[發明專利]一種用于平衡深海提升混輸泵自身及外源振動的裝置

有效

• 申請號: 202110387785.2
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113153827B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李昳;張海洋;莊龍;歐玉瓊
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: F04D29/66
• 分類號: F04D29/66
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 王之懷;王洪新

本發明屬于深海采礦領域。目的是提供一種用于平衡深海提升混輸泵自身及外源振動的裝置，該裝置可對混輸泵自身的振動以及外界洋流引起的渦激振動進行平衡，以減小混輸泵的疲勞損傷，提高混輸泵的使用壽命。技術方案是：一種用于平衡深海提升混輸泵自身及外源振動的裝置，包括泵體和固定在泵體外周的泵殼；其特征在于：所述泵體上安裝有若干泵體壓敏傳感器，以檢測混輸泵運行時自身的振動情況；所述泵殼上安裝有若干泵殼壓敏傳感器，以檢測外界洋流流經混輸泵時引起的渦激振動情況；該裝置還包括安裝在泵體上以平衡振動的若干減振組件以及用于控制裝置整體工作配合的微型控制臺。

技術領域

本發明屬于深海采礦領域，具體是一種用于平衡深海提升混輸泵自身及外源振動的裝置。

背景技術

深海提升混輸泵是采礦船和海底礦床之間的重要橋梁，是深海采礦系統中的關鍵部分。在采礦平臺對深海礦產進行開采時，深海提升混輸泵的結構可靠性對于深海采礦的正常作業具有重要意義。混輸泵處于深海的復雜環境中，海洋洋流流經混輸泵時會形成漩渦，在混輸泵后方形成不對稱的漩渦脫落，引發混輸泵振動。當漩渦脫落的頻率接近混輸泵的固有頻率時，會引發共振現象，即渦激振動現象。渦激振動現象的產生會加劇混輸泵疲勞損傷，縮短其使用壽命。深海提升混輸泵一旦發生損壞，海底礦產提升作業將被迫中止，并且由于混輸泵的安裝在海平面較下的位置，維修作業的開展將十分困難，還會造成巨大的經濟損失。

現如今的研究成果表明，抑制渦激振動主要采用主動抑制法和被動抑制法。主動抑制法主要通過外界輸入能量如聲波、擊振等方式擾亂流場、破壞漩渦的產生，從而達到抑制渦激振動的目的。但此種方法需要持續的外界能量輸入，成本太高，故實際工程中采用率并不高。被動抑制法是通過改變深海提升混輸泵表面形狀或在其表面添加附加裝置來破壞漩渦的形成，抑制渦激振動。現如今國內外常見的渦激振動抑制方法多采用螺旋列板、導流板、整流罩等裝置或各個裝置的組合。

現如今抑制渦激振動的方法存在的不足主要為配件繁多且配件之間精密連接，使得大小零件加工困難，組裝工作量龐大，不適用于實際工程且抑制裝置成本較高，總體性價比低。此外，傳統渦激振動抑制裝置如導流板、整流罩等，往往只針對一定角度的來流具有抑制效果，若海流方向改變則抑制效果降低或完全消失，實際抑制效果并不理想。

發明內容

本發明的目的是克服上述背景技術的不足，提供一種用于平衡深海提升混輸泵自身及外源振動的裝置，該裝置可對混輸泵自身的振動以及外界洋流引起的渦激振動進行平衡，以減小混輸泵的疲勞損傷，提高混輸泵的使用壽命。

本發明提供的技術方案是：

一種用于平衡深海提升混輸泵自身及外源振動的裝置，包括泵體和固定在泵體外周的泵殼；其特征在于：所述泵體上安裝有若干泵體壓敏傳感器，以檢測混輸泵運行時自身的振動情況；所述泵殼上安裝有若干泵殼壓敏傳感器，以檢測外界洋流流經混輸泵時引起的渦激振動情況；該裝置還包括安裝在泵體上以平衡振動的若干減振組件以及用于控制裝置整體工作配合的微型控制臺。

每組減振組件均包括固定套設在泵體外壁的環狀蓄電池外殼、固定在蓄電池外殼里的若干蓄電池、套設在泵體外周且內部設置成空腔的環形薄殼、均勻繞設在環形薄殼外壁并通過連接導線與各蓄電池一一對應連接的若干線圈以及可活動地定位在環形薄殼空腔中的旋轉體；所述旋轉體由鐵磁性材料制成；所述旋轉體設置成與環形薄殼內部空腔相適應的弧形并可繞環形薄殼的軸線轉動。

所述減振組件為三組；三組減振組件分別安裝在泵體上部、泵體中部和泵體下部。

所述環形薄殼內壁添加有固體潤滑劑，以減小旋轉體與環形薄殼內壁之間的磨損。

所述微型控制臺固定在蓄電池外殼上；各泵體壓敏傳感器、各泵殼壓敏傳感器和各蓄電池分別與微型控制臺電連接。

所述蓄電池與對應的線圈之間連接有電容，以放大電流。

本發明的有益效果是：