深海采矿提升电泵的制作方法

1.本发明涉及深海采矿技术领域，尤其涉及一种深海采矿提升电泵。


背景技术：

2.目前，随着当今工业的快速发展，陆地矿产资源日渐衰竭，而深海的矿产资源中，镍、钴、铜、锰等金属的储量相当于陆地的数千倍，因此，深海的矿产资源开发利用技术越来越受到世界各国的重视。
3.深海采矿提升电泵用于将海底矿物从海底提升到水面的采矿船上，其在深海采矿系统中占据着十分重要的地位。现有的提升电泵在水中工作时，泵体振动会导致整体装置的振动幅度大，因此，提升电泵在长期工作下各处的连接强度会逐渐降低，最终会损坏提升电泵。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种振动幅度小的深海采矿提升电泵。
5.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
6.一种深海采矿提升电泵，包括第一泵、双输出轴潜水电机和第二泵；所述第一泵安装于所述双输出轴潜水电机的第一输出端，所述第二泵安装于所述双输出轴潜水电机的第二输出端；位于所述第一输出端的第一输出轴与所述第一泵的第一泵轴连接并用于驱动所述第一泵轴进而产生第一轴向力，位于所述第二输出端的第二输出轴与所述第二泵的第二泵轴连接并用于驱动所述第二泵轴进而产生与所述第一轴向力方向相反的第二轴向力。
7.进一步地，所述第一输出轴的轴线和所述第二输出轴的轴线沿同一直线方向设置，且所述第一输出轴的转动方向和所述第二输出轴的转动方向相反；所述第一泵和所述第二泵反向设置。
8.进一步地，所述双输出轴潜水电机包括主体、第一保护罩和第二保护罩；所述第一保护罩连接于所述主体的一端，所述第二保护罩连接于所述主体的另一端；所述第一输出轴安装于所述主体内并从所述主体内延伸至所述第一保护罩内，所述第二输出轴安装于所述主体内并从所述主体内延伸至所述第二保护罩内。
9.进一步地，所述第一泵安装于所述第一保护罩并且所述第一泵轴伸入所述第一保护罩内与所述第一输出轴连接，所述第二泵安装于所述第二保护罩并且所述第二泵轴伸入所述第二保护罩内与所述第二输出轴连接。
10.进一步地，所述第一泵包括第一泵体和第一管体；所述第一泵体的一端开设有与外部空间连通的第一出口，另一端开设有第一进口；所述第一管体的一端安装于所述第一进口，所述第一管体的另一端安装于所述第一保护罩；所述第一管体的侧壁开设有与所述第二泵连通的注入孔。
11.进一步地，所述第二泵包括第二泵体和第二管体；所述第二泵体的一端开设有第
二出口，另一端开设有第二进口；所述第二管体的一端安装于所述第二进口，所述第二管体的另一端安装于所述第二保护罩，所述第二管体的侧壁开设有与外部空间连通的入口；所述第二出口与所述注入孔之间连接有外部管道。
12.进一步地，所述深海采矿提升电泵还包括拉杆；所述第一泵和所述第二泵分别通过一组所述拉杆与所述双输出轴潜水电机连接。
13.进一步地，所述深海采矿提升电泵还包括出口压力传感器和进口压力传感器；所述出口压力传感器安装于所述第一泵上，所述进口压力传感器安装于所述第二泵上。
14.进一步地，所述第一泵和所述第二泵均为多级泵；所述第一泵还包括安装在所述第一泵轴上的多级第一叶轮和相应级数的第一空间导叶；所述第二泵还包括安装在所述第二泵轴上的多级第二叶轮和相应级数的第二空间导叶。
15.进一步地，每级所述第一叶轮和相应的所述第一空间导叶之间以及每级所述第二叶轮和相应的所述第二空间导叶之间均设有过滤防砂圆盘。
16.与现有技术相比，本发明的优点在于：
17.1.由于所述第一泵上产生的所述第一轴向力的方向与所述第二泵上产生的所述第二轴向力的方向相反，因此总轴向力减少，进而能够减少整体装置的振动，保证各处的连接强度，提高整体装置的使用寿命。
18.2.本发明在深海工作时，由于整体装置的振动减少，进而能够防止各连接处分离，避免整体装置的各构件落入深海中，因此，不仅能防止造成经济损失，还能防止对深海的环境造成损害。
附图说明
19.图1是本发明的整体结构示意图；
20.图2是本发明中双输出轴潜水电机的结构示意图；
21.图3是本发明中第一泵的结构示意图；
22.图4是本发明中第二泵的结构示意图。
23.图中各标号表示：1、第一泵；11、第一泵轴；12、第一泵体；13、第一管体；14、第一叶轮；15、第一空间导叶；2、双输出轴潜水电机；21、第一输出轴；22、第二输出轴；23、主体；24、第一保护罩；25、第二保护罩；3、第二泵；31、第二泵轴；32、第二泵体；33、第二管体；34、第二叶轮；35、第二空间导叶；4、外部管道；5、拉杆；6、出口压力传感器；7、进口压力传感器；8、过滤防砂圆盘。
具体实施方式
24.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。
25.为解决上述技术问题，本发明提出一种深海采矿提升电泵。
26.请参照图1，该深海采矿提升电泵包括第一泵1、双输出轴潜水电机2和第二泵3；所述第一泵1安装于所述双输出轴潜水电机2的第一输出端，所述第二泵3安装于所述双输出轴潜水电机2的第二输出端；位于所述第一输出端的第一输出轴21与所述第一泵1的第一泵轴11连接并用于驱动所述第一泵轴11进而产生第一轴向力，位于所述第二输出端的第二输出轴22与所述第二泵3的第二泵轴31连接并用于驱动所述第二泵轴31进而产生与所述第一
轴向力方向相反的第二轴向力。由于所述第一泵1上产生的所述第一轴向力的方向与所述第二泵3上产生的所述第二轴向力的方向相反，因此总轴向力减少，进而能够减少整体装置的振动，保证各处的连接强度，提高整体装置的使用寿命。本发明在深海工作时，由于整体装置的振动减少，进而能够防止各连接处分离，避免整体装置的各构件落入深海中，因此，不仅能防止造成经济损失，还能防止对深海的环境造成损害。具体地，所述第一输出轴21的轴线和所述第二输出轴22的轴线沿同一直线方向设置，且所述第一输出轴21的转动方向和所述第二输出轴22的转动方向相反，所述第一泵1和所述第二泵3反向设置，运行时产生的轴向力方向相反，进而能减少总轴向力。进一步地，所述双输出轴潜水电机2为带止推轴承的双输出轴潜水电机。所述第一输出轴21与所述第一泵轴11以及所述第二输出轴22与所述第二泵轴31均通过联轴器连接。优选地，所述第一泵1和所述第二泵3的布置方式为：第一泵1的进口端和所述第二泵3的进口端相对设置。优选地，所述第一保护罩24与所述主体23连接的一端和所述第二保护罩25与所述主体23连接的一端均为法兰盘，所述主体23的两端均为法兰盘，所述第一保护罩24和所述第二保护罩25通过同一组拉杆5与所述主体23法兰连接。所述第一泵1和所述第二泵3分别通过一组所述拉杆5与所述双输出轴潜水电机2连接。所述拉杆5能够承担动载荷并能够传递轴向力。其中，所述第一输出轴21与所述第一泵轴11通过所述联轴器刚性联接，所述第一泵1的轴向力及其转子的重量通过所述联轴器传递到所述双输出轴潜水电机2上部的止推轴承上，所述第二输出轴22与所述第二泵轴31通过所述联轴器刚性联接，所述第二泵3的轴向力及其转子的重量通过所述联轴器传递到所述双输出轴潜水电机2下部的止推轴承上，由此，所述深海采矿提升电泵在工作过程中产生的轴向力通过反向布置的所述第一泵1和所述第二泵3相互抵消，总轴向力减少。
27.请参照图2，具体地，所述双输出轴潜水电机2包括主体23、第一保护罩24和第二保护罩25；所述第一保护罩24连接于所述主体23的一端，所述第二保护罩25连接于所述主体23的另一端；所述第一输出轴21安装于所述主体23内并从所述主体23内延伸至所述第一保护罩24内，所述第二输出轴22安装于所述主体23内并从所述主体23内延伸至所述第二保护罩25内。所述第一泵1安装于所述第一保护罩24并且所述第一泵轴11伸入所述第一保护罩24内与所述第一输出轴21连接，所述第二泵3安装于所述第二保护罩25并且所述第二泵轴31伸入所述第二保护罩25内与所述第二输出轴22连接。通过所述第一保护罩24和所述第二保护罩25，对所述第一泵轴11、所述第二泵轴31、所述第一输出轴21以及第二输出轴22起到保护作用，不仅能够避免外界的不良条件对各个轴造成损伤，还能保证各个轴之间的连接稳定性。进一步地，所述第一保护罩24的侧壁和所述第二保护罩25的侧壁均设有检修口，以便于对罩体内的部件进行检修和盘查。
28.请参照图1、图3和图4，具体地，所述第一泵1包括第一泵体12和第一管体13；所述第一泵体12的一端开设有与外部空间连通的第一出口，另一端开设有第一进口；所述第一管体13的一端安装于所述第一进口，所述第一管体13的另一端安装于所述第一保护罩24；所述第一管体13的侧壁开设有与所述第二泵3连通的注入孔。所述第二泵3包括第二泵体32和第二管体33；所述第二泵体32的一端开设有第二出口，另一端开设有第二进口；所述第二管体33的一端安装于所述第二进口，所述第二管体33的另一端安装于所述第二保护罩25，所述第二管体33的侧壁开设有与外部空间连通的入口；所述第二出口与所述注入孔之间连接有外部管道4，采用所述外部管道4能够解决现有的提升电泵采用环形流道存在的物料堵
塞的问题。进一步地，所述第一管体13的两端和所述第二管体33的两端均为法兰盘，所述第一管体13的两端分别与所述第一泵体12和所述第一保护罩24法兰连接，所述第二管体33的两端分别与所述第二泵体32和所述第二保护罩25法兰连接。
29.请参照图3和图4，具体地，所述第一泵1和所述第二泵3均为多级泵；所述第一泵1还包括安装在所述第一泵轴11上的多级第一叶轮14和相应级数的第一空间导叶15；所述第二泵3还包括安装在所述第二泵轴31上的多级第二叶轮34和相应级数的第二空间导叶35。每级所述第一叶轮14和相应的所述第一空间导叶15之间以及每级所述第二叶轮34和相应的所述第二空间导叶35之间均设有过滤防砂圆盘8；空间导叶与泵轴通过轴承连接，因此，通过所述过滤防砂圆盘8能够防止颗粒物或其它杂质进入空间导叶与泵轴之间的轴承，进而能够提高轴承的使用寿命。进一步地，各级所述第一空间导叶15之间通过法兰连接并且各级所述第一空间导叶15之间设有o形密封圈，各级所述第二空间导叶35之间通过法兰连接并且各级所述第二空间导叶35之间设有o形密封圈，以保证各流道的密封性。进一步地，根据提升工况对提升电泵扬程的要求，提升电泵可设计成八级，甚至更多级数，并且所述第一泵1的级数和所述第二泵3的级数分别为提升电泵总级数的一半，能够缩短单个泵的流道，并且单个泵的叶轮和空间导叶具有混流泵的特性，使得泵的流道基本沿轴线方向设置，保证了异常情况停泵后粗大颗粒回流的能力，解决了粗大颗粒在流道内发生堵塞的问题。其中，各个空间导叶设有环形流道，所述第一泵1和所述第二泵3的流道为畅通的流线型整体流道。
30.请参照图2
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图4，所述深海采矿提升电泵还包括出口压力传感器6和进口压力传感器7；所述出口压力传感器6安装于所述第一泵1的第一出口上，所述进口压力传感器7安装于所述第二泵3上。具体地，所述第一出口设有用于监测矿物出口处压力值的所述出口压力传感器6，所述第二管体33侧壁的入口设有用于监测矿物进口处压力值所述进口压力传感器7。进一步地，所述深海采矿提升电泵还包括转速传感器、扭矩仪和振动传感器；每个所述联轴器上均设有所述转速传感器和所述扭矩仪以监测所述联轴器的工作状态；所述第一泵1和所述第二泵3上均设有用于监测泵体振动情况的所述振动传感器。
31.本发明的工作原理如下：安装所述深海采矿提升电泵，并跟随水下采矿车一同布放，当采矿车布放完成后，所述深海采矿提升电泵设置在某一水下位置，通过软启动装置启动所述深海采矿提升电泵，所述双输出轴潜水电机2带动所述第一泵1和所述第二泵2旋转，直到达到额定转速，水下采矿车采集的海底矿物经破碎机破碎后被输送至所述第二泵3的所述入口并进入所述第二泵体32内，矿物在所述第二泵体32内经过各级所述第二叶轮34加压后，从所述第二出口流出并通过所述外部管道4进入所述第一泵体12内，再经过各级所述第一叶轮14加压后进入上部提升管道，矿物被提升至水面采矿船上。
32.虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。