CN108861613A - 一种水下磁力输送系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下磁力输送系统，所述水下磁力输送系统包括输送管道和不少于一个的磁力提升装置，所述输送管道包括与海底集矿系统连接的底端和与水面支撑系统连接的顶端，所述磁力提升装置装设于输送管道上，通过磁力提升输送管道内带矿物的海水，本发明的水下磁力输送系统具有磨损小、能耗低、噪音污染小和安全系数高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种水下采矿装置，尤其涉及一种水下磁力输送系统。
背景技术
在海洋采矿领域中，水下输送系统是连接海底集矿系统与水面支撑系统的中间环节，是将矿物质从海底输送到水面支撑系统的通道。目前水下输送系统一般采用长直立管作为输送管道，并在水面支撑系统上采用机械泵作为动力源，将矿物质从海底输送到海面，这种传统的水下输送系统不仅噪声危害大，容易堵塞，维护成本较高，耗费大量能量，而且一旦产生堵塞，机械泵将处于超负荷运行状态，水面支撑系统将会面临极大的危险。
发明内容
本发明所要解决的问题是，针对现有技术存在的问题，提供一种磨损小、能耗低、噪音污染小和安全系数高的水下磁力输送系统。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种水下磁力输送系统，包括输送管道和不少于一个的磁力提升装置，所述输送管道包括与海底集矿系统连接的底端和与水面支撑系统连接的顶端，所述磁力提升装置装设于输送管道上，通过磁力提升输送管道内带矿物的海水。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述磁力提升装置包括线圈、铁芯和电极板，所述电极板装设于输送管道外侧并与电源连通，使输送管道内的海水导电，所述线圈绕设于铁芯的外围，通电后使铁芯产生通过输送管道的磁场，所述导电的海水在磁场中受洛伦磁力沿输送管道向上运动。
所述电极板包括阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板平行设置并贴合于输送管道两侧，所述阴极板与电源阴极连通，所述阳极板与电源阳极连通。
所述阴极板和阳极板的外侧各设有一个铁芯。
所述阴极板外侧的铁芯上绕设的线圈一端连通电源阴极，另一端与阴极板相连；所述阳极板外侧的铁芯上绕设的线圈一端连通电源阳极，另一端与阳极板相连。
所述线圈上装设有调节线圈内电流大小的电流控制部件。
所述磁力提升装置还包括导磁材料制成的外壳，所述外壳罩设于线圈和铁芯外。
所述磁力提升装置为多个，多个磁力提升装置沿输送管道轴向布设。
所述输送管道于连接磁力提升装置处的截面形状为方形，所述电极板贴合于输送管道的侧面上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的水下磁力输送系统，装设于海底集矿系统和水面支撑系统之间，包括输送管道和磁力提升装置，磁力提升装置装设在输送管道上，通过磁力提升输送管道内的带有矿物的海水，即采用磁力代替传统机械泵作为动力源，这种磁力提升的方式不仅避免了机械泵本身由摩擦带来的巨大噪声和能量损耗，还避免浪费大量人力、物力和时间对机械泵进行检修，并且磁力提升的方式减小了输送管道堵塞的可能性，而一旦出现堵塞的情况，也不会使输送系统整体处于危险情况，安全系数较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的水下磁力输送系统的结构示意图；
图2是本发明的水下磁力输送系统中磁力提升装置的主视结构图；
图3是本发明的水下磁力输送系统中磁力提升装置的俯视结构图。
图例说明：1、海底集矿系统；2、水面支撑系统；3、水下磁力输送系统；31、输送管道；32、磁力提升装置；321、线圈；3211、电流控制部件；322、铁芯；323、电极板；3231、阴极板；3232、阳极板；324、外壳。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
实施例：
如图1所示，本实施例中，海底集矿系统1和水面支撑系统2之间装设有水下磁力输送系统3，海底集矿系统1中的集矿车负责采集矿物，并将矿物由软管输送至水下中继舱中，水下磁力输送系统3负责将水下中继舱中的矿物输送至水面支撑系统2；本实施例的水下磁力输送系统3包括输送管道31和数个装设于输送管道31上的磁力提升装置32，输送管道31的底端与水下中继舱连接，顶端与水面支撑系统2连接，磁力提升装置32通过磁力提升输送管道31内的带有矿物的海水，从而将矿物运向水面。
本实施例的水下磁力输送系统3采用磁力代替传统机械泵作为动力源，这种磁力提升的方式不仅避免了机械泵本身由摩擦带来的巨大噪声和能量损耗，还避免浪费大量人力、物力和时间对机械泵进行检修，并且磁力提升的方式减小了输送管道31堵塞的可能性，而一旦出现堵塞的情况，也不会使水下磁力输送系统3整体处于危险情况，安全系数较高。
本实施例中，由图2和图3所示，磁力提升装置32包括线圈321、铁芯322和电极板323，线圈321绕设于铁芯322外围，使铁芯322产生一通过输送管道31的磁场；电极板323包括与电源阴极连通的阴极板3231和与电源阳极连通的阳极板3232，阴极板3231和阳极板3232平行设置并贴合于输送管道31的两侧，使海水内通电；电极板323通电后产生的电流方向和线圈321通电后铁芯322产生的磁场方向均垂直于输送管道31的输送方向，从输送管道31的顶端俯视，电流方向逆时针旋转90°为磁场方向，根据电磁学中的左手定则可以得到，带有图3中方向电流的海水在图3方向磁场内会受到向上的洛伦兹力的作用，从而带动矿物不断向上输送。
本实施例中，铁芯322设置于电极板323的外侧，阴极板3231外侧的铁芯322上绕设的线圈321一端连通电源阴极，另一端与阴极板3231相连；阳极板3232外侧的铁芯322上绕设的线圈321一端连通电源阳极，另一端与阳极板3232相连。这种设置方式使电极板323和铁芯322处于同一电路当中，无需单独进行调控，控制方式更加简便，而线圈321既产生磁场，还作为导线向电极板323导向电流，更加节省能耗。
本实施例中，线圈321上装设有调节线圈321内电流大小的电流控制部件3211，电流控制部件3211还可以间接调节铁芯322产生的磁场强度，通过对电流和磁场强度的调节可以进一步控制磁力的大小，可以适用于多种提升情况，节省能耗。本实施例中的电流控制部件3211可以为变阻器等装置。
本实施例中，磁力提升装置32还包括由硅钢或轭铁等高导磁材料制成的外壳324，外壳324罩设于线圈321和铁芯322外，保证磁力提升装置32整体的强度，保护内部结构不受破坏；并且高导磁材料具有导磁性好和剩磁少等优点，以此制成的外壳324能有效将磁力线封闭在内部，增强了磁场强度，提高了提升效率，减少了能源消耗。
本实施例中，磁力提升装置32为多个，可根据所需的提升能力沿输送管道31的轴向布设磁力提升装置32，以便于更好的发挥磁力提升的效果。
本实施例中，输送管道31于磁力提升装置32连接处的截面形状为方形，使两电极板323更易贴合于输送管道31的相对两侧面上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种水下磁力输送系统，其特征在于：水下磁力输送系统(3)包括输送管道(31)和不少于一个的磁力提升装置(32)，所述输送管道(31)包括与海底集矿系统(1)连接的底端和与水面支撑系统(2)连接的顶端，所述磁力提升装置(32)装设于输送管道(31)上，通过磁力提升输送管道(31)内带矿物的海水。
2.根据权利要求1所述的水下磁力输送系统，其特征在于：所述磁力提升装置(32)包括线圈(321)、铁芯(322)和电极板(323)，所述电极板(323)装设于输送管道(31)外侧并与电源连通，使输送管道(31)内的海水导电，所述线圈(321)绕设于铁芯(322)的外围，通电后使铁芯(322)产生通过输送管道(31)的磁场，所述导电的海水在磁场中受洛伦磁力沿输送管道(31)向上运动。
3.根据权利要求2所述的水下磁力输送系统，其特征在于：所述电极板(323)包括阴极板(3231)和阳极板(3232)，所述阴极板(3231)和阳极板(3232)平行设置并贴合于输送管道(31)两侧，所述阴极板(3231)与电源阴极连通，所述阳极板(3232)与电源阳极连通。
4.根据权利要求3所述的水下磁力输送系统，其特征在于：所述阴极板(3231)和阳极板(3232)的外侧各设有一个铁芯(322)。
5.根据权利要求4所述的水下磁力输送系统，其特征在于：所述阴极板(3231)外侧的铁芯(322)上绕设的线圈(321)一端连通电源阴极，另一端与阴极板(3231)相连；所述阳极板(3232)外侧的铁芯(322)上绕设的线圈(321)一端连通电源阳极，另一端与阳极板(3232)相连。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的水下磁力输送系统，其特征在于：所述线圈(321)上装设有调节线圈(321)内电流大小的电流控制部件(3211)。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的水下磁力输送系统，其特征在于：所述磁力提升装置(32)还包括导磁材料制成的外壳(324)，所述外壳(324)罩设于线圈(321)和铁芯(322)外。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的水下磁力输送系统，其特征在于：所述磁力提升装置(32)为多个，多个磁力提升装置(32)沿输送管道(31)轴向布设。
9.根据权利要求2至5中任一项所述的水下磁力输送系统，其特征在于：所述输送管道(31)于连接磁力提升装置(32)处的截面形状为方形，所述电极板(323)贴合于输送管道(31)的侧面上。
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