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...
【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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