一种适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置的制作方法

文档序号:11348023阅读:341来源:国知局

本实用新型涉及海洋管道输送技术领域,具体涉及一种适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置。



背景技术:

海洋环境是一个非常特殊的生态坏境,随着水深的增加温度逐渐降低,压力逐渐增大,可见度逐渐减小,海水每加深10米,就会增加一个大气压,当水深达到1000米甚至上万米时,此时的水下环境对人类的开发利用活动将产生极大的阻碍,因此在此特殊的环境条件下开展管道输送技术,就要求设备简单、实用、安全、可靠,并且最好无动力需求。

随着近年来对海洋矿产资源开发利用的研究不断深入,以及海洋开发技术的快速发展,科学家纷纷把目光聚焦到广阔而又神秘且蕴藏非常丰富的深海甚至上万米深海的未知领域。目前国内外针对海底矿产资源的开采技术主要有链斗式、机械式、拖网、气力管道提升、水力管道提升。链斗式适用于水深较小的近海,其对海底生态环境破坏很大、效率偏低;机械式则对动力、定位要求很高,并且存在生产不连续、效率低,单次采集耗时长、接口对接难度大,随着水深的增加难度增大的缺点;拖网为间断式采集提升,单次采集提升耗时长、效率低、对海底生态环境破坏大;气力管道提升和水力管道提升都具有生产连续性好、提升效率高、能适应不同水深的采集输送及应用范围广的优点。科学界的研究成果表明水力管道提升方式是从海底取得矿产资源后运输到海洋表面的最佳方式,而在海底苛刻环境下要求所使用的设备可靠、连续、简单,那么针对这一特殊要求研制一台可靠、高效、安全、连续、简单的流化装置就变得非常有意义和运用前景。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足,提供一种适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,该颗粒自动流化装置具有结构简单、安全可靠、自动连续、快速高效、无动力需求和适用范围广的优点。

为解决上述技术问题,本实用新型采用以下技术方案:

一种适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,包括混合管,所述混合管设有进水口、进料口和输出口,所述进水口连接有用于向混合管供给水的给水机构,所述进料口连接有用于向混合管供给固体颗粒的给料机构,所述输出口与所述海洋管道输送系统的提升机构相连。

上述的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,优选的,所述混合管的进料口设有吸入仓,所述吸入仓与给料机构相连。

上述的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,优选的,所述吸入仓通过软管与给料机构连接。

上述的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,优选的,所述给料机构包括进料管和位于进料管下方的减速仓,所述进料管通过焊接法兰与所述减速仓的进口连接,减速仓的出口与软管连接。

上述的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,优选的,进料管的中心线与减速仓的中心线重合。

上述的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,优选的,所述减速仓的内壁上设有两块延伸至吸入仓内腔中的导板,各导板自减速仓的内壁向吸入仓内腔的中间位置延伸。

上述的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,优选的,所述给水机构包括流量调节阀门和进水管,所述流量调节阀门安装在进水管的一端,进水管的另一端与混合管连接。

上述的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,优选的,所述流量调节阀门上安装有控制流量调节阀门开度的控制器,所述进水管内安装有压力传感器,所述控制器与压力传感器通过信号线连接。

上述的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,优选的,所述提升机构包括提升泵以及依次连接的提升管、连接弯管、输送管和泵入口管,所述提升管与混合管的输出口连接,所述泵入口管与提升泵的入口连接。

上述的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,优选的,所述混合管的中心线和提升管的中心线重合,所述输送管的中心线与泵入口管的中心线重合,流量调节阀门的中心线、进水管的中心线与混合管的中心线重合。

与现有技术相比,本实用新型的优点在于:本实用新型的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置安装于管道输送系统底部,在工作前,操作人员可以在母船上安装好后下放到既定水深,也可以搭载在水下机械手臂或潜水器上待管道输送系统连接好后再进行水下安装。在海底进行采集输送矿物时,预先将该适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置和管道输送系统安装于预定水深的水域,然后利用运输泵所产生的上升流作为动力带动管道输送系统内的流体向上提升,进而带动该适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置开始自动工作:大量水流通过给水机构从混合管的进水口的进入到混合管内,固体颗粒(矿物)通过给料机构从混合管的进料口进入到混合管内,固体颗粒与水流在混合管中混合后在水流的带动下从混合管的输出口输出并到达提升机构,然后进行后续输送作业。该适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置无需动力要求,通过运输泵提升流体带动进行连续不间断地输送混料(矿物与水流的混合物),适用于极端环境的矿物流化,其可按需求制作成不同的规格,具有结构简单、安全可靠、自动连续、快速高效、无动力需求和适用范围广的优点。

附图说明

图1为适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置的结构示意图。

图例说明:

1、给料机构;11、进料管;12、减速仓;13、焊接法兰;14、导板;2、给水机构;21、流量调节阀门;22、进水管;23、控制器;24、压力传感器;25、信号线;3、混合管;31、吸入仓;32、软管;4、提升机构;41、提升管;42、连接弯管;43、输送管;44、泵入口管。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示,本实施例的适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置,包括混合管3,混合管3设有进水口、进料口和输出口,进水口连接有用于向混合管3供给水的给水机构2,进料口连接有用于向混合管3供给固体颗粒的给料机构1,输出口与海洋管道输送系统的提升机构4相连。该适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置安装于管道输送系统底部,在工作前,操作人员可以在母船上安装好后下放到既定水深,也可以搭载在水下机械手臂或潜水器上待管道输送系统连接好后再进行水下安装。在海底进行采集输送矿物时,预先将该适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置和管道输送系统安装于预定水深的水域,然后利用运输泵所产生的上升流作为动力带动管道输送系统内的流体向上提升,进而带动该适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置开始自动工作:大量水流通过给水机构2从混合管3的进水口的进入到混合管3内,固体颗粒(矿物)通过给料机构1从混合管3的进料口进入到混合管3内,固体颗粒与水流在混合管3中混合后在水流的带动下从混合管3的输出口输出并到达提升机构4,然后进行后续输送作业。该适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置无需动力要求,通过运输泵提升流体带动进行连续不间断地输送混料(矿物与水流的混合物),适用于极端环境的矿物流化,其可按需求制作成不同的规格,具有结构简单、安全可靠、自动连续、快速高效、无动力需求和适用范围广的优点。

本实施例中,混合管3的进料口设有吸入仓31,吸入仓31与给料机构1相连,给料机构1中的固体颗粒通过吸入仓31进入混合管3。吸入仓31可以消除给料机构1给料过程中形成的局部料栓对混合管3内固液混合的影响。

进一步的,吸入仓31通过软管32与给料机构1连接,软管32可以抵消一定范围内管道的震动和摆动。

本实施例中,给料机构1包括进料管11和减速仓12,减速仓12位于进料管11的下方,进料管11通过焊接法兰13与减速仓12的进口连接,减速仓12的出口与软管32通过连接法兰连接,进料管11的中心线与减速仓12的中心线重合,可以避免固体颗粒触碰,避免造成颗粒局部聚集。矿物先从进料管11进入减速仓12内,再进入到软管32内。矿物输送速度在减速仓12中得到减小,减小了固体颗粒的冲击作用,从而减小了矿物输送引起的减速仓12的震动和摆动。

本实施例中,减速仓12的内壁上设有两块延伸至吸入仓31内腔中的导板14,各导板14自减速仓12的内壁向吸入仓31内腔的中间位置延伸,从而可将固体颗粒导向吸入仓31的中间位置,使得固体颗粒的输送更为顺畅,避免固体颗粒贴壁效应。

本实施例中,给水机构2包括流量调节阀门21和进水管22,流量调节阀门21安装在进水管22的一端,进水管22的另一端与混合管3连接,流量调节阀门21的中心线、进水管22的中心线与混合管3的中心线重合,有利于液体直接进入混合管,减少能量损失。水流从流量调节阀门21进入后经过进水管22流到混合管3内。该适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置在安装时,流量调节阀门21为敞开状态。

进一步的,流量调节阀门21上安装有控制流量调节阀门21开度的控制器23,进水管22内安装有压力传感器24,控制器23与压力传感器24通过信号线25连接。当压力传感器24探测到进水管22内的压力变小时,将信息通过信号线25传输给控制器23,控制器23增加流量调节阀门21的开度;当压力传感器24探测到进水管22内的压力大于预设值时,通过控制器23减小流量调节阀门21的开度,具有自动化程度高的优点。

本实施例中,提升机构4包括提升泵以及依次连接的提升管41、连接弯管42、输送管43和泵入口管44,提升管41与混合管3的输出口连接,泵入口管44与提升泵的入口连接。

提升泵开始工作时,带动混合管3中的混流流入到提升管41内,再依次经过连接弯管42、输送管43后到达泵入口管44,通过泵入口管44后再进行后续运输作业。

本实施例中,混合管3的中心线和提升管41的中心线重合,输送管43的中心线与泵入口管44的中心线重合,有利于固液浆体的输送,减小对管道边壁的摩擦,避免不必要的能量损失。

本实施例的母船通过信号线缆与该适用于海洋管道输送系统的颗粒自动流化装置进行信息、数据交换及即时监控,必要时可通过人为操作来控制流量调节阀门21。

以上仅是本实用新型的优选实施方式,本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说,在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1