RU2324055C2

RU2324055C2 - Environmental separation method in airlifting of submersible deposits of minerals and its implementation system

Info

Publication number: RU2324055C2
Application number: RU2005141030/03A
Authority: RU
Inventors: к Геннадий Григорьевич Пивн (UA); Геннадий Григорьевич Пивняк; Евгений Алексеевич Кириченко (UA); Евгений Алексеевич Кириченко; Всеволод Петрович Франчук (UA); Всеволод Петрович Франчук; Александр Иванович Егурнов (UA); Александр Иванович Егурнов; Виталий Григорьевич Шворак (UA); Виталий Григорьевич Шворак
Original assignee: Национальный горный университет
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2008-05-10
Also published as: RU2005141030A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: environmental separation method in airlifting of submersible deposits of minerals and its implementation system which comprises lifted pipe, replenishment camera with a branch, feeding pipe, pump with force piping, air separator assembled on the lifted pipe, lifted pipe mixer connected to the force piping of the pump, compressor with a corresponding force piping, water separator assembled in an intermediate cross section of the pump force piping - separate accumulator, connected to a separate accumulator, and branch outgoing to environment, additional mixer connected to the pump force piping and to the compressor force piping, and fluid consumption sensor. Additional accumulator is installed in the intermediate cross section of the feeding pipe, and suction and force pipelines of an additional pump are tied to an additional accumulator. The separate accumulator comprises indicators of fluid level, suction pipeline of the additional pump is equipped with a tip, located in the additional accumulator. The force pipeline of the additional pump comprises pivotal position distributing valve, and blade wheel is installed in the additional accumulator. At that the force piping of the pump and the branch, connected to the separate accumulator, are equipped with corresponding controlled valves. The suction pipeline of the compressor is equipped with a filter and connected to an air separator, while a rotation speed sensor - a tachometer -is connected to the blade wheel.

EFFECT: improvement of environmental separation method in airlifting of submersible deposits of minerals; improvement of the ocean ecosystem.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано непосредственно при разработке подводных месторождений полезных ископаемых.The invention relates to mechanical engineering and can be used directly in the development of underwater mineral deposits.

Известен способ управления работой эрлифта, который включает подачу в составе газовоздушной смеси получаемого из потока многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта газа и атмосферного воздуха на сжатие в компрессор, задание условия отношения текущих температур атмосферного воздуха и получаемого из потока многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта газа, поддержание минимального уровня величины отношения температуры поступающей в компрессор газовоздушной смеси к ее давлению путем регулирования величины расхода подачи атмосферного воздуха, который вводится в состав газовоздушной смеси, контролирование в процессе подъема пульпы выполнения заданного условия отношения текущих температур и обеспечение подачи только атмосферного воздуха на сжатие в компрессор при прекращении направленной на последующее сжатие в компрессоре подачи получаемого из потока многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта газа в случае невыполнения заданного условия отношения текущих температур (патент Украины №30168, кл. F04F 1/00, F04F 1/20, 2002 г.).A known method of controlling the operation of airlift, which includes the supply in the gas-air mixture obtained from a stream of a multicomponent mixture of a lifting pipe of a sea airlift of gas and atmospheric air for compression into a compressor, setting the conditions for the ratio of current temperatures of atmospheric air and the resulting from a stream of a multicomponent mixture of a lifting pipe of a sea airlift of gas maintaining a minimum level of the ratio of the temperature of the gas-air mixture entering the compressor to its pressure by adjusting the value flow rate of atmospheric air supply, which is introduced into the gas-air mixture, monitoring during the pulp raising the fulfillment of the specified condition for the ratio of current temperatures and ensuring the supply of atmospheric air only to the compressor when the flow directed to the subsequent compression in the compressor stops supplying the marine lifting pipe from the multicomponent mixture gas airlift in case of failure to meet the specified conditions for the ratio of current temperatures (Ukrainian patent No. 30168, cl. F04F 1/00, F04F 1/20, 2002).

Недостатками известного способа является подъем в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта элементов, которые не содержат компонентов полезных ископаемых, но естественно входят в состав разрабатываемого слоя дна океана, что предопределяет значительное ухудшение экосистемы океана и низкую эффективность подъема элементов разрабатываемых подводных месторождений полезных ископаемых.The disadvantages of this method is the rise in the flow of a multicomponent mixture of the lifting pipe of the sea airlift elements that do not contain mineral components, but naturally are part of the developed layer of the ocean floor, which determines a significant deterioration of the ocean ecosystem and low lifting efficiency of elements of the developed underwater mineral deposits.

Известна эрлифтная установка, которая включает подводящую и подъемную трубы, компрессор с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, установленный на подъемной трубе сепаратор-газоотделитель, сообщенный с нагнетательным трубопроводом компрессора смеситель подъемной трубы, сообщенный с газоотделителем и всасывающим трубопроводом компрессора газопровод, оборудованные соответствующими управляемыми задвижками и сообщенные с газопроводом и атмосферой выхлопной и всасываемый патрубки, сообщенный со всасывающим трубопроводом компрессора датчик определения давления - манометр, при этом газопровод содержит установленную между зонами его соединения с выхлопным и всасывающим патрубками управляемую задвижку, а датчики определения температуры газа - термометры установлены в газопроводе, всасывающем трубопроводе компрессора и всасывающем патрубке (патент Украины №30168, кл. F04F 1/00, F04F 1/20, 2002 г.).Known airlift installation, which includes a supply and a lift pipe, a compressor with suction and discharge pipes, a separator-gas separator mounted on a lift pipe, a lift pipe mixer connected to a compressor discharge pipe, a gas pipe connected to a gas separator and a compressor suction pipe, equipped with corresponding controlled valves and communicated with gas line and atmosphere exhaust and suction nozzles in communication with the suction pipe The pressure sensor is a pressure gauge - pressure gauge, while the gas pipeline contains a controlled valve installed between the zones of its connection with the exhaust and suction pipes, and gas temperature sensors - thermometers are installed in the gas pipe, the compressor suction pipe and the suction pipe (Ukrainian patent No. 30168, class F04F 1/00, F04F 1/20, 2002).

Недостатками известной эрлифтной установки является подъем в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта элементов, которые не содержат компонентов полезных ископаемых, но естественно входят в состав разрабатываемого слоя дна океана, что предопределяет значительное ухудшение экосистемы океана и низкую эффективность подъема элементов разрабатываемых подводных месторождений полезных ископаемых.The disadvantages of the known airlift installation are the rise in the flow of a multicomponent mixture of the sea-airlift lift pipe elements that do not contain mineral components, but naturally are part of the developed layer of the ocean floor, which determines a significant deterioration of the ocean ecosystem and low lifting efficiency of elements of the developed underwater mineral deposits.

Наиболее близким технологическим решением является способ подъема пульпы, включающий подачу сжатого воздуха в смеситель по воздухопроводу в составе водовоздушной смеси, регулирование величины давления в смесителе путем изменения соотношения расходов воды и воздуха, при этом предварительно задают необходимую величину давления воздуха в смесителе, а в процессе подъема пульпы поддерживают эту величину путем регулирования соотношения расходов воды и воздуха с последующим отводом воды в затрубное пространство в нижней части вертикального участка воздухопровода (патент Украины №30137 А, кл. Е21С 45/00, F04F 1/20, 2000 г.).The closest technological solution is the method of lifting the pulp, including the supply of compressed air to the mixer through the air duct as part of the air-water mixture, adjusting the pressure in the mixer by changing the ratio of water to air flow, while pre-setting the required air pressure in the mixer, and during the lifting pulps maintain this value by regulating the ratio of water and air flow rates with subsequent water drainage into the annulus at the bottom of the vertical th section of the pipeline (patent of Ukraine №30137 A, cl. E21S 45/00, F04F 1/20, 2000).

Недостатками наиболее близкого технологического решения является подъем в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта элементов, которые не содержат компонентов полезных ископаемых, но естественно входят в состав разрабатываемого слоя дна океана, что предопределяет значительное ухудшение экосистемы океана и низкую эффективность подъема элементов разрабатываемых подводных месторождений полезных ископаемых.The disadvantages of the closest technological solution is the rise in the flow of a multicomponent mixture of a lifting pipe of the sea airlift elements that do not contain mineral components, but naturally are part of the developed layer of the ocean floor, which determines a significant deterioration of the ocean ecosystem and low lifting efficiency of elements of the developed underwater mineral deposits .

Наиболее близким техническим решением является эрлифтная установка из способа подъема пульпы, содержащая подъемную трубу, камеру подпитки с патрубком, подводящую трубу, смеситель подъемной трубы, насос с нагнетательным трубопроводом, установленный на подъемной трубе воздухоотделитель, компрессор с соответствующим нагнетательным трубопроводом, установленный в промежуточном поперечном сечении нагнетательного трубопровода насоса водоотделитель, соединенный с водоотделителем и сообщенный с окружающей средой патрубок, датчики определения расходов жидкости и сжатого воздуха, при этом нагнетательный трубопровод насоса соединен со смесителем подъемной трубы, а нагнетательный трубопровод компрессора сообщен через дополнительный смеситель с нагнетательным трубопроводом насоса (патент Украины №30137 А, кл. Е21С 45/00, F04F 1/20, 2000 г.).The closest technical solution is an airlift installation from a pulp lifting method comprising a lifting pipe, a make-up chamber with a pipe, a supply pipe, a lifting pipe mixer, a pump with a discharge pipe, an air separator installed on the lifting pipe, a compressor with a corresponding discharge pipe installed in an intermediate cross section pump discharge pipe water separator connected to a water separator and connected to the environment pipe, sensors detect the flow rate of liquid and compressed air, while the discharge pipe of the pump is connected to the mixer of the riser, and the discharge pipe of the compressor is communicated through an additional mixer with the discharge pipe of the pump (Ukrainian patent No. 30137 A, class E21C 45/00, F04F 1/20, 2000 g.).

Недостатками наиболее близкого технического решения является подъем в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта элементов, которые не содержат компонентов полезных ископаемых, но естественно входят в состав разрабатываемого слоя дна океана, что предопределяет значительное ухудшение экосистемы океана и низкую эффективность подъема элементов разрабатываемых подводных месторождений полезных ископаемых.The disadvantages of the closest technical solution is the rise in the flow of a multicomponent mixture of the lifting pipe of the sea airlift elements that do not contain mineral components, but naturally are part of the developed layer of the ocean floor, which determines a significant deterioration of the ocean ecosystem and low lifting efficiency of elements of the developed underwater mineral deposits .

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа экологической сепарации в эрлифтном подъеме подводных месторождений полезных ископаемых, в котором путем контроля параметров состава компонента, транспортируемого вместе с водовоздушной смесью в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта, обеспечивается возможность улучшения экосистемы океана при повышении эффективности непрерывного подъема элементов разрабатываемых подводных месторождений полезных ископаемых в результате минимизации в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта элементов, которые не содержат компонентов полезных ископаемых, но естественно входят в состав разрабатываемого слоя дна океана.The basis of the invention is the task of improving the method of environmental separation in the airlift lift of submarine mineral deposits, in which by controlling the composition of the component transported together with the air-water mixture in the flow of a multicomponent mixture of a marine airlift lift pipe, it is possible to improve the ocean ecosystem while increasing the efficiency of continuous lifting of elements developed subsea mineral deposits as a result of minimization in Ther multicomponent mixture airlift marine riser elements that do not contain components of minerals, but of course are part of the developed layer of the ocean floor.

Поставленная задача решается таким образом, что известный способ экологической сепарации в эрлифтном подъеме подводных месторождений полезных ископаемых, включающий подъем элементов подводных месторождений полезных ископаемых в составе гидросмеси, создание многокомпонентной смеси после поступления сжатого воздуха в поток гидросмеси, транспортирование потока многокомпонентной смеси в подъемной трубе морского эрлифта, подачу сжатого воздуха в отдельный поток воды с последующим транспортированием сжатого воздуха в составе водовоздушной смеси и подачу выведенного из состава потока водовоздушной смеси сжатого воздуха в подъемную трубу морского эрлифта, в соответствии с изобретением отличается тем, что предварительно задают параметры состава компонента, который транспортируется вместе с водовоздушной смесью в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта, в океане на глубине, отвечающей параметрам подъема и составу гидросмеси, классифицируют элементы, входящие в состав компонента, который транспортируется вместе с водой в потоке гидросмеси подводящей трубы морского эрлифта, контролируют параметры состава компонента, который транспортируется вместе с водовоздушной смесью в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта, сравнивают контролируемую величину с заданной и достигают их соответствия путем регулирования величины расхода отдельного потока гидросмеси, в составе которого выводят элементы, которые не содержат компонентов полезных ископаемых, из потока гидросмеси подводящей трубы морского эрлифта в окружающую среду при направлении отработки разрабатываемого слоя дна океана против подводного океанического течения.The problem is solved in such a way that the known method of ecological separation in the airlift lift of submarine mineral deposits, including the lifting of elements of submarine mineral deposits in the hydraulic mixture, the creation of a multicomponent mixture after compressed air enters the hydraulic mixture, transportation of the multicomponent mixture in the lift pipe of the sea airlift , supply of compressed air to a separate stream of water, followed by transportation of compressed air as part of a water carrier in accordance with the invention, the composition of the component that is transported together with the air-water mixture in the flow of a multicomponent mixture of the airlift lift pipe in the ocean on the depth corresponding to the parameters of the rise and the composition of the slurry, classify the elements that make up the component, which is transported together with water in the slurry stream according to of the leading airlift of the sea airlift, control the parameters of the composition of the component that is transported together with the air-water mixture in the flow of a multicomponent mixture of the lift pipe of the sea airlift, compare the controlled value with a given one and achieve their correspondence by adjusting the flow rate of a separate slurry stream, in which elements that are not contain mineral components from the slurry stream of the airlift of the sea airlift into the environment in the direction of mining swathe layer of the ocean floor against the underwater ocean currents.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования системы для экологической сепарации в эрлифтном подъеме подводных месторождений полезных ископаемых, в которой путем введения дополнительных элементов в известную конструктивную схему обеспечивается возможность улучшения экосистемы океана при повышении эффективности непрерывного подъема элементов разрабатываемых подводных месторождений полезных ископаемых в результате минимизации в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы морского эрлифта элементов, которые не содержат компонентов полезных ископаемых, но естественно входят в состав разрабатываемого слоя дна океана, при рациональной конфигурации технических средств.The basis of the invention is the task of improving the system for environmental separation in the airlift lift of underwater mineral deposits, in which by introducing additional elements into the known structural scheme, it is possible to improve the ocean ecosystem while increasing the efficiency of continuous lifting of elements of the developed underwater mineral deposits as a result of minimizing the multicomponent stream mixtures of airlift of airlift elements that are not win a component of minerals, but of course are part of the developed layer of the ocean floor, at rational hardware configuration.

Поставленная задача решается таким образом, что известная система для экологической сепарации в эрлифтном подъеме подводных месторождений полезных ископаемых, содержащая подъемную трубу, камеру подпитки с патрубком, подводящую трубу, насос с нагнетательным трубопроводом, установленный на подъемной трубе воздухоотделитель, сообщенный с нагнетательным трубопроводом насоса смеситель подъемной трубы, компрессор с соответствующим нагнетательным трубопроводом, установленный в промежуточном поперечном сечении нагнетательного трубопровода насоса водоотделитель - отдельный аккумулятор, соединенный с отдельным аккумулятором и сообщенный с окружающей средой патрубок, соединенный с нагнетательным трубопроводом насоса и сообщенный с нагнетательным трубопроводом компрессора дополнительный смеситель, датчик определения расхода жидкости, в соответствии с изобретением отличается тем, что в промежуточном поперечном сечении подводящей трубы установлен дополнительный аккумулятор, всасывающий и нагнетательный трубопроводы дополнительного насоса соединены с дополнительным аккумулятором, отдельный аккумулятор содержит сигнализаторы уровня жидкости, всасывающий трубопровод дополнительного насоса оборудован расположенным в дополнительном аккумуляторе наконечником, нагнетательный трубопровод дополнительного насоса содержит поворотный позиционный распределительный кран, оборудованное лопастями рабочее колесо установлено в дополнительном аккумуляторе, при этом нагнетательный трубопровод насоса и соединенный с отдельным аккумулятором патрубок оборудованы соответствующими управляемыми задвижками, всасывающий трубопровод компрессора содержит фильтр и соединен с воздухоотделителем, а датчик определения скорости вращения - тахометр сообщен с оборудованным лопастями рабочим колесом.The problem is solved in such a way that the known system for ecological separation in the airlift lift of underwater mineral deposits, containing a lifting pipe, a feed chamber with a pipe, a supply pipe, a pump with a discharge pipe, an air separator installed on the lift pipe, and a lift mixer connected to the discharge pipe of the pump pipes, compressor with corresponding discharge pipe installed in the intermediate cross section of the discharge pipe water pump separator - a separate battery connected to a separate battery and connected to the environment pipe, connected to the discharge pipe of the pump and connected to the discharge pipe of the compressor, an additional mixer, a liquid flow detection sensor, in accordance with the invention is characterized in that in the intermediate cross section of the supply pipes installed additional battery, suction and discharge pipelines of the additional pump are connected to additional a separate battery contains liquid level alarms, the suction pipe of the additional pump is equipped with a tip located in the additional battery, the discharge pipe of the additional pump contains a rotary positioning junction valve, the impeller equipped with blades is installed in the additional battery, and the discharge pipe of the pump and connected to a separate battery the nozzle is equipped with appropriate controlled gate valves and, the compressor suction pipe contains a filter and is connected to an air separator, and the rotation speed sensor - a tachometer is in communication with an impeller equipped with blades.

На фигурах 1, 2, 3, 4 и 5 изображена схема системы для реализации способа экологической сепарации в эрлифтном подъеме подводных месторождений полезных ископаемых.In figures 1, 2, 3, 4 and 5 shows a diagram of a system for implementing the method of environmental separation in the airlift lift of underwater mineral deposits.

Система для экологической сепарации в эрлифтном подъеме подводных месторождений полезных ископаемых содержит подъемную трубу 1, камеру подпитки 2 с патрубком 3, подводящую трубу 4, насос 5 с всасывающим 6 и нагнетательным 7 трубопроводами, установленный на подъемной трубе 1 воздухоотделитель 8, сообщенный с нагнетательным трубопроводом 7 смеситель 9 подъемной трубы 1, компрессор 10 с соответствующими всасывающим 11 и нагнетательным 12 трубопроводами, установленный в промежуточном поперечном сечении нагнетательного трубопровода 7 водоотделитель - отдельный аккумулятор 13, соединенный с отдельным аккумулятором 13 и сообщенный с окружающей средой патрубок 14, соединенный с нагнетательным трубопроводом 7 и сообщенный с нагнетательным трубопроводом 12 дополнительный смеситель 15, установленный в промежуточном поперечном сечении подводящей трубы 4 дополнительный аккумулятор 16, дополнительный насос 17 с соответствующими всасывающим 18 и нагнетательным 19 трубопроводами, расположенные в отдельном аккумуляторе 13 сигнализаторы верхнего 20 и нижнего 21 уровней жидкости, датчик определения расхода жидкости 22, при этом всасывающий 18 и нагнетательный 19 трубопроводы дополнительного насоса 17 соединены с дополнительным аккумулятором 16, всасывающий трубопровод 18 оборудован расположенным в дополнительном аккумуляторе 16 наконечником 23, нагнетательный трубопровод 19 содержит поворотный позиционный распределительный кран 24, оборудованное лопастями 25 рабочее колесо 26 установлено в дополнительном аккумуляторе 16, нагнетательный трубопровод 7 и соединенный с отдельным аккумулятором 13 патрубок 14 оборудованы соответствующими управляемыми задвижками 27 и 28, всасывающий трубопровод 11 содержит фильтр 29, нагнетательный трубопровод 12 снабжен обратным клапаном 30, а датчик определения скорости вращения - тахометр 31 сообщен с оборудованным лопастями 25 рабочим колесом 26. Система дополнительно содержит блок управления 32.The system for environmental separation in the airlift lift of subsea mineral deposits contains a lifting pipe 1, a make-up chamber 2 with a pipe 3, a supply pipe 4, a pump 5 with a suction 6 and a discharge 7 pipelines mounted on a lift pipe 1, an air separator 8, in communication with the discharge pipe 7 the mixer 9 of the lifting pipe 1, the compressor 10 with the corresponding suction 11 and discharge 12 pipelines installed in the intermediate cross section of the discharge pipe 7 is separated if - a separate battery 13 connected to a separate battery 13 and connected to the environment pipe 14 connected to the discharge pipe 7 and connected to the discharge pipe 12 additional mixer 15 installed in the intermediate cross section of the supply pipe 4 additional battery 16, additional pump 17 with the corresponding suction 18 and discharge 19 pipelines located in a separate battery 13 signaling devices of the upper 20 and lower 21 liquid levels, a detection sensor liquid inlet 22, while the suction 18 and discharge 19 pipelines of the additional pump 17 are connected to the additional battery 16, the suction pipe 18 is equipped with a tip 23 located in the additional battery 16, the discharge pipe 19 contains a rotary positional distribution valve 24, equipped with blades 25, the impeller 26 is installed in the additional battery 16, the discharge pipe 7 and the pipe 14 connected to the separate battery 13 are equipped with appropriate controls with removable valves 27 and 28, the suction pipe 11 contains a filter 29, the discharge pipe 12 is equipped with a check valve 30, and the rotation speed detection sensor - a tachometer 31 is in communication with the impeller 26 equipped with blades 25. The system further comprises a control unit 32.

Способ с помощью системы для экологической сепарации в эрлифтном подъеме подводных месторождений полезных ископаемых реализуется следующим образом.The method using the system for environmental separation in the airlift lift of underwater mineral deposits is implemented as follows.

Предварительно задают параметры состава компонента, который транспортируется вместе с водовоздушной смесью в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы 1. Перед запуском системы для экологической сепарации в эрлифтном подъеме подводных месторождений полезных ископаемых управляемые задвижки 27 и 28 полностью закрыты, а нагнетательный трубопровод 19 через поворотный позиционный распределительный кран 24 сообщен с окружающей его средой (см. фиг.4).The parameters of the composition of the component that is transported together with the air-water mixture in the flow of the multicomponent mixture of the lifting pipe 1 are pre-set. Before starting the system for ecological separation in the airlift lift of underwater mineral deposits, the controlled valves 27 and 28 are completely closed and the discharge pipe 19 through a rotary positional distribution valve 24 is in communication with its environment (see FIG. 4).

Блок управления 32 открывает управляемую задвижку 28, а также запускает заполненные жидкостью насос 5 и дополнительный насос 17. По истечении определенного времени работы насоса 5, соответствующего выходу насоса 5 на его рабочие характеристики, блок управления 32 выполняет запуск компрессора 10. Сжатый компрессором 10 воздух поступает через оборудованный обратным клапаном 30 нагнетательный трубопровод 12 и дополнительный смеситель 15 в нагнетательный трубопровод 7. После поступления сжатого воздуха в поток жидкости нагнетательного трубопровода 7 в нем возникает поток водовоздушной смеси, который поступает в отдельный аккумулятор 13. В отдельном аккумуляторе 13 сжатый воздух локализуется в его верхней части, а вода по патрубку 14 через открытую управляемую задвижку 28 отводится в окружающую среду.The control unit 32 opens the controlled valve 28, and also starts the pump 5 and the additional pump 17 filled with liquid. After a certain working time of the pump 5, which corresponds to the output of the pump 5 for its operating characteristics, the control unit 32 starts the compressor 10. Compressed air by the compressor 10 through the discharge pipe 12 equipped with a check valve 30 and an additional mixer 15 into the discharge pipe 7. After the compressed air enters the liquid stream, the discharge pipe 7, there occurs the flow of water-air mixture which is fed to a separate battery 13. The battery 13 separate compressed air is localized in an upper portion thereof, and the water through the conduit 14 through the open valve 28 controlled diverted into the environment.

После снижения уровня воды в отдельном аккумуляторе 13 ниже сигнализатора верхнего уровня жидкости 20 блок управления 32 частично открывает управляемую задвижку 27. Уровень погружения отдельного аккумулятора 13 находится ниже, чем уровень погружения смесителя 9 подъемной трубы 1 (см. фиг.3), и после частичного открытия управляемой задвижки 27 аккумулируемый в отдельном аккумуляторе 13 сжатый воздух под действием силы Архимеда через нагнетательный трубопровод 7 и смеситель 9 поступает в поток гидросмеси подъемной трубы 1.After lowering the water level in a separate battery 13 below the upper liquid level switch 20, the control unit 32 partially opens the controlled valve 27. The immersion level of the individual accumulator 13 is lower than the immersion level of the mixer 9 of the lifting pipe 1 (see Fig. 3), and after partial opening the controlled gate valve 27 compressed air accumulated in a separate battery 13 under the action of Archimedes force through the discharge pipe 7 and the mixer 9 enters the hydraulic mixture of the lifting pipe 1.

Параллельно с этим дополнительный насос 17 откачивает воду, находящуюся в верхней части дополнительного аккумулятора 16. При откачивании воды из погруженного в океан дополнительного аккумулятора 16 в него начинает поступать через участок подводящей трубы 4, который расположен ниже дополнительного аккумулятора 16, поток гидросмеси, содержащий элементы разрабатываемых подводных месторождений полезных ископаемых. Работа агрегата сбора и подготовка частиц к транспортированию являются самостоятельными вопросами и в данной заявке не рассматриваются. В процессе прохождения потоком гидросмеси зоны вращения оборудованного лопастями 25 рабочего колеса 26 под действием центробежной силы происходит классификация по массе элементов, входящих в состав компонента, который транспортируется вместе с водой в потоке гидросмеси. Элементы, которые содержат компоненты полезных ископаемых, имеют большую массу и соответственно перемещаются на большее расстояние от оси вращения оборудованного лопастями 25 рабочего колеса 26, чем элементы, которые не содержат компонентов полезных ископаемых. При последующем движении потока гидросмеси через объем дополнительного аккумулятора 16 в зону всасывания всасывающего трубопровода 18 дополнительного насоса 17 поступает гидросмесь, в составе которой преобладают элементы, которые не содержат компонентов полезных ископаемых. Поток гидросмеси нагнетательного трубопровода 19 дополнительного насоса 17 через поворотный позиционный распределительный кран 24 отводится в окружающую среду, где элементы, которые входят в его состав, под действием сил гравитации и при направлении отработки разрабатываемого слоя дна океана против подводного океанического течения поступают на поверхность дна океана, с которой изъят соответствующий слой. Кинематика потока многокомпонентной смеси подъемной трубы 1 обеспечивает последующий подъем элементов разрабатываемых подводных месторождений полезных ископаемых на участке подводящей трубы 4, который расположен выше дополнительного аккумулятора 16. Таким образом, обеспечивается возможность улучшения экосистемы океана при повышении эффективности непрерывного подъема элементов разрабатываемых подводных месторождений полезных ископаемых в результате минимизации в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы 1 элементов, которые не содержат компонентов полезных ископаемых, но естественно входят в состав разрабатываемого слоя дна океана. Выводимый из состава многокомпонентной смеси в воздухоотделителе 8 воздух повторно поступает по всасывающему трубопроводу 11 через фильтр 29 в компрессор 10.In parallel with this, an additional pump 17 pumps out water located in the upper part of the additional battery 16. When pumping water from an additional battery 16 immersed in the ocean, it begins to flow through a section of the supply pipe 4, which is located below the additional battery 16, of a hydraulic mixture containing elements of submarine mineral deposits. The operation of the collection unit and the preparation of particles for transportation are independent issues and are not considered in this application. In the process of passing through the slurry stream the rotation zone equipped with the blades 25 of the impeller 26 under the action of centrifugal force, there is a classification according to the mass of the elements that make up the component, which is transported together with water in the slurry stream. Elements that contain mineral components have a large mass and accordingly move a greater distance from the axis of rotation of the impeller 26 equipped with blades 25 than elements that do not contain mineral components. During the subsequent movement of the slurry flow through the volume of the additional accumulator 16, a hydraulic mixture enters the suction zone of the suction pipe 18 of the additional pump 17, the composition of which is dominated by elements that do not contain mineral components. The slurry flow of the discharge pipe 19 of the additional pump 17 through the rotary positional distribution valve 24 is discharged into the environment, where the elements that make up it, under the influence of gravitational forces and in the direction of mining the developed layer of the ocean floor against the underwater ocean current, enter the surface of the ocean floor, with which the appropriate layer is removed. The kinematics of the flow of the multicomponent mixture of the lifting pipe 1 provides the subsequent lifting of the elements of the developed underwater mineral deposits in the section of the supply pipe 4, which is located above the additional battery 16. Thus, it is possible to improve the ocean ecosystem while increasing the efficiency of the continuous lifting of elements of the developed underwater mineral deposits as a result minimization in the flow of a multicomponent mixture of a lifting pipe 1 elements, which They do not contain ingredients of mineral resources, but of course are part of the developed layer of the ocean floor. Derived from the composition of the multicomponent mixture in the air separator 8, the air re-enters through the suction pipe 11 through the filter 29 to the compressor 10.

После распространения потока многокомпонентной смеси по всей длине подъемной трубы 1 на выходе из воздухоотделителя 8 контролируют параметры состава компонента, который транспортируется вместе с водовоздушной смесью в потоке многокомпонентной смеси подъемной трубы 1, сравнивают контролируемую величину с заданной и достигают их соответствия путем регулирования величины расхода отдельного потока гидросмеси всасывающего трубопровода 18, в составе которого выводят элементы, которые не содержат компонентов полезных ископаемых, из потока гидросмеси подводящей трубы 4 в окружающую среду за счет управления величиной подачи дополнительного насоса 17. Величину подачи дополнительного насоса 17 определяет датчик определения расхода жидкости 22.After the flow of the multicomponent mixture is distributed along the entire length of the riser pipe 1 at the outlet of the air separator 8, the composition parameters of the component that is transported together with the air-water mixture in the flow of the multicomponent mixture of the riser pipe 1 are controlled, the controlled value is compared with the set one and their correspondence is achieved by controlling the flow rate of an individual stream slurry of the suction pipe 18, which includes elements that do not contain mineral components from the stream slurry of the supply pipe 4 into the environment by controlling the flow rate of the additional pump 17. The flow rate of the additional pump 17 determines the flow rate determination sensor 22.

После запуска дополнительного насоса 17 блок управления 32 с помощью тахометра 31 осуществляет контроль скорости вращения оборудованного лопастями 25 рабочего колеса 26.After starting the additional pump 17, the control unit 32 by means of a tachometer 31 monitors the speed of rotation of the impeller 26 equipped with blades 25.

В случае остановки оборудованного лопастями 25 рабочего колеса 26 при прохождении потока подводящей трубы 4 через дополнительный аккумулятор 16 контролируемая величина скорости вращения рабочего колеса 26 равняется нулю. При этом блок управления 32 осуществляет изменение положения поворотного позиционного распределительного крана 24. Вследствие этого дополнительный насос 17 через нагнетательный трубопровод 19 и поворотный позиционный распределительный кран 24 сообщен с дополнительным аккумулятором 16. Высоконапорный поток из нагнетательного трубопровода 19 направляется на лопасти 25 рабочего колеса 26, что, в свою очередь, обеспечивает его вращение. Сразу после стабилизации величины скорости вращения рабочего колеса 26 блок управления 32 осуществляет изменение положения поворотного позиционного распределительного крана 24. Вследствие этого нагнетательный трубопровод 19 через поворотный позиционный распределительный кран 24 сообщен с окружающей средой (см. фиг.4).In the case of a stop of the impeller 26 equipped with blades 25 when the flow of the supply pipe 4 passes through the additional battery 16, the controlled value of the rotational speed of the impeller 26 is zero. In this case, the control unit 32 makes a change in the position of the rotary positional distribution valve 24. As a result, the additional pump 17 is connected to the additional battery 16 through the discharge pipe 19 and the rotary positional distribution valve 24. The high-pressure flow from the discharge pipe 19 is directed to the impeller blades 25, which , in turn, provides its rotation. Immediately after stabilization of the value of the rotational speed of the impeller 26, the control unit 32 changes the position of the rotary positional distribution valve 24. As a result, the discharge pipe 19 is in communication with the environment through the rotary positional distribution valve 24 (see FIG. 4).

В процессе функционирования системы для экологической сепарации в эрлифтном подъеме подводных месторождений полезных ископаемых при снижении уровня воды в отдельном аккумуляторе 13 ниже сигнализатора нижнего уровня жидкости 21 блок управления 32 увеличивает величину открытия управляемой задвижки 27 и уменьшает величину открытия управляемой задвижки 28. При достижении водой в отдельном аккумуляторе 13 сигнализатора верхнего уровня жидкости 20 блок управления 32 уменьшает величину открытия управляемой задвижки 27 и увеличивает величину открытия управляемой задвижки 28.During the operation of the system for environmental separation in the airlift lift of underwater mineral deposits with a decrease in the water level in a separate battery 13 below the low liquid level indicator 21, the control unit 32 increases the opening value of the controlled valve 27 and decreases the opening value of the controlled valve 28. When water reaches a separate the accumulator 13 of the liquid level switch 20, the control unit 32 reduces the opening value of the controlled gate valve 27 and increases the open value ytiya controllable valve 28.

Непосредственно перед остановкой системы для экологической сепарации в эрлифтном подъеме подводных месторождений полезных ископаемых блок управления 32 выполняет остановки компрессора 10, насоса 5, дополнительного насоса 17, полностью закрывает управляемые задвижки 27, 28 и устанавливает поворотный позиционный распределительный кран 24 в положение, отображенное на фигуре 4.Immediately before the shutdown of the system for environmental separation in the airlift lift of underwater mineral deposits, the control unit 32 stops the compressor 10, pump 5, additional pump 17, completely closes the controlled gate valves 27, 28 and sets the rotary positional distribution valve 24 to the position shown in figure 4 .

Таким образом, применение заявляемого изобретения позволит улучшить экосистему океана при одновременном повышении эффективности непрерывного подъема элементов разрабатываемых подводных месторождений полезных ископаемых за счет интеграции процесса обогащения подводных месторождений полезных ископаемых в процесс их непрерывного подъема.Thus, the application of the claimed invention will improve the ecosystem of the ocean while increasing the efficiency of continuous lifting of elements of underwater mineral deposits being developed by integrating the enrichment process of underwater mineral deposits in the process of their continuous lifting.

Claims

1. The method of environmental separation in the airlift lift of submarine mineral deposits, including the lifting of elements of submarine mineral deposits in the hydraulic mixture, creating a multicomponent mixture after compressed air enters the hydraulic mixture stream, transporting the multicomponent mixture flow in the sea airlift riser pipe, supplying compressed air to a separate water flow with subsequent transportation of compressed air in the composition of the water-air mixture and the supply of the water stream removed from the composition elements of the air mixture of compressed air into the sea airlift lift pipe, characterized in that the composition of the component that is transported together with the air-water mixture in the multicomponent mixture of the sea air lift lift pipe is preliminarily set in the ocean at a depth corresponding to the lift parameters and the hydraulic mixture composition, the elements are classified, the components of the component, which is transported together with water in the hydraulic mixture flow of the airlift of the sea airlift, control the composition parameters of the component, which It is transported together with the water-air mixture in the flow of a multicomponent mixture of a marine airlift lifting pipe, the controlled value is compared with a predetermined one and their correspondence is achieved by adjusting the flow rate of a separate hydraulic mixture flow, which contains elements that do not contain mineral components from the hydraulic mixture of the marine supply pipe airlift into the environment in the direction of mining the developed layer of the ocean floor against the underwater ocean currents.

2. A system for ecological separation in the airlift lift of subsea mineral deposits, comprising a lift pipe, a make-up chamber with a nozzle, a supply pipe, a pump with a discharge pipe, an air separator installed on the lift pipe, a lift pipe mixer connected to the pump discharge pipe, a compressor with a corresponding discharge pipe a water separator installed in an intermediate cross section of the discharge line of the pump - a separate battery, connected connected to a separate battery and connected to the environment, a pipe connected to the discharge pipe of the pump and connected to the discharge pipe of the compressor, an additional mixer, a liquid flow detection sensor, characterized in that an additional battery is installed in the intermediate cross section of the supply pipe, suction and discharge pipelines of the additional pump connected to an additional battery, a separate battery contains liquid level switches, all the auxiliary pump discharge pipe is equipped with a nozzle located in the auxiliary battery, the auxiliary pump discharge pipe contains a rotary positional control valve, the impeller equipped with blades is installed in the additional battery, while the pump discharge pipe and the pipe connected to a separate battery are equipped with corresponding controlled valves, the compressor suction pipe contains filter and connected to air cm, and rotational speed detection sensor - tachometer equipped communicates with impeller blades.