[发明专利]一种适用于海底的水力-机械联合破岩装备

说明书

本发明公开了一种适用于海底的水力‑机械联合破岩装备，包括高压水射流装置、液压破碎锤装置、水射流加压系统、液压控制系统及履带行走装置；所述的高压水射流装置和液压破碎锤装置通过升降机构安装在履带行走装置的前端，高压水射流装置与水射流加压系统连接，液压破碎锤装置与液压控制系统连接，水射流加压系统、液压控制系统安装在履带行走装置上；所述的水射流加压系统、所述的液压控制系统及所述的履带行走装置与水面母船通过供电控制缆连接。本发明结构简单，能进行多方位破岩，破岩效率高，实用寿命长。

技术领域

本发明属于海底矿产资源开采设备技术领域，特别涉及一种适用于海底的水力-机械联合破岩装备。

背景技术

海洋约占地球表面积的71％，存在着大量的，尚未被人类充分认识和利用的各种矿产资源。随着世界工业和经济的高速发展，陆地上的矿产资源日趋短缺，人类对矿产资源的需求急剧增加，所以人们把目光转向海洋。深海矿产资源具有多种稀贵的金属元素，具有很大的商业开发潜力。海洋中几乎有陆地上有的各种资源，而且还有陆地上没有的一些资源，深海底蕴含煤矿、铁矿、海滨砂矿、多金属结核、富钴结壳及多金属硫化物等多种矿产资源。其中多金属结核和富钴结壳富含锰、钴、镍、铜等金属，这些金属的存储量是陆地相应存储量的几十倍到几千倍，而且都是重要的战略性资源，广泛应用于化学工业及高新科技生产中。

海洋中的矿产资源通常分布在200米以下的深海，开采这些资源面临很大挑战。深海采矿将海洋里的矿产资源通过相应的技术手段和装备高效安全的运送至海面，经过初加工后转运至陆地。根据开采方法的不同，它主要分为4种开采系统，分别为拖斗式采矿系统、连续铲斗提升采矿系统、穿梭潜水器采矿系统以及管式提升式采矿系统，其中管式提升式采矿系统被许多国家认为是最具前景的商业开采系统。管式提升式采矿系统关键技术是对矿物的破碎和收集。对于海底表面的富钴结壳和硫化矿等矿产资源收集是困难的，其中富钴结壳存在于800～3000米水深，且形状为板状或者砾状。其厚度一般为几毫米到十几毫米，覆盖在海底的基岩上。因此，为了收集富钴结壳和硫化矿等矿产资源，需要设计简单高效且安全的破岩装备，从而提高深海采矿的效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单，能进行多方位破岩，破岩效率高，实用寿命长的适用于海底的水力-机械联合破岩装备。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种适用于海底的水力-机械联合破岩装备，包括高压水射流装置、液压破碎锤装置、水射流加压系统、液压控制系统及履带行走装置；所述的高压水射流装置和液压破碎锤装置通过升降机构安装在履带行走装置的前端，高压水射流装置与水射流加压系统连接，液压破碎锤装置与液压控制系统连接，水射流加压系统、液压控制系统安装在履带行走装置上；所述的水射流加压系统、所述的液压控制系统及所述的履带行走装置与水面母船通过供电控制缆连接。

上述的适用于海底的水力-机械联合破岩装备中，所述的高压水射流装置、液压破碎锤装置安装在破岩箱上，所述的破岩箱包括破岩箱上盖、破岩箱底板，破岩箱上盖固定安装在破岩箱底板上；所述的升降机构包括若干支撑臂，支撑臂的后端与履带行走装置铰接，支撑臂的前端与破岩箱上盖铰接；每个支撑臂分别与液压缸I、液压缸Ⅱ的一端铰接，液压缸I的另一端与履带行走装置铰接，液压缸Ⅱ的另一端与破岩箱上盖铰接；水射流加压系统和液压控制系统安装在破岩箱内。

上述的适用于海底的水力-机械联合破岩装备中，所述的高压水射流装置包括水射流喷嘴、水射流主体、水射流喷嘴管套及水射流喷嘴管；所述的水射流喷嘴固定安装在破岩箱底板上；所述的水射流喷嘴管插装在水射流主体内；水射流喷嘴套安装在水射流主体前端，对水射流喷嘴管和水射流主体之间的间隙密封；水射流主体后端与水射流喷嘴的出口连接；水射流喷嘴内设有混合腔，混合腔与破岩箱内的分水器连接，分水器通过输水管与磨料仓及水射流加压系统连接；

所述的液压破碎锤装置包括破碎钎杆、破碎钎杆套及缸体；所述的缸体固定安装在破岩箱底板上；所述的破碎钎杆一端插装在缸体内与缸体内的活塞连接，破碎钎杆套安装在缸体悬臂端，对破碎钎杆和缸体之间的间隙密封；所述的缸体与液压控制系统连接。