[实用新型]深海采矿清水泵提升装置

说明书

本实用新型涉及的是一种将集矿装置采集的结核经扬矿管提升到海面采矿船上的深海采矿清水泵提升装置。

已知的水力提升装置是在垂直提升管道海面以下一定距离位置，安装高扬程潜水矿浆泵，将集矿装置从深海底采集的多金属结核矿石提升到海面采矿船上。这种装置效率高，能量利用率可达35％—40％，但是，由于提升过程中结核矿石通过矿浆泵，造成矿浆泵磨损严重，寿命短，无法达到运转2000—3000小时无重大损坏的要求。

本实用新型的目的就是提供一种深海采矿清水泵提升装置，结核矿石不直接通过提升泵，从而避免了泵的磨损，提高了泵的使用寿命，也避免了提升过程中泵造成的结核矿石破碎和粉化。

本实用新型的技术方案是：包括射流泵供矿和清水泵提升两部分。潜水泵的出口用管道与喷射器的喷咀相接，喷射器的吸口通过管道与集矿装置的矿仓相连，喷射器的出口用软管与中间矿仓相连。清水泵安装在悬吊于采矿船上并伸向海底附近的扬矿管下端。清水泵出口管道上串联安装给矿机构。给矿机构的构造是：箱体的上、下盘分别开有相对应的两孔，中间装有多孔转盘，转盘上的孔可与上下盘的孔对正，其中上盘的给矿孔与中间矿仓的放矿口连通，出矿孔与提升管道031连通，下盘上的高压水孔与清水泵出口连通，下盘另一孔为清水孔。

下面结合实施例附图详细描述。

首先对附图说明：

图1表表示本实用新型的结构示意图；

图2表示给矿机构的结构图。

图3中的a、b、c分别表示三种结构形式的喷咀。

图4为本实用新型的实施例。

由图1可知，潜水泵(88)的出口用管道(89)与喷射器(90)的喷咀相接，喷射器(90)的吸口通过管道(91)与集矿装置矿仓相连，喷射器(90)的出口用软管(7)与中间矿仓(9)相连即构成射流泵供矿。清水泵(10)安装在悬吊于采矿船(14)上并伸向海底(1)附近的扬矿管(13)的下端，清水泵(10)的出口管道(103)上串联安装有给矿机构(11)。参见图2，给矿机构(11)的构造是：箱体(96)的上、下盘分别开有相对应的两孔，其中上盘的给矿孔(98)与中间矿仓(9)的放矿口连通，出矿孔(102)与提升管道(103)连通，下盘的高压水孔(101)与清水泵(10)出口连通，另一孔为清水孔，上下盘之间装有多孔转盘(95)，转盘(95)上的孔可与上下盘的孔相对正。

本实用新型的设计原理和工作过程是：潜水泵(88)工作，通过吸口吸人海水，并经过清水管道(89)输送到喷射器(90)，通过喷咀时产生射流，由于高速水流的作用，管道(91)内产生负压，将集矿装置矿仓内的结核矿浆吸人管道(91)内，并在射流的作用下，将矿浆经软管(7)送入水下中间矿仓(9)内。动力使给矿机构(11)内的转盘(95)旋转，当转盘(95)的孔(97)对准与中间矿仓(9)的放矿口连通的给矿孔(98)时，孔内装入结核矿石(99)，装满矿石的孔(100)下面对准与清水泵(10)出口连通的高压水口(101)，上面对准与扬矿管道(13)连通的出矿口(102)时，结核矿石被清水泵(10)送人扬矿管(13)内，并提升到采矿船(14)上，转盘(95)上始终有两个孔分别对准给矿机构(11)的进矿口(98)和出矿口(102)，从而将集矿装置采集的结核矿连续不断地经扬矿管(13)提升到海面采矿船上，结核矿石不通过清水泵(10)，避免了泵体的磨损。

由图3可知，本实用新型的喷射器(90)的喷咀有中心咀(92)，环状喷咀(93)和双侧喷咀(94) 三种形式。喷射器(90)串联安装在输送软管(7)上，潜水泵(88)将海水经清水管(89)输送到喷射器(90)，通过中心，环状或双侧喷咀喷射出。

本实用新型的供矿软管(7)包扎有浮力材料(8)，其呈柔性拱形浮在海水中，以适应海底地形的变化和允许履带自行式集矿装置行走轨迹偏离采矿船航线中心一定距离。

本实用新型的多孔转盘(95)与箱体(96)的上下盘之间采用工业陶瓷材料密封，在高压力下有良好的密封性能，并且磨损后可自行补偿，因而使用寿命长。本实用新型提供的深海采矿清水泵提升装置，由于结核矿石不经过提升泵，克服了矿石对泵造成的严重磨损，大大提高了提升装置的效率和可靠性，同时还避免了提升过程中泵造成结核矿石的破碎和粉化，降低了采矿船脱水过程的粉矿损失。

图4表示了本实用新型的具体实施例。即履带自行式集矿装置与清水泵提升装置联合作业进行深海多金属结核采矿。

在履带行走装置(5)上为集矿装置(4)，连接在集矿装置矿仓(17)出口处的射流泵供矿装置(6)，由采矿船(14)悬吊从海面一直延伸到海底(1)附近的刚性扬矿管(13)，扬矿管(13)下端悬挂有中间矿仓(9)，给矿机构(11)和清水潜水泵(10)，连接射流泵供矿装置(6)和中间矿仓(9)的软管(7)，以及扬矿管(13)下端设置的卸矿阀(12)。采矿作业时，集矿装置(4)在橡胶履带行走装置(5)的带动下按方向(3)移动采集海底(1)的结核矿石(2)，采矿船(14)同速同方向航行，并由射流泵供矿装置(6)经拱形软管(7)将其送往中间矿仓(9)内，给矿机构(11)再将采集的结核矿石(2)从中间矿仓(9)下出口送到与扬矿管(13)相连的潜水清水泵(10)出口，这时结核矿石(2)在扬矿管(13)内与潜水清水泵(10)压出的高压海水相混合，形成12％—15％体积浓度浆体，在高速上升水流作用下被提升到海面采矿船(14)上。停止采矿时，打开扬矿管(13)下端的卸矿阀(12)放出管内结核矿石浆体，以免堵塞扬矿管(13)。