CN103939138B - 海底填砂旋转式布料器 - Google Patents

海底填砂旋转式布料器 Download PDF

Info

Publication number
CN103939138B
CN103939138B CN201410207185.3A CN201410207185A CN103939138B CN 103939138 B CN103939138 B CN 103939138B CN 201410207185 A CN201410207185 A CN 201410207185A CN 103939138 B CN103939138 B CN 103939138B
Authority
CN
China
Prior art keywords
seabed
furnisher
material distributor
spiral decline
rotary material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410207185.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103939138A (zh
Inventor
孙旭
孙巍
王兆安
王靖文
金辉
李若谦
高笙凯
田科
李迎春
张放
赵津驿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHINA METALLURGICAL MINING ANSHAN METALLURGY DESIGN INSTITUTE Co Ltd
Original Assignee
CHINA METALLURGICAL MINING ANSHAN METALLURGY DESIGN INSTITUTE Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHINA METALLURGICAL MINING ANSHAN METALLURGY DESIGN INSTITUTE Co Ltd filed Critical CHINA METALLURGICAL MINING ANSHAN METALLURGY DESIGN INSTITUTE Co Ltd
Priority to CN201410207185.3A priority Critical patent/CN103939138B/zh
Publication of CN103939138A publication Critical patent/CN103939138A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103939138B publication Critical patent/CN103939138B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Underground Or Underwater Handling Of Building Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种海底填砂旋转式布料器，包括从上至下依次连通的波纹橡胶软管、螺旋下降通道给浆筒和浮盘式旋转射流发射器，所述波纹橡胶软管通过套筒式连接装置与上部的外接输浆管和下部的螺旋下降通道给浆筒实现柔性连接，螺旋下降通道给浆筒与浮盘式旋转射流发射器之间为套筒式连接。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)海底排砂方式采用“螺旋下降末端反射流道”给矿，不会破坏海底生态平衡；2)用高压射流排矿力偶产生的海水反力偶作旋转动力，形成旋转布料，在海底采空区均匀填充；3)对排出口射流与螺旋通道的旋转作用相结合，形成“扩散波轮”，布砂覆盖面积大幅增加；4)旋转射流不会形成料堆，从而减少移船次数，提高生产效率。

Description

海底填砂旋转式布料器
技术领域
本发明涉及一种海底采矿用采坑尾矿回填设备，尤其涉及一种海底填砂旋转式布料器。
背景技术
海底采矿的主要设备是集采砂和选矿为一体的作业船，其上可以进行海上采矿、选矿、输出精矿、废弃尾矿等一条龙作业，水下采集的原矿经泵送至选矿区分选，经选矿作业分离出的矿浆需密闭送入原来采坑进行采坑充填。充填作业的要求是(1)尾矿回填到采空区，不可扩散到待采区，否则会降低待采区原矿品位；(2)不可在海面或海中随意排放，要保护海洋生物，不允许破坏生态环境，否则会造成海水污染及生态平衡的破坏。
现有充填装置由漏斗加深水管道组成，采用在海面下一定水深直接排放的方式，这种直排方式会搅动海底已沉矿砂，造成浑淤面上升，破坏海底生态；同时形成的料堆垮堆后会形成乱流(沉砂流)污染。
由于受生产电耗和深海50米深度以上大规模外排技术上的限制，海底非金属矿品的开采一直无法形成大规模生产。
发明内容
本发明克服现有技术的不足，提供了一种海底填砂旋转式布料器，能满足40000平方米面积的均匀布料，对原采空区域进行填充，有利于在保护环境和海底生态平衡的前提下实现大规模生产。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
海底填砂旋转式布料器，包括从上至下依次连通的波纹橡胶软管、螺旋下降通道给浆筒和浮盘式旋转射流发射器，所述波纹橡胶软管通过套筒式连接装置与上部的外接输浆管和下部的螺旋下降通道给浆筒实现柔性连接，螺旋下降通道给浆筒与浮盘式旋转射流发射器之间为套筒式连接。
所述套筒式连接装置由套筒、连接法兰和限长拉杆组成，套筒套装在波纹橡胶软管外部，通过限长拉杆与上、下两端的连接法兰连接，并可沿限长拉杆相对滑动。
所述螺旋下降通道给浆筒与浮盘式旋转射流发射器之间的套筒式连接处设有无油滑动轴承，轴承两端通过迷宫式密封圈密封。
所述螺旋下降通道给浆筒为圆锥体结构，其内壁沿轴线方向设有螺旋盘绕的螺旋叶片。
所述浮盘式旋转射流发射器由浮盘体和数个射枪组成一体式结构，射枪端部设有与浮盘体连通的出水孔。
所述射枪数量为6个，沿浮盘体外圆周均匀、对称布置。
所述出水孔与浮盘体水平面的夹角为20°～40°。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)海底排砂方式采用“螺旋下降末端反射流道”给矿，避免了直排方式导致的搅动海底已沉矿砂，造成浑淤面上升的现象，不会破坏海底生态平衡；
2)用高压射流排矿力偶产生的海水反力偶作旋转动力，形成旋转布料，在海底采空区均匀填充，避免现有排料堆垮堆导致的乱流(沉砂流)污染；
3)对排出口射流与螺旋通道的旋转作用相结合，形成“扩散波轮”，形成类似电波的传播方式，由近至远逐渐衰减，布砂覆盖面积大幅增加；
4)旋转射流不会形成料堆，从而减少移船次数，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图4是图1中I部放大剖视图。
图中：1.输浆管2.波纹橡胶软管3.套筒4.限长拉杆5.连接法兰6.螺旋下降通道给浆筒7.螺旋叶片8.浮盘式旋转射流发射器9.射枪10.出水孔11.给浆筒下法兰12.迷宫式密封圈13.无油滑动轴承
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本发明的结构示意图，本发明海底填砂旋转式布料器，包括从上至下依次连通的波纹橡胶软管2、螺旋下降通道给浆筒6和浮盘式旋转射流发射器8，所述波纹橡胶软管2通过套筒式连接装置与上部的外接输浆管1和下部的螺旋下降通道给浆筒6实现柔性连接，螺旋下降通道给浆筒6与浮盘式旋转射流发射器8之间为套筒式连接。
所述套筒式连接装置由套筒3、连接法兰5和限长拉杆4组成，套筒3套装在波纹橡胶软管2外部，通过限长拉杆4与上、下两端的连接法兰5连接，并可沿限长拉杆4相对滑动。
所述螺旋下降通道给浆筒6与浮盘式旋转射流发射器8之间的套筒式连接处设有无油滑动轴承13，轴承两端通过迷宫式密封圈12密封。(见图4)
所述螺旋下降通道给浆筒6为圆锥体结构，其内壁沿轴线方向设有螺旋盘绕的螺旋叶片7。
所述浮盘式旋转射流发射器8由浮盘体和数个射枪9组成一体式结构，射枪9端部设有与浮盘体连通的出水孔10。(见图2)
所述射枪9数量为6个，沿浮盘体外圆周均匀、对称布置。
所述出水孔10与浮盘体水平面的夹角为20°～40°。(见图3)
本发明海底填砂旋转式布料器是海底采矿、选矿、输出精矿、废弃尾矿就地排放一条龙生产的终端生产设备，作业船用近千米长的输浆管1将尾矿浆送到采空区，输送到布料器的螺旋下降通道给浆筒6内，并通过给浆筒6给浮盘式旋转射流发射器8喂浆，排砂充填采空的海底，使该地域实现采完还原。
本发明海底填砂旋转式布料器的工作原理是：由选矿作业船通过输浆管1输至海底的，压力为1MPa的尾矿浆，通过螺旋下降通道给浆筒6形成螺旋运动，并由浮盘式旋转射流发射器8底部排出，同时浮盘式旋转射流发射器8在外围射枪9的射流作用下做旋转运动，在采空区内以轮幅状扩散波形式布砂，其扩散面积沿径向不断增大，最终尾矿以抛物线轨迹沉降，落到采空海底。
本发明海底填砂旋转式布料器，上部通过输浆管1与作业船连通，输浆管1为软接头大尺寸管道，作业时由作业船在海面定位、定点进行海底充填尾矿，在采空区域的海面、深度定位及作业线路，均由作业船上吊装设备控制。作业时，由海上作业船上的吊装设备将海底填砂旋转式布料器吊装至海底的10米高度处(在填充采空区中央范围)，填充点高度可调，并可随作业船拖移。
波纹橡胶软管2外有套筒3，防止其过度伸长扩张，套筒3通过限长拉杆4与上、下法兰5连接，使波纹橡胶软管2与输浆管1和螺旋下降通道给料筒6之间实现柔性连接，并使下部给浆筒6保持垂直。
为避免高压浆柱(高度为30～50m)对螺旋布料器产生冲击，在海底产生设备跳动，失去稳定工作能力，在螺旋下降通道给料筒6内设置螺旋叶片7，形成螺旋下降流道，使尾矿浆在筒内呈螺旋状下降，使冲力由垂直下冲变换为螺旋下降，其产生的离心力可以稳定给浆筒6。
浮盘式旋转射流发射器8是旋转件，上部用套筒式连接装置悬挂连接在给料筒下法兰11上，下部与浮盘式旋转射流发射器8也采用套筒式连接，浮盘体借浮力上浮，顶在连接轴承密封水盒上，轴承选用耐磨耐腐蚀无润滑，摩擦系数极小的高分子材料做的套圈式滑动旋转轴承；以给浆筒6轴线为旋转轴，浮盘式旋转射流发射器8旋转方向为顺时针方向(也可沿逆时针方向旋转)。
浮盘式旋转射流发射器8设有数个射枪9，优选为6个，组成三对力偶射流动力源，利用海水反推力，形成三对反力偶，海水反力偶作用推动布料器旋转布料，并使海水和浆料混合；出水孔10射流是浮盘式旋转射流发射器8旋转的动力源，出水孔10与水平方向呈30°角时射程最远，所以出水孔10与浮盘体水平面的夹角优选角度为30°。射流形成六股旋转布料波，其推力沿直径方向衰减，布料波不断外扩，形成轮幅状扩散，覆盖填充区。浆体一边扩散一边混合，在重力沉降作用下，呈抛物线下降的砂群，均匀填充到采空区。落底后动力衰减，但由于惯性力和物料是沉砂流，安息角很小，仍然会扩散流行向低洼处充填。

Claims (6)

1.海底填砂旋转式布料器，其特征在于，包括从上至下依次连通的波纹橡胶软管、螺旋下降通道给浆筒和浮盘式旋转射流发射器，所述波纹橡胶软管通过套筒式连接装置与上部的外接输浆管和下部的螺旋下降通道给浆筒实现柔性连接，螺旋下降通道给浆筒与浮盘式旋转射流发射器之间为套筒式连接；所述套筒式连接装置由套筒、连接法兰和限长拉杆组成，套筒套装在波纹橡胶软管外部，通过限长拉杆与上、下两端的连接法兰连接，并可沿限长拉杆相对滑动。
2.根据权利要求1所述的海底填砂旋转式布料器，其特征在于，所述螺旋下降通道给浆筒与浮盘式旋转射流发射器之间的套筒式连接处设有无油滑动轴承，轴承两端通过迷宫式密封圈密封。
3.根据权利要求1所述的海底填砂旋转式布料器，其特征在于，所述螺旋下降通道给浆筒为圆锥体结构，其内壁沿轴线方向设有螺旋盘绕的螺旋叶片。
4.根据权利要求1所述的海底填砂旋转式布料器，其特征在于，所述浮盘式旋转射流发射器由浮盘体和数个射枪组成一体式结构，射枪端部设有与浮盘体连通的出水孔。
5.根据权利要求4所述的海底填砂旋转式布料器，其特征在于，所述射枪数量为6个，沿浮盘体外圆周均匀、对称布置。
6.根据权利要求4所述的海底填砂旋转式布料器，其特征在于，所述出水孔与浮盘体水平面的夹角为20°～40°。
CN201410207185.3A 2014-05-15 2014-05-15 海底填砂旋转式布料器 Active CN103939138B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410207185.3A CN103939138B (zh) 2014-05-15 2014-05-15 海底填砂旋转式布料器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410207185.3A CN103939138B (zh) 2014-05-15 2014-05-15 海底填砂旋转式布料器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103939138A CN103939138A (zh) 2014-07-23
CN103939138B true CN103939138B (zh) 2015-12-23

Family

ID=51186984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410207185.3A Active CN103939138B (zh) 2014-05-15 2014-05-15 海底填砂旋转式布料器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103939138B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0116246A1 (fr) * 1982-12-30 1984-08-22 COMPAGNIE FRANCAISE DE RAFFINAGE Société anonyme dite: Dispositif de remplissage d'une enceinte avec un solide sous forme particulaire
US4555210A (en) * 1982-02-23 1985-11-26 Stig Wigram Spreader device in a storage container for uniform filling of the container with granular storage goods
EP0727250A2 (en) * 1995-02-16 1996-08-21 Japan Energy Corporation Method of packing particles into vessels and apparatus therefor
CN201305369Y (zh) * 2008-11-24 2009-09-09 胡汉栋 筒仓螺旋布料机
CN101830354A (zh) * 2010-05-18 2010-09-15 江苏天鹏石化特种工程有限公司 颗粒物料装填机
CN202988299U (zh) * 2012-12-11 2013-06-12 郑州市大北农饲料科技有限公司 饲料配料仓绞龙进料装置
CN203891927U (zh) * 2014-05-15 2014-10-22 中国冶金矿业鞍山冶金设计研究院有限责任公司 海底填砂旋转式布料器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013112441A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Toshiba Corp 粒体均分装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4555210A (en) * 1982-02-23 1985-11-26 Stig Wigram Spreader device in a storage container for uniform filling of the container with granular storage goods
EP0116246A1 (fr) * 1982-12-30 1984-08-22 COMPAGNIE FRANCAISE DE RAFFINAGE Société anonyme dite: Dispositif de remplissage d'une enceinte avec un solide sous forme particulaire
EP0727250A2 (en) * 1995-02-16 1996-08-21 Japan Energy Corporation Method of packing particles into vessels and apparatus therefor
CN201305369Y (zh) * 2008-11-24 2009-09-09 胡汉栋 筒仓螺旋布料机
CN101830354A (zh) * 2010-05-18 2010-09-15 江苏天鹏石化特种工程有限公司 颗粒物料装填机
CN202988299U (zh) * 2012-12-11 2013-06-12 郑州市大北农饲料科技有限公司 饲料配料仓绞龙进料装置
CN203891927U (zh) * 2014-05-15 2014-10-22 中国冶金矿业鞍山冶金设计研究院有限责任公司 海底填砂旋转式布料器

Also Published As

Publication number Publication date
CN103939138A (zh) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105378187A (zh) 尾料沉积工具
CN109458216A (zh) 用于深锥浓密机的防板结自造浆系统
CN106193153A (zh) 一种绞吸挖泥船
NO140995B (no) Anordninger ved avloepsystem for bruk ved fjerning av slam fra et sjoebunnomraade
CN111794753A (zh) 一种深海采矿输送系统
CN102454176A (zh) 一种取砂施工的装置
CN104018841B (zh) 海底矿砂扒吸头
CN206636579U (zh) 一种地铁盾构施工输料装置
CN106049587A (zh) 一种改良结构的绞吸挖泥船
CN203891927U (zh) 海底填砂旋转式布料器
CN103939138B (zh) 海底填砂旋转式布料器
CN104278657A (zh) 一种疏浚方法
CN103615207B (zh) 一种煤层气井井底洗井装置
CN212406719U (zh) 一种深海扬矿装置
CN204254099U (zh) 一种内转塔式单点系泊液体旋转接头
CN203891885U (zh) 海底矿砂扒吸头
CN203783470U (zh) 一种新型石油勘探pdc钻头
CN106703813A (zh) 一种气泡减阻式的海洋采矿立管
CN204080895U (zh) 一种疏浚机及安装有该疏浚机的疏浚船
CN103643713B (zh) 河床环保疏浚方法
CN101173734A (zh) 管道输送助排方法
CN104264732A (zh) 一种疏浚机及安装有该疏浚机的疏浚船
CN206319885U (zh) 一种富水围岩中土压平衡盾构施工突涌防治装置
JP2016204875A (ja) 海底資源採掘システム
KR20140043425A (ko) 고압펌프와 인력발생장치(引力發生裝置)와 와류발생장치(渦流發生裝置), 공기압축기 등을 이용한 준설장치와 준설토이송장치 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant