一种排放阀及其深海采矿系统技术方案

本发明专利技术公开了一种排放阀及其深海采矿系统，属于深海采矿领域，排放阀包括排放法兰及与其固定连接的支撑架，支撑架的底板上开设有通孔，支撑架的底板与排放法兰之间设置有堵塞，一施力杆的一端穿过支撑架底板上的通孔与堵塞固定，堵塞上还设有至少两个套接孔，套接孔在堵塞外沿周向均匀设置，相应数量的导向杆经各该套接孔与排放法兰固定，支撑架底板通孔与排放法兰的中心轴同轴。本发明专利技术解决了采矿系统暂停工作再次启动后，提升泵上方的矿物颗粒堆积堵塞而无法正常工作的问题，以及管道内的矿物颗粒浓度过高等问题，通过本发明专利技术及时将输送管道内堆积堵塞的矿物颗粒排放到海水中，提高了扬矿系统的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及深海采矿领域，尤其涉及一种排放阀及具有该排放阀的深海采矿系统。
技术介绍
随着陆地矿产资源的日益枯竭，深海矿产将成为人类追逐的目标之一。现有的深海采矿系统主要由水面支持母船、扬矿泵管系统、水底集矿系统等部分组成。其中，将矿产资源从海底集矿系统提升到水面母船的扬矿泵管系统是研究的重点之一。扬矿泵管系统是一种由单个或多个提升泵与输送管道组成的长距离垂直管道提升系统。目前，扬矿泵管系统存在管道内局部矿物颗粒浓度过高影响输运、提升泵暂停工作而形成的上部管道矿物颗粒沉积等问题，其中，提升泵的暂停是当提升泵因工作需要暂时停止工作、断电不能工作、或故障原因停止工作时，提升泵上部管道中的矿物颗粒会自动下沉，大量堵塞在提升泵的出口及其上面。当提升泵需要再度工作时，由于提升泵出口大量堆积的矿物颗粒，会造成提升的工作效率下降或无法工作。因此，在扬矿泵管系统中设计一种装置，在必要时刻将提升管道中堆积的矿物颗粒排放到海中，降低输送管道堵管可能性，同时提高扬矿泵管系统的安全性和可靠性，已经成为深海采矿所必须解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术目的在于提供一种防止堵塞的排放阀及具有该排放阀的深海采矿系统。为实现上述目的，本专利技术提供了一种排放阀，所述排放阀包括排放法兰及与其固定连接的支撑架，所述支撑架的底板上开设有通孔，所述支撑架的底板与所述排放法兰之间设置有堵塞，一施力杆的一端穿过所述支撑架底板上的通孔与所述堵塞固定，所述堵塞上还设有至少两个套接孔，所述套接孔在堵塞外沿周向均匀设置，相应数量的导向杆经各该套接孔与排放法兰固定，支撑架底板通孔与排放法兰的中心轴同轴，通过施力杆带动堵塞的往复运动实现排放法兰的开闭功能。进一步的，所述堵塞包括锥形堵头，所述锥形堵头能与排放法兰的中心孔密封贴合，锥形堵头与对应的排放法兰中心孔能够在一定的同轴度误差情况下，保证良好的自动对中的效果。进一步的，所述导向杆距离所述排放法兰的远端设置有行程调节部件，通过该调整机构，可以控制施力杆的工作行程，使排放出口的大小可以调节。进一步的，所述行程调节部件为螺母，该种调节方式简单经济易于实现。进一步的，所述支撑架呈“门”型支撑结构，该种构型不仅能很好的为施力杆提供支撑，同时还为排放阀提供最大的排放出口空间。进一步的，所述施力杆为活塞杆，所述活塞杆的另一端连接液压装置的油缸，该种装置结构简单，经济实用，动作灵敏。进一步的，一种深海采矿系统，包括水面支持母船、扬矿泵管系统和水底集矿系统，所述水底集矿系统通过扬矿泵管系统与水面支持母船连接；所述水底集矿系统包括集矿车、中间仓和输送软管，集矿车和中间仓通过输送软管连接，此外，还设置有扬矿组件连通所述深海采矿系统的输送管道，所述扬矿组件包括三通管和上述的排放阀，所述三通管包括输送管和排放管，所述输送管包括入口端和出口端，所述排放管与输送管连通并偏向输送管入口端，所述排放管与所述排放阀连接，解决了扬矿系统暂停工作时，提升泵上方的矿物颗粒堆积问题，使提升泵上方的矿物颗粒不会因为提升停止而积累，保证提升泵重新启动时能正常工作，提高了扬矿系统的可靠性。进一步的，所述三通管的输送管设置在：所述扬矿泵管系统的提升泵与连接水面支持母船的输送硬管之间；和/或设置在两个所述提升泵之间；和/或所述水底集矿系统的集矿车与中间仓之间的输送软管上。进一步的，所述输送管的竖直方向上套接有中部加强板，所述中部加强板位于所述排放管与输送管的连通处的上部，所述输送管入口端连接入口法兰，所述中部加强板与入口法兰之间连接有多根加强筋，通过将中部加强板和入口法兰连接，为三通管提供了支撑，减少三通管的应力集中问题，从而保护了三通管。进一步的，所述深海采矿系统的输送管道内设置有传感器和可视检测装置，可以实时监控输送管内的各项参数，保证整个输送系统的正常进行。本专利技术具有以下有益效果：解决了采矿系统暂停工作再次启动后，提升泵上方的矿物颗粒堆积而无法正常工作的问题，或者其管道内的矿物颗粒浓度过高的问题，通过本专利技术及时将输送管道内堆积堵塞的矿物颗粒排放到海水中，提高了扬矿系统的可靠性。下面将参照附图，对本专利技术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专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例公开的排放阀结构示意图；图2是本专利技术优选实施例公开的堵塞结构示意图；图3是本专利技术优选实施例公开的支撑架结构示意图；图4是本专利技术优选实施例公开的扬矿组件结构示意图；图5是本专利技术优选实施例公开的深海采矿系统结构示意图。图例说明：1、水面支持母船；2、输送硬管；3、三通管；31、入口端；32、输送管；33、排放管；34、入口法兰；35、出口端；36、中部加强板；37、加强筋；4、排放阀；41、排放法兰；42、导向杆；43、堵塞；431、套接孔；432、锥形堵头；44、支撑架；441、通孔；442、底板；443、支撑架固定孔；45、油缸；451、活塞杆；49、螺母；5、提升泵；6、中间仓；7、输送软管；8、软管三通管；9、集矿车。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本专利技术实施例首先公开一种排放阀4，如图1-图3所示，排放阀4包括上部的排放法兰41及与其固定连接的支撑架44。排放法兰41上设置有中心通孔，支撑架44整体呈类似“门”形支撑结构，支撑架包括底板442、通孔441和支撑架固定孔443，底板442上开设有底板通孔441，支撑架44的底板442与排放法兰41之间设置有堵塞43，一施力杆的一端穿过上述支撑架44的底板442上的通孔441与堵塞43固定，在本实施例中，该施力杆为液压装置油缸45中的活塞杆451，通过液压油的液力驱动来带动堵塞43完成往复动作，进而完成排放阀4的开启和闭合。该油缸45插接在支撑架44上的通孔441中，并且用螺栓固定在支撑架44的底板442上。该活塞杆451的运动执行端部固定连接堵塞43，堵塞43上还设有至少两个套接孔431，本实施例中，在堵塞43的边缘设置4个套接孔431并且沿堵塞外沿周向均匀设置，相应数量的4个导向杆42经各该套接孔431固定在排放法兰41上，导向杆42的固定端采用螺纹固定连接，可选的，采用过盈配合固定连接。安装固定后，通孔441与排放法兰41的中心轴以及堵塞43的中心轴同轴，以确保排放阀4关闭后的密封性能。进一步，通过导向杆42与套接孔431的配合来对堵塞43的横向限位，能让活塞杆451避免承受深海作业时横向载荷或者其它冲击载荷，从而保护油缸45和活塞杆451，同时也使堵塞43的同轴对中性能更好。优选的，堵塞43的堵头为锥形结构的锥形堵头432，与之相对应的排放法兰41的中心孔上也有可与之贴合的锥形孔结构，本领域技术人员不难知道，由于锥形结构的存在，锥形堵头432与对应的排放法兰41中心孔能够在一定的同轴度误差情况下，保证良好的自动对中并紧密贴合的效果，从而锥形堵头432能与排放法兰41的中心孔密封贴合，保证输送系统工作时良好的密封性能。优选的，导向杆42距离排放法兰41的远端设置有行程调节部件，在本实施例中，该行程调节功能是通过导向杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排放阀，其特征在于，所述排放阀包括排放法兰及与其固定连接的支撑架，所述支撑架的底板上开设有通孔，所述支撑架的底板与所述排放法兰之间设置有堵塞，一施力杆的一端穿过所述支撑架底板上的通孔与所述堵塞固定，所述堵塞上还设有至少两个套接孔，所述套接孔在堵塞外沿周向均匀设置，相应数量的导向杆经各该套接孔与排放法兰固定，支撑架底板通孔与排放法兰的中心轴同轴。

【技术特征摘要】
1.一种排放阀，其特征在于，所述排放阀包括排放法兰及与其固定连接的支撑架，所述支撑架的底板上开设有通孔，所述支撑架的底板与所述排放法兰之间设置有堵塞，一施力杆的一端穿过所述支撑架底板上的通孔与所述堵塞固定，所述堵塞上还设有至少两个套接孔，所述套接孔在堵塞外沿周向均匀设置，相应数量的导向杆经各该套接孔与排放法兰固定，支撑架底板通孔与排放法兰的中心轴同轴。2.根据权利要求1所述的排放阀，其特征在于，所述堵塞包括锥形堵头，所述锥形堵头能与排放法兰的中心孔密封贴合。3.根据权利要求1所述的排放阀，其特征在于，所述导向杆距离所述排放法兰的远端设置有行程调节部件。4.根据权利要求3所述的排放阀，其特征在于，所述行程调节部件为螺母。5.根据权利要求4所述的排放阀，其特征在于，所述支撑架呈“门”型支撑结构。6.根据权利要求1所述的排放阀，其特征在于，所述施力杆为活塞杆，所述活塞杆的另一端连接液压装置的油缸。7.一种深海采矿系统，包括水面支持母船、扬矿泵管系统和水底集矿系统，所述水底集矿系统通过扬矿泵管...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，彭建平，程阳锐，李满红，刘成军，卢旭，唐红平，李秋华，李小艳，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43