[发明专利]一种对深海采矿提升系统振动研究的实验装置

说明书

本发明属于深海采矿研究领域。技术方案是：一种对深海采矿提升系统振动研究的实验装置，其特征在于：包括用于混合固液两相流的混合搅拌室、通过管道与混合搅拌室相连接以提供水源的水箱、通过叶轮式给料机与混合搅拌室相连接以提供矿石颗粒的料仓、通过管道与混合搅拌室出口相连接的离心泵、用于驱动离心泵工作的电机、通过管道与离心泵出口相连接的管道箱、安装在管道箱外壁的位移传感器、与位移传感器相连接的电脑、两端分别连接管道箱与混合搅拌室的回流管以及通过分流管并联在回流管上的固液分离装置。该装置可对深海采矿中五种不同类型的管道进行振动实验，以得到最合适的提升管道，保证深海采矿作业安全、高效、可靠地运行。

技术领域

本发明属于深海采矿研究领域，具体是一种对深海采矿提升系统振动研究的实验装置。

背景技术

大洋多金属结核是一种蕴藏量丰富、开采价值大、对国防工业具有重要作用的深海矿产资源，为开采这种矿产资源，世界各国已经开发出多种采矿系统。经过理论和实验研究，普遍认为矿浆泵水力管道提升开采系统最具工业应用前景，该系统主要包括集矿系统、扬矿子系统和水面支撑系统三部分。随着各国对深海采矿技术研究的加深,如何将矿石高效、节能地输送上采矿船成为研究关键。在复杂的海洋动力环境下，长达几千米的扬矿管道会受到各种作用力，产生横向振动和纵向振动。管道的振动会引起内部固液两相流体运动状态的改变，从而对管道的输送特性产生重要影响。因此，对管道的振动特性进行研究,对于深海采矿的高效、安全是很有意义的。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种对深海采矿提升系统振动研究的实验装置，该装置可对深海采矿中五种不同类型的管道进行振动实验，以得到最合适的提升管道，保证深海采矿作业安全、高效、可靠地运行。

本发明提供的技术方案是：

一种对深海采矿提升系统振动研究的实验装置，其特征在于：包括用于混合固液两相流的混合搅拌室、通过管道与混合搅拌室相连接以提供水源的水箱、通过叶轮式给料机与混合搅拌室相连接以提供矿石颗粒的料仓、通过管道与混合搅拌室出口相连接的离心泵、用于驱动离心泵工作的电机、通过管道与离心泵出口相连接的管道箱、安装在管道箱外壁的位移传感器、与位移传感器相连接的电脑、两端分别连接管道箱与混合搅拌室的回流管以及通过分流管并联在回流管上的固液分离装置；所述管道箱中设置有五组结构不同的测试管道，每组测试管道的两端分别通过阀门连接管道箱的进口和出口；所述管道箱的进口处安装有惯性式激振器；所述回流管、分流管以及水箱的出口处均安装有开关阀。

五组测试管道中，第一组测试管道由依次连接的第一组一级硬管、第一组第一单级离心泵、第一组二级硬管、第一组中间仓、第一组三级硬管、第一组第二单级离心泵和第一组四级硬管组成。

五组测试管道中，第二组测试管道由依次连接的第二组一级硬管、第二组单级离心泵和第二组二级软管组成。

五组测试管道中，第三组测试管道由依次连接的第三组一级软管、第三组单级离心泵和第三组二级软管组成。

五组测试管道中，第四组测试管道由第四组一级硬管、第四组单级离心泵和第四组二级软管组成。

五组测试管道中，第五组测试管道由依次连接的第五组一级硬管、第五组第一两级离心泵、第五组二级硬管、第五组中间仓、第五组三级硬管、第五组第二两级离心泵和第五组四级硬管组成。

五组测试管道中，各硬管和软管的外壁均安装有动力吸振器。

五组测试管道中，各离心泵与管道之间通过非线性弹性接头相连接。

所述混合搅拌室的出口处安装有电磁流量计；所述离心泵的进口处安装有进口压力传感器，离心泵的出口处安装有出口压力传感器；所述电机的转动轴上安装有扭矩计。

所述固液分离装置的中部设置有滤网，以分离固液两相流，便于回收固体矿石颗粒。

本发明的有益效果是：