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专利号: 2023118032218
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-08
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种模拟深海采矿多工况羽流的实验装置,其特征在于:包括透明的实验水池(1)、循环水池(2)、沉积物物料池(3)、摄像机组(4)和服务器(5);所述循环水池(2)分别与实验水池(1)、沉积物物料池(3)相连,所述实验水池(1)用于非静水实验过程中的水循环利用和流速控制,所述沉积物物料池(3)用于向循环水池(2)中泵送一定流速和浊度的沉积物;所述摄像机组(4)设置在循环水池(2)外侧周向;所述摄像机组(4)与服务器(5)相连,所述服务器(5)与显示器(7)相连;所述实验水池(1)内设置可替换柔性喷头(8)、伸缩浊度计(10);

所述实验水池(1)包括钢化玻璃外壳(11),所述钢化玻璃外壳(11)内的棱上设置有刻度的加固框架(12);所述钢化玻璃外壳(11)的顶部设置仪器布放网格板(13);所述钢化玻璃外壳(11)的外侧设置电源接口(14)、信息集成传输接口(15),内侧设置可移动水下设备布放杆(16)、能够改变位置的可拆卸底板(17)、进水水流调节器(18);

所述进水水流调节器(18)包括滑卡(181)、滑槽(182)、水管固定环(183)、紧固螺栓(184),所述滑卡(181)设置在钢化玻璃外壳(11)的拐角附近,所述滑槽(182)与滑卡(181)活动连接或通过紧固螺栓(184)固定,所述水管固定环(183)与滑槽(182)固定连接,所述紧固螺栓(184)的密度小于水的密度;

所述可替换柔性喷头(8)仅在模拟沉积物回排的羽状流实验中涉及,包含连接法兰(81)、柔性管(82)、柔性控制杆(83)、喷嘴(84)、替换法兰(85)、替换螺栓(86);所述连接法兰(81)用于与实验固定杆连接,使得可替换柔性喷头(8)按需布放于实验水池(1)内;所述柔性管(82)由波纹管构成,可在柔性控制杆(83)的控制下伸缩、转动;所述柔性控制杆(83)为柔性材料,可在控制器驱动下伸缩、转动,以带动柔性管(82)运动,实现不同深度、不同方向的沉积物喷泵;所述喷嘴(84)由替换法兰(85)和替换螺栓(86)与柔性管(82)连接,且可通过替换法兰(85)和替换螺栓(86)替换不同口径、形状喷嘴进行变量实验。

2.根据权利要求1所述的一种模拟深海采矿多工况羽流的实验装置,其特征在于:所述可移动水下设备布放杆(16)包括支架杆(161)、吸盘(162),所述支架杆(161)的两端通过吸盘(162)与钢化玻璃外壳(11)内壁紧贴或分离,所述支架杆(161)能够与采矿车履带(163)、采集头(164)相连。

3.根据权利要求1所述的一种模拟深海采矿多工况羽流的实验装置,其特征在于:所述可拆卸底板(17)包括底板主体(171)、提拉环(172),所述提拉环(172)与卷扬机相连,所述提拉环(172)能够带动底板主体(171)改变位置、倾斜角度来回收沉积物。

4.根据权利要求1所述的一种模拟深海采矿多工况羽流的实验装置,其特征在于:所述循环水池(2)包括水箱外壳(21),所述水箱外壳(21)内的中上部设置滤网(22),所述水箱外壳(21)沿着滤网(22)的上下分别设置入水口(23)、出水孔(24)。

5.根据权利要求4所述的一种模拟深海采矿多工况羽流的实验装置,其特征在于:所述入水口(23)通过管缆、可调速水泵(6)、流通式流量计(71)与实验水池(1)上的出水口(19)相连,所述出水孔(24)通过可调速水泵(6)、流通式流量计(71)、管缆与实验水池(1)的进水水流调节器(18)相连。

6.根据权利要求1所述的一种模拟深海采矿多工况羽流的实验装置,其特征在于:所述沉积物物料池(3)包括物料池外壳(31),所述物料池外壳(31)能够开启或闭合;所述物料池外壳(31)内部设置物料搅拌器(32),外表面上设置接电插孔(33);所述物料池外壳(31)的顶部设置沉积物出料口(34),底部设置沉积物进料口(35)。

7.根据权利要求1所述的一种模拟深海采矿多工况羽流的实验装置,其特征在于:所述沉积物物料池(3)通过可调速水泵(6)、流通式流量计(71)、流通式浊度计(72)、三通电磁阀(9)、管缆与实验水池(1)相连。

8.根据权利要求1所述的一种模拟深海采矿多工况羽流的实验装置,其特征在于:所述伸缩浊度计(10)包括浊度传感器(101)、第一伸缩杆(102)、第二伸缩杆(103)、固定柄(104);所述第二伸缩杆(103)的一端连接固定柄(104),另一端与第一伸缩杆(102)嵌套连接,所述第一伸缩杆(102)能够沿着第二伸缩杆(103)伸缩;所述第一伸缩杆(102)与浊度传感器(101)相连,所述浊度传感器(101)与服务器(5)相连。