[實用新型]一種深海采礦輸送軟管空間構型的實驗裝置

有效

• 申請號: 201820610925.1
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN208091404U
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 王榮耀;高宇清;陳國明;廖逍釗
• 申請（專利權）人: 長沙礦山研究院有限責任公司;中國石油大學(華東)
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G01M10/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 鄧淑紅

本實用新型公開了一種深海采礦輸送軟管空間構型的實驗裝置，包括水池、管道形態采集裝置、底部位移模擬裝置、輸送軟管模擬裝置和攝像頭。底部位移模擬裝置固定于水池的底面，管道形態采集裝置固定于水池的上端。管道形態采集裝置包括軟管位置探測器和軟管位置探測器移位裝置，輸送軟管模擬裝置連接于底部位移模擬裝置和管道形態采集裝置之間，通過底部位移模擬裝置改變輸送軟管模擬裝置下端的橫向和縱向位置，攝像頭固定于水池的側壁用于捕捉管道在水下的空間形態，管道在水下的空間形態通過改變軟管位置探測器的位置采集管道各個位置的空間坐標來體現，同時記錄下該位置處管道的空間坐標，以獲得管道在水下的實際空間形態。

技術領域

本實用新型屬于深海錳結核、深海多金屬硫化物以及富鈷結殼等深海固體礦產資源開采領域，具體為一種深海采礦輸送軟管空間構型的實驗裝置。

背景技術

在業已開發的深海固體礦產資源連續生產系統中，管道提升采礦系統最具有開發應用前景。輸送軟管是管道提升采礦系統中連接揚礦子系統和集礦子系統的關鍵部分。深海采礦軟管輸送系統設計的一項關鍵內容是軟管采礦車端的約束反力估算和軟管空間構型設計。深海采礦軟管輸送系統包含的零部件多，邊界條件也較為復雜，理論分析方法只能采用簡化分析模型，難以準確反映輸送軟管作業過程中的真實形態。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種能準確反映輸送軟管作業過程中的真實形態的實驗裝置。

本實用新型提供的這種深海采礦輸送軟管空間構型的實驗裝置，包括水池、管道形態采集裝置、底部位移模擬裝置、輸送軟管模擬裝置和攝像頭。底部位移模擬裝置固定于水池的底面，管道形態采集裝置固定于水池的上端。管道形態采集裝置包括軟管位置探測器和軟管位置探測器移位裝置，輸送軟管模擬裝置連接于底部位移模擬裝置和管道形態采集裝置之間。通過底部位移模擬裝置改變輸送軟管模擬裝置下端的橫向和縱向位置，攝像頭固定于水池的側壁用于捕捉管道在水下的空間形態，管道在水下的空間形態通過改變軟管位置探測器的位置采集管道各個位置的空間坐標來體現。

所述水池為上部開口的長方體形大型儲水結構體，其上部設有進水口，下部設有排水口。

所述底部位移模擬裝置包括橫向和縱向移位組件，縱向移位組件有對稱布置的兩組，它們均為導軌、絲杠和驅動電機的裝配件，絲杠的兩端固定于導軌上，驅動電機連接于絲杠的一端；橫向移位組件的導軌兩端分別通過螺紋孔連接于縱向移位組件的絲杠上，橫向位移組件上連接有滑塊。

所述軟管位置探測器移位裝置包括與所述底部位移模擬裝置結構相同的橫向和縱向移位組件，還包括垂向移位組件，垂向移位組件也為導軌、絲杠和驅動電機的裝配件，絲杠的兩端固定于導軌上，驅動電機連接于絲杠的一端；垂向移位組件的導軌上端通過螺紋孔連接于橫向移位組件的絲杠上；所述軟管位置探測器為金屬探測器或低照度水下攝像頭，通過螺紋孔連接于垂向移位組件的絲杠上。

所述驅動電機為伺服電機。

所述輸送軟管模擬裝置包括中間倉模擬件、所述管道、浮力塊模擬件、采礦車模擬件、輸送泵模擬件和測力計，管道的兩端分別與中間倉模擬件和測力計連接，測力計連接于采礦車模擬件上，浮力塊模擬件固定于模擬軟管上，輸送泵模擬件固定于中間倉模擬件的側壁，其抽吸口與模擬軟管的內腔連通。

所述中間倉模擬件為剛性連接座，其頂面固定于所述管道形態采集裝置縱向移位組件的導軌底面，所述浮力塊模擬件為中心帶圓孔的圓柱狀或球狀浮體，可拆卸連接于所述模擬軟管上；所述采礦車模擬件為剛性連接座，連接于所述滑塊上。

所述模擬軟管為雙層結構，包括測量元器件附著層和強度模擬層，強度模擬層的內腔構成輸送腔。

所述測量元器件附著層上沿管道軸線方向布置有標尺和水下燈帶，標尺用于模擬軟管形變位置的顯示，水下燈帶用于模擬軟管形態的標識。