一種海底表層可燃冰專用鏟車設備的制作方法

本發明屬于海底可燃冰開采設備領域，具體涉及一種海底表層可燃冰專用鏟車設備。

背景技術：

在海底表層可燃冰的開采過程中，需要將可燃冰破碎成小塊狀之后裝入密封罐內再輸送到海面上，至目前沒有在公開文獻中發現適于長時間在海底表層進行可燃冰開采的設備。作為工作在深水下的機械設備，其執行部件一般使用電機作為驅動力。

另一方面，文獻號為cn102195387b公開了一種潛水泵的密封結構，包括常規結構形式的由轉子與嵌入繞組的定子二者構成的拖動電機通過它的轉軸帶動的液泵，以及位于最外層的防護外套；其特征在于：上述動子以及驅動上述液泵運轉的且位于該液泵外部的轉軸部分，是被金屬密封隔離屏蔽以立體形式包圍著的，并且，用于該轉子與該定子二者之間的金屬密封隔離屏蔽局部應該采用薄型非導磁材料來充當，而且，該薄型非導磁材料制作的金屬密封隔離屏蔽局部是設置在緊貼著嵌入繞組的定子的內環圓周部位的，而且，在金屬密封隔離罩呈倒錐形的底部設置了電機軸封；所述的金屬密封隔離屏蔽本身涉及到的所有縫隙都是通過不可拆卸的焊接工藝來實現的。——該專利方案中，由于金屬密封隔離屏蔽罩僅在下端與電機軸封位置是不完全封閉的，所以該潛水泵必須保持電機在上液泵在下的狀態才能保證其密封效果，故在使用時一般需要使用固定件將潛水泵固定穩定位置才能使用，當該種潛水泵在深度較大的海底使用時（比如在海底的可燃冰開采時，深度超過300米），該種潛水泵的固定就具有較大難度，而采用普通的潛水泵又難以達到長時間保持密封性能的效果。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的不足，提供一種結構簡單穩定，適于長時間工作于深水下的海底可燃冰專用鏟車設備。

為實現本發明之目的，采用以下技術方案予以實現：一種海底表層可燃冰專用鏟車設備，包括有車體，轉動安裝在車體前部兩側的兩個主動輪，以及轉動安裝在車體后部兩側的兩個從動輪；所述車體上安裝有兩個分別用以驅動兩個轉動輪的驅動電機，所述驅動電機包括有硬質的非導磁金屬材料的殼體，固定安裝在殼體內的繞組，以及通過轉子軸承安裝在殼體內且位于繞組內周的轉子周的轉子；所述轉子中間為所述輸出軸，所述輸出軸下端穿過殼體且輸出軸與殼體下端之間通過密封軸承連接；所述殼體下端呈外周高中間低的漏斗形，所述殼體除了下端部中間安裝密封軸承的安裝口外，其它部分均為不可拆卸的全密封結構；所述殼體內充滿絕緣油；

所述車體前端連接有一個鏟斗，所述鏟斗后端上部具有一個后延伸部，所述后延伸部的下端設有一個沿鏟斗左右方向的條形口，所述后延伸部的下方對應條形口的下方安裝有一個沿鏟斗左右方向設置的輸送帶，且輸送帶的至少一端延伸到鏟斗的左、右端部之外。

作為優選方案：所述后延伸部下端面連接有兩個沿鏟斗左右方向的擋板，且兩個擋板分別位于條形口的前、后方；所述輸送帶安裝在兩個擋板之間。

作為優選方案：所述車體后端上部兩側固定連接有兩個安裝臂，兩個安裝臂上對稱轉動連接有兩個鏟斗安裝臂，鏟斗安裝臂延伸到車體前端，鏟斗安裝臂的前部具有一個l形臂，所述鏟斗后端下部與l形臂的前端轉動連接；兩個所述安裝臂與同側的鏟斗安裝臂的中部之間分別連接有第一液壓缸，兩個鏟斗安裝臂的中部與鏟斗的后端上部之間分別連接有第二液壓缸。

作為優選方案：所述驅動電機與同側的主動輪之間通過錐齒輪或蝸輪蝸桿機構傳動連接。

作為優選方案：所述車體上端連接有一個豎桿，豎桿上端安裝有攝像頭，所述攝像頭與控制器電連接；所述控制器具有無線電收發模塊，無線電收發模塊通過無線網絡與計算機連接。

作為優選方案：所述驅動電機由安裝在海底的發電裝置進行供電；所述發電裝置包括有內燃機，與內燃機的輸出軸連接的發電機；所述內燃機的進氣端連接有混合器，混合器連接有氧氣進氣管和天然氣進氣管；所述內燃機的出氣端連接有排氣管，排氣管的另一端連接有冷卻除氣罐；所述氧氣進氣管另一端與氧氣瓶連接，氧氣進氣管靠近混合器的位置安裝有氣泵a；所述天然氣進氣管與可燃冰開采井的出氣管道相連通，天然氣進氣管靠近混合器的位置安裝有氣泵b；所述冷卻除氣罐為封閉的容器，冷卻儲氣罐內下部儲存有氫氧化鈉飽和溶液；冷卻儲氣罐內頂部安裝有水淋噴頭，所述排氣管與冷卻儲氣罐的上部連通；所述冷卻儲氣罐下部連接有由海水進行冷卻的冷卻管道，冷卻管道的另一端連接有噴淋水泵，噴淋水泵的出水端與水淋噴頭連接；所述可燃冰開采井指的是使用減壓法開采可燃冰時所鉆探的開采井。

作為優選方案：所述冷卻管道安裝在可燃冰開采井內下部。

作為優選方案：所述驅動電機、發電裝置的發電機分別與控制器電聯接。

作為優選方案：所述發電裝置與控制器之間通過懸浮輸電線電聯接；所述懸浮輸電線包括有絕緣材質的電纜外皮，電纜外皮內沿長度方向成型有隔離層，電纜外皮內位于隔離層兩側分別為輸電線腔體和充氣腔體，所述輸電線腔體內穿設有2根以上的輸電線，所述充氣腔體內穿設有兩根電解導體，兩根電解導體穿設在用以將兩個電解導體相隔離的吸水海綿條內，所述充氣腔內填充有弱堿性溶液；

所述電纜外皮位于充氣腔內沿長度方向等距成型有隔層，相鄰隔層的距離為0.2-1m；所述隔層位置不設置吸水海綿條，兩個電解導體與隔層之間密封連接。

本發明提供另一種海底表層可燃冰專用鏟車設備，包括有車體，轉動安裝在車體前部兩側的兩個主動輪，以及轉動安裝在車體后部兩側的兩個從動輪，其特征在于：

所述車體上安裝有兩個分別用以驅動兩個轉動輪的驅動電機，所述驅動電機包括有硬質的非導磁金屬材料的殼體，固定安裝在殼體內的繞組，以及通過轉子軸承安裝在殼體內且位于繞組內周的轉子周的轉子；所述轉子中間為所述輸出軸，所述輸出軸下端穿過殼體且輸出軸與殼體下端之間通過密封軸承連接；所述殼體下端呈外周高中間低的漏斗形，所述殼體除了下端部中間安裝密封軸承的安裝口外，其它部分均為不可拆卸的全密封結構；所述殼體內充滿絕緣油；

所述車體前端連接有一個鏟斗，所述鏟斗后端上部具有一個后延伸部，所述后延伸部的下端設有一個沿鏟斗左右方向的條形口，所述后延伸部的下方對應條形口的下方安裝有一個沿鏟斗左右方向設置的輸送帶，且輸送帶的至少一端延伸到鏟斗的左、右端部之外；

所述后延伸部下端面連接有兩個沿鏟斗左右方向的擋板，且兩個擋板分別位于條形口的前、后方；所述輸送帶安裝在兩個擋板之間；

所述車體后端上部兩側固定連接有兩個安裝臂，兩個安裝臂上對稱轉動連接有兩個鏟斗安裝臂，鏟斗安裝臂延伸到車體前端，鏟斗安裝臂的前部具有一個l形臂，所述鏟斗后端下部與l形臂的前端轉動連接；兩個所述安裝臂與同側的鏟斗安裝臂的中部之間分別連接有第一液壓缸，兩個鏟斗安裝臂的中部與鏟斗的后端上部之間分別連接有第二液壓缸；

所述驅動電機與同側的主動輪之間通過錐齒輪或蝸輪蝸桿機構傳動連接；

所述車體上端連接有一個豎桿，豎桿上端安裝有攝像頭，所述攝像頭與控制器電連接；所述控制器具有無線電收發模塊，無線電收發模塊通過無線網絡與計算機連接；

所述驅動電機由安裝在海底的發電裝置進行供電；所述發電裝置包括有內燃機，與內燃機的輸出軸連接的發電機；所述內燃機的進氣端連接有混合器，混合器連接有氧氣進氣管和天然氣進氣管；所述內燃機的出氣端連接有排氣管，排氣管的另一端連接有冷卻除氣罐；所述氧氣進氣管另一端與氧氣瓶連接，氧氣進氣管靠近混合器的位置安裝有氣泵a；所述天然氣進氣管與可燃冰開采井的出氣管道相連通，天然氣進氣管靠近混合器的位置安裝有氣泵b；所述冷卻除氣罐為封閉的容器，冷卻儲氣罐內下部儲存有氫氧化鈉飽和溶液；冷卻儲氣罐內頂部安裝有水淋噴頭，所述排氣管與冷卻儲氣罐的上部連通；所述冷卻儲氣罐下部連接有由海水進行冷卻的冷卻管道，冷卻管道的另一端連接有噴淋水泵，噴淋水泵的出水端與水淋噴頭連接；所述可燃冰開采井指的是使用減壓法開采可燃冰時所鉆探的開采井；

所述冷卻管道安裝在可燃冰開采井內下部；

所述驅動電機、發電裝置的發電機分別與控制器電聯接；

所述發電裝置與控制器之間通過懸浮輸電線電聯接；所述懸浮輸電線包括有絕緣材質的電纜外皮，電纜外皮內沿長度方向成型有隔離層，電纜外皮內位于隔離層兩側分別為輸電線腔體和充氣腔體，所述輸電線腔體內穿設有2根以上的輸電線，所述充氣腔體內穿設有兩根電解導體，兩根電解導體穿設在用以將兩個電解導體相隔離的吸水海綿條內，所述充氣腔內填充有弱堿性溶液；

所述電纜外皮位于充氣腔內沿長度方向等距成型有隔層，相鄰隔層的距離為0.2-1m；所述隔層位置不設置吸水海綿條，兩個電解導體與隔層之間密封連接。

與現有技術相比較，本發明的有益效果是：本發明用于將破碎后的可燃冰鏟起到傳送帶上，隨后傳送帶將固態的可燃冰輸送到開采井內，接著通過水泵將開采井內的水抽出使開采井內的壓力降低從而使固態可燃冰分解為氣態天然氣并從開采井上端輸出。

本發明使用時，只需要控制主動輪運動使車體前進，即可使車體前端的鏟斗鏟起車體前方的破碎為塊狀的固態可燃冰，隨著車體的推進，位于車體前方的固態可燃冰會推動位于鏟斗內的固態可燃冰向上堆起，即固態可燃冰會被推倒鏟斗后上部的后延伸部內，隨后從條形口滑落到輸送帶上。

為了提高效率，可在本發明行進方向的一側架設一個可移動的傳送帶，這樣在本發明行進過程中輸送帶便可連續地將固態可燃冰輸送到傳送帶上。當本發明的工作位置距離可燃冰開采井較遠時，可通過多個首尾相銜接的傳送帶配合將固態可燃冰輸送到可燃冰開采井內。

采用本發明的鏟斗將破碎后的固態可燃冰進行提升以便于將之轉運到傳送帶之上，相比于其他方式而言，各個執行部件的動作幅度很小，避免了固態可燃冰在輸送至可燃冰開采井的過程中產生分解的情況。

另外，本發明中的驅動電機為輸出軸豎直朝下的形式，結合充滿絕緣油的電機殼體，保證了驅動電機在深海長時間工作后也不會有進水的情況。免維護時間長，降低可燃冰開采成本。

附圖說明

圖1、圖2是本發明的結構示意圖。

圖3是驅動電機的結構示意圖。

圖4是發電裝置的結構示意圖。

圖5是懸浮輸電線的剖面結構示意圖。

圖6是電纜外皮的結構示意圖。

1、車體；11、安裝臂；

21、主動輪；22、從動輪；

31、第一液壓缸；32、第二液壓缸；

4、鏟斗安裝臂；41、l形臂；

5、鏟斗；501、后延伸部；502、條形口；51、輸送帶；52、擋板；

6、驅動電機；601、殼體；602、繞組；603、轉子；604、轉子軸承；

7、豎桿；71、攝像頭；

8、懸浮輸電線；81、電纜外皮；811、輸電線腔體；812、充氣腔體；82、輸電線；83、吸水海綿條；84、電解導體；

91、內燃機；92、發電機；93、混合器；94、氣泵b；95、氣泵a；96、冷卻除氣罐；97、水淋噴頭；98、冷卻管道；99、噴淋水泵。

具體實施方式

實施例1

根據圖1至圖3所示，本實施例為一種海底表層可燃冰專用鏟車設備，包括有車體1，轉動安裝在車體前部兩側的兩個主動輪21，以及轉動安裝在車體后部兩側的兩個從動輪22；所述車體上安裝有兩個分別用以驅動兩個轉動輪的驅動電機6，所述驅動電機包括有硬質的非導磁金屬材料的殼體601，固定安裝在殼體內的繞組602，以及通過轉子軸承604安裝在殼體內且位于繞組內周的轉子周的轉子603；所述轉子中間為所述輸出軸，所述輸出軸下端穿過殼體且輸出軸與殼體下端之間通過密封軸承連接；所述殼體下端呈外周高中間低的漏斗形，所述殼體除了下端部中間安裝密封軸承的安裝口外，其它部分均為不可拆卸的全密封結構；所述殼體內充滿絕緣油。

所述車體前端連接有一個鏟斗5，所述鏟斗后端上部具有一個后延伸部501，所述后延伸部的下端設有一個沿鏟斗左右方向的條形口502，所述后延伸部的下方對應條形口的下方安裝有一個沿鏟斗左右方向設置的輸送帶51，且輸送帶的至少一端延伸到鏟斗的左、右端部之外。

所述后延伸部下端面連接有兩個沿鏟斗左右方向的擋板52，且兩個擋板分別位于條形口的前、后方；所述輸送帶安裝在兩個擋板之間。

所述車體后端上部兩側固定連接有兩個安裝臂11，兩個安裝臂上對稱轉動連接有兩個鏟斗安裝臂4，鏟斗安裝臂延伸到車體前端，鏟斗安裝臂的前部具有一個l形臂41，所述鏟斗后端下部與l形臂的前端轉動連接；兩個所述安裝臂與同側的鏟斗安裝臂的中部之間分別連接有第一液壓缸31，兩個鏟斗安裝臂的中部與鏟斗的后端上部之間分別連接有第二液壓缸32。

所述驅動電機與同側的主動輪之間通過錐齒輪或蝸輪蝸桿機構傳動連接。

所述車體上端連接有一個豎桿7，豎桿上端安裝有攝像頭71，所述攝像頭與控制器電連接；所述控制器具有無線電收發模塊，無線電收發模塊通過無線網絡與計算機連接。通過計算機實時觀測本發明的工作狀態，可實時遙控本發明工作。

本發明用于將破碎后的可燃冰鏟起到傳送帶上，隨后傳送帶將固態的可燃冰輸送到開采井內，接著通過水泵將開采井內的水抽出使開采井內的壓力降低從而使固態可燃冰分解為氣態天然氣并從開采井上端輸出。

本發明使用時，只需要控制主動輪運動使車體前進，即可使車體前端的鏟斗鏟起車體前方的破碎為塊狀的固態可燃冰，隨著車體的推進，位于車體前方的固態可燃冰會推動位于鏟斗內的固態可燃冰向上堆起，即固態可燃冰會被推倒鏟斗后上部的后延伸部內，隨后從條形口滑落到輸送帶上。

為了提高效率，可在本發明行進方向的一側架設一個可移動的傳送帶，這樣在本發明行進過程中輸送帶便可連續地將固態可燃冰輸送到傳送帶上。當本發明的工作位置距離可燃冰開采井較遠時，可通過多個首尾相銜接的傳送帶配合將固態可燃冰輸送到可燃冰開采井內。

采用本發明的鏟斗將破碎后的固態可燃冰進行提升以便于將之轉運到傳送帶之上，相比于其他方式而言，各個執行部件的動作幅度很小，避免了固態可燃冰在輸送至可燃冰開采井的過程中產生分解的情況。

另外，本發明中的驅動電機為輸出軸豎直朝下的形式，結合充滿絕緣油的電機殼體，保證了驅動電機在深海長時間工作后也不會有進水的情況。免維護時間長，降低可燃冰開采成本。

實施例2

結合圖4所示，本實施例在實施例1的基礎上作出以下改進：所述驅動電機由安裝在海底的發電裝置進行供電；所述發電裝置包括有內燃機91，與內燃機的輸出軸連接的發電機92；所述內燃機的進氣端連接有混合器93，混合器連接有氧氣進氣管和天然氣進氣管；所述內燃機的出氣端連接有排氣管，排氣管的另一端連接有冷卻除氣罐96；所述氧氣進氣管另一端與氧氣瓶連接，氧氣進氣管靠近混合器的位置安裝有氣泵a95；所述天然氣進氣管與可燃冰開采井的出氣管道相連通，天然氣進氣管靠近混合器的位置安裝有氣泵b94；所述冷卻除氣罐為封閉的容器，冷卻儲氣罐內下部儲存有氫氧化鈉飽和溶液；冷卻儲氣罐內頂部安裝有水淋噴頭97，所述排氣管與冷卻儲氣罐的上部連通；所述冷卻儲氣罐下部連接有由海水進行冷卻的冷卻管道98，冷卻管道的另一端連接有噴淋水泵99，噴淋水泵的出水端與水淋噴頭連接。所述可燃冰開采井指的是使用減壓法開采可燃冰時所鉆探的開采井。

所述冷卻管道安裝在可燃冰開采井內下部，通過冷卻管道的余熱可使可燃冰開采井內的溫度升高，利于固態可燃冰在可燃冰開采井內受熱分解為氣態天然氣。

所述驅動電機、發電裝置的發電機分別與控制器電聯接。

實施例3

結合圖5和圖6所示，本實施例在實施例1或2的基礎上作出以下改進：所述發電裝置與控制器之間通過懸浮輸電線8電聯接，所述懸浮輸電線包括有絕緣材質的電纜外皮81，電纜外皮內沿長度方向成型有隔離層，電纜外皮內位于隔離層兩側分別為輸電線腔體811和充氣腔體812，所述輸電線腔體內穿設有2根以上的輸電線82，所述充氣腔體內穿設有兩根電解導體84，兩根電解導體穿設在用以將兩個電解導體相隔離的吸水海綿條83內，所述充氣腔內填充有弱堿性溶液，如ph值為8的氫氧化鈉溶液。

所述電纜外皮位于充氣腔內沿長度方向等距成型有隔層，相鄰隔層的距離為0.2-1m。在隔層位置不設置吸水海綿條，兩個電解導體與隔層之間密封連接。

兩個所述電解導體通直流電使得充氣腔內的水電解產生氫氣和氧氣，使得充氣腔體積變大。當懸浮輸電線受到的浮力大于懸浮輸電線自身的重力后，一端與控制器相連的懸浮輸電線便可懸浮于海水中，不會對鏟車的移動造成影響，也很好避免了鏟車工作時對輸電線造成意外損壞。