CN111302096B - 一种海洋采矿柔性管道运输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种海洋采矿柔性管道运输装置，包括有至少两软管以及至少一中继转运仓；每一软管中均具有运输空间，该运输空间中设置有运输轨道，该运输轨道上设置多个运输仓；每一中继转运仓连接于相邻的两软管之间，中继转运仓具有进料口和出料口，该进料口和出料口分别连通相邻两软管的运输空间。通过利用中继转运仓连接于相邻的两软管之间，并配合在每一软管的运输空间内设置有运输轨道，并配合将多个运输仓设置在运输轨道上循环反复运动，使得本运输装置可以实现多级运输，进而可实现高效率低负荷的工作，本运输装置可以实现不同稳定构型的保持，便于安装与收纳以及节省能耗，且本运输装置机械运作噪声小、对海洋环境影响较小。
Description
技术领域
本发明涉及运输装置领域技术，尤其是指一种海洋采矿柔性管道运输装置。
背景技术
在深海采矿作业中，海底矿物既有固体与液体形式，现阶段面临的一些问题：如何高效率地将海洋海底的矿产资源采集、安全稳定高效便捷经济地运输至采矿船上。国外一些国家早对此研究并发明与应用了不同的开采系统，其可划分为：拖斗式采矿系统、连续绳斗开采系统、穿梭潜器采矿系统、流体提升采矿系统。
现阶段对流体提升采矿法的应用较为广泛，但其对长距离扬矿硬管的依赖性较大，需要多级水泵配合工作，同时，硬管在深海区域容易腐蚀，灵活性较差，且结核对泵的磨损较大，维修困难，成本高。目前水下输送系统一般采用长直立管作为输送管道，并在水面支持船舶上采用机械泵作为动力源，将矿物质从海底输送到海面，这种传统的水下输送系统不仅受海底环境以及天气的影响较大，还会因为采用机械泵具有噪声危害大，容易堵塞，维护成本较高，耗费大量能量等缺陷，而且一旦产生堵塞，机械泵将处于超负荷运行状态，水面支持船舶将会面临极大的危险。
国内外一些研究表明：为了保持采矿系统工作的稳定性与管道的安全性，可采用柔性管道，这样可以减少管道的应力。一般柔性管道的布置形式较为灵活，可以布置成不同的拱形。
因此，探索一种新的海洋矿物运输方式来解决维护成本问题，减少能量消耗，并且利于生态环境的保护，具有非常重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种海洋采矿柔性管道运输装置，其能有效解决现有之管道运输装置存在维护成本高、能量消耗多的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种海洋采矿柔性管道运输装置，包括有至少两软管以及至少一中继转运仓；每一软管中均具有运输空间，该运输空间中设置有运输轨道，该运输轨道上设置多个运输仓，该多个运输仓之间通过挂钩相互连接并在运输轨道上循环反复运动；每一中继转运仓连接于相邻的两软管之间，中继转运仓具有进料口和出料口，该进料口和出料口分别连通相邻两软管的运输空间。
优选的，所述软管包括有填充层、保护层和管道外壳，该填充层位于运输空间的外围，该保护层包覆在填充层外，该管道外壳包覆在保护层外。
优选的，所述填充层由类似于海绵层的多空介质材料组成，该管道外壳由强度可靠、韧性与密封性较好的材料制成，该保护层的材料组成与所述管道外壳材料一致。
优选的，所述填充层内设置有附属装置，该附属装置主要包括能源收集与储存装置、传感器装置与相关电路控制装置。
优选的，所述运输轨道由多个上行运输轨道与多个下行运输轨道组成。
优选的，所述上行运输轨道与下行运输轨道的连接转弯口处的运输轨道旋转一定角度。
优选的，所述挂钩由钢索、电缆线与一定刚度的弹簧组成。
优选的，所述软管与中继转运仓之间采用管道接口相互连接。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
通过利用中继转运仓连接于相邻的两软管之间，并配合在每一软管的运输空间内设置有运输轨道，并配合将多个运输仓设置在运输轨道上循环反复运动，使得本运输装置可以实现多级运输，进而可实现高效率低负荷的工作，本运输装置可以实现不同稳定构型的保持，便于安装与收纳以及节省能耗，且本运输装置机械运作噪声小、对海洋环境影响较小。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：
附图说明
图1是本发明之较佳实施例的深海采矿系统示意图；
图2是本发明之较佳实施例的结构示意图；
图3是图2中A-A方向的截面图；
图4是本发明之较佳实施例工作流程示意图。
附图标识说明：
10、软管 11、填充层
12、保护层 13、管道外壳
101、运输空间 102、管道接口
20、中继转运仓 21、进料口
22、出料口 30、运输轨道
31、上行运输轨道 32、下行运输轨道
41、运输仓 42、挂钩
50、附属装置
具体实施方式
请参照图1至图4所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有至少两软管10以及至少一中继转运仓20。
每一软管10中均具有运输空间101，该运输空间101中设置有多个运输轨道30，每个运输轨道30上设置多个运输仓41，该多个运输仓41之间通过挂钩42相互连接并在运输轨道30上循环反复运动。
具体而言，所述软管10包括有填充层11、保护层12和管道外壳13，该填充层11位于运输空间101的外围，该保护层12包覆在填充层11外，该管道外壳13包覆在保护层12外。所述填充层11由类似于海绵层的多空介质材料组成，可有效隔绝所述软管10内相关装置，同时可以减少装置的震动；该管道外壳由强度可靠、韧性与密封性较好的材料制成，进而保证运输轨道30运行的稳定性与可靠性；该保护层的材料组成与所述管道外壳材料一致，主要作用是保护运输轨道30运行不受洋流冲刷作用而发生失稳与破坏，另外保证软管10内的运输轨道30正常工作。所述填充层11内设置有附属装置50，该附属装置50主要包括能源收集与储存装置、传感器装置与相关电路控制装置，主要为管道运输提供能源与电路系统，使得管道运输得以安全稳定高效地运行，能源收集与储存装置可以将海洋能转化为电能并储存于蓄电池中，故本运输装置的能效消耗性较小；所述运输仓41作用是运输海洋矿物(包括固体与液体)，所述运输仓41在运输轨道30上运动运输矿物，所述挂钩42由钢索、电缆线与一定刚度的弹簧组成，保证运输仓41的平稳安全地运输。
所述运输轨道30由多个上行运输轨道31与多个下行运输轨道32组成，主要目的是为运输仓41提供稳定高效地作业环境；并且，所述上行运输轨道31与下行运输轨道32的连接转弯口处的运输轨道旋转一定角度，进而可使得运输仓41在转弯口处平稳快速地通过。
每一中继转运仓20连接于相邻的两软管10之间，中继转运仓20具有进料口21和出料口22，该进料口21和出料口22分别连通相邻两软管10的运输空间101。所述软管10与中继转运仓20之间采用管道接口102相互连接并且保证其连接的密封性。
详述本实施例的工作原理如下：
工作时，本运输装置类似于无辐条摩天轮工作原理，运输仓41内装载矿物在运输轨道30上做循环反复运动，当运动到软管10与中继转运仓20交界处时，运输仓41内的矿物资源从出料口22倒出并储存于中继转运仓20中，运输仓41继续运动至上行运输轨道31准备下一次的矿物输送；当管道运输至下一级时，下一级软管10内的运输仓41在中继转运仓20内打开进料口21装填矿物并继续向下一级运输。本运输装置可以分多级运输，便于海洋中可以保持不同的构型以及降低装置的能量负荷运行，进而可保持所述运输装置的安全经济高效的运输。
本发明的设计重点是：通过利用中继转运仓连接于相邻的两软管之间，并配合在每一软管的运输空间内设置有运输轨道，并配合将多个运输仓设置在运输轨道上循环反复运动，使得本运输装置可以实现多级运输，进而可实现高效率低负荷的工作，本运输装置可以实现不同稳定构型的保持，便于安装与收纳以及节省能耗，且本运输装置机械运作噪声小、对海洋环境影响较小。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种海洋采矿柔性管道运输装置，其特征在于：包括有至少两软管以及至少一中继转运仓；每一软管中均具有运输空间，该运输空间中设置有运输轨道，该运输轨道上设置多个运输仓，该多个运输仓之间通过挂钩相互连接并在运输轨道上循环反复运动；每一中继转运仓连接于相邻的两软管之间，中继转运仓具有进料口和出料口，该进料口和出料口分别连通相邻两软管的运输空间；
所述软管包括有填充层、保护层和管道外壳，该填充层位于运输空间的外围，该保护层包覆在填充层外，该管道外壳包覆在保护层外；
所述填充层由类似于海绵层的多孔 介质材料组成，该管道外壳由强度可靠、韧性与密封性较好的材料制成，该保护层的材料组成与所述管道外壳材料一致；
所述填充层内设置有附属装置，该附属装置主要包括能源收集与储存装置、传感器装置与相关电路控制装置；
所述运输轨道由多个上行运输轨道与多个下行运输轨道组成；
所述上行运输轨道与下行运输轨道的连接转弯口处的运输轨道旋转一定角度；
所述挂钩由钢索、电缆线与一定刚度的弹簧组成；
所述软管与中继转运仓之间采用管道接口相互连接。
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