CN108045988A - 一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，包括上仓体、下仓体、连接法兰、导料装置和挡料黄胶圈等。集矿机将赋存在海底的多金属结核采集起来，经过脱泥、破碎后，由矿浆输送软管输送至储料仓内。与矿浆泵相连的提升硬管直插于储料仓底端，在提升硬管靠近储料仓底端处设置有喇叭形吸入口，在喇叭形吸入口下方设置有导料装置，导料装置上的螺旋导料杆由潜水电机驱动旋转。沉降于储料仓底端的矿石颗粒在螺旋导料杆的作用下被强制旋入提升硬管吸入口处，在矿浆泵的抽吸作用下，经管道运输后到达海面采矿船上。本发明结构简单、使用方便，有效地解决了深海矿石输送系统易于在提升硬管吸入口积料而堵塞管口的问题。
Description
技术领域
本发明涉及采矿技术领域，尤其是涉及一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓。
背景技术
随着世界经济的不断发展，对矿产资源的需求也越来越大，过度的资源开发造成地球陆地矿产资源日益枯竭，为了满足人类生存和发展的需要，世界各国从上世纪开始就将目光投向浩瀚的海洋；深海采矿技术是未来海洋产业中的先导性行业技术，作为重点扶持的突破技术，我国已将深海不同矿种采掘技术列为国家中长期科学和技术攻关的重大课题。
深海矿石输送系统的功能是将海底采集的矿石提升到海面的采矿船上，是深海采矿的核心技术之一；针对其矿石输送方法的研究，美国、德国、法国、日本、韩国等都做了大量的理论分析和试验探索，普遍认为采用水力提升技术将矿石提升到海面采矿船上的采矿作业方法最具工业应用前景。
根据矿石提升管道和提升设备的不同，水力提升方法可分为矿浆泵水力提升法和清水泵水力提升法，而其中的矿浆泵水力提升法兼具技术简单、提升能力大和效率高等优点，具有重要的商业应用研究价值。虽然深海矿石水力提升方法具有以上诸多优点，然而，在实际深海采矿作业中，矿石颗粒堵塞输送系统储料仓内提升管道管口现象仍频繁发生，设计高效、实用的深海矿物提升设备仍是采矿领域科研人员普遍面临的技术难题。
在扬矿管道水力提升方面，日本、德国、印度等虽然建立了深海扬矿水力提升系统试验模型，并进行了相关海试实验，然而其研究的重点大多集中在输运参数的获取，系统总体技术集成等方面，而对于矿石颗粒在输送系统提升管道储料仓吸入口易于积料而堵塞管口问题，至今仍未形成有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，设计其具体结构和实施方案，为矿石颗粒易于在输送系统吸入口积料而堵塞管口的问题提供一种解决方案。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，其主要由导料装置、导料装置连接螺栓、上仓体、仓体连接螺栓组件、下仓体、矿石过滤网盖、连接法兰、法兰连接螺栓组件和调整垫片组成，而与之相适用的深海矿石输送系统则主要由矿浆输送软管、浮力球、矿浆泵、提升硬管、海面采矿船、储料仓和集矿机等组成。
储料仓与海面采矿船之间的提升硬管上设置有若干矿浆泵，矿浆泵的作用是为矿物在输运管道内的运动提供动力，提升硬管直插于储料仓底端，并在其靠近储料仓的底端安装有喇叭形吸入口，在喇叭形吸入口下方的储料仓上设置有导料装置；导料装置由螺旋导料杆、骨架密封圈、轴承端盖（一）、轴承端盖（二）、滚动轴承、联轴器和潜水电机组成，为便于安装与维护，导料装置单独设计，其与储料仓采用导料装置连接螺栓固定连接。储料仓由上仓体和下仓体组成，上仓体上设置有矿浆入口与海水溢流口，海水溢流口上安装有矿石过滤网盖，上下仓体由仓体连接螺栓组件固定连接；矿石提升硬管上焊接有连接法兰，连接法兰与储料仓通过法兰连接螺栓组件固定连接，在其两者相连处设置有调整垫片，通过调整垫片可调节提升硬管底端吸入口与导料装置之间的距离，以适用不同开采工况；为防止粗骨料渗入导料装置滚动轴承内，在导料装置与储料仓内矿石颗粒接触处设置有两道密封，第一道密封为挡料黄胶圈密封，第二道密封为骨架密封圈密封。
深海采矿作业时，螺旋导料杆在潜水电机的驱动下作旋转运动，沉降于储料仓底端的矿石颗粒在螺旋导料杆的作用下被强制旋入至提升硬管吸入口处，在矿浆泵的抽吸作用下，经管道运输后到达海面采矿船上；导料装置单独作为一个部件，其与储料仓采用螺栓连接，结构简单、维护方便，解决了矿石颗粒易于在提升管道管口积料而堵塞管口问题的同时还间接提高了采矿效率。
附图说明
图1是本发明的深海矿石输送系统结构示意图。
图2是本发明的带导料装置的深海矿石输送系统储料仓结构示意图。
图3是本发明的深海矿石输送系统导料装置结构示意图。
附图标记说明：
1—储料仓；2—矿浆泵；3—提升硬管；4—海面运输船；5—浮力球；6—矿浆输送软管；7—集矿机；1-1—导料装置；1-2—导料装置连接螺栓；1-3—喇叭形吸入口；1-4—下仓体；1-5—仓体连接螺栓组件；1-6—上仓体；1-7—矿石过滤网盖；1-8—海水溢流口；1-9—连接法兰；1-10—法兰连接螺栓组件；1-11—调整垫片；1-12—矿浆入口；1-1-1—潜水电机；1-1-2—骨架密封圈；1-1-3—端盖（一）；1-1-4—连接板；1-1-5—端盖（二）；1-1-6—挡料黄胶圈；1-1-7—挡料黄胶圈连接螺钉；1-1-8—紧定螺钉；1-1-9—螺旋导料杆；1-1-10—滚动轴承；1-1-11—端盖连接螺栓组件；1-1-12—阶梯轴；1-1-13—联轴器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1至图3所示，一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，其主要由导料装置1-1、导料装置连接螺栓1-2、上仓体1-6、仓体连接螺栓组件1-5、下仓体1-4、矿石过滤网盖1-7、连接法兰1-9、法兰连接螺栓组件1-10和调整垫片1-11组成，与之相适用的深海矿石输送系统主要由矿浆输送软管6、浮力球5、矿浆泵2、提升硬管3、海面采矿船4、储料仓1和集矿机7等组成，提升硬管3由储料仓1向上敷设至海面采矿船4。
如附图2所示的带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，其提升硬管3上焊接有连接法兰1-9，连接法兰1-9通过法兰连接螺栓组件1-10将其与储料仓1固定连接，提升硬管3底端靠近储料仓1处安装有喇叭形吸入口1-3，在喇叭形吸入口1-3下方的储料仓1上设置有导料装置1-1；如附图3所示的导料装置1-1由螺旋导料杆1-1-9、骨架密封圈1-1-2、轴承端盖（一）1-1-3、连接板1-1-4、轴承端盖（二）1-1-5、滚动轴承1-1-10、联轴器1-1-13和潜水电机1-1-1组成，为便于制造与安装，导料装置1-1单独设计，其与储料仓1采用导料装置连接螺栓1-2固定连接。为了防止粗骨料渗入导料装置1-1的滚动轴承1-1-10内，在导料装置1-1上设置有挡料黄胶圈1-1-6和骨架密封圈1-1-2两道密封装置；为了便于安装与维护，螺旋导料杆1-1-9与阶梯轴1-1-12单独设计，两者之间由紧定螺钉1-1-8固定连接；储料仓1由上仓体1-6和下仓体1-4组成，上下仓体由仓体连接螺栓组件1-5固定连接，上仓体1-6上设置有海水溢流口1-8和矿浆入口1-12，海水溢流口1-8上安装有矿石过滤网盖1-7，以防止矿石颗粒向储料仓外海洋内流失。提升硬管3上安装有若干矿浆泵2，其为矿石颗粒在管道内的运输提供动力，为提高矿浆泵2的泵送扬程与工作效率，矿浆泵2一般选用多级矿浆泵。储料仓1与连接法兰1-9之间设置有调整垫片1-11，通过调整垫片1-11可调整提升硬管3上喇叭形吸入口1-3与导料装置1-1之间的距离，以适用不同作业工况。
深海采矿作业时，集矿机7将赋存在海底的多金属结核采集起来，经脱泥、破碎后，经矿浆输送软管6由矿浆入口1-12流入储料仓1内，矿石颗粒在其自重作用下沉降于储料仓1底端，而浆液则由上仓体1-6上的海水溢流口1-8处排出储料仓1，在潜水电机1-1-1的驱动下，螺旋导料杆1-1-9作旋转运动，沉降于储料仓1底端的矿石颗粒在螺旋导料杆1-1-9的作用下，被强制旋入提升硬管3喇叭形吸入口1-3内，经管道运输后被提升至海面采矿船4上。
Claims (7)
1.一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，其特征在于：包括导料装置（1-1）、导料装置连接螺栓（1-2）、喇叭形吸入口（1-3）、下仓体（1-4）、仓体连接螺栓组件（1-5）、上仓体（1-6）、矿石过滤网盖（1-7）、连接法兰（1-9）、法兰连接螺栓组件（1-10）、调整垫片（1-11）和挡料黄胶圈（1-1-6）；集矿机（7）将赋存在海底的多金属结核采集起来，经脱泥、破碎后，由矿浆输送软管（6）输送至储料仓（1）内；提升硬管（3）由储料仓（1）向上敷设至海面采矿船（4）上。
2.按照权利要求1所述的一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，其特征在于：所述提升硬管（3）直插于储料仓（1）底端，且其上设置有喇叭形吸入口（1-3），在喇叭形吸入口（1-3）下端的储料仓（1）上安装有导料装置（1-1）。
3.按照权利要求1所述的一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，其特征在于：导料装置（1-1）上设置有螺旋导料杆（1-1-9），螺旋导料杆（1-1-9）由潜水电机（1-1-1）驱动旋转。
4.按照权利要求1所述的一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，其特征在于：所述储料仓（1）由上仓体（1-6）和下仓体（1-4）组成，上下仓体由仓体连接螺栓组件（1-5）固定连接。
5.按照权利要求1所述的一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，其特征在于：所述提升硬管（3）上焊接有连接法兰（1-9），储料仓（1）通过法兰连接螺栓组件（1-10）与连接法兰（1-9）固定连接，提升硬管（3）上安装有若干矿浆泵（2）。
6.按照权利要求1所述的一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，其特征在于：储料仓（1）与连接法兰（1-9）之间设置有调整垫片（1-11），通过调整垫片（1-11）可调节提升硬管（3）底端喇叭形吸入口（1-3）与导料装置（1-1）之间的轴向距离。
7.按照权利要求1所述的一种带导料装置的深海矿石输送系统储料仓，其特征在于：上仓体（1-6）上设置有若干海水溢流口（1-8），海水溢流口（1-8）上安装有矿石过滤网盖（1-7）。
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