CN113669066B - 一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置，包括矿浆输入管、固体颗粒流量计和输送系统，所述固体颗粒流量计包括设于海底的存料仓和称重器，所述矿浆输入管向所述所述存料仓输送开采出来的矿浆，所述存料仓周期性向所述称重器的计量仓排入矿浆，所述称重器用于称出所述计量仓内的矿浆重量，所述计量仓周期性向所述输送系统排入矿浆，所述输送系统将矿浆输送至水面上。本发明在于提供一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置，能够在开采的过程实时监控，并且在一定程度上解决监测结果高于实际产能的问题。
Description
技术领域
本发明涉及海底矿石开采监控技术领域，特别涉及一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置。
背景技术
目前在富钴结壳的开采过程中并没有一种有效的手段能够对矿石开采实时产能进行测量和控制，已有的富钴结壳采矿样车中的解决办法大多是将开采的矿石通过管道向上输送，在水面上方利用固体颗粒计量的流量称进行测量。例如：公开号为CN202676575U的同时在线测量矿浆浓度、流量及矿石重量的计量系统，该系统的减速器和取样电机安装在支架上，称重传感器挂在支架上，清水桶和称样桶挂在称重传感器上，长颈漏斗装在称样桶桶口，清水桶和称样桶底部都设有球阀，余料桶装在支架上，进料管装在缩分取样器的割取斗的正上方，管口对准割取斗斗口，固定取样斗装在余料桶的底部，余料出料管装在余料桶底部，取样电机和称重传感器与测量主机电连接，减速器与取样电机皮带连接，缩分取样器与减速器轴承连接。然而，海底富钴结壳开采出来的矿石需要和水混合成矿浆后才能输送，矿石与海水形成固液两相混合态，在实时监控海底富钴结壳开采的产能过程中，海水由于自身的重力也会对固体颗粒流量计产生压力，从而导致监测结果高于实际产能的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明在于提供一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置，能够在开采的过程实时监控，并且在一定程度上解决监测结果高于实际产能的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置，包括矿浆输入管、固体颗粒流量计和输送系统，所述固体颗粒流量计包括设于海底的存料仓和称重器，所述矿浆输入管向所述所述存料仓输送开采出来的矿浆，所述存料仓周期性向所述称重器的计量仓排入矿浆，所述称重器用于称出所述计量仓内的矿浆重量，所述计量仓周期性向所述输送系统排入矿浆，所述输送系统将矿浆输送至水面上。
进一步的，所述存料仓的顶部设有盖板，所述存料仓设有排渣管，所述矿浆输入管的开口朝向所述排渣管喷射矿浆，所述排渣管的进口设有过滤网，被过滤网过滤的矿石落入所述存料仓内。
进一步的，所述存料仓和计量仓均通过第一排料阀进行排料，所述称重器还包括重力传感器，所述重力传感器设于所述计量仓的底部，所述存料仓和计量仓的底部分别与所述第一排料阀连通，所述重力传感器、第一排料阀与控制器信号连接。
进一步的，所述输送系统包括放料仓、三通管、进水管和出矿管，所述放料仓的底部设有重力传感器，所述放料仓的底部设有第二排料阀，所述第二排料阀与所述三通管活动连接，所述三通管另外两端分别连接进水管和出矿管。
进一步的，所述存料仓、计量仓和放料仓均为上大下小的喇叭口，所述存料仓、计量仓和放料仓按照从上到下的顺序安装在支架上，所述计量仓和放料仓与所述支架滑动连接。
进一步的，所述存料仓、计量仓和放料设有料位传感器，所述料位传感器与控制器信号连接。
进一步的，所述第一排料阀和第二排料阀均为电动闸板阀或者液压闸板阀。
进一步的，所述称重器还包括密度传感器，所述密度传感器与计量仓一起浸没在水中，所述密度传感器与所述控制器信号连接。
本发明的有益效果在于：开采出来的矿浆经过矿浆输送管输送至固体颗粒流量计，具体为矿浆进入框浆输送管，矿浆沿着输送管流动至存料仓内。存料仓周期性的将矿浆排出，排出的矿浆进入到称重器的计量仓内，称重器在海底称量出计量仓内的矿石重量。矿石和海水的密度是相对固定的，可以视为矿石受到的浮力与矿石自身的重力成正比，在海底的水中进行称重后再乘以系数，即可得出矿石的重力。矿石的开采是连续的，利用存料仓进行缓冲，缓冲后再分次进入称重器的计量仓内称重，通过检测矿石的重力从而达到对产能监控的效果。在称重结束后，计量仓周期性向所述输送系统排入矿浆，通过输送系统将矿浆输送至水面上。本发明不需要对海水与矿石分离，吸附在矿石上的水分不影响矿石的称重，解决监测结果高于实际产能的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置的立体图；
图2为本发明一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置的侧视图；
图3为本发明一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置的侧面剖体图；
图中，1矿浆输入管，2固体颗粒流量计，3输送系统，4存料仓，5称重器，6盖板，7排渣管，8过滤网，9第一排料阀，10重力传感器，11放料仓，12三通管，13进水管，14出矿管，15支架，16料位传感器，17密度传感器，18第二排料阀，19计量仓。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1～3，一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置，包括矿浆输入管1、固体颗粒流量计2和输送系统3，所述固体颗粒流量计2包括设于海底的存料仓4和称重器5，所述矿浆输入管1向所述所述存料仓4输送开采出来的矿浆，所述存料仓4周期性向所述称重器5的计量仓19排入矿浆，所述称重器5用于称出所述计量仓19内的矿浆重量，所述计量仓19周期性向所述输送系统3排入矿浆，所述输送系统3将矿浆输送至水面上。
开采出来的矿浆经过矿浆输送管输送至固体颗粒流量计2，具体为矿浆进入框浆输送管，矿浆沿着输送管流动至存料仓4内。存料仓4周期性的将矿浆排出，排出的矿浆进入到称重器5的计量仓19内，称重器5在海底称量出计量仓19内的矿石重量。矿浆中的海水在海底收到的浮力等于重力，不对计量仓产生向下的压力。只有矿浆中的矿石产生向下的压力，矿石和海水的密度是相对固定的，可以视为矿石受到的浮力与矿石自身的重力成正比，在海底的水中进行称重后再乘以系数，即可得出矿石的重力。矿石的开采是连续的，利用存料仓4进行缓冲，缓冲后再分次进入称重器5的计量仓19内称重，通过检测矿石的重力从而达到对产能监控的效果。在称重结束后，计量仓19周期性向所述输送系统3排入矿浆，通过输送系统3将矿浆输送至水面上。本发明不需要对海水与矿石分离，吸附在矿石上的水分不影响矿石的称重，解决监测结果高于实际产能的问题。
优选的，所述存料仓4和计量仓19均设有排料机构，通过周期性开启排料机构，从而达到周期性排料的效果。优选的，排料机构为第一排料阀9。
具体的，所述存料仓4的顶部设有盖板6，所述存料仓4设有排渣管7，所述矿浆输入管1的开口朝向所述排渣管7喷射矿浆，所述排渣管7的进口设有过滤网8，被过滤网8过滤的矿石落入所述存料仓4内。矿浆会通过矿浆输入管1输入上部的存料仓4。矿浆进入存料仓4后先通过排渣管7向过滤网8喷射。过滤网8的孔径设计为恰好能够通过颗粒较小的海底沉积物和无法利用的矿石粉末。无法利用的矿渣随着水流通过排渣口排出料仓，有用的矿石在被过滤网8遮挡后落入存料仓4内部。其有益效果是，利用水流冲力和滤网滤除无用的海底沉积物和矿渣，提高测量准确度和系统效率。经过过滤获得的矿石与海水混合形成新的矿浆。本发明能够对矿浆中细碎的矿渣和沉积物的处理。
具体的，所述存料仓4和计量仓19均通过第一排料阀9进行排料，所述称重器5还包括重力传感器10，所述重力传感器10设于所述计量仓19的底部，所述存料仓4和计量仓19的底部分别与所述第一排料阀9连通，所述重力传感器10、第一排料阀9与控制器信号连接。控制器开工至存料仓4的第一排料阀9开启，存料仓4内的矿石从第一排料阀9排出进入固体颗粒流量计2的计量仓19内。重力传感器10设于所述计量仓19的底部，通过重力传感器10称量出矿石在海底的重力，经过换算后即可得到矿石的实际重力。称重结束后计量仓19通过第一排料阀9将矿石排入输送系统3，通过输送系统3将矿浆输送至水面上。通过两次称量的数值和时间进行计算，从而得到矿石开采的平均产能。
具体的，所述输送系统3包括放料仓11、三通管12、进水管13和出矿管14，所述放料仓11的底部设有重力传感器10，所述放料仓11的底部设有第二排料阀18，所述第二排料阀18与所述三通管12活动连接，所述三通管12另外两端分别连接进水管13和出矿管14。下位放料仓11底脚安装有放料重力传感器10，放料仓11的重力传感器10将实时感知矿石重量减少速率来计算出平均的矿石输送量，能够通过放料仓11的液压闸板阀的开度对矿石输送量进行实时控制。开启第二排料阀18后，矿石从放料仓11排出进入到三通，进水管13流入的水流将从下位放料仓11落入管道三通的矿石泵入出矿管14中，而后由水力输送系统3将矿石输送至母船。
具体的，所述存料仓4、计量仓19和放料仓11均为上大下小的喇叭口，所述存料仓4、计量仓19和放料仓11按照从上到下的顺序安装在支架15上，便于矿石在料仓内依靠重力从上至下滑落，所述计量仓19和放料仓11与所述支架15滑动连接。便于对矿石进行称重。
具体的，所述存料仓4、计量仓19和放料设有料位传感器16，所述料位传感器16与控制器信号连接。料位传感器16感知到仓位是否储满，在仓位存满后控制器控制第一排料阀9或者第二排料阀18开启。
具体的，所述第一排料阀9和第二排料阀18均为电动闸板阀或者液压闸板阀。便于控制排料。
具体的，所述称重器5还包括密度传感器17，所述密度传感器17与计量仓19一起浸没在水中，所述密度传感器17与所述控制器信号连接。通过密度传感器17检测海底的水密度，便于计算矿石受到的浮力，从而能够更加精确的计算矿石重量。
本发明适合海底富钴结壳矿石开采使用，适用于深海的高压环境，能够对矿浆中细碎的矿渣和沉积物的处理，实现对矿石产能的监控。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置，其特征在于，包括矿浆输入管、固体颗粒流量计和输送系统，所述固体颗粒流量计包括设于海底的存料仓和称重器，所述矿浆输入管向所述存料仓输送开采出来的矿浆，所述存料仓周期性向所述称重器的计量仓排入矿浆，所述称重器用于称出所述计量仓内的矿浆重量，所述计量仓周期性向所述输送系统排入矿浆，所述输送系统将矿浆输送至水面上，所述存料仓的顶部设有盖板，所述存料仓设有排渣管，所述矿浆输入管的开口朝向所述排渣管喷射矿浆，所述排渣管的进口设有过滤网，被过滤网过滤的矿石落入所述存料仓内，所述存料仓和所述计量仓均通过第一排料阀进行排料，所述称重器还包括重力传感器，所述重力传感器设于所述计量仓的底部，所述存料仓和所述计量仓的底部分别与所述第一排料阀连通，所述重力传感器、所述第一排料阀与控制器信号连接，所述输送系统包括放料仓、三通管、进水管和出矿管，所述存料仓、所述计量仓和所述放料仓均为上大下小的喇叭口，所述存料仓、所述计量仓和所述放料仓按照从上到下的顺序安装在支架上，所述计量仓和所述放料仓与所述支架滑动连接，所述存料仓、所述计量仓和所述放料仓设有料位传感器，所述料位传感器与所述控制器信号连接，所述称重器还包括密度传感器，所述密度传感器与所述计量仓一起浸没在水中，所述密度传感器与所述控制器信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置，其特征在于，所述放料仓的底部设有重力传感器，所述放料仓的底部设有第二排料阀，所述第二排料阀与所述三通管活动连接，所述三通管另外两端分别连接所述进水管和所述出矿管。
3.根据权利要求2所述的一种用于海底富钴结壳开采的产能实时监控装置，其特征在于，所述第一排料阀和所述第二排料阀均为电动闸板阀或者液压闸板阀。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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