[发明专利]一种模拟深海采矿海水波动对管道影响的实验装置

说明书

本发明涉及一种深海采矿实验设备。技术方案是：一种模拟深海采矿海水波动对管道影响的实验装置，其特征在于：该实验装置包括直立且通过第一管道相互连通的水罐与水箱，水箱的出口通过第二管道连通搅拌机；搅拌机的出口通过第六管道连通废水收集箱的同时，又通过第四管道连通实验离心泵的进口；实验离心泵的出口通过第五管道连通固液分离机输入口；固液分离机的液态出口正对着水箱进口，固液分离机的固态出口对准着竖直布置的颗粒箱；颗粒箱的出口连通竖直布置的第三管道以输出颗粒，并且通过三通阀旁通第二管道；所述实验离心泵由第一电机驱动。该实验装置可以模拟出海水的不同波动状况对管道及实验离心泵性能的影响。

技术领域

本发明涉及一种深海采矿实验设备，具体为模拟深海采矿海水波动对管道影响的实验装置。

背景技术

自上世纪60年代以来，世界大国越来越重视深海资源的勘探和开发。因此，对深海采矿水力提升系统的研究就变得十分有意义。采矿系统处于海洋环境中，其中扬矿管在自重、泵组和中继仓等重力的作用下，会承受很大的轴向载荷，同时会受到波浪、海流和采矿船的拖航等动载荷的作用，加剧了扬矿管的轴向负荷。扬矿管所受到的影响，会进一步对采矿系统中的提升泵的性能及提升效率产生影响。因此，研究海水波动对管道的影响，对提升深海采矿水力提升系统的工作效率具有重要作用。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提出一种模拟深海采矿海水波动对管道影响的实验装置；该实验装置可以模拟出海水的不同波动状况对管道及实验离心泵性能的影响。

本发明提供的技术方案是：一种模拟深海采矿海水波动对管道影响的实验装置，其特征在于：该实验装置包括直立且通过第一管道相互连通的水罐与水箱，水箱的出口通过第二管道连通搅拌机；搅拌机的出口通过第六管道连通废水收集箱的同时，又通过第四管道连通实验离心泵的进口；实验离心泵的出口通过第五管道连通固液分离机输入口；固液分离机的液态出口正对着水箱进口，固液分离机的固态出口对准着竖直布置的颗粒箱；颗粒箱的出口连通竖直布置的第三管道以输出颗粒，并且通过三通阀旁通第二管道；所述实验离心泵由第一电机驱动；

以上所有部件均固定在机架上；

此外，激振器通过弹簧安装在机架上，激振器又通过力学传感器作用于第五管道竖直段的外管壁，以模拟海水中扬矿硬管受到的波动影响；

实验离心泵的进出口部位分别设置进口压力传感器和出口压力传感器，以通过测得的压力计算出实验离心泵的性能曲线。

所述水箱进口安装着滤网。

所述第四管道与第六管道上分别安装着开关阀。

所述第一电机的电机轴轴线竖直布置。

所述第五管道上装有电磁流量计。

本发明的工作原理是：在水罐中注满水，同时在颗粒箱中放入颗粒，水通过第一管道进入水箱中，颗粒通过第三管道进入第二管道，与水一同进入搅拌机中。混合液通过第四管道进入实验泵中。泵的进出口均设有压力传感器，通过测得的压力来计算泵的性能曲线。在第五管道上设有激振器和电磁流量计，以此来模拟海水波动对管道的撞击。混合液通过第五管道进入固液分离机，其中水通过滤网进入水箱中，颗粒通过挤压螺杆进入颗粒箱中。固液两相得以分离。

本发明的有益效果是：本发明可以在实验室中直接研究深海采矿海水波动对管道的影响以及对实验离心泵性能的影响，还可以进行实验颗粒与水的分离与回收，从而节省大量人力物力，并且显著提高了研究工作效率。

附图说明

图1是本发明的系统布置结构示意图。