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一种深海采矿垂直提升实验装置制造方法及图纸

技术编号:35524349 阅读:21 留言:0更新日期:2022-11-09 14:45
本实用新型专利技术公开了一种深海采矿垂直提升实验装置,包括输送泵、竖直管、进水管和回流管,所述输送泵、进水管、竖直管和回流管依次连通成循环的回路,所述输送泵向所述进水管泵送水和矿石,所述进水管的上方设有第一料斗,所述第一料斗通过第一进料管与所述进水管连通,所述第一进料管的上端和下端均设有第一阀门,两个所述第一阀门之间设有第一水平管,所述第一水平管和回流管的顶部设有空气阀,所述第一水平管的进水端通过旁通管与所述进水管连通,所述旁通管设有的第二阀门。本实用新型专利技术能够在水流稳定后再向管道内加入矿石,在低浓度矿浆试验后通过第一料斗加入矿石,接着进行高浓度矿浆试验,不需要将设备停掉。不需要将设备停掉。不需要将设备停掉。

【技术实现步骤摘要】
一种深海采矿垂直提升实验装置


[0001]本技术涉及采矿提升实验
,特别涉及一种深海采矿垂直提升实验装置。

技术介绍

[0002]深海采矿中需要利用泵体将矿浆从海洋深处输送至水面上方,在输送的过程中矿石在管道内的流动分布等因素会影响矿石的开采。因此需要对矿浆在竖直管内的流动状态进行研究,分析矿石颗粒的基本流体性能,例如沉降速度,流动分布,压力分布和颗粒浓度变化等。现有技术在分析矿石的流体性能时,先在封闭的循环管道内放入矿石形成矿浆后,利用水泵推动矿浆流动并观察矿石的流体性能。在初始状态下矿石沉降在底部,直接利用水泵推动矿石流动,导致初始状态下水泵受到的阻力大大增加,易于损坏水泵。并在对低浓度的矿浆试验后,如果需要对高浓度的矿浆进行试验,需要将设备停止后再加入矿石,试验效率低下。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术,本技术在于提供一种深海采矿垂直提升实验装置,能够在水流稳定后再向管道内加入矿石,在低浓度矿浆试验后通过第一料斗加入矿石,接着进行高浓度矿浆试验,不需要将设备停掉。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的:
[0005]一种深海采矿垂直提升实验装置,包括输送泵、竖直管、进水管和回流管,所述输送泵、进水管、竖直管和回流管依次连通成循环的回路,所述输送泵向所述进水管泵送水和矿石,所述进水管的上方设有第一料斗,所述第一料斗通过第一进料管与所述进水管连通,所述第一进料管的上端和下端均设有第一阀门,两个所述第一阀门之间设有第一水平管,所述第一水平管和回流管的顶部设有空气阀,所述第一水平管的进水端通过旁通管与所述进水管连通,所述旁通管设有的第二阀门。
[0006]进一步的,还包括两个第二料斗,所述第二料斗分别与第二进料管连通,所述第二进料管的上端和下端均设有第三阀门,两个第二进料管的下端与下Y 形管连通,所述下Y形管的下端设有与进水管连通的第四阀门,两个所述第二进料管的中部与上Y形管连通,所述上Y形管与第二水平管连通,所述第二水平管设有空气阀,所述第二水平管的进水端与所述旁通管连通,所述旁通管设有第五阀门。
[0007]进一步的,所述竖直管高度为8~12m,所述竖直管由上至下分为三个观察区,所述竖直管的上端或者下端设有温度传感器和流量传感器,每个所述观察区设有电导率浓度传感器和图像采集器,所述温度传感器、流量传感器、电导率浓度传感器和图像采集器均与数据采集器信号连接,所述数据采集器与计算机信号连接。
[0008]进一步的,所述竖直管为透明聚氯乙烯PVC管或者有机玻璃管,图像采集器包括高速摄影机和LED灯,所述竖直管的侧面设有所述高速摄影机,所述高速摄影机的对侧设有所
述LED灯。
[0009]进一步的,所述电导率浓度传感器为环形电导率传感器。
[0010]进一步的,所述输送泵为离心泵。
[0011]进一步的,所述竖直管包括上管道和下管道,所述上管道和下管道通过连接头连接,所述连接头内设有金属网筛,所述金属网筛位于中间观察区内的所述高速摄影机与LED灯之间。
[0012]本技术的有益效果在于:
[0013](1)输送泵工作时驱动管道内的水流动,待管道内的水流速达到预设值,并且管道内的流速稳定后,再将第一进料管内的矿石颗粒带走,进入管道内循环流动起来。在进行低浓度矿浆试验后,可以再次加入矿石进行高浓度的矿浆试验,不需要将设备停下后再加入矿浆。
[0014](2)在试验的过程中由于矿石随着水流一起流动,从而在循环的过程中能够保持矿石数量的稳定,在竖直管内观察到的矿石分布状态稳定,避免矿石数量逐渐减小的导致观察值不准确。
[0015](3)在试验的过程中,当管道内存在空气时能够通过空气阀排出,保持管道内充满液体,促进水流的稳定性,避免气泡随着水流流动影响试验观测,当管内液体充满管道时阀门能够自动关闭,不允许液体泄入大气。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的优选实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本技术实施例1一种深海采矿垂直提升实验装置的结构示意图;
[0018]图2为本技术实施例2一种深海采矿垂直提升实验装置的结构示意图;
[0019]图中,1输送泵,2竖直管,3进水管,4回流管,5第一料斗,6第一进料管,7第一阀门,8第一水平管,9空气阀,10旁通管,11第二阀门,12第二料斗,13第二进料管,14第三阀门,15下Y形管,16第四阀门,17上Y形管, 18第二水平管,19第五阀门,20温度传感器,21电导率浓度传感器,22流量传感器,23图像采集器,24数据采集器,25计算机,26高速摄影机,27LED 灯,28上管道,29下管道,30连接头,31金属网筛。
具体实施方式
[0020]为了更好理解本技术
技术实现思路
,下面提供具体实施例,并结合附图对本技术做进一步的说明。
[0021]实施例1
[0022]参见图1,一种深海采矿垂直提升实验装置,包括输送泵1、竖直管2、进水管3和回流管4,所述输送泵1、进水管3、竖直管2和回流管4依次连通成循环的回路,所述输送泵1向所述进水管3泵送水和矿石,所述进水管3的上方设有第一料斗5,所述第一料斗5通过第一进料管6与所述进水管3连通,所述第一进料管6的上端和下端均设有第一阀门7,两个所述
第一阀门7之间设有第一水平管8,所述第一水平管8和回流管4的顶部设有空气阀9,所述第一水平管8的进水端通过旁通管10与所述进水管3连通,所述旁通管10设有的第二阀门11。
[0023]输送泵1工作时驱动管道内的水流动,待管道内的水流速达到预设值,并且管道内的流速稳定后。开启第一进料管6上端的第一阀门7,第一料斗5内的矿石落入到第一进料管6内,接着将该第一阀门7关闭。接着开启第一进料管6 下端的第二阀门11和旁通管10上的第二阀门11,在输送泵1的作用下水流经过第一进料管6,并将第一进料管6内的矿石颗粒带走,进入管道内循环流动起来。如果需要再次加入矿石,可以将第一进料管6下端的第二阀门11和旁通管 10上的第二阀门11关闭,然后开启第一进料管6上端的第一阀门7,让第一料斗5内的矿石落入到第一进料管6内,接着关闭第一进料管6上端的第一阀门7,开启第一进料管6下端的第二阀门11和旁通管10上的第二阀门11。本技术可以通过料斗将入矿石,操作方便,并且在输送泵1的驱动下矿石和回流在管路内循环流动,方便观察矿石在竖直管2内的运动状态。在加入矿石之前,水循环不经过矿石所在的竖直管2和第一料斗5,能够获得稳定的水流再加入矿石。在矿石随着水流动的流道单一,输送泵1设置在流道内容易控制水流的速度,方便控制水流的速度和稳定。在进行试验的过程中,需要进行矿石数量更高的试验,能够再次通过料斗加入矿石,能本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深海采矿垂直提升实验装置,其特征在于,包括输送泵、竖直管、进水管和回流管,所述输送泵、进水管、竖直管和回流管依次连通成循环的回路,所述输送泵向所述进水管泵送水和矿石,所述进水管的上方设有第一料斗,所述第一料斗通过第一进料管与所述进水管连通,所述第一进料管的上端和下端均设有第一阀门,两个所述第一阀门之间设有第一水平管,所述第一水平管和回流管的顶部设有空气阀,所述第一水平管的进水端通过旁通管与所述进水管连通,所述旁通管设有的第二阀门。2.根据权利要求1所述的一种深海采矿垂直提升实验装置,其特征在于,还包括两个第二料斗,所述第二料斗分别与第二进料管连通,所述第二进料管的上端和下端均设有第三阀门,两个第二进料管的下端与下Y形管连通,所述下Y形管的下端设有与进水管连通的第四阀门,两个所述第二进料管的中部与上Y形管连通,所述上Y形管与第二水平管连通,所述第二水平管设有空气阀,所述第二水平管的进水端与所述旁通管连通,所述旁通管设有第五阀门。3.根据权利要求1所述的一种深海采矿垂直提升实验装置,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:马文彬沈义俊杜燕连李萌张凯瑞
申请(专利权)人:海南大学
类型:新型
国别省市:

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