[發明專利]一種深海礦石輸送系統中繼倉

在審

• 申請號: 201810025199.1
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108194085A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 徐海良;陳衛;楊放瓊
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: E21C50/02
• 分類號: E21C50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種深海礦石輸送系統中繼倉，包括上倉體、下倉體、倉體連接螺栓組件、射流發生器、射流發生器連接螺栓。集礦機將賦存在海底的多金屬結核采集起來，經過脫泥、破碎后，由礦漿輸送軟管輸送至中繼倉內；與礦漿泵相連的提升硬管直插于中繼倉底端，在提升硬管靠近中繼倉底端處設置有喇叭形吸入口，喇叭形吸入口下方的中繼倉倉體上設置有射流發生器。礦漿泵工作時，喇叭形吸入口底端由于負壓而產生向上的水射流，沉降于中繼倉底端的礦石顆粒在礦漿泵的抽吸及射流水擊雙重作用下被吸入提升硬管內，經管道運輸后到達海面采礦船上。本發明結構簡單、使用方便，有效的解決了深海礦石輸送系統易于在提升管道吸入口積料而堵塞管口的問題。

技術領域

本發明涉及采礦技術領域，尤其是涉及一種在深海采集礦石的深海礦石輸送系統中繼倉。

背景技術

隨著世界經濟的不斷發展，對礦產資源的需求也越來越大，過度的資源開發造成地球陸地礦產資源日益枯竭，為了滿足人類生存和發展的需要，世界各國從上世紀開始就將目光投向浩瀚的海洋；深海礦石輸送系統的功能是將海底采集的礦石提升到海面的采礦船上，是深海采礦的核心技術之一；針對其礦石輸送方法的研究，美國、德國、法國、日本、韓國等都做了大量的理論分析和試驗探索，普遍認為采用水力提升技術將礦石提升到海面采礦船上的采礦作業方法最具工業應用價值。

根據礦石提升設備的不同，水力提升方法可分為礦漿泵水力提升法和清水泵水力提升法，其中的礦漿泵水力提升法因兼具技術簡單、提升能力大和效率高等優點，而具有廣闊的商業應用前景；盡管深海礦石水力提升法具有以上諸多優點，然而，在實際深海采礦作業中，礦石顆粒堵塞輸送系統提升管道管口現象仍頻繁發生，設計研究高效、實用的深海礦物提升設備仍是采礦領域科研人員普遍面臨的技術難題。

在揚礦管道水力提升方面，日本、德國、印度等建立了深海揚礦水力提升系統試驗模型，并進行了相關海試實驗，但其研究的重點大多集中在輸運參數的獲取和系統總體技術集成等方面，對于礦石顆粒在輸送系統提升管道吸入口易于積料而堵塞管口問題，至今仍未形成有效的解決方案。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種深海礦石輸送系統中繼倉，設計其具體結構和實施方案，為礦石易于在輸送系統吸入口積料而堵塞管口的問題提供一種解決方案。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種深海礦石輸送系統中繼倉，其主要包括上倉體、下倉體、倉體連接螺栓組件、射流發生器、射流發生器連接螺栓和礦石過濾網蓋，與之相適用的深海礦石輸送系統則主要由礦漿輸送軟管、浮力球、礦漿泵、提升硬管、海面采礦船、中繼倉和集礦機等組成。

中繼倉與海面采礦船之間的提升硬管上設置有若干礦漿泵，礦漿泵的作用是為礦物在輸送管道內的運動提供動力，同時為安裝在中繼倉底端的射流發生器提供所需負壓；提升硬管直插于中繼倉底端，在其靠近中繼倉底端安裝有喇叭形吸入口，在喇叭形吸入口下方的中繼倉上設置有射流發生器，射流發生器底面或側面上開設有若干引射孔，為便于安裝與維護，射流發生器單獨設計，其與中繼倉采用螺栓連接或螺紋連接；中繼倉由上倉體和下倉體組成，上倉體上設置有礦漿入口與海水溢流口，海水溢流口上安裝有礦石過濾網蓋，上下倉體由倉體連接螺栓組件固定連接；礦石提升硬管上焊接有連接法蘭，連接法蘭與中繼倉通過法蘭連接螺栓組件固定連接，在其兩者相連處設置有調整墊片，通過調整墊片可調節提升硬管底端喇叭形吸入口與射流發生器之間的距離，以適用不同開采工況。

深海采礦作業時，在礦漿泵的抽吸作用下，于提升硬管喇叭形吸入口與射流發生器之間因負壓而形成垂直向上的水射流，淹沒水射流對其周圍的流體有卷吸作用而擾動沉降于中繼倉底端的礦石顆粒產生振動，振動的礦石顆粒在礦漿泵的抽吸及射流水擊雙重作用下從喇叭形吸入口被吸入提升硬管內，經管道運輸后到達海面采礦船上；正是由于射流發生器對中繼倉底端礦石顆粒產生的射流水擊和卷吸作用，使得礦石顆粒產生振動，解決了礦石易于在提升管道管口積料而堵塞管口問題的同時還間接提高了采礦效率。

附圖說明