低泄漏深海采矿转矿机

本发明涉及深海采矿设备，具体地，涉及一种低泄漏深海采矿转矿机。

背景技术：

1、多金属结核主要赋存在3000-6000米的海底沉积物表层，初步估计具有开采价值的约为700亿吨，集矿和扬矿是开采过程中最核心的技术和组成部分。目前，国内外多金属结核开采方法主要有连续链斗法、砂浆泵水力管道提升法和空气升举法等。

2、目前，深海采矿设备采集的多金属核大多经分离舱分离后通过转矿机转运至料槽，分离舱的出口为抽吸负压，料槽为喷冲正压，加压输送泵通过水压将落入料槽内的矿石沿输送管道运送至目的地。

3、深海采矿多为水力集矿，在进出口存在正负高压差的工况下，需最大限度减少压力泄漏才能充分利用水力。常规的叶轮输送装置密封性差，压力泄漏大，存在待改进之处。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低泄漏深海采矿转矿机。

2、根据本发明提供的一种低泄漏深海采矿转矿机,包括壳体和叶轮组，所述叶轮组设置在壳体的内部，所述壳体包括进料口和出料口，所述出料口和进料口之间存在压力差；所述叶轮组包括转轴和叶轮本体，所述叶轮本体沿转轴的周向间隔设置有多组，所述叶轮本体远离转轴的一端设置有叶片组件，所述叶片组件包括叶片本体和弹性件，所述弹性件连接叶片本体和叶轮本体；所述转轴上设置有压力补偿系统，所述压力补偿系统通过叶轮本体上的流道作用于叶片本体；当所述叶轮本体位于进料口或出料口时，所述压力补偿系统与叶轮本体上的流道不连通；当所述叶轮本体位于进料口和出料口之间时，所述弹性件将叶片本体压在壳体内壁上密封，所述压力补偿系统与叶轮本体上的流道连通，所述压力补偿系统作用于叶片本体将叶片本体压在壳体内壁上密封。

3、优选地，所述叶轮本体远离转轴的一端设置有凹槽结构，所述叶片本体局部嵌入安装在凹槽结构内，所述弹性件连接叶片本体和凹槽的底壁，所述弹性件的伸缩方向垂直于转轴的轴向；所述叶轮本体上的流道延伸至凹槽结构的底部。

4、优选地，所述叶片组件还包括密封圈，所述密封圈设置在凹槽结构的开口处，且所述密封圈将凹槽结构与叶片本体动密封连接。

5、优选地，所述压力补偿系统包括配流轴、配流盘以及压力补偿泵，所述配流轴、配流盘以及转轴三者呈同轴设置；

6、所述配流盘上设置有配流流道，当所述叶轮本体位于进料口和出料口之间时，所述配流流道与叶轮本体上的流道连通；所述压力补偿泵通过配流轴向配流盘的配流流道供液。

7、优选地，所述配流盘上的配流流道的轨迹与叶轮本体的运动轨迹重合，且所述配流流道在配流盘上间隔对称设置有两组。

8、优选地，所述叶轮组与壳体内壁之间设置有浮环密封。

9、优选地，所述壳体的进料口处设置有弹性挡片，所述弹性挡片位于进料口的叶轮脱出侧。

10、优选地，所述叶轮组沿转轴的轴向设置有多组。

11、优选地，多组所述叶轮组中的叶片本体沿转轴的轴向呈15度相位差递进布置。

12、优选地，所述叶轮组设置有四组，任一组所述叶轮组的均包括六个等间隔设置的叶轮本体。

13、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

14、1、本发明通过采用叶片组件的水压主动贴紧密封和弹簧弹力顶紧密封双重密封结构，自动补偿了叶片和壳体的间隙，减少了泄漏，解决了矿物在进出口高压差工况下的转移输送问题，有助于解决水力利用不充分，进而有助于提高效率。

15、2、本发明通过采用配流盘的结构，可以使叶片组件转到密封区域时有补偿压力，转到开口非密封区域时无补偿压力，从而解决了分区域补偿密封问题。

16、3、本发明通过浮环密封的结构，解决了叶轮之间轴向泄漏问题，提高了水力使用效率。

技术特征：

1.一种低泄漏深海采矿转矿机，其特征在于，包括壳体(1)和叶轮组(2)，所述叶轮组(2)设置在壳体(1)的内部，所述壳体(1)包括进料口和出料口，所述出料口和进料口之间存在压力差；

2.如权利要求1所述的低泄漏深海采矿转矿机，其特征在于，所述叶轮本体远离转轴的一端设置有凹槽结构，所述叶片本体(3.1)局部嵌入安装在凹槽结构内，所述弹性件连接叶片本体(3.1)和凹槽的底壁，所述弹性件的伸缩方向垂直于转轴的轴向；

3.如权利要求2所述的低泄漏深海采矿转矿机，其特征在于，所述叶片组件(3)还包括密封圈(3.3)，所述密封圈(3.3)设置在凹槽结构的开口处，且所述密封圈(3.3)将凹槽结构与叶片本体(3.1)动密封连接。

4.如权利要求1所述的低泄漏深海采矿转矿机，其特征在于，所述压力补偿系统包括配流轴(5)、配流盘(6)以及压力补偿泵(8)，所述配流轴(5)、配流盘(6)以及转轴三者呈同轴设置；

5.如权利要求4所述的低泄漏深海采矿转矿机，其特征在于，所述配流盘(6)上的配流流道的轨迹与叶轮本体的运动轨迹重合，且所述配流流道在配流盘(6)上间隔对称设置有两组。

6.如权利要求1所述的低泄漏深海采矿转矿机，其特征在于，所述叶轮组(2)与壳体(1)内壁之间设置有浮环密封(4)。

7.如权利要求1所述的低泄漏深海采矿转矿机，其特征在于，所述壳体(1)的进料口处设置有弹性挡片(7)，所述弹性挡片(7)位于进料口的叶轮脱出侧。

8.如权利要求1所述的低泄漏深海采矿转矿机，其特征在于，所述叶轮组(2)沿转轴的轴向设置有多组。

9.如权利要求8所述的低泄漏深海采矿转矿机，其特征在于，多组所述叶轮组(2)中的叶片本体(3.1)沿转轴的轴向呈15度相位差递进布置。

10.如权利要求1所述的低泄漏深海采矿转矿机，其特征在于，所述叶轮组(2)设置有四组，任一组所述叶轮组(2)的均包括六个等间隔设置的叶轮本体。

技术总结本发明提供了一种低泄漏深海采矿转矿机，包括壳体和叶轮组，叶轮本体远离转轴的一端设置有叶片组件，叶片组件包括叶片本体和弹性件，弹性件连接叶片本体和叶轮本体；转轴上设置有压力补偿系统，压力补偿系统通过叶轮本体上的流道作用于叶片本体；当叶轮本体位于进料口或出料口时，压力补偿系统与叶轮本体上的流道不连通；当叶轮本体位于进料口和出料口之间时，弹性件将叶片本体压在壳体内壁上密封，压力补偿系统与叶轮本体上的流道连通，压力补偿系统作用于叶片本体将叶片本体压在壳体内壁上密封。叶片组件的水压主动贴紧密封和弹簧弹力顶紧密封双重密封结构，自动补偿了叶片和壳体的间隙，减少了泄漏，提高了效率。技术研发人员：庄广胶,葛彤,李波,肖丽娜,费龙,丁勇,赵建亭受保护的技术使用者：上海交通大学技术研发日：技术公布日：2024/12/12