[实用新型]一种基于浮力重力差垂直提升装置的节能深海采矿系统

权利要求书

1.一种基于浮力重力差垂直提升装置的节能深海采矿系统，其特征在于：包括水面采矿辅助船、浮力重力差垂直提升装置、矿石装载作业区、矿石卸载作业区、压载物装载作业区、压载物卸载作业区和海底支撑基础；

其中，水面采矿辅助船搭载浮力重力差垂直提升装置，在水面采矿辅助船内包括设有矿石卸载作业区、压载物装载作业区、矿石初筛装置工作区和压载物储备舱，在海床的上方设有矿石装载作业区和压载物卸载作业区。

2.根据权利要求1所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述浮力重力差垂直提升装置包括一组由钢缆组成的闭环系统，在钢缆上固定搭载多个设有浮力材料块的矿车；当矿车空载时，每个矿车在海水中的总浮力大于其重力。

3.根据权利要求2所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述闭环系统呈“口”字型，在“口”字型的四个角上设有滑轮，其中两只为支撑滑轮，设在所述水面采矿辅助船上；另外两只为固定滑轮，设在海床上，所述钢缆通过两只支撑滑轮和两只固定滑轮。

4.根据权利要求3所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述闭环系统的一侧为矿车下降工作区，另一侧为矿车上升工作区。

5.根据权利要求4所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述闭环系统的顶部设有矿车水上作业区，其底部设有矿车水下作业区；

矿车水上作业区设在两个所述的支撑滑轮之间，由矿石卸载区和压载物装载区组成；

矿车水下作业区设在两个所述的固定滑轮之间，由压载物卸载区和矿石装载区组成。

6.根据权利要求5所述的节能深海采矿系统，其特征在于：在所述矿车水上作业区和所述矿车水下作业区内，控制每个所述矿车中加载的矿石或压载物的重量；其中，

所述矿车上升工作区的所述矿车在海水中的浮力大于其总重力，所述矿车自然上升；所述矿车下降工作区的所述矿车在海水中的总重力大于其浮力，所述矿车自然下降；所述闭环系统在浮力重力差的作用下连续转动，实现海底矿石的连续运送。

7.根据权利要求6所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述矿车水上作业区包含所述压载物装载区和所述矿石卸载区；所述矿车出水面后，先在所述矿石卸载区释放矿石，然后通过所述压载物装载区时添加压载物，进而通过所述支撑滑轮后到达所述矿车下降工作区。

8.根据权利要求7所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述矿石初筛装置工作区与所述矿石卸载区相连，所述矿石初筛装置工作区中产生的初级矿渣可制作成压载物，初筛后的矿石通过运输船运走；所述压载物储备舱储备各类压载物，并与所述压载物装载区相连。

9.根据权利要求6-8中任一所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述矿车水下作业区包含所述压载物卸载区和所述矿石装载区：所述矿车抵达海底后，先在所述压载物卸载区释放压载物，然后在所述矿石装载区添加矿石，所述矿石装载区为矿石储放区域，通过所述矿车收集来自采矿区的矿石。

10.根据权利要求9所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述矿车下降工作区的每个所述矿车含有压载物，其水中总重力大于浮力，所述矿车自然下降；当所述矿车接近海底时，通过所述固定滑轮到达所述矿车水下作业区。

11.根据权利要求10所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所有矿车为钢制箱型装置，所述矿车以相同或不同间距固定在所述钢缆上。

12.根据权利要求11所述的节能深海采矿系统，其特征在于：所述浮力材料块为高强度低密度的耐压材料，为所述矿车提供净浮力，当空载时每个所述矿车在海水中的总浮力大于其重力，总浮力和重力的两者之差越大，每个所述矿车在海底能装载的矿石愈多。