[发明专利]一种深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及颗粒水力提升性能试验设备领域，具体涉及一种深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验装置。

背景技术

深海多金属硫化物是一种富含铜、锌、银、金等贵金属的深海固体矿产资源，具有很好的商业开采价值。矿物提升技术是深海多金属硫化物开采的一项关键技术，其作用是将处于海底的颗粒矿物提升到水面以完成矿物的收集。水力提升技术在深海多金属硫化物开采中有望得到应用，在实际使用前需要在实验室开展水力提升多金属硫化物颗粒的性能试验。因此，研制一种深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验装置，可以用于开展深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验，具有现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验装置，该试验装置可模拟在不同深度的深海围压环境、不同水力提升速度以及不同直径的多金属硫化物颗粒条件下，开展深海多金属硫化物颗粒水力提升效果试验，从而获得系统参数对水力提升性能的作用规律，为水力提升技术在深海多金属硫化物开采中的应用提供依据。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验装置，包括充满水且装设有多金属硫化物颗粒的环形封闭管道、用于给环形封闭管道内的水进行加压的可调加压组件以及用于向环形封闭管道内喷入高压气体的喷气组件，所述喷气组件的喷出口与环形封闭管道的内腔连通。

作为本发明的进一步改进：

所述环形封闭管道具有沿竖直方向设置的竖直管腔段，所述喷气组件的喷出口连接于所述竖直管腔段的底部且喷出方向竖直朝上。

所述环形封闭管道呈矩形，矩形的环形封闭管道布置在竖直平面内并形成两段沿竖直方向设置的竖直管腔段以及两段沿水平方向设置的水平管腔段，所述喷气组件的喷出口连接于其中一段竖直管腔段的底部。

与喷气组件的喷出口相对应的竖直管腔段以及连接于竖直管腔段顶部的水平管腔段均为透明材料管；连接于竖直管腔段底部的水平管腔段还连接有进出料管，所述进出料管的进出口装设有可拆卸的密封组件。

所述喷气组件包括喷嘴、气泵以及用于驱动所述气泵工作的电机，所述喷嘴连接于环形封闭管道上，所述气泵的输出口通过输气管道与喷嘴相连。

所述输气管道上还设有用于控制输气管道通断的电磁换向阀。

所述输气管道上还设有用于检测气泵的输出压力的压力传感器以及用于检测气泵的输出流量的气量计。

所述可调加压组件包括预充压力气体的蓄能器，所述蓄能器通过连接气管与环形封闭管道的内腔连通，所述连接气管上设有用于控制通断的截止阀。

所述连接气管上还设有用于检测环形封闭管道内水压力的压力表。

所述试验装置还包括控制器，所述控制器分别与压力表、压力传感器和气量计电连接并实时采集和储存压力表、压力传感器和气量计的检测数据，所述控制器分别与电机和电磁换向阀电连接并控制电机和电磁换向阀的工作状态。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验装置，可模拟在不同深度的深海围压环境、不同水力提升速度以及不同直径的多金属硫化物颗粒条件下，开展深海多金属硫化物颗粒的水力提升效果试验，从而获得系统参数对水力提升性能的作用规律，为水力提升技术在深海多金属硫化物开采中的应用提供依据。

附图说明

图1为本发明深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验装置的结构原理图。

图例说明：

1、环形封闭管道；11、竖直管腔段；12、水平管腔段；13、进出料管；14、密封组件；2、可调加压组件；21、蓄能器；22、连接气管；23、截止阀；24、压力表；3、喷气组件；31、喷嘴；32、气泵；33、电机；34、输气管道；35、电磁换向阀；36、压力传感器；37、气量计；4、控制器；5、多金属硫化物颗粒。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验装置，包括环形封闭管道1、可调加压组件2和喷气组件3，环形封闭管道1具有一个封闭的环形腔体，环形腔体内充满水且装设有多金属硫化物颗粒5，可调加压组件2与环形封闭管道1相连并可给环形封闭管道1内的水进行加压，喷气组件3的喷出口与环形封闭管道1的内腔连通并可向环形封闭管道1内喷入高压气体。