[發明專利]深海采礦陸上漿料提升實驗平臺

有效

• 申請號: 202010077495.3
• 申請日: 2020-01-30
• 公開（公告）號: CN111322253B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 王潤堃;朱祖超;宿向輝;李昳;林德生
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00;F04D13/14;F04D7/04;E21C50/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

本發明涉及一種深海采礦設備技術領域，具體公開了一種深海采礦陸上漿料提升實驗平臺，包括料倉，料倉的底部設有落料機；下行輸送管、下連接管依靠三通閥Ⅰ相連，料倉通過三通閥Ⅰ以旁路形式與下行輸送管相連通，下連接管與落料機的出口通過三通閥Ⅱ匯總后與水包相連；水箱通過給水水管分別與料倉的進水口和水包的進水口相連接；水包通過三通閥Ⅲ后分成兩路，此兩路分別與立式離心泵及臥式離心泵的進口相連通，立式離心泵及臥式離心泵的出口通過三通閥Ⅳ匯總后與上行輸送管相連通；位于高處的穩壓水箱通過穩壓水管與水包相連。利用該實驗平臺，能對立式離心泵/臥式離心泵進行循環工況/背壓工況的漿料提升實驗。

技術領域

本發明涉及一種深海采礦設備技術領域，具體涉及一種深海多金屬結核開采的陸上漿料提升實驗平臺。

背景技術

海洋是人類擁有的巨大的資源寶庫，國際海底區域蘊含豐富的礦產資源。隨著人類對資源需求的不斷增加以及陸上資源的枯竭，開采蘊藏在深海海底的礦產資源成為未來世界解決能源問題的一個方向。目前，深海中具有商業開采價值的礦產資源包括多金屬結核、富鈷結殼、熱液硫化礦等。

多金屬顆粒多存在于3000-6000米的深海表層，需要維護簡單、可實現長期運行的采礦系統。目前國際上已經開發出的采礦系統有：拖網采礦系統、連續索斗采礦系統、往返潛水采運車系統等。但以上采礦系統其可靠性、穩定性均無法得到保障、效率不高、經濟性更差。近幾十年來，管道水力輸送技術由于其運行成本低，可靠性相對較高的優點，廣泛應用于固體礦漿輸送領域，成為目前國內外研究最多的一種深海采礦系統。為最終實現管道水力輸送在深海采礦領域的成功應用，需要對管道內漿料在輸送過程中的輸送特性進行分析。在輸送過程中，由于礦石顆粒濃度，輸運速度、礦石顆粒粒徑、礦石顆粒形態等對輸送管道輸送性能及提升系統的離心泵工作特性有著十分明顯的影響，容易導致輸運效率低下等問題。

因此，建立一個模擬深海采礦的陸上漿料提升實驗平臺就顯得十分必要。通過該實驗平臺，可以分析不同顆粒濃度、顆粒粒徑、顆粒形態、速運速度對輸送管道中流體形態及離心泵工作狀態的影響，還可以對管道的震動、噪音、受力等進行分析，以獲得更好的輸送參數和深海采礦系統設計數據，有效解決現有系統無法保證其可靠性、穩定性、效率低下等問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種深海采礦陸上漿料提升實驗平臺及相應的實驗方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種深海采礦陸上漿料提升實驗平臺，包括料倉，料倉的底部設有落料機；

下行輸送管、下連接管依靠三通閥Ⅰ相連，料倉通過三通閥Ⅰ以旁路形式與下行輸送管相連通，

下連接管與落料機的出口通過三通閥Ⅱ匯總后與水包相連；

水箱通過給水水管分別與料倉的進水口和水包的進水口相連接；

水包通過三通閥Ⅲ后分成兩路，此兩路分別與立式離心泵及臥式離心泵的進口相連通，立式離心泵及臥式離心泵的出口通過三通閥Ⅳ匯總后與上行輸送管相連通；

位于高處(位于整個裝置的最高處)的穩壓水箱通過穩壓水管與水包相連；在穩壓水管和水包之間設置球閥II；

上行輸送管的頂端與背壓水管的頂端通過三通閥Ⅴ匯總后與頂部連管的一端相連，下行輸送管的頂端與頂部連管的另一端相連，在頂部連管上設有排氣閥，背壓水管的底端通過與背壓補償器相連；

背壓補償器與水箱相連。

作為本發明的深海采礦陸上漿料提升實驗平臺的改進：下連接管通過三通Ⅵ后分成兩路，一路與測量裝置相連，另一路與落料機的出口通過三通閥Ⅱ匯總后與水包相連。

作為本發明的深海采礦陸上漿料提升實驗平臺的進一步改進：在料倉的進水口前設置有球閥I，給水水管通過球閥I與料倉的進水口相連。