CN102562614B - 大颗粒无堵塞双流道泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大颗粒无堵塞双流道泵，包括泵外套管以及设于泵外套管中的双轴潜水电机、主叶轮、辅助叶轮，主叶轮和辅助叶轮分别连接于双轴潜水电机的两端，泵外套管与双轴潜水电机之间设有内环形通道，泵外套管的外侧设有外环形通道，在靠近主叶轮的一端和靠近辅助叶轮的一端，内环形通道与外环形通道之间均设有连通部。本发明具有结构紧凑、成本较低、操作简便等优点，能够满足大颗粒垂直管道水力输送的要求，可以解决流道堵塞问题。

Description

大颗粒无堵塞双流道泵

技术领域

本发明主要涉及到泵送设备领域，特指一种主要适用于深海采矿、水力输煤及陆基水下采矿的垂直管道水力输送的大颗粒无堵塞双流道泵。

背景技术

在深海采矿技术中，海底集矿机构采集的深海矿产资源（如大洋多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等）经破碎机破碎后，采用垂直管道通过泵提升到水面船舶上。破碎后的深海矿产资源粒度一般在≤50mm，输送体积浓度为5～20%，如采用传统的水下泥浆泵输送是难以满足要求的。

深海矿产资源（如大洋多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等）属大颗粒的范畴，大颗粒无堵塞泵之所以用于深海采矿***，是因为它的特点应具备高扬程、低流量、大功率和通过大颗粒等优点；同时电机需要具有密封耐压、绝缘和防止海水腐蚀的能力。显然，这种在高压海水下作业潜水电泵的研制是一项难度大的高新技术。

在国内、外深海采矿大颗粒垂直管道水力输送技术中，均有从业者对大颗粒无堵塞泵的进行开发研制。但现有的大颗粒无堵塞泵中，其泵流道设计却存在缺陷，在颗粒矿浆提升试验中出现了泵堵塞现象，造成泵堵塞的主要原因是泵内的环形格栅流道。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构紧凑、成本较低、操作简便、能够满足大颗粒垂直管道水力输送的要求、并可以解决流道堵塞问题的大颗粒无堵塞双流道泵。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种大颗粒无堵塞双流道泵，包括泵外套管以及设于泵外套管中的双轴潜水电机、主叶轮、辅助叶轮，所述主叶轮和辅助叶轮分别连接于双轴潜水电机的两端，所述泵外套管与双轴潜水电机之间设有内环形通道，所述泵外套管的外侧设有外环形通道，在靠近主叶轮的一端和靠近辅助叶轮的一端，所述内环形通道与外环形通道之间均设有连通部。

作为本发明的进一步改进：

所述内环形通道与外环形通道之间的连通部设有环形隔板，所述环形隔板上开设有导流孔。

所述泵外套管的两端分设有入口法兰和出口法兰。

所述内环形通道与外环形通道于靠近入口法兰的位置处和靠近主叶轮的位置处连通。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的大颗粒无堵塞双流道泵，删除了现有技术中的环形格栅流道，在双轴潜水电机的下端轴增加了一个辅助叶轮并设置外环行通道；当泵工作时，双轴潜水电机下端轴的辅叶轮将内环形通道上部的浑水经导流孔由外环形通道上部输送到内环形通道下部，以便增加内环形通道的矿浆流量，使得内环形通道流速符合输送要求，以满足大颗粒垂直管道水力输送的要求，这样可以解决大颗粒输送在泵内的环形格栅流道堵塞问题。本发明可适用于大洋多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等深海矿产资源，在深海采矿技术中具有很好的工业应用前景，同时可以拓展到水力输煤及陆基水下采矿等领域。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中I处的放大结构示意图。

图例说明：

    1、入口法兰；2、辅助叶轮；3、外环形通道；4、内环形通道；5、双轴潜水电机；6、泵外套管；7、主叶轮；8、出口法兰；9、环形隔板；10、导流孔。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的大颗粒无堵塞双流道泵，采用套管式整体结构，包括泵外套管6以及套设于泵外套管6中的双轴潜水电机5、主叶轮7、辅助叶轮2，泵中的空间导叶承受泵压力及泵与电机的重量，泵外套管6承受外加静载荷及动载荷。主叶轮7和辅助叶轮2分别连接于双轴潜水电机5的两端，辅助叶轮2靠近泵的入口端，主叶轮7靠近泵的出口端。泵外套管6与双轴潜水电机5之间设有内环形通道4，泵外套管6的外侧套设有外环形通道3，在靠近主叶轮7的一端和靠近辅助叶轮2的一端，内环形通道4与外环形通道3之间均设有连通部。通过设置辅助叶轮2，增加了内环形通道4的流量，大颗粒矿浆由主叶轮7输送进入主提升管道，而浑水在内环形通道4和外环形通道3循环使用。尽管内环形通道4的过流面积大，但输送流速并不降低，满足了矿浆输送流速的要求。由于内环形通道4与外环形通道3的过流面积将直接影响输送流速，要获得输送流速，先确定内环形通道4的过流面积，该过流面积由矿浆滑移速度试验确定，再通过外环形通道3过流面积，该过流面积的流速是为了进一步增加内环形通道4的矿浆滑移速度，使得矿浆速度满足输送流速要求。

本实施例中，内环形通道4与外环形通道3之间的连通部设有环形隔板9，环形隔板9上开设有导流孔10。

本实施例中，泵外套管6的两端分设有入口法兰1和出口法兰8，即泵的两端通过过渡法兰与输送主管道法兰联接，以实现泵与提升管道的串接。内环形通道4与外环形通道3于靠近入口法兰1的位置处和靠近主叶轮7的位置处连通。

工作原理:试验前，首先将本发明的泵内充满清水，包括辅助叶轮2、外环形通道3、内环形通道4、双轴潜水电机5、泵外套管6、主叶轮7；然后启动双轴潜水电机5，辅助叶轮2和主叶轮7开始旋转。

试验时，辅助叶轮2旋转，一方面将矿浆输送到主叶轮7，另一方面将浑水由内环形通道4上部的导流孔10进入外环形通道3，在压力水的作用下，外环形通道3的浑水由上部输送到下部，再流入内环形通道4，这样可以保持内环形通道4的矿浆流量达到输送要求。主叶轮7旋转主要是将入口法兰1、内环形通道4的矿浆输送到出口法兰8，并达到泵扬程和流量要求。

试验结束时，关闭双轴潜水电机5，矿浆由出口法兰8通过主叶轮7、内环形通道4和辅助叶轮2自由沉降到入口法兰1。

泵起动、运转和停止整个试验过程均由地面测控站控制，计算机屏幕上均清晰的显示泵每一启动步骤和试验过程中的工作状况，如启动或运行过程中出现问题将会发出报警信号。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种大颗粒无堵塞双流道泵，其特征在于：包括泵外套管（6）以及设于泵外套管（6）中的双轴潜水电机（5）、主叶轮（7）、辅助叶轮（2），所述主叶轮（7）和辅助叶轮（2）分别连接于双轴潜水电机（5）的两端，所述辅助叶轮（2）位于泵的入口端，所述主叶轮（7）则位于泵的出口端；所述泵外套管（6）与双轴潜水电机（5）之间设有内环形通道（4），所述泵外套管（6）的外侧设有外环形通道（3），在靠近主叶轮（7）的一端和靠近辅助叶轮（2）的一端，所述内环形通道（4）与外环形通道（3）之间均设有连通部。

2.根据权利要求1所述的大颗粒无堵塞双流道泵，其特征在于：所述内环形通道（4）与外环形通道（3）之间的连通部设有环形隔板（9），所述环形隔板（9）上开设有导流孔（10）。

3.根据权利要求1或2所述的大颗粒无堵塞双流道泵，其特征在于：所述泵外套管（6）的两端分设有入口法兰（1）和出口法兰（8）。

4.根据权利要求3所述的大颗粒无堵塞双流道泵，其特征在于：所述内环形通道（4）与外环形通道（3）于靠近入口法兰（1）的位置处和靠近主叶轮（7）的位置处连通。

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