输送管13和连接管6沿双出轴潜水电机7的中心轴呈中心对称布置(参见图4和图5)，输送管13和连接管6的外部形状相同，连接管6的两端封闭，输送管13与上泵体9的进口端和下泵体2的出口端连通，且输送管13的管径设置满足以下要求，即:输送管的管径与进口法兰I和出口法兰12的孔径相同，粗颗粒矿浆泵工作时使输送管中的矿浆流量与垂直输送管道中的矿浆流量相等。这有利于粗颗粒矿浆过流和回流，能够解决现有泵环形格栅通道的粗颗粒矿石堵塞问题，使得粗颗粒矿浆在垂直输送管道流态稳定。输送管13和连接管6的作用还可以承受水下设备和海洋环境的动载荷和弯矩，保证其更好地适用于深海采矿系统水下动态条件下作业。本实施例中，输送管13和连接管6的上、下两端分别通过上孔板8和下孔板5与上泵体9和下泵体2相连接，上孔板8上开设有一上导流孔14，下孔板5上开设有一下导流孔15，且输送管13的上、下两端分别连接到上孔板8和下孔板5上开设的上导流孔14和下导流孔15处。此外，输送管13和连接管6与双出轴潜水电机7的外壳有一定间隙。
[0051]需要特别指出的是，如图6和图7所示，本实施例中，下孔板5上的下导流孔15开设于其中心孔16的一侧，上孔板8上的上导流孔14则开设于其中心孔16的另一侧，且上导流孔14和下导流孔15在水平面上的投影沿双出轴潜水电机7的中心轴呈轴对称布置。输送管13和连接管6则均呈螺旋式包覆在双出轴潜水电机7的外部。这样的结构设置能使矿浆在输送管13输送过程中产生螺旋式上升的效果，防止输送管在输送粗颗粒过程中堵塞。
[0052]本实施例中，上泵体9中的上叶轮10和下泵体2中的下叶轮3均呈中心对称方式安装在双出轴潜水电机7的上、下轴上，且满足以下条件:
[0053]使上叶轮10和下叶轮3运转时对双出轴潜水电机7产生的水力轴向力相互抵消；
[0054]使上叶轮10和下叶轮3的中心轴线与双出轴潜水电机7的中心轴线重合；
[0055]使上叶轮10和下叶轮3的中心轴线与出口法兰12和进口法兰I的中心线重合。
[0056]本实施例中粗颗粒矿浆泵的工作原理如下:启动前，先将粗颗粒矿浆泵串联在垂直输送管道悬挂在水下，清水通过进口法兰1、下叶轮3、下导叶4、下孔板5进入输送管13，再通过上孔板8、上叶轮10、上导叶11、出口法兰12进入垂直输送管道；然后启动双出轴潜水电机7，双出轴潜水电机7驱动上泵体9中的上叶轮10和下泵体2中的下叶轮3旋转；泵运转时，进口法兰I处的粗颗粒矿浆通过下叶轮3、下导叶4、下孔板5流入到输送管13内，再通过上孔板8、上叶轮10、上导叶11、出口法兰12进入垂直管道；通过本实施例上述结构，输送管13内的矿浆流量和矿浆浓度与垂直输送管道内的矿浆流量和浓度相等，以确保输送过程流态的稳定；另外，由于本实施例中上泵体9和下泵体2的对称布置方式，减少了粗颗粒矿浆泵的轴向震动；泵停止后，关闭双出轴潜水电机7，矿浆依次由出口法兰12通过上导叶11、上叶轮10、上孔板8、输送管13、下孔板5、下导叶4、下叶轮3自由沉降到进口法兰I处，以确保粗颗粒矿浆回流无堵塞现象。
【主权项】
1.一种用于水下作业的粗颗粒矿浆泵，包括双出轴潜水电机(7)、至少一个上泵体(9)和至少一个下泵体(2)，所述上泵体(9)和下泵体(2)中均设有叶轮和导叶，所述双出轴潜水电机(7)的上、下轴分别连接所述上泵体(9)中的叶轮和下泵体(2)中的叶轮，其特征在于:所述双出轴潜水电机(7)的外部布置有输送管(13)和连接管￠)，且输送管(13)和连接管(6)沿双出轴潜水电机(7)的中心轴对称布置，所述输送管(13)和连接管￠)的尺寸形状相同，所述连接管(6)的两端封闭，所述输送管(13)与上泵体(9)的进口和下泵体(2)的出口连通，所述输送管(13)的内径与下泵体(2)下方连接的进口法兰(I)的内径相等，所述输送管(13)的内径与上泵体(9)上方连接的出口法兰(12)的内径相等。
2.根据权利要求1所述的用于水下作业的粗颗粒矿浆泵，其特征在于:所述输送管(13)和连接管￠)的上、下两端分别通过上孔板(8)和下孔板(5)与上泵体(9)和下泵体(2)相连接，上孔板⑶和下孔板(5)上均只开设一个导流孔，且输送管(13)的上、下两端分别与上孔板(8)和下孔板(5)的导流孔相通。
3.根据权利要求2所述的用于水下作业的粗颗粒矿浆泵，其特征在于:所述下孔板(5)上的下导流孔(15)布置在其中心孔(16)的一侧，所述上孔板(8)上的上导流孔(14)布置在其中心孔(16)的另一侧，所述上导流孔(14)和下导流孔(15)在水平面上的投影沿双出轴潜水电机(7)的中心轴呈轴对称布置。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于水下作业的粗颗粒矿浆泵，其特征在于:所述输送管(13)和连接管(6)均呈螺旋式设于所述双出轴潜水电机(7)的外部。
5.根据权利要求1、2或3所述的用于水下作业的粗颗粒矿浆泵，其特征在于:所述双出轴潜水电机(7)的上端出轴串接有多个上泵体(9)，且各个上泵体(9)之间通过法兰连接；所述双出轴潜水电机(7)的下端出轴串接有多个下泵体(2)，且各个下泵体(2)之间通过法兰连接。
6.根据权利要求1、2或3所述的用于水下作业的粗颗粒矿浆泵，其特征在于:所述上泵体(9)中的叶轮为上叶轮(10)，所述下泵体(2)中的叶轮为下叶轮(3)，所述上叶轮(10)和下叶轮⑶均对称安装在所述双出轴潜水电机(7)的上、下轴上，且至少满足以下条件之 ①使上叶轮(10)和下叶轮(3)运转时对双出轴潜水电机(7)产生的水力轴向力相互抵消； ②使上叶轮(10)和下叶轮(3)的中心轴线与双出轴潜水电机(7)的中心轴线重合； ③使上叶轮(10)和下叶轮(3)的中心轴线与所述进口法兰(I)的中心线重合； ④使上叶轮(10)和下叶轮(3)的中心轴线与所述出口法兰(12)的中心线重合。
7.根据权利要求1、2或3所述的用于水下作业的粗颗粒矿浆泵，其特征在于:所述输送管(13)和连接管￠)与所述双出轴潜水电机(7)的外壳设有一定间隙。
【专利摘要】一种用于水下作业的粗颗粒矿浆泵，包括双出轴潜水电机、至少一个上泵体和一个下泵体，上、下泵体中均设有叶轮和导叶，双出轴潜水电机的上、下轴分别连接上、下泵体中的叶轮，双出轴潜水电机的外部布置有输送管和连接管，且输送管和连接管沿双出轴潜水电机的中心轴对称布置，输送管和连接管的尺寸形状相同，连接管的两端封闭，输送管将上泵体的进口和下泵体的出口连通，且输送管的内径与下泵体下方连接的进口法兰的内径相等，与上泵体上方连接的出口法兰的内径相等。本实用新型结构简单、成本较低、操作简便、稳定性好，能够满足深海采矿系统粗颗粒矿石垂直管道水力输送水下作业要求。
【IPC分类】F04D7-04, F04D29-66, F04D13-08, F04D29-58, F04D29-42
【公开号】CN204267309
【申请号】CN201420586935
【发明人】阳宁, 唐达生, 金星, 龚德文, 王钊
【申请人】长沙矿冶研究院有限责任公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年10月11日