CN111878418B - 一种深海采矿混输停泵保护装置 - Google Patents

一种深海采矿混输停泵保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种深海采矿混输停泵保护装置，包括深海采矿混输停泵保护器和电磁阀组成，其中深海采矿混输停泵保护器包含固定挡板轴、活动挡板1、活动挡板2和挡位销；深海混输泵正常工作时，电磁阀关闭，活动挡板1和活动挡板2随着流速被打开至挡位销处，固体颗粒随海水输送到深海采矿混输停泵保护器上端的深海混输管道中；停泵时，快速打开电磁阀，活动挡板1和活动挡板2随着海水下降速度关闭，沉降的大粒径的粗颗粒被活动挡板1和活动挡板2挡住，从左侧出口通过电磁阀沉入海中。本发明提出的深海采矿混输停泵保护装置能有效避免停泵时大粒径的粗颗粒回流到深海混输泵中。

Description

一种深海采矿混输停泵保护装置
技术领域
本发明属于水泵领域，特指涉及一种深海采矿混输停泵保护装置。
背景技术
海洋蕴藏的丰富矿产资源是人类可持续发展的资源宝藏，海洋中分布着陆地上能够找到的所有矿产资源，在2000米到6000米的深海区域，蕴藏着丰富的矿产资源，包括大洋多金属结核、富钴铁锰结核、多金属硫化物等。因此，深海采矿愈发受到世界各国重视，开发利用丰富的海洋矿产资源日趋成为各国新的战略目标。
矿物提升系统是深海采矿的最关键环节，然而由于海上自然环境比较恶劣，深海采矿中难免会遇到各种紧急情况，扬矿提升系统故障停泵时，几千米的垂直管道内将存有大量的矿石，垂直管中的矿石一旦堆积无法排放，将严重威胁整个采矿系统的安全。轻则可能使管道变形损坏，重则深海混输泵会因累积矿石压力过大而损坏，从而使整个采矿系统瘫痪。
经检索，目前还没有相关的深海采矿混输停泵保护装置的文献和申请专利。
发明内容
本发明的目的是克服停泵时粒径较大的粗颗粒回流到深海混输泵中造成流道堵塞而提出一种深海采矿混输停泵保护装置。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种深海采矿混输停泵保护装置包括深海采矿混输停泵保护器和电磁阀组成，其中深海采矿混输停泵保护器包含固定挡板轴、活动挡板1、活动挡板2和挡位销；
深海采矿混输停泵保护器下侧进口与深海混输泵出口法兰通过螺栓连接；深海采矿混输停泵保护器上侧出口法兰与深海混输管道的进口法兰通过螺栓连接；深海采矿混输停泵保护器左侧出口法兰与电磁阀连接；
活动挡板1和活动挡板2装在固定挡板轴上，通过螺栓固定在深海采矿混输停泵保护器上；挡位销固定在深海采矿混输停泵保护器上；活动挡板1(2-2)和活动挡板2(2-3)上均设有小孔；孔径为6～12mm。
深海混输泵正常工作时，电磁阀关闭，活动挡板1和活动挡板2随着流速被打开至挡位销处，固体颗粒随海水输送到深海采矿混输停泵保护器上端的深海混输管道中；停泵时，快速打开电磁阀，活动挡板1和活动挡板2随着海水下降速度而关闭，沉降的大粒径的粗颗粒则被活动挡板1和活动挡板2挡住，从左侧出口通过电磁阀沉入海中，避免了大粒径的粗颗粒回流到深海混输泵中。
所述的深海采矿混输停泵保护器的最大过流面积A2＝3.5～4.0A1；
所述的深海采矿混输停泵保护器最大过流面积处与进口之间的距离L1＝1.1～1.2D；
所述的深海采矿混输停泵保护器的高度L2＝2.0～2.5D；
深海采矿混输停泵保护器左侧出口管径D1＝0.45～0.7D；
深海采矿混输停泵保护器(2)上侧出口管径与深海采矿混输停泵保护器(2)下侧进口直径相等；
所述的深海采矿混输停泵保护器左侧出口管的中心线与深海采矿混输停泵保护器的进口中心线夹角α＝30°～60°；所述的固定挡板轴与所述的挡位销之间的距离L3＝0.52～0.65D；
其中，A1为深海采矿混输停泵保护器的进口面积，D为深海采矿混输停泵保护器下侧进口的直径。
本发明的优点在于：
两个活动挡板能够随输送介质的流动而打开或关闭；有效避免了停泵时粗颗粒回流到深海混输泵中。
附图说明
图1为一种深海采矿混输停泵保护装置示意图。
图2为正常工作时深海采矿混输停泵保护装置内颗粒运动示意图。
图3为停泵时深海采矿混输停泵保护装置内颗粒运动示意图。
图4为实施例中活动挡板1和活动挡板2的示意图。
图中，1电磁阀，2深海采矿混输停泵保护器，2-1固定挡板轴，2-2活动挡板1，2-3活动挡板2，2-4挡位销，3深海混输泵，4深海混输管道。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例：
深海混输泵设计参数如下：流量Q＝220m3/h，设计扬程H＝120m，额定转速n＝1475r/min。深海混输泵的出口直径为152mm，深海采矿混输停泵保护器下侧进口的直径为152mm。
深海采矿混输停泵保护装置包括深海采矿混输停泵保护器和电磁阀组成，其中深海采矿混输停泵保护器包含固定挡板轴、活动挡板1、活动挡板2和挡位销。
深海采矿混输停泵保护器下侧进口与深海混输泵出口法兰通过螺栓连接；深海采矿混输停泵保护器上侧出口法兰与深海混输管道的进口法兰通过螺栓连接；深海采矿混输停泵保护器左侧出口法兰与电磁阀连接。
活动挡板1和活动挡板2装在固定挡板轴上，通过螺栓固定在深海采矿混输停泵保护器上；挡位销固定在深海采矿混输停泵保护器上。
深海采矿混输停泵保护器的最大过流面积A2＝70685mm2；深海采矿混输停泵保护器最大过流面积处与进口之间的距离L1＝180mm；深海采矿混输停泵保护器的高度L2＝330mm；深海采矿混输停泵保护器左侧出口管径D1＝80mm；深海采矿混输停泵保护器上侧出口管径为152mm；深海采矿混输停泵保护器左侧出口管的中心线与深海采矿混输停泵保护器的进口中心线夹角α＝45°；固定挡板轴与挡位销之间的距离L3＝85mm；活动挡板1和活动挡板2的孔径d为8mm。
深海混输泵正常工作时，电磁阀关闭，活动挡板1和活动挡板2随着流速被打开至销挡位销处，固体颗粒随海水输送到深海采矿混输停泵保护器上端的深海混输管道中；停泵时，快速打开电磁阀，活动挡板1和活动挡板2随着海水下降速度而关闭，超过8mm的固体颗粒则被活动挡板1和活动挡板2挡住，从左侧出口通过电磁阀沉入海中。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种深海采矿混输停泵保护装置，其特征在于：包括深海采矿混输停泵保护器(2)和电磁阀(1)，其中深海采矿混输停泵保护器(2)包含固定挡板轴(2-1)、活动挡板1(2-2)、活动挡板2(2-3)和挡位销(2-4)；
深海采矿混输停泵保护器(2)下侧进口与深海混输泵(3)出口法兰通过螺栓连接；深海采矿混输停泵保护器(2)上侧出口法兰与深海混输管道(4)的进口法兰通过螺栓连接；深海采矿混输停泵保护器(2)左侧出口法兰与电磁阀(1)连接；
活动挡板1(2-2)和活动挡板2(2-3)装在固定挡板轴(2-1)上，通过螺栓固定在深海采矿混输停泵保护器(2)上；挡位销(2-4)固定在深海采矿混输停泵保护器(2)上；活动挡板1(2-2)和活动挡板2(2-3)上均设有小孔，小孔的孔径为6～12mm；
所述的固定挡板轴(2-1)与所述的挡位销(2-4)之间的距离L3＝0.52～0.65D，其中，D为深海采矿混输停泵保护器(2)下侧进口的直径；
深海混输泵(3)正常工作时，电磁阀(1)关闭，活动挡板1(2-2)和活动挡板2(2-3)随着流速被打开至挡位销(2-4)处，固体颗粒随海水输送到深海采矿混输停泵保护器(2)上端的深海混输管道(4)中；停泵时，快速打开电磁阀(1)，活动挡板1(2-2)和活动挡板2(2-3)随着海水下降速度而关闭，沉降的大粒径的粗颗粒则被活动挡板1(2-2)和活动挡板2(2-3)挡住，从左侧出口通过电磁阀(1)沉入海中，避免了大粒径的粗颗粒回流到深海混输泵(3)中；
所述的深海采矿混输停泵保护器(2)的最大过流面积A2＝3.5～4.0A1；其中，A1为深海采矿混输停泵保护器(2)的进口面积。
2.根据权利要求1所述的一种深海采矿混输停泵保护装置，其特征在于：
所述的深海采矿混输停泵保护器(2)最大过流面积处与进口之间的距离L1＝1.1～1.2D；
所述的深海采矿混输停泵保护器(2)的高度L2＝2.0～2.5D；
深海采矿混输停泵保护器(2)左侧出口管径D1＝0.45～0.7D；
深海采矿混输停泵保护器(2)上侧出口管径与深海采矿混输停泵保护器(2)下侧进口直径相等；其中，D为深海采矿混输停泵保护器(2)下侧进口的直径。
3.根据权利要求1所述的一种深海采矿混输停泵保护装置，其特征在于：所述的深海采矿混输停泵保护器(2)左侧出口管的中心线与深海采矿混输停泵保护器(2)的进口中心线夹角α＝30°～60°。
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