[发明专利]一种钟摆型提升系统水箱试验装置

说明书

本发明公开了一种钟摆型提升系统水箱试验装置，包括充满水的水箱、造波装置和水面桁架，水面桁架放置于水箱的水面上，造波装置设于所述水箱内，水面桁架的两侧均设有释放机构，释放机构上设有连通管，连通管的另一端设有绞车，水面桁架的下方设有中继舱，中继舱的两侧亦设有与之固定连接的绞车，绞车的输出端设有钢缆，同侧的绞车通过钢缆相连，钢缆上设有箕斗仓，连通管的外部绕有第一软管和第二软管，第一软管用于通入液氮，第二软管用于通入热水，连通管的外部套有保温层，保温层包裹住连通管、第一软管和第二软管，本装置能够模拟水下采矿系统的工作状态，同时还能够模拟钢缆断裂后的工作状态以及设备的稳定性。

技术领域

本发明属于模拟设备领域，具体涉及一种钟摆型提升系统水箱试验装置。

背景技术

目前，深海采矿系统提升手段多为大尺寸长管线提升管道连接水面系统和水下生产系统，通过扬矿泵将矿浆提升至水面，或是通过有固定的管道或机械结构支撑的机械式提升，但是这些传统的提升手段都存在一些共性的问题：长管线扬矿管道和由刚性机械结构支撑的提升系统在同时承载管道内矿浆重量时会出现自身质量较大的问题，因此需要大吨位的水面支撑船舶才能保证系统的安全工作，增大了系统的成本。并且由于船舶升沉引起的水下系统的质量附加力也十分巨大，船舶与水下系统的连接点以及管道材料都需要经受得住长期巨大应力的考验，因此大量针对提升系统的研究多局限于对水下系统连接点、管道强度，管道材料的研究，思维固化导致提升手段和研究内容的单一匮乏，使深海采矿系统在提升系统环节推进缓慢，本试验系统严格的遵照缩比试验要求，以尽可能接近现场试验效果为目的，设计一套可以验证整个系统安全性，可靠性，并且可以离线记录运行中系统形态的水箱试验装置。

此外，本装置结构稳定，构造简洁，实用性强，造价低廉，并且可以在无供电和实时通讯的情况下有效的采集并存储试验数据，分析系统运动形态，而且，还能检测本设备在多种极限条件的共同作用下的设备工作情况，此外，当模拟钢缆断裂后的系统能否不沉没时，需要模拟一侧的钢缆断裂，但是若出现一侧的钢缆真实断裂时，会在实验结束后耗费大量精力来维修设备，费时费力。

发明内容

本发明所要解决的问题是能够在模拟水下采矿系统的工作状态，同时还能够模拟极限状态下的设备工作情况，同时还能够模拟钢缆断裂后的工作状态以及设备的稳定性的一种钟摆型提升系统水箱试验装置。

本发明的一种钟摆型提升系统水箱试验装置，包括充满水的水箱、造波装置和水面桁架，所述水面桁架放置于所述水箱的水面上，所述造波装置设于所述水箱内，所述水面桁架的两侧均设有释放机构，所述释放机构上设有连通管，所述连通管的另一端设有绞车，所述水面桁架的下方设有中继舱，所述中继舱的两侧亦设有与之固定连接的所述绞车，所述绞车的输出端设有钢缆，同侧的所述绞车通过所述钢缆相连，所述钢缆上设有箕斗仓，所述连通管的外部绕有第一软管和第二软管，所述第一软管用于通入液氮，所述第二软管用于通入热水，所述连通管的外部套有保温层，所述保温层包裹住所述连通管、第一软管和第二软管，所述水面桁架上还设有固定机构，所述固定机构用于固定所述水面桁架上的绞车，所述水面桁架上还设有控制器，所述控制器与所述绞车信号连接，所述释放机构、造波装置和绞车均与外接电源电连接。

优选的，所述造波装置包括第一电机和驱动板，所述第一电机的输出端设有转动轴，所述转动轴穿过所述水箱，所述驱动板与所述转动轴固定连接，所述驱动板位于所述水箱内，所述第一电机与水箱之间设有固定支架，所述第一电机与外接电源电连接。

优选的，所述固定机构包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁设于所述水面桁架上，所述第二磁铁设于所述水面桁架上的绞车上，所述第一磁铁与所述第二磁铁相互吸合。

优选的，还包括若干第一滑轮和若干第二滑轮，所述第一滑轮设于所述水面桁架的两侧，所述第一滑轮与所述水面桁架之间设有轴承，所述第二滑轮设于所述中继舱的两侧，所述第二滑轮与所述中继舱之间亦设有所述轴承，所述钢缆与所述第一滑轮和所述第二滑轮相接触。