本发明公开了一种海底富钴结壳破碎采集一体化装置，包括安装于海底采矿车上的破碎组件和收集组件，破碎组件包括支架、安装于支架上的破碎滚筒和用于驱动破碎滚筒旋转的旋转驱动件，支架通过一升降机构安装于海底采矿车上，收集组件包括泵和采集罩，泵的入口通过管道与采集罩的内腔连通，采集罩罩设于破碎滚筒的外部并于下端设有供破碎滚筒伸出的下端开口。本发明具有结构简单、易于制作、成本低、采集效率高、工作稳定可靠等优点。
1.一种海底富钴结壳破碎采集一体化装置，其特征在于：包括安装于海底采矿车（3）上的破碎组件（1）和收集组件（2），所述破碎组件（1）包括支架（11）、安装于支架（11）上的破碎滚筒（12）和用于驱动破碎滚筒（12）旋转的旋转驱动件（13），所述支架（11）通过一升降机构（4）安装于海底采矿车（3）上，所述收集组件（2）包括泵（21）和采集罩（22），所述泵（21）的入口通过管道与采集罩（22）的内腔连通，所述采集罩（22）罩设于破碎滚筒（12）的外部并于下端设有供破碎滚筒（12）伸出的下端开口（221）。
2.根据权利要求1所述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，其特征在于：所述采集罩（22）沿竖直方向滑设于支架（11）上，且采集罩（22）的下端设有将采集罩（22）支承在矿层表面滑行的滑板（23）。
3.根据权利要求2所述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，其特征在于：所述滑板（23）设有两块，两块滑板（23）分设于采集罩（22）滑行方向的两侧；所述滑板（23）包括平板和分别连接于平板前后两端的两个上翘的弧形板。
4.根据权利要求2所述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，其特征在于：所述支架（11）上设有滑槽，所述采集罩（22）上固接有滑块，所述滑块滑设于所述滑槽中。
5.根据权利要求1所述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，其特征在于：所述破碎滚筒（12）为螺旋截齿滚筒。
6.根据权利要求1所述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，其特征在于：所述旋转驱动件（13）为马达。
7.根据权利要求1所述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，其特征在于：所述支架（11）还通过一平行四边形摆动机构与海底采矿车（3）相连，所述平行四边形摆动机构包括两根摆杆（5），各摆杆（5）的两端分别铰接于支架（11）和海底采矿车（3）上。
8.根据权利要求7所述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，其特征在于：所述升降机构（4）包括安装于海底采矿车（3）上的升降伸缩缸，所述升降伸缩缸的伸缩杆与支架（11）相连。
9.根据权利要求3所述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，其特征在于：所述管道包括与采集罩（22）相连的集矿管（6）以及连接于集矿管（6）和泵（21）之间的输送软管（7），所述集矿管（6）的截面呈矩形，且集矿管（6）的截面面积自采集罩（22）到输送软管（7）的方向逐渐减小。
10.根据权利要求9所述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，其特征在于：所述集矿管（6）连接于采集罩（22）的前端侧壁上，所述集矿管（6）的下端面为上翘的弧形面，所述弧形面与采集罩（22）的下端面平滑相接，且集矿管（6）的下端面与滑板（23）的弧形板位于同一弧形面上。
一种海底富钴结壳破碎采集一体化装置
技术领域
[0001] 本发明涉及海底矿产资源开采设备技术领域，具体涉及一种海底富钴结壳破碎采集一体化装置。
背景技术
[0002] 目前，陆地资源逐渐匮乏，人类对于海底资源的利用与开发越来越频繁，海底富钴结壳作为几种重要的海底固体矿产资源之一，已成为研究的热点。富钴结壳赋存环境具有特殊性，赋存于几千米深的海底，这也是影响富钴结壳开采的重要因素。现有富钴结壳开采研究主要针对其破碎原理与方法进行，也提出了几种富钴结壳破碎装置。采集作为破碎的后续环节，也是关键环节，直接影响破碎能耗和工作效率，如果能将富钴结壳破碎与采集有机结合起来对富钴结壳的开采效率有重要意义，然而目前还没有富钴结壳破碎采集结合的一体化装置。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、易于制作、成本低、采集效率高、工作稳定可靠的海底富钴结壳破碎采集一体化装置。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0005] 一种海底富钴结壳破碎采集一体化装置，包括安装于海底采矿车上的破碎组件和收集组件，所述破碎组件包括支架、安装于支架上的破碎滚筒和用于驱动破碎滚筒旋转的旋转驱动件，所述支架通过一升降机构安装于海底采矿车上，所述收集组件包括泵和采集罩，所述泵的入口通过管道与采集罩的内腔连通，所述采集罩罩设于破碎滚筒的外部并于下端设有供破碎滚筒伸出的下端开口。
[0006] 上述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，优选的，所述采集罩沿竖直方向滑设于支架上，且采集罩的下端设有将采集罩支承在矿层表面滑行的滑板。
[0007] 上述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，优选的，所述滑板设有两块，两块滑板分设于采集罩滑行方向的两侧；所述滑板包括平板和分别连接于平板前后两端的两个上翘的弧形板。
[0008] 上述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，优选的，所述支架上设有滑槽，所述采集罩上固接有滑块，所述滑块滑设于所述滑槽中。
[0009] 上述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，优选的，所述破碎滚筒为螺旋截齿滚筒。
[0010] 上述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，优选的，所述旋转驱动件为马达。
[0011] 上述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，优选的，所述支架还通过一平行四边形摆动机构与海底采矿车相连，所述平行四边形摆动机构包括两根摆杆，各摆杆的两端分别铰接于支架和海底采矿车上。
[0012] 上述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，优选的，所述升降机构包括安装于海底采矿车上的升降伸缩缸，所述升降伸缩缸的伸缩杆与支架相连。
[0013] 上述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，优选的，所述管道包括与采集罩相连的集矿管以及连接于集矿管和泵之间的输送软管，所述集矿管的截面呈矩形，且集矿管的截面面积自采集罩到输送软管的方向逐渐减小。
[0014] 上述的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，优选的，所述集矿管连接于采集罩的前端侧壁上，所述集矿管的下端面为上翘的弧形面，所述弧形面与采集罩的下端面平滑相接，且集矿管的下端面与滑板的弧形板位于同一弧形面上。
[0015] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明海底富钴结壳破碎采集一体化装置在破碎富钴结壳的同时能将破碎剥离下的富钴结壳颗粒收集起来，实现了海底富钴结壳破碎和破碎后富钴结壳采集的有机结合，能够大大提高工作效率。该装置具有结构简单、易于制作、成本低、采集效率高、工作稳定可靠等优点。
附图说明
[0016] 图1为本发明海底富钴结壳破碎采集一体化装置的主视结构示意图。
[0017] 图2为本发明海底富钴结壳破碎采集一体化装置的立体结构示意图。
[0018] 图例说明：
[0019] 1、破碎组件；11、支架；12、破碎滚筒；13、旋转驱动件；2、收集组件；21、泵；22、采集罩；221、下端开口；23、滑板；3、海底采矿车；4、升降机构；5、摆杆；6、集矿管；7、输送软管。
具体实施方式
[0020] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0021] 如图1和图2所示，本发明的海底富钴结壳破碎采集一体化装置，包括安装于海底采矿车3上的破碎组件1和收集组件2，海底采矿车3可适应海底富钴结壳地形条件，其为现有技术，破碎组件1包括支架11、安装于支架11下方的破碎滚筒12和用于驱动破碎滚筒12旋转的旋转驱动件13，支架11通过一升降机构4安装于海底采矿车3上，通过升降机构4可以驱使破碎组件1整体升降运动，从而调节破碎滚筒12破碎富钴结壳的深度，收集组件2包括泵21和采集罩22，泵21的入口通过管道与采集罩22的内腔连通，采集罩22罩设于破碎滚筒12的外部并于下端设有供破碎滚筒12伸出的下端开口221。工作时，旋转驱动件13驱动破碎滚筒12旋转破碎富钴结壳，通过升降机构4可调节破碎滚筒12破碎富钴结壳矿层的深度，采集罩22对破碎后的富钴结壳进行采集，通过泵21的水吸作用可及时将采集罩22内的富钴结壳收集起来，该装置在破碎富钴结壳的同时能将破碎剥离下的富钴结壳颗粒收集起来，实现了海底富钴结壳破碎和破碎后富钴结壳采集的有机结合，能够大大提高工作效率，且其结构简单、易于制作、采集效率高、工作稳定可靠。
[0022] 本实施例中，采集罩22沿竖直方向滑设于支架11上，具体是在支架11上设有沿竖直方向布置的滑槽，采集罩22上固接有滑块，滑块滑设于滑槽中，使采集罩22可在竖直方向上自由滑动。采集罩22的下端设有将采集罩22支承在矿层表面滑行的滑板23，滑板23设有两块，两块滑板23分设于采集罩22滑行方向的两侧；各滑板23包括平板和分别连接于平板前后两端的两个上翘的弧形板。在正常工作时，滑板23与矿层表面接触并支承采集罩22，使采集罩22的下端开口221始终与矿层表面贴合，采集罩22不会随破碎滚筒12破碎深度增加而下降，避免了在前行破碎时造成干扰，同时也是已破碎的富钴结壳不会从采集罩22跑出，利于富钴结壳的高效收集；并且当海底地形变化时，采集罩22通过滑板23沿矿层表面滑行，能够适应海底微地形的变化。
[0023] 本实施例中，破碎滚筒12为螺旋截齿滚筒，旋转驱动件13为马达。螺旋截齿滚筒通过轴承座安装在支架11上，马达的输出轴与螺旋截齿滚筒连接，进而驱动螺旋截齿滚筒转动。
[0024] 本实施例中，支架11还通过一平行四边形摆动机构与海底采矿车3相连，平行四边形摆动机构包括两根摆杆5，各摆杆5的两端分别铰接于支架11和海底采矿车3上，两根摆杆5长度一致且相互平行，这样两根摆杆5、支架11和海底采矿车3之间构成一个平行四边形机构。升降机构4驱动支架11可使支架11在下摆杆5的限制下相对于海底采矿车3升降运动，该结构能够提高破碎组件1的安装稳定性和可靠性。本实施例的升降机构4包括铰接安装于海底采矿车3上的升降伸缩缸，升降伸缩缸的伸缩杆与支架11铰接，该升降伸缩缸可采用伸缩油缸。
[0025] 本实施例中，管道包括与采集罩22相连的集矿管6以及连接于集矿管6和泵21之间的输送软管7，集矿管6的截面呈矩形，且集矿管6的截面面积自采集罩22到输送软管7的方向逐渐减小，利于已破碎富钴结壳的收集。同时，集矿管6连接于采集罩22的前端侧壁（海底采矿车3工作行进方向一侧的侧壁）上，集矿管6的下端面为上翘的弧形面，弧形面与采集罩22的下端面平滑相接，集矿管6进口宽度大于破碎滚筒12工作时的破碎宽度，以便破碎滚筒
12破碎下的颗粒及时采集。同时，集矿管6下端的上翘弧形面与滑板23上的弧形板位于同一弧形面上，以便适应即将破碎的矿层表面。这样集矿管6也不会对正常工作造成干扰，并适应海底微地形的变化。
[0026] 本发明海底富钴结壳破碎采集一体化装置在破碎滚筒12破碎海底富钴结壳矿层的同时，破碎后的富钴结壳能够立刻由泵21经集矿管6和输送软管7收集起来，达到破碎后瞬间收集的要求，能够大大提高破碎采集效率、降低生产成本。
[0027] 本实施例的海底富钴结壳破碎采集一体化装置的工作原理及过程如下：
[0028] 开始富钴结壳的采矿作业时，将海底采矿车3停在富钴结壳开采起始位置，开启泵21，然后开启马达，驱动破碎滚筒12旋转，破碎滚筒12的旋转方向如图1中箭头B所示。破碎滚筒12和泵21运转正常后，升降机构4驱使支架11、马达、破碎滚筒12、采集罩22、轴承座等部件下降运动。采集罩22下端的滑板23首先与海底富钴结壳矿层接触。滑板23与海底富钴结壳接触后，升降机构4驱使支架11、马达、破碎滚筒12、轴承座等部件继续下降运动，由于滑板23已与富钴结壳矿层接触，采集罩22上的滑块在支架11上的滑槽里滑动，破碎滚筒12继续下降至接触富钴结壳矿层，这时破碎滚筒12开始切削破碎富钴结壳，破碎下的富钴结壳颗粒由于泵21的水吸作用，依次经集矿管6、输送软管7和泵21排出。当破碎滚筒12切削富钴结壳的深度达到要求后，升降机构4停止动作，开启海底采矿车3，使海底采矿车3沿图1中箭头A所指方向前进。采矿车前行时，滑板23支承采集罩22在富钴结壳矿层表面滑行，破碎滚筒12继续破碎富钴结壳矿层，同时破碎下的富钴结壳颗粒由收集组件2进行收集。
[0029] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
