權(quán)利要求

1.礦漿提升單元，其特征在于：包括： 海水管，用于輸送水體； 礦源管，用于輸送礦漿；以及 礦漿泵組，所述礦漿泵組包含有兩個泵殼體，所述泵殼體內(nèi)均設(shè)置有在該泵殼體內(nèi)可活動的隔膜(9)，所述隔膜(9)將所述泵殼體分割成相互隔離的海水腔室和礦漿腔室；所述海水腔室連通于海水管輸送水體的路徑上，所述礦漿腔室連通于礦源管輸送礦漿的路徑上； 聯(lián)動機(jī)構(gòu)，所述聯(lián)動機(jī)構(gòu)與分別兩個所述泵殼體的所述隔膜(9)連接，用于使其中一個泵殼體的所述隔膜(9)向一方向移動時，帶動另一個泵殼體的所述隔膜(9)向另一方向移動。

2.如權(quán)利要求1所述的一種礦漿提升單元，其特征在于：所述礦漿提升單元具有海水管，所述海水管包含海水進(jìn)水管(1)、連通所述海水進(jìn)水管(1)的海水總管(10)、第一海水支管(11)和第二海水支管(21)和排水總管(28)； 所述第一海水支管(11)和第二海水支管(21)的一端與所述海水總管(10)的一端連通，所述第一海水支管(11)和第二海水支管(21)的另一端與所述排水總管(28)的一端連通,所述第一海水支管(11)連接有第一進(jìn)水閥(12)和第一排水閥(13)，所述第二海水支管(21)連接有第二進(jìn)水閥(22)和第二排水閥(23),所述第一進(jìn)水閥(12)和第二進(jìn)水閥(22)設(shè)置在靠近海水總管(10)的一側(cè)，所述第一排水閥(13)和第二排水閥(23)設(shè)置在靠近排水總管(28)的一側(cè)； 所述第一進(jìn)水閥(12)和第一排水閥(13)之間位置連通有第一泵殼體(5)，所述第二進(jìn)水閥(22)和第二排水閥(23)之間位置連通有第二泵殼體(24)； 所述第一泵殼體(5)、第二泵殼體(24)的上端和下端分別連接有所述聯(lián)動機(jī)構(gòu)和所述礦源管。 

3.如權(quán)利要求2所述的一種礦漿提升單元，其特征在于：所述聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向裝置和與導(dǎo)向裝置連接的導(dǎo)向繩(2)，所述礦漿泵組具有與所述第一泵殼體(5)和第二泵殼體(24)密封并滑動連接的傳力桿(4)，所述傳力桿(4)的上端連接所述導(dǎo)向繩(2)，傳力桿(4)的下端連接隔膜(9)，隔膜(9)鑲嵌在第一泵殼體(5)和第二泵殼體(24)的內(nèi)部。 

4.如權(quán)利要求3所述的一種礦漿提升單元，其特征在于：所述隔膜(9)將所述第一泵殼體(5)的內(nèi)部分割成第一海水腔室(6)和第一礦漿腔室(7)，隔膜(9)將所述第二泵殼體(24)的內(nèi)部分割成第二海水腔室(25)和第二礦漿腔室(26)； 所述第一海水腔室(6)連通所述第一海水支管(11)，所述第一礦漿腔室(7)連通所述礦源管具有的第一礦漿管(8)； 所述第二海水腔室(25)連通所述第二海水支管(21)，所述第二礦漿腔室(26)連通所述礦源管具有的第二礦漿管(27)。 

5.如權(quán)利要求3所述的一種礦漿提升單元，其特征在于：所述隔膜(9)夾固在所述傳力桿(4)的下端。 

6.如權(quán)利要求3所述的一種礦漿提升單元，其特征在于：所述導(dǎo)向繩(2)搭接在導(dǎo)向裝置上。 

7.如權(quán)利要求1-6任意一項所述的一種礦漿提升單元，其特征在于：所述礦源管具有第一礦漿管(8)和第二礦漿管(27),所述第一礦漿管(8)和第二礦漿管(27)分別連通第一礦漿支管(15)和第二礦漿支管(17)。 

8.如權(quán)利要求7所述的一種礦漿提升單元，其特征在于：所述第一礦漿支管(15)具有第一進(jìn)漿閥(16)和第一排漿閥(18)，所述第二礦漿支管(17)具有第二進(jìn)漿閥(19)和第二排漿閥(20)，所述第一進(jìn)漿閥(16)和第一排漿閥(18)之間連通有第一礦漿管(8)，所述第二進(jìn)漿閥(19)和第二排漿閥(20)之間連通有第二礦漿管(27)。 

9.如權(quán)利要求7所述的一種礦漿提升單元，其特征在于：所述第一礦漿支管(15)和第二礦漿支管(17)的一端連通所述礦源管具有的礦源進(jìn)管(14)，第一礦漿支管(15)和第二礦漿支管(17)的另一端連通礦源排管(29)。 

10.如權(quán)利要求1所述的一種礦漿提升單元，其特征在于：所述泵殼體的內(nèi)壁具有斜坡，所述斜坡的坡度從所述礦源管朝向所述隔膜(9)方向的坡度逐漸變大。 

11.如權(quán)利要求1所述的一種礦漿提升單元，其特征在于：所述泵殼體的形狀為球體、圓柱體、錐形體、橢圓體、多邊形體或臺階形體。 

12.一種礦漿提升裝置，其特征在于：包括至少一個如權(quán)利要求1-11所述的礦漿提升單元和用于固定礦漿提升單元的連接裝置，所述礦漿提升裝置(01)分別與所述采礦裝置(02)和礦漿接收處理裝置(03)連接。 

13.如權(quán)利要求12所述的礦漿提升裝置，其特征在于：所述連接裝置分別與所述導(dǎo)向裝置、第一泵殼體(5)和第二泵殼體(24)連接。 14.如權(quán)利要求12所述的礦漿提升裝置，其特征在于：所述礦漿提升單元的個數(shù)大于或等于2個，且所述礦漿提升單元與礦漿提升單元串聯(lián)和/或并聯(lián)組合成所述礦漿提升裝置(01)。 15.一種采礦裝置，其特征在于：使用如權(quán)利要求1-11所述的一種礦漿提升單元或如權(quán)利要求12-14所述的一種礦漿提升裝置。 16.一種采礦系統(tǒng)，其特征在于：使用如權(quán)利要求1-11所述的一種礦漿提升單元或如權(quán)利要求12-14所述的一種礦漿提升裝置或如權(quán)利要求15所述的采礦裝置。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深海海底采礦設(shè)備領(lǐng)域，具體的是涉及一種礦漿提升單元、礦漿提升裝置、采礦裝置和采礦系統(tǒng)，用于將深海海底開采后的礦產(chǎn)上升到海面的系統(tǒng)。

技術(shù)背景

隨著陸地礦產(chǎn)資源的不斷開采，陸地礦產(chǎn)資源的日益枯竭，而人類對礦產(chǎn)的需求與日俱增，礦產(chǎn)枯竭與需求增加的矛盾日益突出，迫切需要尋求新的礦產(chǎn)資源以彌補(bǔ)陸地礦產(chǎn)資源的不足。眾人皆知，海洋面積占比地球面積三分之二，從海底獲取新的礦產(chǎn)資源增量是目前可行的途徑之一。

礦石上升裝置是深海采礦系統(tǒng)的重要組成部分，它的作用是將海底的礦石上升到海面支撐船上。目前，如何從深海海底將礦產(chǎn)上升到海面有一定難度。國外深海采礦已進(jìn)行了多種方法的嘗試，國內(nèi)深海采礦近些年也進(jìn)行了一些研究，從最初的拖撬式采礦，連續(xù)鏈斗式采礦，自動穿梭式采礦，到近幾年的深海離心機(jī)泵送式采礦等,但技術(shù)還不夠成熟?，F(xiàn)有深海采礦較有前景的方法為水力管道提升法，即礦石和海水經(jīng)一定的比例混合后，由海底通過管道提升至海面的支撐船上,但因結(jié)構(gòu)上的欠佳而引起積渣，降低了功效。又因分離后的海水仍會殘留部分極細(xì)小的顆粒，若直接排入海面，存在破壞生態(tài)環(huán)境的情況。深海離心機(jī)泵送法雖對采礦提高了一定效率，但不能一步到位，需要多級輸送，且因礦漿磨損，葉片容易損蝕，壽命短，可靠性、經(jīng)濟(jì)性不高。一些隔膜泵因排量小，行程大，隔膜容易疲勞破壞，效率不高。故，深海采礦迫切需要一種效率高，壽命長，排量波動小，環(huán)保的上升裝置及系統(tǒng)，以提高深海海底礦產(chǎn)的效率，保證采礦的經(jīng)濟(jì)可行性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有的深海采礦裝置將深海所采的礦料由海底提升到海面使用壽命短、效率低以及排量波動大的問題，本發(fā)明提供了解決上述問題的一種礦漿提升單元、礦漿提升裝置、采礦裝置和采礦系統(tǒng)。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種礦漿提升單元，包括：

海水管，用于輸送水體；

礦源管，用于輸送礦漿；以及

礦漿泵組，所述礦漿泵組包含有兩個泵殼體，所述泵殼體內(nèi)均設(shè)置有在該泵殼體內(nèi)可活動的隔膜，所述隔膜將泵殼體分割成相互隔離的海水腔室和礦漿腔室；所述海水腔室連通于海水管輸送水體的路徑上，所述礦漿腔室連通于礦源管輸送礦漿的路徑上；

聯(lián)動機(jī)構(gòu)，所述聯(lián)動機(jī)構(gòu)分別與兩個所述泵殼體的隔膜連接，用于使其中一個泵殼體的隔膜向一方向移動時，帶動另一個泵殼體的隔膜向另一方向移動,即兩個泵殼體中的所述隔膜在工作時運(yùn)動的方向相反。

優(yōu)選的,所述礦漿提升單元具有海水管，所述海水管包含海水進(jìn)水管、連通所述海水進(jìn)水管的海水總管、第一海水支管、第二海水支管和排水總管；

所述第一海水支管連接有第一進(jìn)水閥和第一排水閥，所述第二海水支管連接有第二進(jìn)水閥和第二排水閥；

所述第一進(jìn)水閥和第一排水閥之間位置連通有第一泵殼體，所述第二進(jìn)水閥和第二排水閥之間位置連通有第二泵殼體；

所述第一泵殼體、第二泵殼體的上端和下端分別連接有聯(lián)動機(jī)構(gòu)和所述礦源管，第一排水閥和第二排水閥連通有排水總管。

優(yōu)選的,所述聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向裝置和與導(dǎo)向裝置連接的導(dǎo)向繩，所述礦漿泵組具有與所述第一泵殼體和第二泵殼體密封并滑動連接的傳力桿，所述傳力桿的上端連接所述導(dǎo)向繩，傳力桿的下端連接隔膜，所述隔膜鑲嵌在第一泵殼體和第二泵殼體的內(nèi)部。

優(yōu)選的,所述隔膜將所述第一泵殼體的內(nèi)部分割成第一海水腔室和第一礦漿腔室，隔膜將所述第二泵殼體的內(nèi)部分割成第二海水腔室和第二礦漿腔室；

所述第一海水腔室連通所述第一海水支管，所述第一礦漿腔室連通礦源管具有的第一礦漿管；

所述第二海水腔室連通所述第二海水支管，所述第二礦漿腔室連通礦源管具有的第二礦漿管。

優(yōu)選的,所述隔膜夾固在所述傳力桿的下端。

優(yōu)選的,所述導(dǎo)向繩搭接在導(dǎo)向裝置上。

優(yōu)選的,所述礦源管具有第一礦漿管和第二礦漿管,所述第一礦漿管和第二礦漿管分別連通第一礦漿支管和第二礦漿支管。

優(yōu)選的,所述第一礦漿支管具有第一進(jìn)漿閥和第一排漿閥，所述第二礦漿支管具有第二進(jìn)漿閥和第二排漿閥，所述第一進(jìn)漿閥和第一排漿閥之間連通有第一礦漿管，所述第二進(jìn)漿閥和第二排漿閥之間連通有第二礦漿管。

優(yōu)選的,所述第一礦漿支管和第二礦漿支管的一端連通所述礦源管具有的礦源進(jìn)管，第一礦漿支管和第二礦漿支管的另一端連通礦源排管。

優(yōu)選的,所述泵殼體的內(nèi)壁具有斜坡，所述斜坡的坡度從所述礦源管朝向所述隔膜方向的坡度逐漸變大。

所述泵殼體的形狀為球體、圓柱體、錐形體、橢圓體、多邊形體或臺階形體。

一種礦漿提升裝置，包括至少一個所述的礦漿提升單元和用于固定礦漿提升單元的連接裝置，所述礦漿提升裝置分別與所述采礦裝置和礦漿接收處理裝置連接。

其中,所述連接裝置分別與所述導(dǎo)向裝置、第一泵殼體和第二泵殼體連接。

所述的礦漿提升裝置具有的所述礦漿提升單元的個數(shù)大于或等于2個，且所述礦漿提升單元與礦漿提升單元串聯(lián)和/或并聯(lián)組合成所述礦漿提升裝置。

一種采礦裝置，使用所述的一種礦漿提升單元或所述的一種礦漿提升裝置。

一種采礦系統(tǒng)，使用所述的一種礦漿提升單元或所述的一種礦漿提升裝置或所述的采礦裝置。

本發(fā)明具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明的海水管輸送海水水體和礦源管輸送礦漿，礦漿送入和排出于礦漿泵組，礦漿泵組包含兩個泵殼體，泵殼體內(nèi)均設(shè)置有在該泵殼體內(nèi)可活動的隔膜，所述隔膜將泵殼體分割成相互隔離的海水腔室和礦漿腔室，隔膜的變形帶動聯(lián)動機(jī)構(gòu)上下移動，周期性的分別對兩個泵殼體通入海水水體，只要其中一個泵殼體的海水腔室通入海水水體時海水腔室的體積變大隔膜變形使礦漿腔室體積變小礦漿腔室內(nèi)的礦漿排出，同時聯(lián)動機(jī)構(gòu)帶動另一個泵殼體的隔膜變形使該泵殼體的海水腔室的體積變小而礦漿腔室體積變大礦漿輸入到礦漿腔室，在兩泵殼體中，始終是保持一個泵殼體排出礦漿另一個泵殼體送入礦漿，使礦漿的送入和排出不間斷且排量運(yùn)行平穩(wěn)、波動小，本發(fā)明的泵殼體替換了傳統(tǒng)的離心機(jī)泵排礦漿不會使泵殼體內(nèi)的海水腔室引起積渣和使用壽命短，由于兩泵殼體以循環(huán)的方式排出礦漿提高了效率，兩泵殼體循環(huán)排出礦漿。

2、本發(fā)明所述第一泵殼體和第二泵殼體密封并滑動連接于傳力桿，所述傳力桿的上端連接所述導(dǎo)向繩，傳力桿的下端連接隔膜，所述隔膜鑲嵌在第一泵殼體和第二泵殼體的內(nèi)部，當(dāng)?shù)谝缓ＫЧ芡ㄋ垢裟は乱凭蛶觽髁U和導(dǎo)向繩下移，將第一泵殼體內(nèi)的礦漿通過礦漿管排出，同理第二海水支管通水，隔膜下移將第二泵殼體內(nèi)的礦漿通過礦漿管排出。

3、本發(fā)明所述隔膜將所述第一泵殼體和第二泵殼體的內(nèi)部分割成海水腔室和礦漿腔室，所述海水腔室連通所述第一海水支管和第二海水支管，所述礦漿腔室連通所述礦漿管，進(jìn)一步細(xì)化了隔膜將第一泵殼體和第二泵殼體的內(nèi)部隔開，只要海水腔室的體積增大隔膜變形使礦漿腔室的體積減小，礦漿腔室內(nèi)的礦漿從礦漿管排出，只要海水腔室的體積減小隔膜變形使礦漿腔室的體積增大，礦漿從礦漿管進(jìn)入到礦漿腔室內(nèi)，海水腔室的水從排水總管排出。

4、本發(fā)明所述隔膜夾固在所述傳力桿的下端，隔膜變形便于帶動導(dǎo)向繩移動。

5、本發(fā)明所述導(dǎo)向繩搭接在導(dǎo)向裝置上，導(dǎo)向繩在壓力桿的帶動下上升或下降，導(dǎo)向繩在導(dǎo)向裝置上滑動或帶動導(dǎo)向裝置轉(zhuǎn)動從而減小摩擦力，便于礦漿的順利排出。

6、本發(fā)明所述第一礦漿支管具有第一進(jìn)漿閥和第一排漿閥，所述第二礦漿支管具有第二進(jìn)漿閥和第二排漿閥，所述礦漿管位于所述第一進(jìn)漿閥和第一排漿閥之間，礦漿管位于所述第二進(jìn)漿閥和第二排漿閥之間，只要進(jìn)漿閥打開，排漿閥關(guān)閉，礦漿從礦漿管進(jìn)入到礦漿腔室，只要進(jìn)漿閥關(guān)閉，排漿閥打開礦漿從礦漿腔室通過礦漿管排出。

7、本發(fā)明所述第一礦漿支管和第二礦漿支管的一端連通礦源進(jìn)管，第一礦漿支管和第二礦漿支管的另一端連通礦源排管，礦源進(jìn)管進(jìn)入礦漿，礦源排管排出礦漿。

8、本發(fā)明所述第一泵殼體和第二泵殼體的內(nèi)部具有的隔膜的材質(zhì)為EVA，利于隔膜變形以及隔開海水腔室和礦漿腔室。

9、本發(fā)明主要利用于船體上的動力源，向海底的采礦裝置的礦產(chǎn)上升單元注入動力海水，以驅(qū)動礦漿提升單元，多個礦漿提升單元形成了礦產(chǎn)的提升裝置，從而形成排量大、波動小、壽命長、運(yùn)行可靠、效率高以及有自吸能力的海底礦料上升裝置。

10、本發(fā)明的泵殼體的內(nèi)壁具有斜坡，斜坡的坡度從所述礦源管朝向隔膜方向的坡度逐漸變大利于礦漿從隔膜到礦源管的擠出排出。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1是是礦漿接收處理裝置和礦漿提升裝置、采礦裝置總體連接示意圖；

圖2是本發(fā)明的礦漿提升裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的礦漿提升單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的礦漿提升單元立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的礦漿提升裝置工作狀態(tài)圖。

附圖中標(biāo)記及對應(yīng)的零部件名稱：

01-礦漿提升裝置、02-采礦裝置、03-礦漿接收處理裝置,1-海水進(jìn)水管，2-導(dǎo)向繩，3-第一導(dǎo)向裝置，4-傳力桿，5-第一泵殼體，6-第一海水腔室，7-第一礦漿腔室，8-第一礦漿管，9-隔膜，10-海水總管，11-第一海水支管，12-第一進(jìn)水閥，13-第一排水閥，14-礦源進(jìn)管，15-第一礦漿支管，16-第一進(jìn)漿閥，17-第二礦漿支管，18-第一排漿閥，19-第二進(jìn)漿閥，20-第二排漿閥，21-第二海水支管，22-第二進(jìn)水閥，23-第二排水閥，24-第二泵殼體，25-第二海水腔室，26-第二礦漿腔室，27-第二礦漿管，28-排水總管，29-礦源排管，30-第二導(dǎo)向裝置。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

在以下描述中，為了提供對本發(fā)明的透徹理解闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是：不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實行本發(fā)明。

實施例1

如圖1所示，一種采礦系統(tǒng)，包含了礦漿提升裝置01、采礦裝置02和礦漿接收處理裝置03(采礦船)，礦漿提升裝置01連通于采礦裝置02和礦漿接收處理裝置03，采礦裝置02采集礦漿將采集的礦漿送入礦漿提升裝置01，礦漿提升裝置02再將礦漿輸送到礦漿接收處理裝置03，在其他下述實施例中礦漿接收處理裝置03可以是用浮式平臺或人工島等能實現(xiàn)采礦船功能的設(shè)備替代。

實施例2

一種礦漿提升單元，包括：

海水管，用于輸送水體,礦源管，用于輸送礦漿。

礦漿泵組，所述礦漿泵組包含有兩個泵殼體，泵殼體的形狀為球體、圓柱體、錐形體、橢圓體、多邊形體或臺階形體，所述泵殼體內(nèi)均設(shè)置有在該泵殼體內(nèi)可活動的隔膜9,隔膜9的材質(zhì)需要滿足高強(qiáng)度、高彈性、耐磨性、耐海水腐蝕及耐高溫的要求，在本實施例中隔膜9的材質(zhì)為EVA，所述隔膜9將泵殼體分割成相互隔離的海水腔室和礦漿腔室，所述海水腔室連通于海水管輸送水體的路徑上，所述礦漿腔室連通于礦源管輸送礦漿的路徑上。

聯(lián)動機(jī)構(gòu)，所述聯(lián)動機(jī)構(gòu)分別與兩個泵殼體的隔膜9連接，用于使其中一個泵殼體的隔膜9向一個方向移動時，帶動另一個泵殼體的隔膜9向另一個方向移動，泵殼體的內(nèi)壁具有斜坡，斜坡的坡度從所述礦源管朝向所述隔膜9方向的坡度逐漸變大，便于隔膜9變形使礦漿從礦源管擠出排出。

具體的，如圖1-4所示，本實施例提供的一種礦漿提升單元，所述礦漿提升單元具有海水管，海水管包括海水進(jìn)水管1、與海水進(jìn)水管1連通的海水總管10(海水進(jìn)水管1和海水總管10可以做成一體的也可以是分開的，本質(zhì)上是一體成型的)、第一海水支管11、第二海水支管21和排水總管28，第一海水支管11和第二海水支管21的一端與海水總管10連通、第一海水支管11和第二海水支管21的另一端與排水總管28連通，第一海水支管11上連接有第一進(jìn)水閥12和第一排水閥13，第二海水支管21連接有第二進(jìn)水閥22和第二排水閥23,第一進(jìn)水閥12和第二進(jìn)水閥22設(shè)置在靠近海水總管10的一側(cè)，第一排水閥13和第二排水閥23設(shè)置在靠近排水總管28的一側(cè)，第一進(jìn)水閥12和第一排水閥13之間位置連通有第一泵殼體5，所述第二進(jìn)水閥22和第二排水閥23之間位置連通有第二泵殼體24，第一泵殼體5、第二泵殼體24的上端和下端分別連接有聯(lián)動機(jī)構(gòu)具有的導(dǎo)向繩2和礦漿管，第一排水閥13和第二排水閥23連通有排水總管28。

如圖3-4所示,聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向裝置和與導(dǎo)向裝置連接的導(dǎo)向繩2,導(dǎo)向裝置包含第一導(dǎo)向裝置3和第二導(dǎo)向裝置30,導(dǎo)向繩2搭接連接在第一導(dǎo)向裝置3和第二導(dǎo)向裝置30上，第一泵殼體5和第二泵殼體24密封并滑動連接于傳力桿4，傳力桿4的上端連接導(dǎo)向繩2，導(dǎo)向繩2搭接在第一導(dǎo)向裝置3和第二導(dǎo)向裝置30上,第一導(dǎo)向裝置3和第二導(dǎo)向裝置30固定或滑動連接在礦漿提升裝置01內(nèi)，傳力桿4的下端連接隔膜9，隔膜9鑲嵌在第一泵殼體5和第二泵殼體24的內(nèi)部，第一導(dǎo)向裝置3和第二導(dǎo)向裝置30直接或間接的與采礦船或浮式平臺固定連接。具體的，進(jìn)行實際連接時，泵殼體和導(dǎo)向裝置均與連接裝置固定連接，連接裝置可以是一個連接支架也可以是其他的連接形式，其能實泵殼體和導(dǎo)向裝置的固定即可，不限制其結(jié)構(gòu)和材料。

隔膜9將所述第一泵殼體5的內(nèi)部分割成第一海水腔室6和第一礦漿腔室7，隔膜9將第二泵殼體24的內(nèi)部分割成第二海水腔室25和第二礦漿腔室26，隔膜9夾固在所述傳力桿4的下端。

第一海水腔室6連通第一海水支管11，所述第一礦漿腔室7連通第一礦漿管8，所述第二海水腔室25連通所述第二海水支管21，所述第二礦漿腔室26連通第二礦漿管27，礦漿管分成第一礦漿管8和第二礦漿管27,所述第一礦漿管8和第二礦漿管27分別連通第一礦漿支管15和第二礦漿支管17。

所述第一礦漿支管15具有第一進(jìn)漿閥16和第一排漿閥18，所述第二礦漿支管17具有第二進(jìn)漿閥19和第二排漿閥20，第一礦漿管8位于所述第一進(jìn)漿閥16和第一排漿閥18之間，第二礦漿管27位于所述第二進(jìn)漿閥19和第二排漿閥20之間。

所述第一礦漿支管15和第二礦漿支管17的一端連通礦源進(jìn)管14，第一礦漿支管15和第二礦漿支管17的另一端連通礦源排管29，最后需要說明的是本實施例中出現(xiàn)的所有閥門可以是自動控制的電磁閥也可以是手動調(diào)節(jié)的手動閥。

實施例3

對實施例2的一種礦漿提升單元進(jìn)行進(jìn)一步說明,導(dǎo)向裝置可以是一個泵殼體對應(yīng)一個，也可以是一個導(dǎo)向裝置對應(yīng)兩個泵殼體，導(dǎo)向裝置可以是齒輪或帶輪，導(dǎo)向繩2可以是鏈條、鋼絲繩、柔性的吊帶等，導(dǎo)向繩2搭設(shè)在導(dǎo)向裝置上，當(dāng)導(dǎo)向繩隨著傳力桿4的升降而升降時，導(dǎo)向繩2在導(dǎo)向裝置上滑動或?qū)蜓b置隨著導(dǎo)向繩2的移動而轉(zhuǎn)動。

導(dǎo)向裝置為固定的齒輪，導(dǎo)向繩2為鏈條，導(dǎo)向裝置轉(zhuǎn)動，導(dǎo)向繩2左右移動使傳力桿4升降運(yùn)動；導(dǎo)向裝置為滑動的帶輪，導(dǎo)向繩2為鋼絲繩或柔性的吊帶，導(dǎo)向裝置的上下移動使導(dǎo)向繩2上下移動，傳力桿4升降運(yùn)動。

實施例4

本發(fā)明的礦漿提升單元的具體工作原理如下：

如圖3-4所示，帶壓海水從海水進(jìn)水管1進(jìn)入到海水總管10內(nèi)，海水再進(jìn)入到第一海水支管11和第二海水支管21。

第一進(jìn)水閥12打開、第一排水閥13關(guān)閉，第二進(jìn)水閥22關(guān)閉、第二排水閥23打開，將第一進(jìn)漿閥16關(guān)閉，第一排漿閥18打開，第二進(jìn)漿閥19打開，第二排漿閥20關(guān)閉，船體動力水泵驅(qū)動海水水體，被驅(qū)動的高壓海水水體進(jìn)入第一海水支管11和第一泵殼體5內(nèi)，第一泵殼體5內(nèi)的第一海水腔室6體積增大，推動柔性的隔膜9向下側(cè)移動，相應(yīng)地第一泵殼體5內(nèi)的第一礦漿腔室7體積減小，通過第一礦漿管8和第一礦漿支管15排出第一泵殼體5內(nèi)的第一礦漿腔室7內(nèi)的礦漿進(jìn)入礦源排管29，由于第一泵殼體5內(nèi)的隔膜9向下側(cè)移動通過傳力桿4帶動導(dǎo)向繩2向下移動，第二泵殼體24連接的傳力桿4帶動第二泵殼體24內(nèi)的隔膜9向上側(cè)移動，第二泵殼體24內(nèi)的第二海水腔室25的體積減小，排出第二泵殼體24內(nèi)的第二海水腔室25內(nèi)的海水使海水從排水總管28排出，第二泵殼體24內(nèi)的第二礦漿腔室26的體積增大，礦漿從第二礦漿支管17吸入礦漿通過第二礦漿管27進(jìn)入到第二泵殼體24內(nèi)的第二礦漿腔室26內(nèi)。

上述工作結(jié)束后，將第一進(jìn)水閥12關(guān)閉、第一排水閥13打開，第二進(jìn)水閥22打開、第二排水閥23關(guān)閉，將第一進(jìn)漿閥16打開，第一排漿閥18關(guān)閉，第二進(jìn)漿閥19關(guān)閉，第二排漿閥20打開，被驅(qū)動的高壓海水水體進(jìn)入第二海水支管21和第二泵殼體24內(nèi)，第二泵殼體24內(nèi)的第二海水腔室25體積增大，推動柔性的隔膜9向下側(cè)移動，相應(yīng)地第二泵殼體24內(nèi)的第二礦漿腔室26體積減小，通過第二礦漿管27和第二礦漿支管17排出第二泵殼體24內(nèi)的第二礦漿腔室26內(nèi)的礦漿進(jìn)入礦源排管29，由于第二泵殼體24內(nèi)的隔膜9向下側(cè)移動通過傳力桿4帶動導(dǎo)向繩2向下移動，第一泵殼體5連接的傳力桿4帶動第一泵殼體5內(nèi)的隔膜9向上側(cè)移動，第一泵殼體5內(nèi)的第一海水腔室6的體積減小，排出第一泵殼體5內(nèi)的第一海水腔室6內(nèi)的海水使海水從排水總管28排出，第一泵殼體5內(nèi)的第一礦漿腔室7的體積增大，礦漿從第一礦漿支管15吸入礦漿通過第一礦漿管8進(jìn)入到第一泵殼體5內(nèi)的第一礦漿腔室7內(nèi)，實現(xiàn)一個基本的礦產(chǎn)上升單元的一個循環(huán)工作，本實施例中的所有閥門也是自動(電控)控制或手動控制的閥門。

實施例5

多個礦漿提升單元及連接裝置組合成礦漿提升裝置01，多個礦漿提升單元串聯(lián)和/或并聯(lián)(如圖2、5所示)，礦漿提升裝置01與礦漿接收處理裝置03通過直接或間接的方式連接，礦漿提升裝置01與采礦裝置02連通(如圖1所示)，采礦裝置02采集深海中的礦漿并將礦漿送到礦漿提升單元或礦漿提升裝置01內(nèi)，礦漿提升裝置01的導(dǎo)向裝置被固定在連接裝置上，連接裝置可以是一個框架結(jié)構(gòu)，所有導(dǎo)向裝置和泵殼體固定在框架結(jié)構(gòu)上，連接裝置與礦漿接收處理裝置03(隔水管或采礦船或浮式平臺)直接或間接固定連接，其中間接連接是指連接裝置與隔水管固定連接，隔水管與礦漿接收處理裝置03固定連接，以使礦漿提升單元完成礦漿提升工作，一般來說礦源排管29與隔水管連接，礦漿通過礦源排管29和隔水管提升至礦漿接收處理裝置03(隔水管或采礦船或浮式平臺)等設(shè)備上，海水管中的海水帶壓，通過泵送入海水管，聯(lián)動機(jī)構(gòu)隨著隔膜9的升降而進(jìn)行隨動，導(dǎo)向繩2隨著傳力桿4的升降而升降。

實施例6

如圖2、5所示的礦漿提升裝置(圖2、5的虛線框選部分為礦漿提升單元)，將多個圖3-4的礦漿提升單元進(jìn)行組合并與連接裝置一起構(gòu)成礦漿提升裝置01，通過向海底的礦漿提升單元中注入動力海水，以驅(qū)動多個礦漿提升單元運(yùn)行，從而形成了排量大、波動小、壽命長、運(yùn)行可靠、效率高以及有自吸能力強(qiáng)的深海開采的礦漿提升裝置。

實施例7

如圖2、5所示的礦漿提升裝置，帶壓海水通過海水進(jìn)水管1進(jìn)入礦漿提升單元中，從排水總管28排出泵殼體內(nèi)的海水到深海內(nèi)而不排出至海面從而實現(xiàn)環(huán)保排放，從礦源進(jìn)管14進(jìn)入開采的礦漿,從礦源進(jìn)管14進(jìn)入開采的礦漿，從礦源排管29排出礦漿。多個礦產(chǎn)上升單元的組合提高了礦漿的排量，隔膜9的變形和隔膜9隔開泵殼體使礦漿的進(jìn)出運(yùn)行平穩(wěn)且波動小，礦漿不進(jìn)入海水腔室，海水腔室不會有積渣讓泵殼體的使用壽命長、運(yùn)行可靠以及效率高，排水總管28將海水水體排出在深海內(nèi)而不排出海面不會導(dǎo)致環(huán)境的污染。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

礦漿提升單元、礦漿提升裝置、采礦裝置和采礦系統(tǒng).pdf