一种水下粗颗粒矿物螺旋给料机的制作方法

本发明涉及深海采矿、水力输煤及陆基水下采矿的垂直管道水力输送技术领域，尤其涉及一种水下粗颗粒矿物螺旋给料机。

背景技术：

在深海采矿技术中，海底集矿机构采集的深海矿产资源（如大洋多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等）经破碎机破碎后，采用垂直管道通过泵提升到水面船舶上。破碎后的粗颗粒粒度一般在≤50mm，输送体积浓度为10～20%，通过水下螺旋给料机能够有效地将采集的固体颗粒均匀地输送至泵的入口，有效地减少管道及泵的堵塞，以便粗颗粒能够均匀稳定输送。现有的水下螺旋给料机存在如下问题：

1、深海复杂环境下水下螺旋给料机的内外压力不平衡，导致无法均匀稳定输送；

2、水下螺旋给料机驱动螺旋叶片的两端部无法做到良好的密封；

3、水下螺旋给料机不能很好的实现均匀给料，在水下螺旋给料机工作时，粗颗粒矿料容易堵塞；

4、对于不同的固体颗粒，螺旋叶片的螺距、外径等参数无法快速更换。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种水下粗颗粒矿物螺旋给料机，不仅能保持螺旋给料机内外的压力平衡，同时采用多重密封和可更换式螺旋叶片，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种水下粗颗粒矿物螺旋给料机，包括筒体和设置于所述筒体内带有螺旋叶片的旋转轴，所述旋转轴的两端与筒体枢接，所述筒体两端的外壁上设置有进料口和出料口，所述旋转轴靠近所述进料口和出料口的端部均套接有一环形隔板，所述环形隔板的边缘延伸至所述筒体的内壁附近。

进一步的，所述筒体的两端设置有可拆式连接的端盖，所述端盖内设置有与所述旋转轴枢接的转轴枢接孔，所述端盖和环形隔板之间形成一隔离腔室，所述隔离腔室将所述转轴枢接孔与所述筒体的内部隔离。

进一步的，所述端盖向所述环形隔板延伸有一凸台，所述转轴枢接孔贯穿所述凸台，所述凸台的外壁设置有环形凹槽，所述环形凹槽内套接有一环形挡板，所述环形挡板的外缘与所述环形隔板固接形成所述隔离腔室。

进一步的，所述环形挡板为环形橡胶板，所述环形挡板与所述环形隔板通过一转接法兰连接，所述转接法兰的一端固接在环形隔板上，另一端与所述环形挡板固接。

进一步的，所述端盖上设置有用于平衡所述筒体内外压力的内外压平衡孔。

进一步的，所述旋转轴上位于所述凸台和环形隔板之间套接有一铜套，所述转轴枢接孔的内壁上向所述环形隔板方向依次设置有与所述旋转轴外壁紧配合的o形密封圈和唇形密封圈。

进一步的，所述端盖的外部安装有液压马达，所述液压马达的输出轴与旋转轴一体式设计。

进一步的，所述螺旋叶片固接在一套管的外壁上，所述套管可拆式套接在所述旋转轴上。

进一步的，所述进料口的内径大于所述出料口的内径。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明通过环形隔板的设置，从而防止粗颗粒矿物累积在出料口左边的筒体内或者堵塞进料口或者对旋转轴和端盖的枢接位置的磨损破坏，从而保证矿物颗粒能够均匀稳定地从出料口输出，同时也减少了端盖所受的轴向力或者粗颗粒矿物的磨损，其中，通过环形隔板、环形挡板和转接法兰形成一隔离腔室，在螺旋给料机工作时，可以将从环形隔板和筒体内壁间隙进入的小颗粒矿物隔离在隔离腔室之外，从而将隔离腔室内的旋转轴和转轴枢接孔的枢接位置隔离开来，避免小颗粒矿物进入枢接位置从而对该位置的轴承等结构的磨损破坏，从而提高了整体的使用寿命。

2、通过在端盖上设置内外压平衡孔，保持了给料机的内外压平衡，使其适用于在不同水深下工作，同时也便于将从环形隔板和筒体之间的间隙进入的小颗粒矿物或者泥沙排出到筒体外。

3、固接有螺旋叶片的套管与旋转轴之间通过螺栓连接在一起，对于不同的输送物料，可在给料机主体不变的情况下，通过更换不同螺距的固接有螺旋叶片的套管实现对物料的最佳输送。

4、通过铜套、唇形密封圈以及o形密封圈组成的多种密封技术，小部分泥浆水通过环形凹槽进入隔离腔室内，铜套、唇形密封圈以及o形圈分别对轴间间隙进行密封，保证轴承的密封性能。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例公开的水下粗颗粒矿物螺旋给料机的结构示意图；

图2是图1的右视示意图；

图3是图1的a处的局部放大示意图。

图例说明：

1、筒体；2、螺旋叶片；3、旋转轴；4、进料口；5、出料口；6、环形隔板；7、端盖；8、凸台；9、转轴枢接孔；10、环形凹槽；11、环形挡板；12、转接法兰；13、铜套；14、o形密封圈；15、唇形密封圈；16、液压马达；17、套管；18、轴承；19、轴承端盖；20、内外压平衡孔；21、卡环；22、凸缘；23、隔离腔室。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1-图3所示，本发明公开了一种水下粗颗粒矿物螺旋给料机，包括筒体1和设置于筒体1内带有螺旋叶片2的旋转轴3，其中，筒体1为焊接结构件，两端部开口，且其边缘设置有与端盖7用螺栓紧固、密封连接的凸缘22，旋转轴3的两端与端盖7枢接，并且通过安装端盖7内的轴承18支撑，筒体1两端的筒体外壁上设置有进料口4和出料口5，其中，出料口5端与提升泵连接，进料口4与破碎机连接，在本实施例中，进料口4的内径大于出料口5的内径，进料口4较大，便于物料进入螺旋给料机，防止在进料口4处发生堵塞。旋转轴3靠近进料口4和出料口5的端部均套接有一环形隔板6，环形隔板6的径向定位是通过卡环21将其卡在旋转轴3的轴肩处，该环形隔板6的边缘延伸至筒体1的内壁附近，通过该环形隔板6的设置，从而可以防止粗颗粒矿物累积在出料口5左边的筒体1内或者堵塞进料口4或者对旋转轴3和端盖7的枢接位置的磨损破坏，从而保证矿物颗粒能够均匀稳定地从出料口5输出。

在本实施例中，端盖7向环形隔板6延伸有一凸台8，凸台8内设置有一与旋转轴3枢接的转轴枢接孔9，凸台8的外壁设置有环形凹槽10，环形凹槽10内套接有一环形挡板11，其中，环形挡板11为环形橡胶板，环形挡板11与环形隔板6通过一转接法兰12连接，转接法兰12的下端固接在环形隔板6上，上端与环形挡板11固接。通过环形隔板6、环形挡板11和转接法兰12形成一隔离腔室23，在螺旋给料机工作时，可以将从环形隔板6和筒体1内壁间隙进入的小颗粒矿物隔离在隔离腔室23之外，从而将隔离腔室23内的旋转轴3和转轴枢接孔9的枢接位置隔离开来，避免小颗粒矿物进入枢接位置从而对该位置的轴承18等结构的磨损破坏，从而提高了整体的使用寿命。

在本实施例中，端盖7上设置有用于平衡筒体1内外压力的内外压平衡孔20，其主要作用是让筒体1内的泥浆水与外部水相通，保持了给料机的内外压平衡，使其适用于在不同水深下工作，同时也便于将从环形隔板6和筒体1之间的间隙进入的小颗粒矿物或者泥沙排出到筒体1外。

在本实施例中，为了实现旋转轴3枢接处的良好密封效果，采用了多重密封技术，其中，旋转轴3上位于凸台8和环形隔板6之间套接有一铜套13，转轴枢接孔9的内壁上向环形隔板6方向依次设置有与旋转轴3外壁紧配合的o形密封圈14和唇形密封圈15，多重密封设计主要体现在环形隔板6能够阻挡大颗粒的输送物料，透过环形隔板6的小颗粒物料由于橡胶材质的环形挡板11的阻挡，只有泥浆水通过内外压平衡孔20与外部水平衡，小部分泥浆水通过环形凹槽10进环形挡板11和环形隔板6之间的隔离腔室23内，铜套13、唇形密封圈15以及o形密封圈14分别对轴间间隙进行密封，确保旋转轴3枢接处的密封性能，通过多重密封，较大的提高了整机的性能。

在本实施例中，左边的端盖7的外部安装有液压马达16（右边的端盖7的转轴枢接孔9通过轴承端盖19密封），通过控制液压马达16的转速即可实现对给料机给料量进行控制，液压马达16的输出轴与旋转轴3一体式设计，从而减小了整体结构尺寸。其中，螺旋叶片2固接在一套管17的外壁上，而套管17的两端通过螺栓紧固在旋转轴3上，在输送不同的矿物颗粒或者更换磨损的螺旋叶片2时，只需要拆卸完端盖7就可以快速完成更换，从而可在给料机主体不变的情况下，通过更换不同螺距的螺旋叶片2即可实现对物料的最佳输送。同时采用液压马达16作为驱动部件，能够具有更大的输出扭力和安全性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。