深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置制造方法
【專利摘要】一種深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，總支撐管由一段以上支撐管經(jīng)連接件固定成整體，支撐管內(nèi)有帶電動液壓泵站的浮力空氣艙和浮力空氣艙、中間接力泵，支撐管外側(cè)電纜槽內(nèi)安裝電力、控制電纜，總支撐管上下端分別與采礦船起重裝置及牽引鋼絲繩連接；提升輸送管為環(huán)形螺旋管道，螺旋形環(huán)繞固定在支撐管上，其上下端分別與礦砂輸出泵、軟性輸送管連接。提升輸送管螺旋形提升輸送，不會發(fā)生礦物質(zhì)在管道內(nèi)因自由落體重力效應(yīng)，使提升輸送距離達(dá)到更遠(yuǎn)，支撐管內(nèi)浮力空氣艙內(nèi)安裝的電動液壓泵站，不僅減少整個裝置的水下重量，還給中間接力泵和全方向螺旋槳提供工作動力，使用更安全、可靠，全方向螺旋槳、導(dǎo)流孔引進(jìn)深水產(chǎn)生反作用力防止支撐管發(fā)生扭曲變形。
【專利說明】 深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種深水采礦用的提升輸送裝置，特別是一種將深水礦物質(zhì)輸送到水面采礦船用的深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，可廣泛用于深水錳結(jié)核、泥礦、多金屬礦及水下可燃冰的開采輸送領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前深水采礦提升輸送技術(shù)仍是國際技術(shù)難題，成為深水采礦的技術(shù)瓶頸。
[0003]專利號01136098.4“水力提升海底礦物方法及裝置”雖提供了一種管道輸送方法，將深水集礦裝置采集到的礦物質(zhì)通過輸送泵、軟管、間礦倉、剛性揚(yáng)礦管將其輸送到水面采礦船，剛性揚(yáng)礦管是垂直向上輸送的，因此無法向上長距離垂直輸送，而且礦物質(zhì)比重比水大，礦物質(zhì)在管道中垂直向上輸送時因自由落體的作用，在達(dá)到一定高度后其礦物質(zhì)無法再向上輸送，造成礦物質(zhì)在剛性揚(yáng)礦管內(nèi)沉底的現(xiàn)象，因此其輸送效率極低，實(shí)用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，達(dá)到將深水礦物質(zhì)輸送到水面采礦船的目的，其裝置簡單、安裝、使用、方便，有效解決了深水采礦的技術(shù)瓶頸，并提升輸送效率高、實(shí)用性強(qiáng)。
[0005]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，包括采礦船、總支撐管、提升輸送管、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)安裝有兩個以上的浮力空氣艙，和安裝有第一電動液壓泵站的浮力空氣艙，所述支撐管內(nèi)還安裝有中間接力泵，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；所述提升輸送管為環(huán)形管道，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，上端與采礦船上礦砂輸出泵連接，下端與集礦裝置上的軟性輸送管連接，所述中間接力泵的接力泵進(jìn)、出口兩端與提升輸送管連接。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:因采用環(huán)形螺旋管道向上提升輸送的方案，大大提高了輸送效率，有效解決目前國際技術(shù)難題，其安裝簡單、使用、方便，因提升輸送管沿支撐管外側(cè)由下向上作螺旋形提升輸送，不會發(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)并可行，在每段支撐管內(nèi)設(shè)置有浮力空氣艙，艙內(nèi)還安裝有電動液壓泵站，不僅能減少整個系統(tǒng)的水下重量，還給中間接力泵和全方向螺旋槳工作提供動力，水下電動機(jī)在干燥的環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，使用更安全、可靠，在集礦裝置上也設(shè)置有空氣密封艙，同樣可減少此裝置在水下的重量，密封艙內(nèi)安裝的第二電動液壓泵站為集礦裝置上的吸礦泵，八爪驅(qū)動輪作動力用。
[0007]為防止復(fù)雜的海底洋流、氣候?qū)χ喂茉斐傻耐廨d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，使支撐管能時刻處于正常的作業(yè)狀態(tài)。
[0008]集礦裝置上安裝有四輪八爪驅(qū)動輪，根據(jù)需要可驅(qū)動集礦裝置向不同方向行走，設(shè)計(jì)合理又使集礦裝置高效工作。
[0009]在各段支撐管法蘭處提升輸送管間的連接，采用柔性管接頭進(jìn)行連接，能補(bǔ)償伸縮使連接牢靠，使用更安全可靠。此裝置為全封閉輸送，特別適宜流體狀礦物質(zhì)及水下可燃冰的輸送。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2、每段支撐管、提升輸送管外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3、每段支撐管、提升輸送管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步描述。
[0014]總支撐管2長度根據(jù)設(shè)計(jì)要求，由一段以上的支撐管21經(jīng)連接件支撐管法蘭22固定成的整體，如圖1所示。
[0015]在每段支撐管21的內(nèi)腔中有由上、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)成的浮力空氣艙20、20'，僅長度不一樣，浮力空氣艙20'長度大于浮力空氣艙20,可減少整個裝置的重量,如圖3所示。
[0016]根據(jù)現(xiàn)場情況的需要，在每隔100?1000米構(gòu)成的一段支撐管內(nèi)安裝有兩個以上的浮力空氣艙20'，在每段支撐管21的浮力空氣艙20內(nèi)，安裝有第一電動液壓泵站28，為中間接力泵24和全方向螺旋槳33提供動力，浮力空氣艙20的上或下方的支撐管21內(nèi)安裝全方向螺旋槳33，與全方向螺旋槳33相對應(yīng)的支撐管21周邊壁上開有導(dǎo)流孔34，便于深水的進(jìn)出，使全主向螺旋槳產(chǎn)生推力，徹底避免了外力對支撐管的扭曲變形。
[0017]全方向螺旋槳33的下方處的支撐管內(nèi)腔中，還安裝有中間接力泵24，中間接力泵進(jìn)、出口 29、30分別與提升輸送管23連接，串接在提升輸送管23中。
[0018]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，不會從電纜槽中脫出。
[0019]各段支撐管上纏繞的提升輸送管23在經(jīng)過支撐管法蘭22連接處時，提升輸送管23間采用柔性管接頭25進(jìn)行連接，能補(bǔ)償伸縮連接方便牢靠、使用更安全，如圖2所示。
[0020]滑撬板49上安裝的集礦裝置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、吸礦泵47、吸礦管48，在集礦裝置41上的空氣密封艙43內(nèi)安裝有第二電動液壓泵站44。
[0021]使用時，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)，對采礦船11進(jìn)行精確定位和移位，并根據(jù)海洋風(fēng)流、洋流等因素進(jìn)行實(shí)地調(diào)整。
[0022]采礦船11上安裝連接有滑輪14、鋼絲繩13的起重裝置15，將連接有集礦裝置41的支撐管21，提升輸送管23放入深水中，依序連接支撐管21并下降到預(yù)定設(shè)計(jì)礦區(qū)海底面51位置，停止后扣住，同時使集礦裝置上的牽引鋼絲繩45保持一定的松度。
[0023]開始工作時從下向上先啟動吸礦泵47、中間接力泵24、礦砂輸出泵12，從而將海底面51上的礦物質(zhì)從吸礦管48經(jīng)吸礦泵47、軟性輸送管46、提升輸送管23、柔性管接頭25、中間接力泵24及礦砂輸出泵12，將礦物質(zhì)輸送到采礦船11上，達(dá)到深水采礦的目的。
[0024]根據(jù)需要集礦裝置41上裝有八爪驅(qū)動輪42可驅(qū)動，使其向不同方向行進(jìn)，按要求路線行進(jìn)采集礦物質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，包括采礦船(11)、總支撐管(2)、提升輸送管(23)、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經(jīng)連接件固定成的整體，所述支撐管(21)內(nèi)安裝有兩個以上的浮力空氣艙(20')，和安裝有第一電動液壓泵站(28)的浮力空氣艙(20)，所述支撐管(21)內(nèi)還安裝有中間接力泵(24)，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；所述提升輸送管(23)為環(huán)形螺旋管道，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，上端與采礦船上礦砂輸出泵(12)連接，下端與集礦裝置上的軟性輸送管(46)連接，所述中間接力泵(24)的接力泵進(jìn)、出口(29、30)兩端與提升輸送管(23)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，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，在間隔100?1000米的每段支撐管(21)內(nèi)腔中安裝兩個以上的浮力空氣艙(20')，和安裝第一電動液壓泵站(28)的浮力空氣艙(20)，浮力空氣艙(20')長度大于浮力空氣艙(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，其特征在于所述電纜槽(26)通過橫向的電纜支架(27)固定在各種支撐管(21)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，其特征在于所述提升輸送管(23 )在經(jīng)過支撐管法蘭(22 )處，提升輸送管(23 )間采用柔性管接頭(25 )連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，其特征在于所述支撐管內(nèi)腔浮力空氣艙(20)的上方或下方安裝有全方向螺旋槳(33)和中間接力泵(24)，與全方向螺旋槳(33 )相對應(yīng)的支撐管(21)周邊壁上還開有導(dǎo)流孔(34 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水采礦環(huán)形管道提升輸送裝置，其特征在于所述采礦船(11)安裝有前、后全方向螺旋槳(16)。
【文檔編號】B65G53/04GK103587955SQ201310592300
【公開日】2014年2月19日 申請日期: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, 裘磊博 申請人:裘堯云