CN111075451A - 带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统 - Google Patents
带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,包括注水泵、注水立管、深海单高压料仓给料设备、提升立管、脱水设备以及管道,注水泵、脱水设备固定在采矿船上,注水泵通过注水立管连通深海单高压料仓给料设备,深海单高压料仓给料设备通过提升立管连通脱水设备,注水泵与脱水设备通过管道连通。本发明利用注水泵将海水泵入注水立管,然后利用深海单高压料仓给料设备将矿石送入高压水力管道内与海水混合,将矿石和海水混合物提升到海面采矿船。利用采矿船上的脱水设备将分离出的海水重新泵入注水立管,形成一个半闭环循环系统。本发明运动部件少、可靠性高,且更加环保,工作效率更高,可靠性好。
Description
技术领域
本发明涉及深海采矿技术领域,尤其涉及一种带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统。
背景技术
深海海底富集了丰富的矿产资源。深海采矿的矿石水力提升系统是深海采矿的核心技术,普遍利用深海扬矿泵,将矿石和海水混合矿浆通过提升立管提升到采矿船上。深海扬矿泵一般采用多级设计,多级扬矿泵和其控制系统比较复杂,技术难度大,运动部件多,整体系统可靠性低。在使用时,矿浆的高速流动会对泵产生磨损,严重影响泵的使用寿命。而深海扬矿泵一般安装在海底或者悬挂在立管上,保养和维修困难,且成本较高。并且,在扬矿过程中,深海扬矿泵不断地从海底抽取海水,对海底的生态环境也会造成影响。
发明内容
为解决上述缺陷,本发明的目的是在于提供一种工作过程更加环保,效率更高、可靠性更高的带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统。
为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,包括注水泵、注水立管、深海单高压料仓给料设备、提升立管、脱水设备以及管道,所述注水泵、脱水设备固定在采矿船上,所述注水泵通过注水立管连通深海单高压料仓给料设备,所述深海单高压料仓给料设备通过提升立管连通脱水设备,所述注水泵与脱水设备通过管道连通。
所述注水立管和提升立管可以是硬管、软管、或者硬管和软管组成的混合立管。
所述深海单高压料仓给料设备包括从上至下依次连通设置的储料仓、高压料仓和给料仓,所述给料仓的出口连通高压管道的,所述高压管道的一端与注水立管连通,所述高压管道的另一端与提升立管连通。
所述储料仓与高压料仓之间设有填料阀,所述高压料仓与给料仓之间设有卸料阀。
所述高压料仓与高压管道通过增压管道连通,所述增压管道上设有增压阀。
所述高压料仓上设有泄压阀。
所述给料仓与高压管道之间设有给料设备。
所述给料设备为螺旋给料机或者叶轮式给料机。
本发明的有益效果:利用采矿船上的注水泵,按照矿石水力提升系统需要的压力和流量,将海水泵入注水立管,然后利用深海单高压料仓给料设备,将矿石送入高压水力管道内与海水混合,然后将矿石和海水混合物提升到海面采矿船。利用采矿船上的脱水设备,将海水与矿物分离。海面注水泵将分离出的海水重新泵入注水立管,从而形成一个半闭环循环系统。本发明与海底环境产生极少量的海水交换,实现了对海底生态环境的最低扰动;深海单高压料仓给料设备通过重复填料作业和卸料作业,可以实现不间断给料,且运动部件少,可靠性高;海面注水泵扬程高,流量大,且易于保养和维修。使得本发明的水力提升系统更加环保,效率更高,扬程高,流量大,可靠性好,且易于保养和维修等特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的深海单高压料仓给料设备的结构示意图。
其中:1、注水泵,2、注水立管,3、深海单高压料仓给料设备,4、提升立管,5、脱水设备,6、管道,7、采矿船,8、高压管道与注水立管连接的海水入口,9、高压管道与提升立管连接的矿浆出口,10、高压管道,11、储料仓,12、高压料仓,13、给料仓,14、给料设备,15、增压管道,16、填料阀,17、卸料阀,18、泄压阀,19、增压阀,21、混输矿浆。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的具体实施方式。
如图1所示,带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,
包括注水泵1、注水立管2、深海单高压料仓给料设备3、提升立管4、脱水设备5以及管道6,注水泵1、脱水设备5固定在采矿船7上,注水泵1通过注水立管2连通深海单高压料仓给料设备3,深海单高压料仓给料设备3通过提升立管4连通脱水设备5,注水泵1与脱水设备5通过管道6连通。海面注水泵1为深海矿石水力提升系统泵入需要的压力和流量的海水,通过注水立管2,深海单高压料仓给料设备3,提升立管4,脱水设备5以及管道6建立一个半闭环循环系统,实现了对海底生态环境的最低扰动。注水立管2和提升立管4可以是硬管、软管、或者硬管和软管组成的混合立管。
如图2所示,深海单高压料仓给料设备3包括从上至下依次连通设置的储料仓11、高压料仓12和给料仓13,给料仓13的出口连通高压管道10的,高压管道10的一端与注水立管2连通,高压管道10的另一端与提升立管4连通。储料仓11与高压料仓12之间设有填料阀16,高压料仓12与给料仓13之间设有卸料阀17。高压料仓12与高压管道10通过增压管道15连通,增压管道15上设有增压阀19。高压料仓12上设有泄压阀18。给料仓13与高压管道10之间设有给料设备14。给料设备14为螺旋给料机或者叶轮式给料机。以通过调节给料设备14的给料速度,按照需求实时调整矿浆中矿石的浓度,降低管道堵塞的风险。通过深海单高压料仓给料设备3上的各种阀门实现不间断给料,将矿石从储料仓11通过高压料仓12运转移到给料仓13,给料设备14将矿石按指定的量送入高压管道10内与海水混合,从而通过提升立管4将矿物提升到采矿船7上。
本发明的工作原理:打开采矿船7上的注水泵1,按照矿石水力提升系统需求的流量,将海水泵入注水立管2,海水通过注水立管2,经过深海单高压料仓给料设备3的高压管道10,然后回到提升立管4,到达采矿船7上的脱水设备5,然后海水再通过管道6回到注水泵1,形成一个海水循环系统。
本发明的工作过程:
开始前,深海单高压料仓给料设备3中的填料阀16、卸料阀17,泄压阀18和增压阀19处于关闭状态。然后采矿车将矿石输送到储料仓11里。
打开采矿船7上的注水泵1,按照矿石水力提升系统需求的流量,将海水泵入注水立管2,海水通过注水立管2,经过深海单高压料仓给料设备3的高压管道10,然后回到提升立管4,到达采矿船7上的脱水设备5,然后海水再通过管道6回到注水泵1,形成一个海水循环系统。
然后,打开高压料仓12的泄压阀18,待高压料仓12的内外压力平衡后,打开填料阀16,储料仓11里的矿石在重力的作用下落入高压料仓12内。待高压料仓12的矿石达到设定位置时,依次关闭填料阀16和泄压阀18,完成高压料仓12的填料作业。
打开高压料仓12与高压管道10之间的增压管道15上的增压阀19,使高压料仓12与高压管道10达到压力平衡。然后打开卸料阀17,高压料仓12内的矿石在重力的作用下进入给料仓13。
待高压料仓12内的矿石全部落入给料仓13后,依次关闭卸料阀17和增压阀19,完成高压料仓12的卸料作业。
给料设备14按照设定的给料速度,将给料仓13内的矿石送入高压管道10内和海水混合,形成混输矿浆20。混输矿浆20在高压水流的作用下,通过提升立管4被提升到采矿船7上的脱水设备5。通过脱水设备5将海水和矿石分离。注水泵1将分离出的海水重新泵入注水立管2,从而形成一个半闭环循环系统,实现海水的循环使用。
在高压料仓12完成卸料作业后,在阀门的配合下,重新开始新一轮的填料作业和卸料作业,以保证给料仓13内始终有一定量的矿石。如此循环,实现了不间断给料,并将矿石提升到采矿船上。
在整个过程中,只有在泄压和填料的过程中,会与周围环境产生极少量的海水交换,实现了对海底生态环境的最低扰动。
本发明利用采矿船上的注水泵,按照矿石水力提升系统需要的压力和流量,将海水泵入注水立管,然后利用深海单高压料仓给料设备,将矿石送入高压水力管道内与海水混合,然后将矿石和海水混合物提升到海面采矿船。利用采矿船上的脱水设备,将海水与矿物分离。海面注水泵将分离出的海水重新泵入注水立管,从而形成一个半闭环循环系统。本发明与海底环境产生极少量的海水交换,实现了对海底生态环境的最低扰动;深海单高压料仓给料设备通过重复填料作业和卸料作业,可以实现不间断给料,且运动部件少,可靠性高;海面注水泵扬程高,流量大,且易于保养和维修。使得本发明的水力提升系统更加环保,效率更高,扬程高,流量大,可靠性好,且易于保养和维修等特点。
Claims (8)
1.带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,包括注水泵、注水立管、深海单高压料仓给料设备、提升立管、脱水设备以及管道,其特征在于:所述注水泵、脱水设备固定在采矿船上,所述注水泵通过注水立管连通深海单高压料仓给料设备,所述深海单高压料仓给料设备通过提升立管连通脱水设备,所述注水泵与脱水设备通过管道连通。
2.根据权利要求1所述的带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,其特征在于:所述注水立管和提升立管可以是硬管、软管、或者硬管和软管组成的混合立管。
3.根据权利要求1所述的带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,其特征在于:所述深海单高压料仓给料设备包括从上至下依次连通设置的储料仓、高压料仓和给料仓,所述给料仓的出口连通高压管道的,所述高压管道的一端与注水立管连通,所述高压管道的另一端与提升立管连通。
4.根据权利要求3所述的带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,其特征在于:所述储料仓与高压料仓之间设有填料阀,所述高压料仓与给料仓之间设有卸料阀。
5.根据权利要求3所述的带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,其特征在于:所述高压料仓与高压管道通过增压管道连通,所述增压管道上设有增压阀。
6.根据权利要求3所述的带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,其特征在于:所述高压料仓上设有泄压阀。
7.根据权利要求3所述的带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,其特征在于:所述给料仓与高压管道之间设有给料设备。
8.根据权利要求7所述的带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统,其特征在于:所述给料设备为螺旋给料机或者叶轮式给料机。
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