本實(shí)用新型涉及海洋管道輸送技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置。

背景技術(shù)：

海洋環(huán)境是一個(gè)非常特殊的生態(tài)壞境，隨著水深的增加溫度逐漸降低，壓力逐漸增大，可見度逐漸減小，海水每加深10米，就會增加一個(gè)大氣壓，當(dāng)水深達(dá)到1000米甚至上萬米時(shí)，此時(shí)的水下環(huán)境對人類的開發(fā)利用活動(dòng)將產(chǎn)生極大的阻礙，因此在此特殊的環(huán)境條件下開展管道輸送技術(shù)，就要求設(shè)備簡單、實(shí)用、安全、可靠，并且最好無動(dòng)力需求。

隨著近年來對海洋礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的研究不斷深入，以及海洋開發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展，科學(xué)家紛紛把目光聚焦到廣闊而又神秘且蘊(yùn)藏非常豐富的深海甚至上萬米深海的未知領(lǐng)域。目前國內(nèi)外針對海底礦產(chǎn)資源的開采技術(shù)主要有鏈斗式、機(jī)械式、拖網(wǎng)、氣力管道提升、水力管道提升。鏈斗式適用于水深較小的近海，其對海底生態(tài)環(huán)境破壞很大、效率偏低；機(jī)械式則對動(dòng)力、定位要求很高，并且存在生產(chǎn)不連續(xù)、效率低，單次采集耗時(shí)長、接口對接難度大，隨著水深的增加難度增大的缺點(diǎn)；拖網(wǎng)為間斷式采集提升，單次采集提升耗時(shí)長、效率低、對海底生態(tài)環(huán)境破壞大；氣力管道提升和水力管道提升都具有生產(chǎn)連續(xù)性好、提升效率高、能適應(yīng)不同水深的采集輸送及應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)?？茖W(xué)界的研究成果表明水力管道提升方式是從海底取得礦產(chǎn)資源后運(yùn)輸?shù)胶Ｑ蟊砻娴淖罴逊绞?，而在海底苛刻環(huán)境下要求所使用的設(shè)備可靠、連續(xù)、簡單，那么針對這一特殊要求研制一臺可靠、高效、安全、連續(xù)、簡單的流化裝置就變得非常有意義和運(yùn)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，該顆粒自動(dòng)流化裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、自動(dòng)連續(xù)、快速高效、無動(dòng)力需求和適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置,包括混合管，所述混合管設(shè)有進(jìn)水口、進(jìn)料口和輸出口，所述進(jìn)水口連接有用于向混合管供給水的給水機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)料口連接有用于向混合管供給固體顆粒的給料機(jī)構(gòu)，所述輸出口與所述海洋管道輸送系統(tǒng)的提升機(jī)構(gòu)相連。

上述的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，優(yōu)選的，所述混合管的進(jìn)料口設(shè)有吸入倉，所述吸入倉與給料機(jī)構(gòu)相連。

上述的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，優(yōu)選的，所述吸入倉通過軟管與給料機(jī)構(gòu)連接。

上述的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，優(yōu)選的，所述給料機(jī)構(gòu)包括進(jìn)料管和位于進(jìn)料管下方的減速倉，所述進(jìn)料管通過焊接法蘭與所述減速倉的進(jìn)口連接，減速倉的出口與軟管連接。

上述的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，優(yōu)選的，進(jìn)料管的中心線與減速倉的中心線重合。

上述的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，優(yōu)選的，所述減速倉的內(nèi)壁上設(shè)有兩塊延伸至吸入倉內(nèi)腔中的導(dǎo)板，各導(dǎo)板自減速倉的內(nèi)壁向吸入倉內(nèi)腔的中間位置延伸。

上述的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，優(yōu)選的，所述給水機(jī)構(gòu)包括流量調(diào)節(jié)閥門和進(jìn)水管，所述流量調(diào)節(jié)閥門安裝在進(jìn)水管的一端，進(jìn)水管的另一端與混合管連接。

上述的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，優(yōu)選的，所述流量調(diào)節(jié)閥門上安裝有控制流量調(diào)節(jié)閥門開度的控制器，所述進(jìn)水管內(nèi)安裝有壓力傳感器，所述控制器與壓力傳感器通過信號線連接。

上述的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，優(yōu)選的，所述提升機(jī)構(gòu)包括提升泵以及依次連接的提升管、連接彎管、輸送管和泵入口管，所述提升管與混合管的輸出口連接，所述泵入口管與提升泵的入口連接。

上述的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，優(yōu)選的，所述混合管的中心線和提升管的中心線重合，所述輸送管的中心線與泵入口管的中心線重合，流量調(diào)節(jié)閥門的中心線、進(jìn)水管的中心線與混合管的中心線重合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置安裝于管道輸送系統(tǒng)底部，在工作前，操作人員可以在母船上安裝好后下放到既定水深，也可以搭載在水下機(jī)械手臂或潛水器上待管道輸送系統(tǒng)連接好后再進(jìn)行水下安裝。在海底進(jìn)行采集輸送礦物時(shí)，預(yù)先將該適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置和管道輸送系統(tǒng)安裝于預(yù)定水深的水域，然后利用運(yùn)輸泵所產(chǎn)生的上升流作為動(dòng)力帶動(dòng)管道輸送系統(tǒng)內(nèi)的流體向上提升，進(jìn)而帶動(dòng)該適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置開始自動(dòng)工作：大量水流通過給水機(jī)構(gòu)從混合管的進(jìn)水口的進(jìn)入到混合管內(nèi)，固體顆粒（礦物）通過給料機(jī)構(gòu)從混合管的進(jìn)料口進(jìn)入到混合管內(nèi)，固體顆粒與水流在混合管中混合后在水流的帶動(dòng)下從混合管的輸出口輸出并到達(dá)提升機(jī)構(gòu)，然后進(jìn)行后續(xù)輸送作業(yè)。該適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置無需動(dòng)力要求，通過運(yùn)輸泵提升流體帶動(dòng)進(jìn)行連續(xù)不間斷地輸送混料（礦物與水流的混合物），適用于極端環(huán)境的礦物流化，其可按需求制作成不同的規(guī)格，具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、自動(dòng)連續(xù)、快速高效、無動(dòng)力需求和適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例說明：

1、給料機(jī)構(gòu)；11、進(jìn)料管；12、減速倉；13、焊接法蘭；14、導(dǎo)板；2、給水機(jī)構(gòu)；21、流量調(diào)節(jié)閥門；22、進(jìn)水管；23、控制器；24、壓力傳感器；25、信號線；3、混合管；31、吸入倉；32、軟管；4、提升機(jī)構(gòu)；41、提升管；42、連接彎管；43、輸送管；44、泵入口管。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)施例的適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置，包括混合管3，混合管3設(shè)有進(jìn)水口、進(jìn)料口和輸出口，進(jìn)水口連接有用于向混合管3供給水的給水機(jī)構(gòu)2，進(jìn)料口連接有用于向混合管3供給固體顆粒的給料機(jī)構(gòu)1，輸出口與海洋管道輸送系統(tǒng)的提升機(jī)構(gòu)4相連。該適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置安裝于管道輸送系統(tǒng)底部，在工作前，操作人員可以在母船上安裝好后下放到既定水深，也可以搭載在水下機(jī)械手臂或潛水器上待管道輸送系統(tǒng)連接好后再進(jìn)行水下安裝。在海底進(jìn)行采集輸送礦物時(shí)，預(yù)先將該適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置和管道輸送系統(tǒng)安裝于預(yù)定水深的水域，然后利用運(yùn)輸泵所產(chǎn)生的上升流作為動(dòng)力帶動(dòng)管道輸送系統(tǒng)內(nèi)的流體向上提升，進(jìn)而帶動(dòng)該適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置開始自動(dòng)工作：大量水流通過給水機(jī)構(gòu)2從混合管3的進(jìn)水口的進(jìn)入到混合管3內(nèi)，固體顆粒（礦物）通過給料機(jī)構(gòu)1從混合管3的進(jìn)料口進(jìn)入到混合管3內(nèi)，固體顆粒與水流在混合管3中混合后在水流的帶動(dòng)下從混合管3的輸出口輸出并到達(dá)提升機(jī)構(gòu)4，然后進(jìn)行后續(xù)輸送作業(yè)。該適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置無需動(dòng)力要求，通過運(yùn)輸泵提升流體帶動(dòng)進(jìn)行連續(xù)不間斷地輸送混料（礦物與水流的混合物），適用于極端環(huán)境的礦物流化，其可按需求制作成不同的規(guī)格，具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、自動(dòng)連續(xù)、快速高效、無動(dòng)力需求和適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)施例中，混合管3的進(jìn)料口設(shè)有吸入倉31，吸入倉31與給料機(jī)構(gòu)1相連，給料機(jī)構(gòu)1中的固體顆粒通過吸入倉31進(jìn)入混合管3。吸入倉31可以消除給料機(jī)構(gòu)1給料過程中形成的局部料栓對混合管3內(nèi)固液混合的影響。

進(jìn)一步的，吸入倉31通過軟管32與給料機(jī)構(gòu)1連接，軟管32可以抵消一定范圍內(nèi)管道的震動(dòng)和擺動(dòng)。

本實(shí)施例中，給料機(jī)構(gòu)1包括進(jìn)料管11和減速倉12，減速倉12位于進(jìn)料管11的下方，進(jìn)料管11通過焊接法蘭13與減速倉12的進(jìn)口連接，減速倉12的出口與軟管32通過連接法蘭連接，進(jìn)料管11的中心線與減速倉12的中心線重合，可以避免固體顆粒觸碰，避免造成顆粒局部聚集。礦物先從進(jìn)料管11進(jìn)入減速倉12內(nèi)，再進(jìn)入到軟管32內(nèi)。礦物輸送速度在減速倉12中得到減小，減小了固體顆粒的沖擊作用，從而減小了礦物輸送引起的減速倉12的震動(dòng)和擺動(dòng)。

本實(shí)施例中，減速倉12的內(nèi)壁上設(shè)有兩塊延伸至吸入倉31內(nèi)腔中的導(dǎo)板14，各導(dǎo)板14自減速倉12的內(nèi)壁向吸入倉31內(nèi)腔的中間位置延伸，從而可將固體顆粒導(dǎo)向吸入倉31的中間位置，使得固體顆粒的輸送更為順暢，避免固體顆粒貼壁效應(yīng)。

本實(shí)施例中，給水機(jī)構(gòu)2包括流量調(diào)節(jié)閥門21和進(jìn)水管22，流量調(diào)節(jié)閥門21安裝在進(jìn)水管22的一端，進(jìn)水管22的另一端與混合管3連接，流量調(diào)節(jié)閥門21的中心線、進(jìn)水管22的中心線與混合管3的中心線重合，有利于液體直接進(jìn)入混合管，減少能量損失。水流從流量調(diào)節(jié)閥門21進(jìn)入后經(jīng)過進(jìn)水管22流到混合管3內(nèi)。該適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置在安裝時(shí)，流量調(diào)節(jié)閥門21為敞開狀態(tài)。

進(jìn)一步的，流量調(diào)節(jié)閥門21上安裝有控制流量調(diào)節(jié)閥門21開度的控制器23，進(jìn)水管22內(nèi)安裝有壓力傳感器24，控制器23與壓力傳感器24通過信號線25連接。當(dāng)壓力傳感器24探測到進(jìn)水管22內(nèi)的壓力變小時(shí)，將信息通過信號線25傳輸給控制器23，控制器23增加流量調(diào)節(jié)閥門21的開度；當(dāng)壓力傳感器24探測到進(jìn)水管22內(nèi)的壓力大于預(yù)設(shè)值時(shí)，通過控制器23減小流量調(diào)節(jié)閥門21的開度，具有自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)施例中，提升機(jī)構(gòu)4包括提升泵以及依次連接的提升管41、連接彎管42、輸送管43和泵入口管44，提升管41與混合管3的輸出口連接，泵入口管44與提升泵的入口連接。

提升泵開始工作時(shí)，帶動(dòng)混合管3中的混流流入到提升管41內(nèi)，再依次經(jīng)過連接彎管42、輸送管43后到達(dá)泵入口管44，通過泵入口管44后再進(jìn)行后續(xù)運(yùn)輸作業(yè)。

本實(shí)施例中，混合管3的中心線和提升管41的中心線重合，輸送管43的中心線與泵入口管44的中心線重合，有利于固液漿體的輸送，減小對管道邊壁的摩擦，避免不必要的能量損失。

本實(shí)施例的母船通過信號線纜與該適用于海洋管道輸送系統(tǒng)的顆粒自動(dòng)流化裝置進(jìn)行信息、數(shù)據(jù)交換及即時(shí)監(jiān)控，必要時(shí)可通過人為操作來控制流量調(diào)節(jié)閥門21。

以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例。對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)構(gòu)思前提下所得到的改進(jìn)和變換也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。