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专利号: 2019102851294
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 液体变容式机械;液体泵或弹性流体泵
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种深海扬矿泵结构,其特征在于:包括扬矿泵壳体(1),所述的扬矿泵壳体(1)内设有高速轴(8),所述的高速轴(8)与扬矿泵壳体(1)间设有分流驱动机构(2),所述的分流驱动机构(2)与高速轴(8)间设有细颗粒流体甬道(4),所述的细颗粒流体甬道(4)上设有若干与高速轴(8)相限位固定套接的导流旋转叶轮(3);所述的分流驱动机构(2)包括低速旋转轮毂(11),所述的低速旋转轮毂(11)外壁设有延伸出低速旋转轮毂(11)前端的螺旋叶片盘(10),所述的低速旋转轮毂(11)内设有与低速旋转轮毂(11)相限位嵌套固定的减速器(12);所述的减速器(12)包括旋转轮毂驱动盘(13),所述的旋转轮毂驱动盘(13)内设有与旋转轮毂驱动盘(13)相套接的输出齿轮轴(16),所述的输出齿轮轴(16)与旋转轮毂驱动盘(13)间设有传动齿轮组件(15)。

2.根据权利要求1所述的深海扬矿泵结构,其特征在于:所述的传动齿轮组件(15)两端均设有与传动齿轮组件(15)相限位套接固定的端盖(14),所述的端盖(14)外壁分别与旋转轮毂驱动盘(13)相密封件式嵌套限位固定,所述的端盖(14)内壁均与输出齿轮轴(16)相轴承密封式卡簧限位嵌套固定,所述的端盖(14)与输出齿轮轴(16)间均设有滚珠轴承(23)。

3.根据权利要求2所述的深海扬矿泵结构,其特征在于:所述的传动齿轮组件(15)包括若干呈环形分布的固定短轴(25),所述的固定短轴(25)上均设有与旋转轮毂驱动盘(13)、输出齿轮轴(16)相齿形啮合的过渡传动齿轮(24),两相邻过渡传动齿轮(24)间均设有与端盖(14)相限位嵌套的尼龙轴柱(26)。

4.根据权利要求2所述的深海扬矿泵结构,其特征在于:所述的旋转轮毂驱动盘(13)前端设有与低速旋转轮毂(11)相限位嵌套的过滤罩(9)。

5.根据权利要求1或2或3所述的深海扬矿泵结构,其特征在于:所述的旋转轮毂驱动盘(13)包括与传动齿轮组件(15)相齿形啮合的齿圈(19),所述的齿圈(19)外围设有与低速旋转轮毂(11)呈一体化嵌套的外盘管(17),所述的外盘管(17)与齿圈(19)间设有若干呈环形均匀分布的连接弧形板(18);所述的输出齿轮轴(16)包括输出轴(21),所述的输出轴(21)上设有与传动齿轮组件(15)相齿形啮合的齿轮轴(20),所述的输出轴(21)上设有与高速轴(8)相平键式限位嵌套固定的键槽(22)。

6.根据权利要求1所述的深海扬矿泵结构,其特征在于:所述的高速轴(8)与扬矿泵壳体(1)间设有与高速轴(8)相花键式卡嵌限位套接的扬矿泵驱动电机(6),所述的扬矿泵驱动电机(6)与高速轴(8)间设有轴套法兰盘(7),所述的轴套法兰盘(7)与扬矿泵驱动电机(6)间设有推力平衡架(5)。

7.根据权利要求5所述的深海扬矿泵结构,其特征在于:所述的深海扬矿泵结构的控制方法包括如下操作步骤:

第一步:使用时,先开启扬矿泵驱动电机(6)带动高速轴(8)驱动导流旋转叶轮(3)进行旋转吸流,使得矿浆在螺旋离心作用下进入扬矿泵壳体(1)内,此时高速轴(8)同步为分流驱动机构(2)提供动力;

第二步:当矿浆注入后,分流驱动机构(2)通过减速器(12),实现低速旋转轮毂(11)驱动螺旋叶片盘(10)进行低速大扭矩输出;螺旋叶片盘(10)延伸段起到提前对海水进行分开过流,将高浓度带大颗粒的浆料与海水分流,避免了细颗粒流体甬道(4)堵塞现象;

第三步:高浓度带大颗粒的浆料由螺旋叶片盘(10)驱动沿扬矿泵壳体(1)内壁进入后腔与细颗粒流体甬道(4)出来的海水合流一同输送出扬矿泵壳体(1)。

8.根据权利要求7所述的深海扬矿泵结构的控制方法,其特征在于:当高速轴(8)将转速同步传递至输出齿轮轴(16),由输出齿轮轴(16)上的齿轮轴(20)与外围若干呈环形的过渡传动齿轮(24)相啮合传动,外围的过渡传动齿轮(24)同时均匀驱动旋转轮毂驱动盘(13)上的齿圈(19),实现旋转轮毂驱动盘(13)与低速旋转轮毂(11)同步等速旋转。

9.根据权利要求8所述的深海扬矿泵结构的控制方法,其特征在于:螺旋叶片盘(10)的旋转速度实现高浓度带大颗粒浆料的进料流速,导流叶片(3)的转速驱动细颗粒流体甬道(4)内海水的进料流速,由于海水的密度小于高浓度带大颗粒浆料的密度,采用进料流速比要大于密度比,避免细颗粒流体甬道(4)出口与高浓度带大颗粒浆料汇合处容易出现沉淀回流堵塞现象。

10.根据权利要求7所述的深海扬矿泵结构的控制方法,其特征在于:当矿浆进入扬矿泵壳体(1)后,分流驱动机构(2)端口处设有过滤罩(9)将大颗粒进行阻隔,由螺旋叶片盘(10)将过滤出的大颗粒渣滓随螺旋叶片盘(10)驱动高浓度带大颗粒的浆料沿扬矿泵壳体(1)内壁排至扬矿泵壳体(1)后端。