深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置制造方法
【專利摘要】一種深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，總支撐管由一段以上支撐管經(jīng)法蘭固定成，其內(nèi)安裝電動(dòng)液壓泵站、浮力空氣艙，接力泵、料斗，支撐管外電纜槽內(nèi)安裝電力、控制電纜，總支撐管上、下端與采礦船起重裝置及牽引鋼絲連接；輸送管為環(huán)形管道，由前、后斷開的前、后輸送管環(huán)繞在支撐管上，最上、下一段支撐管上的后、前輸送管與礦砂輸出泵、軟性輸送管連接，支撐管依次連接的后輸送管上端與前段前輸送管上端連接，下端與料斗配合，接力泵進(jìn)、出口與料斗、后輸送管連接。分段提升輸送不會(huì)發(fā)生礦物質(zhì)自由落體重力效應(yīng)，提升距離更遠(yuǎn)，液壓泵站減少裝置在水下重量為接力泵、全方向螺旋槳提供動(dòng)力，防止支撐管扭曲變形，若發(fā)生堵塞，接力泵反轉(zhuǎn)疏通，適宜大顆粒狀礦物質(zhì)輸送。
【專利說明】 深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種深海采礦用的提升輸送裝置，特別是一種將深水礦物質(zhì)輸送到水面采礦船上用的深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，可廣泛用于深水錳結(jié)核、泥礦及多金屬礦的開采輸送領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前已知的采用管道輸送的方式，是將深水集礦裝置采集到的礦物質(zhì)通過其輸送栗、輸送軟管、礦倉、剛性揚(yáng)礦管，將其輸送到水面的采礦船，剛性揚(yáng)礦管是垂直向上輸送的，因此無法向上長(zhǎng)距離垂直輸送，而且礦物質(zhì)比重比水大，水下各物質(zhì)比重也各異，礦物質(zhì)在管道水力垂直向上輸送時(shí)，比重較重的水下物質(zhì)會(huì)因自由落體的效應(yīng)，達(dá)到一定高度后其比重較重的物質(zhì)將無法向上輸送，造成礦物質(zhì)在剛性揚(yáng)礦管內(nèi)沉底現(xiàn)象，從而堵塞輸送管道，因此其輸送效率低、實(shí)用性差，目前深海采礦提升輸送技術(shù)仍是國(guó)際技術(shù)難題，成為深水采礦的技術(shù)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，達(dá)到將深海礦物質(zhì)輸送到水面采礦船的目的，其裝置安裝使用方便，有效解決了深海采礦的技術(shù)瓶頸，并提升輸送效率高、實(shí)用性強(qiáng)。
[0004]本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，包括采礦船、總支撐管、輸送管、集礦裝置，所述總支撐管由一段以上的支撐管經(jīng)連接件固定成的整體，所述支撐管內(nèi)安裝有兩個(gè)以上的浮力空氣艙，和安裝有第一電動(dòng)液壓栗站的浮力空氣艙，所述支撐管內(nèi)還安裝有接力栗和料斗，所述支撐管外側(cè)與電纜槽連接成整體，電纜槽內(nèi)安裝有電力、控制電纜，所述總支撐管上端固定在采礦船的起重裝置上，下端與集礦裝置上的牽引鋼絲繩相連；所述輸送管為環(huán)形管道由前、后斷開的前、后輸送管構(gòu)成，沿支撐管外側(cè)按螺旋形環(huán)繞固定在支撐管上并敷設(shè)到設(shè)計(jì)高度，最上一段支撐管上的前輸送管的上端與采礦船上礦砂輸出栗連接，最下一段支撐管上的前輸送管的下端與集礦裝置上的軟性輸送管連接，依次連接的各段支撐管上的后輸送管的上端與前一段支撐管上的前輸送管的下端連接，前輸送管的上端與各段支撐管上的料斗進(jìn)行配合，所述接力栗上的接力栗進(jìn)、出口兩端分別與料斗配合和后輸送管下端連接。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:因采用的輸送管為環(huán)形管道，并呈螺旋形向上提升輸送結(jié)構(gòu)，不會(huì)發(fā)生礦物質(zhì)在管道內(nèi)因自由落體的重力效應(yīng)，使礦物質(zhì)提升輸送距離達(dá)到更遠(yuǎn)，在每段支撐管內(nèi)都安裝有帶電動(dòng)液壓栗站的浮力空氣艙和不帶電動(dòng)液壓栗站的浮力空氣艙，不僅減少整個(gè)裝置的重量，同時(shí)電動(dòng)液壓栗站為接力栗及全方向螺旋槳提供動(dòng)力，水下電動(dòng)機(jī)在干燥的環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，使用更安全可靠。
[0006]在各段支撐管上的輸送管都斷開分成前后兩段，若那段支撐管外側(cè)的輸送管內(nèi)發(fā)生堵塞現(xiàn)象，只要將那段內(nèi)的接力栗反轉(zhuǎn)，使堵塞物向下從接力栗的進(jìn)口處噴出，并分別從溢流孔、排渣孔排出，能迅速排除輸送管內(nèi)的堵塞故障，大大提高輸送效率。
[0007]集礦裝置上的空氣密封艙內(nèi)安裝的電動(dòng)液壓栗站，不僅減少裝置的重量，也為集礦裝置上的吸礦栗及八爪驅(qū)動(dòng)輪作動(dòng)力用。
[0008]為防止復(fù)雜的海底洋流、氣流對(duì)支撐管造成的外載傷害，使支撐管發(fā)生扭曲變形的情況，在支撐管內(nèi)還設(shè)置了全方向螺旋槳，在超深情況下，螺旋槳可360度全回轉(zhuǎn)，通過導(dǎo)流孔引進(jìn)深水，形成與海底洋流相反的作用力來抵消外力，徹底避免了支撐管的扭曲變形，使支撐管能時(shí)刻處于正常的作業(yè)狀態(tài)。
[0009]集礦裝置上安裝有四輪八爪驅(qū)動(dòng)輪，根據(jù)需要可驅(qū)動(dòng)集礦裝置向不同方向行走，不僅設(shè)計(jì)合理又使集礦裝置高效工作。
[0010]組成總支撐管的各段支撐管法蘭處的輸送管間的連接，均采用柔性管接頭進(jìn)行連接，能補(bǔ)償伸縮，連接牢靠，使用更安全、可靠。此裝置特別適宜輸送大顆粒狀的礦物質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2、每段支撐管、輸送管外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3、每段支撐管、輸送管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步描述。
[0015]總支撐管2長(zhǎng)度根據(jù)設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場(chǎng)施工情況需要，相距100?1000米長(zhǎng)為一段支撐管，總支撐管由兩段以上的多段支撐管21，經(jīng)連接件支撐管法蘭22固定連接成的整體，如圖1、圖2所示。
[0016]浮力空氣艙20、2(Τ由上、下半圓形的蓋板31和擋板32及部分支撐管21的內(nèi)壁構(gòu)成，僅長(zhǎng)度不一樣，浮力空氣艙20'長(zhǎng)度大于浮力空氣艙20，可減少整個(gè)裝置的重量，增加浮力，如圖3所示。
[0017]在構(gòu)成總支撐管的每段支撐管21內(nèi)，安裝有兩個(gè)以上的浮力空氣艙2(Τ，及安裝有第一電動(dòng)液壓栗28的浮力空氣艙20，第一電動(dòng)液壓栗為接力栗24和全方向螺旋槳33提供動(dòng)力。
[0018]在浮力空氣艙20的上方或下方的支撐管21內(nèi)，安裝全方向螺旋槳33和接力栗24，與全方向螺旋槳33相對(duì)應(yīng)的支撐管21周邊壁上開有導(dǎo)流孔34，全方向螺旋槳33在支撐管內(nèi)能360度旋轉(zhuǎn)，便于深水的進(jìn)、出不受海底洋流涌動(dòng)，徹底避免了外力對(duì)支撐管的扭曲變形。
[0019]料斗40為上下相通的開口圓錐體，焊接或用緊固件固定在支撐管21的內(nèi)壁上。
[0020]輸送管為環(huán)形管道，在每段支撐管上的料斗和接力栗24處，輸送管斷開成相貫通的兩部分，斷開成形狀、大小相同的前、后兩段，即前、后輸送管23、23'間隔、平行固定在各段支撐管21上。
[0021]前輸送管23的上端伸入料斗40上進(jìn)口內(nèi)，料斗40上、下邊緣處的支撐管管壁上有溢流孔38、排渣孔36，料斗40下出口伸入接力栗進(jìn)口 29內(nèi)，依次連接的各段支撐管上的后輸送管23'的上端與前段支撐管上的前輸送管23的下端連接，前輸送管的上端與各段支撐管上的料斗40進(jìn)行配合，經(jīng)接力栗出口 30與后輸送管23丨的下端連接，若是最上一段支撐管內(nèi)的后輸送管23'則其的上端與采礦船11上的砂礦輸出栗12連接，如圖1所示。
[0022]電纜槽26通過橫向的電纜支架27固定在各段支撐管21上，電纜槽一側(cè)開口，電力、控制電纜線35依次嵌入電纜槽內(nèi)，并按設(shè)計(jì)要求接上接線柱并捆扎固定好，不會(huì)從電纜槽中脫出。
[0023]各段支撐管上纏繞的前、后輸送管23、23'間的連接，或前、后輸送管各自的連接，均采用柔性管接頭25進(jìn)行連接，能補(bǔ)償伸縮連接方便，使用更安全、可靠，如圖2所示。
[0024]滑撬板49上安裝的集礦裝置41為滑撬式自行集礦裝置，集礦裝置41上安裝有軟性輸送管46、吸礦栗47、吸礦管48，其上的空氣密封艙43內(nèi)安裝有第二電動(dòng)液壓栗站44。
[0025]使用時(shí)，采礦船11到達(dá)預(yù)定設(shè)計(jì)位置后，利用GPS通過前、后全方向螺旋槳16使采礦船能360度旋轉(zhuǎn)，對(duì)采礦船11進(jìn)行精確定位移動(dòng)，并根據(jù)海洋風(fēng)流、洋流等因素進(jìn)行實(shí)地調(diào)整。
[0026]開始工作時(shí)，從下向上先啟動(dòng)吸礦栗47、接力栗24、礦砂輸出栗12等各栗，從而將海底面上的礦物質(zhì)51從吸礦管48經(jīng)吸礦栗47、軟性輸送管46、前、后輸送管23、23^、柔性管接頭25、接力栗24及礦砂輸出栗12，將礦物質(zhì)輸送到采礦船11上，達(dá)到深水采礦的目的。
[0027]根據(jù)需要集礦裝置41上裝有八爪驅(qū)動(dòng)輪42，可驅(qū)動(dòng)使其向不同方向行進(jìn)，提高輸送效率。
[0028]若那段支撐管 21外側(cè)的輸送管內(nèi)在輸送過程中發(fā)生沉淀堵塞時(shí)，這時(shí)將那段支撐管內(nèi)的接力栗24反轉(zhuǎn)，使輸送管內(nèi)的堵塞物向下從接力栗的進(jìn)口處噴出，并從上、下端處的溢流孔38、排渣孔36往支撐管21外排出深海，能迅速排除輸送管內(nèi)的堵塞故障，然后節(jié)節(jié)向上正常輸送出去，最后與采礦船11上的礦砂輸出栗12連接，完成提升輸送任務(wù)，使用方便快捷。
【權(quán)利要求】
1.一種深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，包括采礦船(11)、總支撐管(2)、輸送管、集礦裝置(41)，其特征在于所述總支撐管(2)由一段以上的支撐管(21)經(jīng)連接件固定成的整體，所述支撐管(21)內(nèi)安裝有兩個(gè)以上的浮力空氣艙(2(Τ )，和安裝有第一電動(dòng)液壓栗站(28)的浮力空氣艙(20)，所述支撐管(21)內(nèi)還安裝有接力栗(24)和料斗(40)，所述支撐管外側(cè)與電纜槽(26)連接成整體，電纜槽(26)內(nèi)安裝有電力、控制電纜(35)，所述總支撐管(2)上端固定在采礦船(11)的起重裝置(15)上，下端與集礦裝置(41)上的牽引鋼絲繩(45)相連；所述輸送管為環(huán)形管道由前、后斷開的前、后輸送管(23、23')構(gòu)成，沿支撐管外側(cè)按螺旋形環(huán)繞固定在支撐管(21)上并敷設(shè)到設(shè)計(jì)高度，最上一段支撐管上的前輸送管(23)上端與采礦船上礦砂輸出栗(12)連接，最下一段支撐管上的前輸送管(23)的下端與集礦裝置(41)上的軟性輸送管(46)連接，依次連接的各段支撐管(21)上的后輸送管(23,)的上端與前一段支撐管(21)上的前輸送管(23)的下端連接，前輸送管的上端與各段支撐管上的料斗(40)配合，所述接力栗上的接力栗進(jìn)、出口(29、30)兩端分別與料斗(40)配合和后輸送管(23')下端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，其特征在于所述浮力空氣艙(20)、(20')由上、下端半圓形的蓋板(31)和擋板(32)及部分支撐管(21)的內(nèi)壁構(gòu)成，僅長(zhǎng)度不一樣，在相距100?1000米的每段支撐管(21)內(nèi)腔中安裝兩個(gè)以上的浮力空氣艙(2(Τ )，及安裝有第一電動(dòng)液壓栗站(28)的浮力空氣艙(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，其特征在于所述電纜槽(26 )通過橫向的電纜支架(27 )固定在各段支撐管(21)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，其特征在于所述輸送管為各支撐管上由形狀、大小相同，斷開的前、后輸送管(23、23')構(gòu)成，各段輸送管其間經(jīng)過支撐管法蘭(22 )處，用柔性管接頭(25 )連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，其特征在于所述支撐管內(nèi)腔浮力空氣艙(20 )的上或下方安裝有全方向螺旋槳(33 )和接力栗(24 )，與全方向螺旋槳(33 )相對(duì)應(yīng)的支撐管(21)周邊壁上還開有導(dǎo)流孔(34 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，其特征在于所述采礦船(11)的前、后處安裝有全方向螺旋槳(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，其特征在于所述總支撐管(2)由各段支撐管(21)經(jīng)連接件支撐管法蘭(22)固定成的整體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，其特征在于所述料斗(40)為上、下相通開口的圓錐體，焊接或用緊固件固定在支撐管(21)的內(nèi)壁上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深海采礦環(huán)形管道分段提升輸送裝置，其特征在于所述輸送管為環(huán)形管道，前、后輸送管(23、23')間隔、平行環(huán)繞敷設(shè)并固定在各段支撐管(21)上，在每段支撐管上的料斗(40)和接力栗(24)處，輸送管斷開成相貫通的兩部分，前輸送管(23)的上端伸入料斗(40)上進(jìn)口內(nèi)，料斗(40)上、下邊緣處的支撐管管壁上有溢流孔(38),排渣孔(36)，料斗(40)下出口伸入接力栗進(jìn)口(29)內(nèi)，經(jīng)接力栗出口(30)與后輸送管(23')的下端連接。
【文檔編號(hào)】B65G67/60GK203602084SQ201320742237
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】裘堯云, 曹健舞, 謝興博, 裘磊博 申請(qǐng)人:裘堯云