[发明专利]深海采矿环形管道分段提升输送装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种深海采矿用的提升输送装置，特别是一种将深水矿物质输送到水面采矿船上用的深海采矿环形管道分段提升输送装置，可广泛用于深水锰结核、泥矿及多金属矿的开采输送领域。

背景技术

目前已知的采用管道输送的方式，是将深水集矿装置采集到的矿物质通过其输送泵、输送软管、矿仓、刚性扬矿管，将其输送到水面的采矿船，刚性扬矿管是垂直向上输送的，因此无法向上长距离垂直输送，而且矿物质比重比水大，水下各物质比重也各异，矿物质在管道水力垂直向上输送时，比重较重的水下物质会因自由落体的效应，达到一定高度后其比重较重的物质将无法向上输送，造成矿物质在刚性扬矿管内沉底现象，从而堵塞输送管道，因此其输送效率低、实用性差，目前深海采矿提升输送技术仍是国际技术难题，成为深水采矿的技术瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种深海采矿环形管道分段提升输送装置，达到将深海矿物质输送到水面采矿船的目的，其装置安装使用方便，有效解决了深海采矿的技术瓶颈，并提升输送效率高、实用性强。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：深海采矿环形管道分段提升输送装置，包括采矿船、总支撑管、输送管、集矿装置，所述总支撑管由一段以上的支撑管经连接件固定成的整体，所述支撑管内安装有两个以上的浮力空气舱，和安装有第一电动液压泵站的浮力空气舱，所述支撑管内还安装有接力泵和料斗，所述支撑管外侧与电缆槽连接成整体，电缆槽内安装有电力、控制电缆，所述总支撑管上端固定在采矿船的起重装置上，下端与集矿装置上的牵引钢丝绳相连；所述输送管为环形管道由前、后断开的前、后输送管构成，沿支撑管外侧按螺旋形环绕固定在支撑管上并敷设到设计高度，最上一段支撑管上的前输送管的上端与采矿船上矿砂输出泵连接，最下一段支撑管上的前输送管的下端与集矿装置上的软性输送管连接，依次连接的各段支撑管上的后输送管的上端与前一段支撑管上的前输送管的下端连接，前输送管的上端与各段支撑管上的料斗进行配合，所述接力泵上的接力泵进、出口两端分别与料斗配合和后输送管下端连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：因采用的输送管为环形管道，并呈螺旋形向上提升输送结构，不会发生矿物质在管道内因自由落体的重力效应，使矿物质提升输送距离达到更远，在每段支撑管内都安装有带电动液压泵站的浮力空气舱和不带电动液压泵站的浮力空气舱，不仅减少整个装置的重量，同时电动液压泵站为接力泵及全方向螺旋桨提供动力，水下电动机在干燥的环境下运转，使用更安全可靠。

在各段支撑管上的输送管都断开分成前后两段，若那段支撑管外侧的输送管内发生堵塞现象，只要将那段内的接力泵反转，使堵塞物向下从接力泵的进口处喷出，并分别从溢流孔、排渣孔排出，能迅速排除输送管内的堵塞故障，大大提高输送效率。

集矿装置上的空气密封舱内安装的电动液压泵站，不仅减少装置的重量，也为集矿装置上的吸矿泵及八爪驱动轮作动力用。

为防止复杂的海底洋流、气流对支撑管造成的外载伤害，使支撑管发生扭曲变形的情况，在支撑管内还设置了全方向螺旋桨，在超深情况下，螺旋桨可360度全回转，通过导流孔引进深水，形成与海底洋流相反的作用力来抵消外力，彻底避免了支撑管的扭曲变形，使支撑管能时刻处于正常的作业状态。

集矿装置上安装有四轮八爪驱动轮，根据需要可驱动集矿装置向不同方向行走，不仅设计合理又使集矿装置高效工作。

组成总支撑管的各段支撑管法兰处的输送管间的连接，均采用柔性管接头进行连接，能补偿伸缩，连接牢靠，使用更安全、可靠。此装置特别适宜输送大颗粒状的矿物质。

附图说明

图1、本发明的结构示意图。

图2、每段支撑管、输送管外形结构示意图。

图3、每段支撑管、输送管内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

总支撑管2长度根据设计要求，现场施工情况需要，相距100～1000米长为一段支撑管，总支撑管由两段以上的多段支撑管21，经连接件支撑管法兰22固定连接成的整体，如图1、图2所示。

浮力空气舱20、20′由上、下半圆形的盖板31和挡板32及部分支撑管21的内壁构成，仅长度不一样，浮力空气舱20′长度大于浮力空气舱20，可减少整个装置的重量，增加浮力，如图3所示。

在构成总支撑管的每段支撑管21内，安装有两个以上的浮力空气舱20′，及安装有第一电动液压泵28的浮力空气舱20，第一电动液压泵为接力泵24和全方向螺旋桨33提供动力。