壓油。
使用時，將所述採礦車置於海底，採礦車著底後，依靠自行式平移機構移至作業面，啟 動採礦頭進行掘削作業，在採礦頭的掘削作用下，硫化物礦石被破碎，破碎後的硫化物礦石落入礦石鬥，再經抽吸軟管輸送到料倉，通過輸送軟管輸送到水面作業船。採礦頭完成一次 作業後，移至下一作業面進行下一次的開採。
本發明較好地克服了現有自動鑽探爆破採礦裝置的各種弊端，結構簡單，投資少，使用 操作安全，可靠性高，效率高，通過性能和機動性能好，適用於海底熱液硫化物礦的大規模 開採。


圖l是本發明一實施例的整體結構示意圖。 圖2是圖1所示實施例的自行式平移機構結構示意圖。 圖3是圖1所示實施例的水平移動原理示意圖。 圖4是圖1所示實施例的迴轉裝置結構示意圖。
圖中1.自行式平移機構，ll.機架，12.滑槽，13.滑杆，14.平移架，15.深水電機，16. 固定螺母，17.絲扦，18.行走油缸，19.迴轉裝置，191.迴轉馬達，192.迴轉支承，193.回 轉架，194.頂油缸，195.下支腿，196.固定支撐，197.加強支撐，2.液壓系統，21.安全皮囊， 3.控制箱，4.料倉，5.機械臂，51.鬥杆，52.鬥杆油缸，53.動臂，54.動臂油缸，55.固定絞， 56.底板，6.抽吸軟管，7.礦石鬥，8.採礦頭，9.輸送軟管。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一歩說明。
參照圖l，本實施例包括自行式平移機構l、液壓系統2、控制箱3、料倉4、機械臂5、抽 吸軟管6、採礦頭8、礦石鬥7和輸送軟管9，可上下擺動的採礦頭8安裝在機械臂5上，機械臂5 底部固定在自行式平移機構l的前部，礦石鬥7固定套在機械臂5前端，與採礦頭8同軸，開口 朝外，位於採礦頭8下方，底部開孔與抽吸軟管6連接，抽吸軟管6連接料倉4前端的進料口， 料倉4頂部與輸送軟管6連接，所述液壓系統2和控制箱3位於自行式平移機構1的後部；液壓系 統1與控制箱3電連接，控制箱3向液壓系統2提供電力，並發出控制指令操控液壓系統2工作； 液壓系統2和控制箱3還通過油路相連，液壓系統1上部連通安全皮囊21 ，液壓系統l和安全皮 囊21裡面充滿液壓油，以平衡高壓海水壓力，保護液壓系統2和控制箱3，防止液壓系統2和控
4制箱3被海水壓壞。
如圖1所示，機械臂5包括鬥杆51、鬥杆油缸52、動臂53、動臂油缸54、固定絞55和底板 56，動臂油缸54，固定絞55和動臂油缸54固定在底板56上，動臂53為箱形結構，底端通過軸 與固定絞55連接，動臂油缸54的拉杆與動臂53的中部絞接，動臂53頂端與鬥杆51鉸接，鬥杆 51的前端和後端分別絞接採礦頭8和鬥杆油缸52，鬥杆油缸52的油缸平行固定在動臂53上部。 由於採用油缸、臂和鬥杆的連杆機構，並通過絞接方式連接，因而機械臂5可上下擺動，其擺 幅最大為車高的1.5 3倍。
參照圖2，自行式平移機構l由機架ll、滑杆12、滑槽13、平移架14、深水電機15、固定 螺母16、絲杆17、行走油缸18和迴轉裝置19組成；機架ll為通透式框架結構，每側面上下焊 接兩滑杆12，每側面中部焊接--固定螺母16，機架11左右兩側連接兩平移架14，平移架14每 側面焊接上下兩滑槽13，機架11的滑杆12和平移架14的滑槽13嵌套在一起，機架ll和平移架 14可以相互滑動；四個行走油缸18通過固接在左右平移架14下部，機架I1上部的頂板中間開 孔，與迴轉裝置19連接。
如圖3所示，在每側平移架14中部通過軸承連接有絲杆I7，絲杆17套在固定螺母16內，深 水電機15固定在平移架14一側，其輸出軸與絲杆17連接，在深水電機15作用下，絲杆17轉動， 固定螺母16跟隨水平移動，當機架ll靜止時，平移架14向前或後移動一段距離；當平移架14 靜止時，機架11移動。採礦車l的前進工程機架1靜止，絲+fl7轉動，平移架14前進一段距 離；然後平移架14靜止，機架ll前進一段距離；機架ll再靜止，平移架14前進，通過機架ll 和平移架14的交替靜止和前進達到自行式平移機構1的前進。自行式平移機構l的後退則通過 調整深水電機15的轉向來實現。
如圖1和4所示，迴轉裝置19包括迴轉馬達191、迴轉支承192、迴轉架193、頂油缸194、 下支腿195、固定支撐196和加強支撐197，迴轉架193、固定支撐196、加強支撐197為通透式 框架結構，機架11上部頂板上下分別連接迴轉馬達191和迴轉支承192的外圈。迴轉架193上部 悍有連接板，迴轉架193套接在固定支撐196外，連接板上下連接迴轉支承192的內圈和頂油缸 194，頂油缸194的活塞固定在固定支撐196的底部，迴轉架193在頂油缸194作用下可沿固定支
5撐196外側上下滑動。迴轉馬達191輸出端為齒輪，與迴轉支承192內圈的內齒嚙合，迴轉馬達 52帶動迴轉支承192的外圈轉動，機架ll跟隨轉動。固定支撐196的四周底部平齊焊接四個加 強支撐l97，四個下支腿195分別'淳接在四個加強支撐197的底部中心位置，加強支撐197可根
據地質條件和採礦裝置的重量調整大小。作業時插入海底底質中，防止自行式平移機構1滑動。 液壓系統2為迴轉馬達191、行走油缸18、頂油194、鬥杆油缸52和動臂油缸54提供液壓動力。 採礦裝置在海底的採礦工作過程著底後，啟動液壓系統2和控制箱3，採礦裝置自行移 至作業面，採礦頭8在機械臂5的作用，完成採礦裝置前方硫化物的掘削，硫化物破碎後落入 礦石鬥7，經抽吸軟管6輸送到料倉4，通過輸送軟管9輸送到水面作業船，採礦頭8完成一次作 業後，迴轉裝置19著底，四個下支腿195的活塞伸出，行走油缸18的活塞收回，啟動頂油缸194, 左右平移架14脫離海底，深水電機15動作，帶動左右平移架14前移一段距離，深水電機15停 止，頂油缸194收回，行走油缸18的活塞伸出，左右平移架14平穩附著在海底，收回四個下支 腿195的活塞，啟動頂油缸194，迴轉裝置19脫離海底，機架ll跟隨脫離海底，深水電機15動 作，機架ll前移一段距離，頂油缸194收回，機架ll平穩著底，這樣採礦裝置自行移至到下一 作業面，開始下一次的開採。採礦裝置在採礦和行走過程中，如自行式平移機構l需要轉彎、 採礦頭8進行不同位置的挖掘，啟動頂油缸194，迴轉裝置19著底，機架ll頂起脫離海底，啟 動迴轉馬達191，機架ll可進行任意角度的迴轉，採礦頭8可完成不同位置的挖掘。
權利要求
1、一種海底熱液硫化物礦採礦車，其特徵在於包括自行式平移機構(1)、液壓系統(2)、控制箱(3)、料倉(4)、機械臂(5)、抽吸軟管(6)、礦石鬥(7)、採礦頭(8)和輸送軟管(9)，可上下擺動的採礦頭(8)安裝在機械臂(5)上，機械臂(5)底部固定在自行式平移機構(1)的前部，礦石鬥(7)固定套在採礦頭(8)外，與採礦頭(8)同軸，開口朝外，位於採礦頭(8)下方，底部開孔與抽吸軟管(6)連接，抽吸軟管(6)連接料倉(4)前端的進料口，料倉(4)頂部與輸送軟管(9)連接，所述液壓系統(2)和控制箱(3)位於自行式平移機構(1)的後部，液壓系統(2)與控制箱(3)電連接，還通過油路彼此相連，液壓系統(2)上部連通安全皮囊(21)，液壓系統(2)和安全皮囊(21)裡面充滿液壓油。
2、 根據權利要求l所述的海底熱液硫化物礦採礦車，其特徵在於通透式機架(11)每側外端上下焊接兩滑杆(12)，每側外端中部焊接有固定螺母(16)，平移架(14) 一側焊接上下兩滑槽(13)，在平移架(14)--側的中部通過軸承連接有絲杆(17)，絲杆(17)與固定在平移架(14) 一側的深水電機(15)連接，機架(11)左右兩側連接兩平移架(14)，通過機架(11)的滑杆(12)和平移架(14)的滑槽(13)相互嵌套在一起，絲杆(17)套在固定螺母(16)內，機架(11)和平移架(14)可以相互滑動。
3、 根據權利要求1或2所述的海底熱液硫化物礦採礦車，其特徵在於迴轉裝置(19)包括迴轉馬達(191)、迴轉支承(192)、迴轉架(193)、頂油缸(194)、下支腿(195)、固定支撐(196)和加強支撐(197)，迴轉架(193)、固定支撐(196)、加強支撐(197)為通透式框架結構，迴轉馬達(191)輸出端為齒輪，固定於機架(11)上部頂板，與迴轉支承(192)內圈的內齒嚙合，迴轉架(193)套接在固定支撐(196)夕卜，迴轉架(193)上部連接板上下面分別連接迴轉支承(192)的內圈和頂油缸(194)，頂汕缸(194)的活塞固定在固定支撐(196)的底部，迴轉架(193)在頂油缸(194)作用下可沿固定支撐(196)外側上下滑動。
全文摘要
一種海底熱液硫化物礦採礦車，其包括自行式平移機構、液壓系統、控制箱、料倉、機械臂、抽吸軟管、礦石鬥、採礦頭和輸送軟管，可上下擺動的採礦頭安裝在機械臂上，機械臂底部固定在自行式平移機構的前部，礦石鬥固定套在採礦頭外，與採礦頭同軸，開口朝外，位於採礦頭下方，底部開孔與抽吸軟管連接，抽吸軟管連接料倉前端的進料口，料倉頂部與輸送軟管連接，所述液壓系統和控制箱位於自行式平移機構的後部；液壓系統與控制箱電連接，還通過油路彼此相連，液壓系統上部連通安全皮囊，液壓系統和安全皮囊裡充滿液壓油。本發明結構簡單，投資少，使用操作安全，效率高，適用於海底熱液硫化物礦大規模開採。
文檔編號E21C50/02GK101498219SQ200910042809
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月6日 優先權日2009年3月6日
發明者丁六懷, 吳鴻雲, 孫大偉, 陳新明, 高宇清 申請人:長沙礦山研究院