[发明专利]基于二氧化碳的深海采矿羽流抑制封存装置及方法

权利要求书

1.基于二氧化碳的深海采矿羽流抑制封存装置，其特征在于，包括羽流收集单元、泵吸管组、分离沉降单元及固化排放单元，所述羽流收集单元包括防溢罩和抽吸内管，所述防溢罩有两个，左右对称布置在采矿车履带的上方；

抽吸内管设置在防溢罩内部，其一端穿出防溢罩与泵吸管组相连，防溢罩上开设有能够供羽流进入抽吸内管的若干个导流孔；

固化排放单元位于分离沉降单元的下方，包括固化沉淀仓、输送机构及高压喷射组件，固化沉淀仓的底部后侧具有排放口，输送机构设置在固化沉淀仓的底部；

高压喷射组件有两个，相对布置在固化沉淀仓的内侧壁上，与设在采矿车上的CO₂储存罐管路相连；

分离沉降单元包括依次相连的多个水力旋流器，泵吸管组的出水口与首位次水力旋流器的入口相连，各水力旋流器下端口均与固化沉淀仓的顶部相通。

2.根据权利要求1所述基于二氧化碳的深海采矿羽流抑制封存装置，其特征在于，所述防溢罩包括双翼形的多个防溢罩单体，防溢罩单体为中空的长条板壳结构，多个防溢罩单体沿矿车履带的长度方向上下交替排布；

上侧各防溢罩单体的侧边与相邻的下侧防溢罩单体的顶部固定相连成一体，任意相邻两个防溢罩单体之间形成导流通道；

各防溢罩单体的一端与采矿车固定相连，另一端探出采矿车履带的外侧。

3.根据权利要求2所述基于二氧化碳的深海采矿羽流抑制封存装置，其特征在于，防溢罩单体包括上弧板及对称布置于上弧板下方两侧的两个下弧板，两个下弧板相邻的一侧通过底板固定相连，相互远离的一侧分别与上弧板固定相连；

所述上弧板的两端分别设有一个端板，通过端板与底板及两个下弧板相连成一体结构。

4.根据权利要求2所述基于二氧化碳的深海采矿羽流抑制封存装置，其特征在于，各所述防溢罩单体的底面具有规则排布的若干个导流孔，下侧各防溢罩的顶部与导流通道对应的位置也具有相同方式布置的若干个导流孔，工作状态下，羽流能够由导流孔进入防溢罩的内部；

每个防溢罩单体内部均设有一个所述抽吸内管，抽吸内管的主体部分在防溢罩单体的长度方向布置在其内部，其圆周侧壁上具有规则布置的若干个长条孔；

抽吸内管一端与防溢罩单体的内壁固定相连，另一端穿出防溢罩单体的底面。

5.根据权利要求4所述基于二氧化碳的深海采矿羽流抑制封存装置，其特征在于，泵吸管组包括分别设置一个泵吸主管的两个泵吸支管，两个泵吸支管分别设在防溢罩的下侧，各抽吸内管的另一端与均同侧的泵吸支管相连相通；

每个泵吸支管上均设有一个离心泵，离心泵配置有第一电机，两个泵吸支管通过所述泵吸主管与首位次水力旋流器的入口相连。

6.根据权利要求1所述基于二氧化碳的深海采矿羽流抑制封存装置，其特征在于，除末位次以外的其余水力旋流器定顶部的溢流口均与其相邻下一位次水力旋流器的入口管路相连，末位次水力旋流器的溢流口能够为采矿车的矿石采集装置供水。

7.根据权利要求6所述基于二氧化碳的深海采矿羽流抑制封存装置，其特征在于，每个水力旋流器的下端口均通过一个变径连接管与固化沉淀仓的顶部相连，变径连接管的上端口为圆形，其下端口为方形；

变径连接管的内部具有两个阀板，两个阀板相对倾斜布置，上端与变径连接管的内壁铰接，阀板的上侧分别通过一个弹簧与变径连接管的内壁相连。

8.根据权利要求1所述基于二氧化碳的深海采矿羽流抑制封存装置，其特征在于，所述高压喷射组件包括多个高压射流喷头，多个高压射流喷头呈线性依次间隔布置，各高压射流喷头均与CO₂输送管相连，其喷口均倾斜布置；

所述CO₂输送管与设置在采矿车上的CO₂储存罐相连，CO₂储存罐的顶部设置有能够连接海面支持母船的CO₂输入管，其内部设置有高压泵，高压泵的出口端设置有压力控制阀。