[发明专利]一种集成液力与空气提升的深海采矿提升系统

摘要

本发明属于深海采矿技术领域，具体的是一种集成液力与空气提升的深海采矿提升系统。本发明包括海面采矿船、矿物存储容器、提升立管、液力提升源；所述提升立管由矿物存储容器向上敷设至海面采矿船，并在液力提升源的驱动下将混合物由矿物存储容器向海面采矿船输送；在海面采矿船安装有空气压缩容器，在提升立管上设有上管道接入点和空气注入管，所述空气注入管一端连接于上管道接入点，另一端连接于空气压缩容器的出口。本发明的有益效果是：无需大幅度增加液力提升源的功率和数量，简化了结构，并节约了输入能量。提升立管等管道采用柔性管道，更能适应恶劣海况环境下的海底采矿工作。

主权项

1.一种集成液力与空气提升的深海采矿提升系统，包括海面采矿船(3)、矿物存储容器(10)、提升立管(7)、液力提升源；所述提升立管(7)由矿物存储容器(10)向上敷设至海面采矿船(3)，并在液力提升源的驱动下将混合物由矿物存储容器(10)向海面采矿船(3)输送；其特征在于：在海面采矿船(3)安装有空气压缩容器(4)，在提升立管(7)上设有上管道接入点(6)和空气注入管(5)，所述空气注入管(5)一端连接于上管道接入点(6)，另一端连接于空气压缩容器(4)的出口；所述液力提升源包括位于海底的PD隔膜泵(12)、安装于海面采矿船(3)的海水注入泵(1)、顶端与海水注入泵(1)相连的海水注入管(17)和海水排出管(18)；所述PD隔膜泵(12)隔膜的一侧为混合物腔室，另一侧为海水腔室；PD隔膜泵(12)上设有：连接混合物腔室与矿物存储容器(10)的混合物进口阀(13)；连接混合物腔室与提升立管(7)底端的混合物出口阀(14)；连接海水腔室与海水注入管(17)底端的海水进口阀(15)；连接海水腔室与海水排出管(18)的海水出口阀(16)；所述PD隔膜泵(12)有多个，各个PD隔膜泵(12)的混合物进口阀(13)的入口端连接在一起；各个PD隔膜泵(12)的混合物出口阀(14)的出口端连接在一起；各个PD隔膜泵(12)的海水进口阀(15)的入口端连接在一起；各个PD隔膜泵(12)的海水出口阀(16)的出口端连接在一起；在上管道接入点(6)处且在空气注入管(5)入口下方安装有第一传感器(19)；在提升立管(7)的空气主入口处安装有第二传感器(20)；在提升立管(7)出口处安装有第三传感器(21)；空气注入管(5)的上端与空气压缩容器(4)通过调节阀门(22)连接；所述调节阀门(22)与第一传感器(19)、第二传感器(20)以及第三传感器(21)通讯连接，并根据其采样数据和控制模型进行控制调节；在提升立管(7)的顶端安装有防喷涌装置(2)；所述防喷涌装置(2)包括防喷涌本体(210)、泄压阀(230)和消音器(240)，贯通防喷涌本体(210)设有与提升立管(7)顶端连通的混合物提升通道(211)，混合物提升通道(211)的下段为入口区域，中段为小直径区域、上段为喇叭口扩展区；在防喷涌本体(210)上设有与小直径区域连通的泄压孔(220)，所述泄压阀(230)入口端连接于泄压孔(220)的末端，出口端与消音器(240)相连接；所述PD隔膜泵(12)和矿物存储容器(10)载运于可驱动行走的履带式车体(23)上。