[发明专利]深水采矿环形管道提升输送装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种深水采矿用的提升输送装置，特别是一种将深水矿物质输送到水面采矿船用的深水采矿环形管道提升输送装置，可广泛用于深水锰结核、泥矿、多金属矿及水下可燃冰的开采输送领域。

背景技术

目前深水采矿提升输送技术仍是国际技术难题，成为深水采矿的技术瓶颈。

专利号01136098.4“水力提升海底矿物方法及装置”虽提供了一种管道输送方法，将深水集矿装置采集到的矿物质通过输送泵、软管、间矿仓、刚性扬矿管将其输送到水面采矿船，刚性扬矿管是垂直向上输送的，因此无法向上长距离垂直输送，而且矿物质比重比水大，矿物质在管道中垂直向上输送时因自由落体的作用，在达到一定高度后其矿物质无法再向上输送，造成矿物质在刚性扬矿管内沉底的现象，因此其输送效率极低，实用性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种深水采矿环形管道提升输送装置，达到将深水矿物质输送到水面采矿船的目的，其装置简单、安装、使用、方便，有效解决了深水采矿的技术瓶颈，并提升输送效率高、实用性强。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：深水采矿环形管道提升输送装置，包括采矿船、总支撑管、提升输送管、集矿装置，所述总支撑管由一段以上的支撑管经连接件固定成的整体，所述支撑管内安装有两个以上的浮力空气舱，和安装有第一电动液压泵站的浮力空气舱，所述支撑管内还安装有中间接力泵，所述支撑管外侧与电缆槽连接成整体，电缆槽内安装有电力、控制电缆，所述总支撑管上端固定在采矿船的起重装置上，下端与集矿装置上的牵引钢丝绳相连；所述提升输送管为环形管道，沿支撑管外侧按螺旋形环绕固定在支撑管上并敷设到设计高度，上端与采矿船上矿砂输出泵连接，下端与集矿装置上的软性输送管连接，所述中间接力泵的接力泵进、出口两端与提升输送管连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：因采用环形螺旋管道向上提升输送的方案，大大提高了输送效率，有效解决目前国际技术难题，其安装简单、使用、方便，因提升输送管沿支撑管外侧由下向上作螺旋形提升输送，不会发生矿物质在管道内因自由落体的重力效应，使矿物质提升输送距离达到更远并可行，在每段支撑管内设置有浮力空气舱，舱内还安装有电动液压泵站，不仅能减少整个系统的水下重量，还给中间接力泵和全方向螺旋桨工作提供动力，水下电动机在干燥的环境下运转，使用更安全、可靠，在集矿装置上也设置有空气密封舱，同样可减少此装置在水下的重量，密封舱内安装的第二电动液压泵站为集矿装置上的吸矿泵，八爪驱动轮作动力用。

为防止复杂的海底洋流、气候对支撑管造成的外载伤害，使支撑管发生扭曲变形的情况，在支撑管内还设置了全方向螺旋桨，在超深情况下，螺旋桨可360度全回转，通过导流孔引进深水，形成与海底洋流相反的作用力来抵消外力，彻底避免了支撑管的扭曲变形，使支撑管能时刻处于正常的作业状态。

集矿装置上安装有四轮八爪驱动轮，根据需要可驱动集矿装置向不同方向行走，设计合理又使集矿装置高效工作。

在各段支撑管法兰处提升输送管间的连接，采用柔性管接头进行连接，能补偿伸缩使连接牢靠，使用更安全可靠。此装置为全封闭输送，特别适宜流体状矿物质及水下可燃冰的输送。

附图说明

图1、本发明的结构示意图。

图2、每段支撑管、提升输送管外形结构示意图。

图3、每段支撑管、提升输送管内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

总支撑管2长度根据设计要求，由一段以上的支撑管21经连接件支撑管法兰22固定成的整体，如图1所示。

在每段支撑管21的内腔中有由上、下半圆形的盖板31和挡板32及部分支撑管21的内壁构成的浮力空气舱20、20′，仅长度不一样，浮力空气舱20′长度大于浮力空气舱20，可减少整个装置的重量，如图3所示。

根据现场情况的需要，在每隔100～1000米构成的一段支撑管内安装有两个以上的浮力空气舱20′，在每段支撑管21的浮力空气舱20内，安装有第一电动液压泵站28，为中间接力泵24和全方向螺旋桨33提供动力，浮力空气舱20的上或下方的支撑管21内安装全方向螺旋桨33，与全方向螺旋桨33相对应的支撑管21周边壁上开有导流孔34，便于深水的进出,使全主向螺旋桨产生推力，彻底避免了外力对支撑管的扭曲变形。

全方向螺旋桨33的下方处的支撑管内腔中，还安装有中间接力泵24，中间接力泵进、出口29、30分别与提升输送管23连接，串接在提升输送管23中。