[发明专利]一种用于深海采矿水力提升试验的分离标定装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于深海采矿水力提升试验的分离标定装置和方法，涉及固液两相流试验领域，分离标定装置包括装置本体、混合物入口管道、过滤部件和回收装置；过滤部件设置于装置本体内，装置本体下端与回收装置连接，还提供了一种分离标定方法，颗粒随着水流通过混合物入口管道下落至分离标定装置本体中，通过过滤板过滤，根据实际试验需要选择循环分离或标定功能，通过控制设备计算机端控制液体回收管道阀门、第一固体回收管道阀门和第二固体回收管道阀门开关。本发明将分离标定一体化，可根据试验需要进行控制和选择，适用于模拟深海采矿水力提升试验装置，实现了固液的高效循环分离，简单易控，方便试验观察。

技术领域

本发明涉及固液两相流试验领域，尤其涉及一种用于深海采矿水力提升试验的分离标定装置和方法。

背景技术

随着陆地上矿石资源的开采消耗，各个国家对海洋资源的开采越来越重视，深海蕴含着各种各样的矿石资源，因此，如何进行深海资源的开采是一个非常重要的课题。对深海采矿的研究主要是进行深海采矿模拟试验，考虑到实际情况中深海的复杂环境，为了确保研究的可行性，在陆地上模拟试验是必不可少的。在水力提升试验中，使用相似密度的颗粒模拟海底的矿石，和水流混合形成固液两相流，经过提升管道提升至分类标定装置内进行标定或者流固分离，实现水力提升装置的循环工作。在深海采矿水力提升试验中，固液分离是一个十分重要的环节，为了实现装置内混合物的循环，达到高效进行试验的目的，固液分离装置需要实现水和颗粒的高效分离，同时，也要满足试验系统的标定需求。现有技术中，大多装置只能实现标定或者分离一种功能，功能单一且不适用于深海采矿水力提升试验装置。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于深海采矿水力提升试验的分离标定装置和方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有技术中水力提升试验装置功能单一，只能实现标定或分离一种功能，且不适用于深海采矿水力提升试验装置的固液分离，并且现有标定方法复杂，工作效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于深海采矿水力提升试验的分离标定装置，包括装置本体、混合物入口管道、过滤部件和回收装置；其中，混合物入口管道与装置本体上端连接，为竖直设置的透明管道，过滤部件设置于装置本体内，装置本体下端与回收装置连接，回收装置设有液体回收管道、第一固体回收管道和第二固体回收管道，液体回收管道上设有液体回收管道阀门，第一固体回收管道和第二固体回收管道上分别设有第一固体回收管道阀门和第二固体回收管道阀门。

进一步地，过滤部件包括过滤板，过滤板将装置本体内腔分隔为固体区和液体区，装置本体内腔于过滤板内侧形成固体区，装置本体内腔于过滤板外侧形成液体区。

进一步地，装置本体由有机材料制成，装置本体的外壁上标有液位读数刻度。

进一步地，液体回收管道阀门，第一固体回收管道阀门和第二固体回收管道阀门可通过控制设备计算机端实现远程遥控。

进一步地，液体回收管道、第一固体回收管道和第二固体回收管道连接下部水力提升装置水箱与给料机可实现循环过滤分离。

进一步地，装置本体还包括固体区盖板和液体区盖板，固体区盖板和液体区盖板连接于装置本体上端，固体区盖板覆盖固体区，水区盖板覆盖液体区。

进一步地，固体区盖板可拆卸。

进一步地，过滤板由有机玻璃制成。

一种用于深海采矿水力提升试验的分离标定方法，包括以下步骤：

步骤1、开启液体回收管道阀门、第一固体回收管道阀门、第二固体回收管道阀门，开启水泵输运系统，管道内颗粒开始运动，颗粒随着水流通过混合物入口管道下落至分离标定装置本体中；

步骤2、通过分离标定装置本体内过滤板过滤，固体颗粒和水被分离，固体颗粒下落至分离标定装置本体固体区底部；