一种深海钨矿输送用混合仓及深海钨矿采集输送系统技术方案

本发明专利技术提出了一种深海钨矿输送用混合仓及深海钨矿采集输送系统。本发明专利技术的混合仓包括仓体和混合搅拌器，混合搅拌器包括驱动电机、旋转轴和搅拌桨，驱动电机设置于仓体的外部，旋转轴设置于仓体的内部，与驱动电机连接；搅拌桨设置于旋转轴上，搅拌桨包括设置于搅拌桨底部的锚带式搅拌桨和设置于搅拌桨侧面上的螺杆式搅拌桨。本发明专利技术的混合仓在底部锚带式搅拌桨和侧面螺杆式搅拌桨的作用下，实现了矿石颗粒、海水和增粘剂三者的全方面混合，混合均匀，不会出现物料堆积死角，混合之后形成的混合流体作为一个整体进行输送，实现了混合流体的顺畅输送；这种混合仓结构简单，成本低，检修和更换方便，提高了深海钨矿采集输送系统的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种深海钨矿输送用混合仓及深海钨矿采集输送系统
本专利技术涉及深海采矿设备的
，特别是指一种深海钨矿输送用混合仓及使用该混合仓的深海钨矿采集输送系统。
技术介绍
随着世界工业化进程的飞速发展，陆地资源日渐枯竭；然而，海洋中蕴含有丰富的矿产资源，这些矿产资源具有很好的发展前景。钨作为一种稀有的战略金属，是当今高新技术材料中的重要组成部分。研究表明，我国作为钨资源大国，钨含量占据全世界钨资源储量的66％，并且，海洋中钨矿含量丰富；因此，如何高效安全地从深海中采集并输送钨矿具有重要的研究意义。目前，普遍应用于深海矿物开采的技术为矿浆泵管道水力提升系统，矿浆泵是这种系统的关键设备之一，矿浆泵的结构复杂，制造成本高，迄今为止只有德国、日本和中国可以研制出深海采矿的矿浆泵，并且，由于矿石颗粒会对矿浆泵造成磨损，磨损后的矿浆泵维修和更换困难，使这种矿浆泵管道水力提升系统不能安全可靠的运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种深海钨矿采集输送系统，解决了现有技术中深海钨矿开采技术由于矿浆泵的结构复杂以及制造成本高导致其维修和更换困难从而影响其安全运行性能的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是这样实现的：在一个方面，本专利技术的一种深海钨矿输送用混合仓，包括仓体和混合搅拌器；所述仓体上分别设有矿石进料口、海水进料口、增粘剂进料口和混合流体出料口，所述矿石进料口用于矿石进料，所述海水进料口用于海水进料，所述增粘剂进料口用于增粘剂进料，所述混合流体出料口用于将矿石、海水和增粘剂混合后形成的混合流体出料；所述混合搅拌器包括驱动电机、旋转轴和搅拌桨；所述驱动电机设置于所述仓体的外部，用于提供旋转运动的驱动力；所述旋转轴设置于所述仓体的内部，与所述驱动电机连接；所述搅拌桨设置于所述旋转轴上，随着所述旋转轴一起进行旋转运动，所述搅拌桨包括锚带式搅拌桨和螺杆式搅拌桨；所述锚带式搅拌桨设置于所述搅拌桨的底部；所述螺杆式搅拌桨设置于所述搅拌桨的侧面上。本专利技术在混合仓的内部设置了混合搅拌器，混合搅拌器由位于旋转轴底部的锚带式搅拌桨和位于旋转轴侧面的螺杆式搅拌桨组成，在锚带式搅拌桨和螺杆式搅拌桨的配合作用下，从仓体的底部和四周对矿石颗粒、海水和增粘剂进行全方位搅拌，实现了矿石颗粒、海水和增粘剂三者的全方面混合，混合效果好，均匀一致，不会出现物料堆积死角；增粘剂添加可以对海水增粘从而提高输送效率，这种混合仓实现了矿石颗粒、海水和增粘剂三者的有效混合，混合之后形成均一的混合流体，作为一个整体进行输送，实现了混合流体的顺畅输送；这种混合仓结构简单，成本低，检修和维护方便，更换容易，提高了深海钨矿采集输送系统的安全性和可靠性。作为一种优选的实施方案，所述螺杆式搅拌桨为多数个并与所述旋转轴垂直连接，多个所述螺杆式搅拌桨沿所述旋转轴的轴向间隔交错排列；优选地，相邻的两个所述螺杆式搅拌桨的螺线方向相反。在仓体的不同深度处均设置了螺杆式搅拌桨，并且，螺杆式搅拌桨在仓体的周向上均匀分布，使仓体不同深度不同角度处均设置了螺杆式搅拌桨，这种螺杆式搅拌桨对仓体内的矿石颗粒、海水和增粘剂实现全方位的搅拌，充分避免了出现物料堆积死角，也不会出现涡流死角，提高了混合流体的均匀性；相邻的两个螺杆式搅拌桨的螺线方向相反，使临近区域的混合流体沿着相反的方向搅拌，增加了混合流体的扰动效果，使其混合更加均匀。作为一种优选的实施方案，所述螺杆式搅拌桨包括螺杆和设置在所述螺杆上的螺旋叶片，所述螺杆式搅拌桨的螺杆直径d、螺旋升角α和螺距S之间的关系为：这种设置的螺杆式搅拌桨更加适合于高粘性的流体，螺杆式搅拌桨在轴向方向上以一定距离和角度交错排列并且相邻搅拌桨的螺线方向相反可对混合仓内混合流体搅拌更加均匀。作为一种优选的实施方案，所述锚带式搅拌桨包括水平杆和设置在所述水平杆两端的两个竖直杆，两个所述竖直杆之间设有弧形桨，所述弧形桨向着所述竖直杆的外侧凸出；优选地，所述弧形桨包括第一弧形桨和第二弧形桨，所述第一弧形桨和所述第二弧形桨的曲线方向相反。锚带式搅拌桨安装在旋转轴的底部，这种锚带式搅拌桨可使混合流体在仓体底部形成轴向流，尤其适用于高粘度流体，其中，两个竖直杆绕中间轴做圆周运动，从而带动竖直杆周围混合液体做圆周运动，运动的液体并把混合仓内壁的静止层搅拌下来，减少其残留；竖直杆之间设置的两种曲线方向相反的弧形桨可以使此区域的混合流体在圆周运动的基础上形成螺旋向下的轴向运动，使其更容易流向底部的混合流体出料口，从而使混合流体输送至出料管。作为一种优选的实施方案，所述第一弧形桨为多个，多个所述第一弧形桨平行设置；所述第二弧形桨也为多个，多个所述第二弧形桨平行设置；所述第一弧形桨的首部与所述第二弧形桨的尾部连接，所述第一弧形桨的尾部与所述第二弧形桨的首部连接。锚带式搅拌桨这种设置的桨叶，增加了搅拌半径，增多了搅拌方向，曲线方向相反的弧形桨可以有效地消除中间轴附近的混合死区，增强其混合作用并带动此区域的混合流体形成螺旋向下的轴向运动，增强了扰动作用，提高了搅拌效果，使混合流体更容易流向混合仓底部的混合流体出料口。作为一种优选的实施方案，所述仓体包括外壳、内壳以及设置于所述外壳和所述内壳之间的储水层，所述外壳上设有海水进水口，所述内壳上设有射流孔；所述射流孔为多数个，多数个所述射流孔沿所述内壳的表面呈均匀分布。本专利技术在钨矿(即矿石颗粒)、海水和增粘剂混合时，还可以通过射流孔使海水射流进入仓体的内部，使得混合更加均匀；钨矿(即矿石颗粒)输送完毕之后，关闭增粘剂和矿石输送管道，还可以通过射流孔的射流作用对仓体的内壁以及混合搅拌器进行清洗，提高了混合仓的使用性能，延长了混合仓的检修时间。作为一种优选的实施方案，所述仓体上还设有海水排出口，所述增粘剂进料口上设有过滤网，所述海水进料口上也设有过滤网。本专利技术的混合仓内可以添加增粘剂，使用增粘剂对矿石颗粒和海水混合物进行增粘，可增大钨矿颗粒在混合流体中所受的流动曳力，使其在输送过程中不易回落造成堵塞；本专利技术在增粘剂添加的时候需要过滤网以除去增粘剂中的杂质，防止杂质混入混合流体；同时，海水在添加到混合仓时也先通过过滤网过滤，防止海水中的泥沙和植物杂质进入混合流体，以提高混合流体的纯度。另外，本专利技术中混合仓的仓体上的海水排出口用于排出储水层中剩余的海水；本专利技术中混合仓在清洗的过程中，在混合仓的仓体和储水层中同时输入海水，混合搅拌器开始工作，在射流孔以及锚带式搅拌桨和螺杆式搅拌桨的作用下对仓体的内部和混合搅拌器进行清理，清理后的废水在海水压力下再次经过混合流体出料口输送至出料管并连同主料被输送至海平面上，从而进行后续处理，避免对海水造成污染，保护环境。在另一个方面，本专利技术的一种深海钨矿采集输送系统，包括输送器、混合仓和储料仓；所述输送器的第一端与采矿车连接，用于输送采矿车采集的钨矿，所述输送器为螺旋输送器；所述混合仓为根据上面任意一项所述的深海钨矿输送用混合仓，所述矿石进料口与所述输送器的第二端相连，所述海水进料口连接有输送泵，所述增粘剂进料口连接有用于输送增粘剂的输料管，所述混合流体出料口连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深海钨矿输送用混合仓，其特征在于，包括：/n仓体，所述仓体上分别设有矿石进料口、海水进料口、增粘剂进料口和混合流体出料口，所述矿石进料口用于矿石进料，所述海水进料口用于海水进料，所述增粘剂进料口用于增粘剂进料，所述混合流体出料口用于将矿石、海水和增粘剂混合后形成的混合流体出料；/n混合搅拌器，包括：/n驱动电机，设置于所述仓体的外部，用于提供旋转运动的驱动力；/n旋转轴，设置于所述仓体的内部，与所述驱动电机连接；/n搅拌桨，设置于所述旋转轴上，随着所述旋转轴一起进行旋转运动，包括：/n锚带式搅拌桨，设置于所述搅拌桨的底部；/n螺杆式搅拌桨，设置于所述搅拌桨的侧面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种深海钨矿输送用混合仓，其特征在于，包括：
仓体，所述仓体上分别设有矿石进料口、海水进料口、增粘剂进料口和混合流体出料口，所述矿石进料口用于矿石进料，所述海水进料口用于海水进料，所述增粘剂进料口用于增粘剂进料，所述混合流体出料口用于将矿石、海水和增粘剂混合后形成的混合流体出料；
混合搅拌器，包括：
驱动电机，设置于所述仓体的外部，用于提供旋转运动的驱动力；
旋转轴，设置于所述仓体的内部，与所述驱动电机连接；
搅拌桨，设置于所述旋转轴上，随着所述旋转轴一起进行旋转运动，包括：
锚带式搅拌桨，设置于所述搅拌桨的底部；
螺杆式搅拌桨，设置于所述搅拌桨的侧面上。


2.根据权利要求1所述的深海钨矿输送用混合仓，其特征在于：
所述螺杆式搅拌桨为多数个并与所述旋转轴垂直连接，多个所述螺杆式搅拌桨沿所述旋转轴的轴向间隔交错排列；
优选地，相邻的两个所述螺杆式搅拌桨的螺线方向相反。


3.根据权利要求1所述的深海钨矿输送用混合仓，其特征在于：
所述螺杆式搅拌桨包括螺杆和设置在所述螺杆上的螺旋叶片，所述螺杆式搅拌桨的螺杆直径d、螺旋升角α和螺距S之间的关系为：


4.根据权利要求1所述的深海钨矿输送用混合仓，其特征在于：
所述锚带式搅拌桨包括水平杆和设置在所述水平杆两端的两个竖直杆，两个所述竖直杆之间设有弧形桨，所述弧形桨向着所述竖直杆的外侧凸出；
优选地，所述弧形桨包括第一弧形桨和第二弧形桨，所述第一弧形桨和所述第二弧形桨的曲线方向相反。


5.根据权利要求4所述的深海钨矿输送用混合仓，其特征在于：
所述第一弧形桨为多个，多个所述第一弧形桨平行设置；所述第二弧形桨也为多个，多个所述第二弧形桨平行设置；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，李安萌，王振波，许伟伟，刘兆增，孙治谦，巩志强，朱丽云，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37