矿浆提升单元、矿浆提升装置、采矿装置和采矿系统

权利要求

1.矿浆提升单元，其特征在于：包括： 海水管，用于输送水体； 矿源管，用于输送矿浆；以及 矿浆泵组，所述矿浆泵组包含有两个泵壳体，所述泵壳体内均设置有在该泵壳体内可活动的隔膜(9)，所述隔膜(9)将所述泵壳体分割成相互隔离的海水腔室和矿浆腔室；所述海水腔室连通于海水管输送水体的路径上，所述矿浆腔室连通于矿源管输送矿浆的路径上； 联动机构，所述联动机构与分别两个所述泵壳体的所述隔膜(9)连接，用于使其中一个泵壳体的所述隔膜(9)向一方向移动时，带动另一个泵壳体的所述隔膜(9)向另一方向移动。

2.如权利要求1所述的一种矿浆提升单元，其特征在于：所述矿浆提升单元具有海水管，所述海水管包含海水进水管(1)、连通所述海水进水管(1)的海水总管(10)、第一海水支管(11)和第二海水支管(21)和排水总管(28)； 所述第一海水支管(11)和第二海水支管(21)的一端与所述海水总管(10)的一端连通，所述第一海水支管(11)和第二海水支管(21)的另一端与所述排水总管(28)的一端连通,所述第一海水支管(11)连接有第一进水阀(12)和第一排水阀(13)，所述第二海水支管(21)连接有第二进水阀(22)和第二排水阀(23),所述第一进水阀(12)和第二进水阀(22)设置在靠近海水总管(10)的一侧，所述第一排水阀(13)和第二排水阀(23)设置在靠近排水总管(28)的一侧； 所述第一进水阀(12)和第一排水阀(13)之间位置连通有第一泵壳体(5)，所述第二进水阀(22)和第二排水阀(23)之间位置连通有第二泵壳体(24)； 所述第一泵壳体(5)、第二泵壳体(24)的上端和下端分别连接有所述联动机构和所述矿源管。 

3.如权利要求2所述的一种矿浆提升单元，其特征在于：所述联动机构包括导向装置和与导向装置连接的导向绳(2)，所述矿浆泵组具有与所述第一泵壳体(5)和第二泵壳体(24)密封并滑动连接的传力杆(4)，所述传力杆(4)的上端连接所述导向绳(2)，传力杆(4)的下端连接隔膜(9)，隔膜(9)镶嵌在第一泵壳体(5)和第二泵壳体(24)的内部。 

4.如权利要求3所述的一种矿浆提升单元，其特征在于：所述隔膜(9)将所述第一泵壳体(5)的内部分割成第一海水腔室(6)和第一矿浆腔室(7)，隔膜(9)将所述第二泵壳体(24)的内部分割成第二海水腔室(25)和第二矿浆腔室(26)； 所述第一海水腔室(6)连通所述第一海水支管(11)，所述第一矿浆腔室(7)连通所述矿源管具有的第一矿浆管(8)； 所述第二海水腔室(25)连通所述第二海水支管(21)，所述第二矿浆腔室(26)连通所述矿源管具有的第二矿浆管(27)。 

5.如权利要求3所述的一种矿浆提升单元，其特征在于：所述隔膜(9)夹固在所述传力杆(4)的下端。 

6.如权利要求3所述的一种矿浆提升单元，其特征在于：所述导向绳(2)搭接在导向装置上。 

7.如权利要求1-6任意一项所述的一种矿浆提升单元，其特征在于：所述矿源管具有第一矿浆管(8)和第二矿浆管(27),所述第一矿浆管(8)和第二矿浆管(27)分别连通第一矿浆支管(15)和第二矿浆支管(17)。 

8.如权利要求7所述的一种矿浆提升单元，其特征在于：所述第一矿浆支管(15)具有第一进浆阀(16)和第一排浆阀(18)，所述第二矿浆支管(17)具有第二进浆阀(19)和第二排浆阀(20)，所述第一进浆阀(16)和第一排浆阀(18)之间连通有第一矿浆管(8)，所述第二进浆阀(19)和第二排浆阀(20)之间连通有第二矿浆管(27)。 

9.如权利要求7所述的一种矿浆提升单元，其特征在于：所述第一矿浆支管(15)和第二矿浆支管(17)的一端连通所述矿源管具有的矿源进管(14)，第一矿浆支管(15)和第二矿浆支管(17)的另一端连通矿源排管(29)。 

10.如权利要求1所述的一种矿浆提升单元，其特征在于：所述泵壳体的内壁具有斜坡，所述斜坡的坡度从所述矿源管朝向所述隔膜(9)方向的坡度逐渐变大。 

11.如权利要求1所述的一种矿浆提升单元，其特征在于：所述泵壳体的形状为球体、圆柱体、锥形体、椭圆体、多边形体或台阶形体。 

12.一种矿浆提升装置，其特征在于：包括至少一个如权利要求1-11所述的矿浆提升单元和用于固定矿浆提升单元的连接装置，所述矿浆提升装置(01)分别与所述采矿装置(02)和矿浆接收处理装置(03)连接。 

13.如权利要求12所述的矿浆提升装置，其特征在于：所述连接装置分别与所述导向装置、第一泵壳体(5)和第二泵壳体(24)连接。 14.如权利要求12所述的矿浆提升装置，其特征在于：所述矿浆提升单元的个数大于或等于2个，且所述矿浆提升单元与矿浆提升单元串联和/或并联组合成所述矿浆提升装置(01)。 15.一种采矿装置，其特征在于：使用如权利要求1-11所述的一种矿浆提升单元或如权利要求12-14所述的一种矿浆提升装置。 16.一种采矿系统，其特征在于：使用如权利要求1-11所述的一种矿浆提升单元或如权利要求12-14所述的一种矿浆提升装置或如权利要求15所述的采矿装置。

说明书

技术领域

本发明涉及深海海底采矿设备领域，具体的是涉及一种矿浆提升单元、矿浆提升装置、采矿装置和采矿系统，用于将深海海底开采后的矿产上升到海面的系统。

技术背景

随着陆地矿产资源的不断开采，陆地矿产资源的日益枯竭，而人类对矿产的需求与日俱增，矿产枯竭与需求增加的矛盾日益突出，迫切需要寻求新的矿产资源以弥补陆地矿产资源的不足。众人皆知，海洋面积占比地球面积三分之二，从海底获取新的矿产资源增量是目前可行的途径之一。

矿石上升装置是深海采矿系统的重要组成部分，它的作用是将海底的矿石上升到海面支撑船上。目前，如何从深海海底将矿产上升到海面有一定难度。国外深海采矿已进行了多种方法的尝试，国内深海采矿近些年也进行了一些研究，从最初的拖撬式采矿，连续链斗式采矿，自动穿梭式采矿，到近几年的深海离心机泵送式采矿等,但技术还不够成熟。现有深海采矿较有前景的方法为水力管道提升法，即矿石和海水经一定的比例混合后，由海底通过管道提升至海面的支撑船上,但因结构上的欠佳而引起积渣，降低了功效。又因分离后的海水仍会残留部分极细小的颗粒，若直接排入海面，存在破坏生态环境的情况。深海离心机泵送法虽对采矿提高了一定效率，但不能一步到位，需要多级输送，且因矿浆磨损，叶片容易损蚀，寿命短，可靠性、经济性不高。一些隔膜泵因排量小，行程大，隔膜容易疲劳破坏，效率不高。故，深海采矿迫切需要一种效率高，寿命长，排量波动小，环保的上升装置及系统，以提高深海海底矿产的效率，保证采矿的经济可行性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的深海采矿装置将深海所采的矿料由海底提升到海面使用寿命短、效率低以及排量波动大的问题，本发明提供了解决上述问题的一种矿浆提升单元、矿浆提升装置、采矿装置和采矿系统。

本发明通过下述技术方案实现：

一种矿浆提升单元，包括：

海水管，用于输送水体；

矿源管，用于输送矿浆；以及

矿浆泵组，所述矿浆泵组包含有两个泵壳体，所述泵壳体内均设置有在该泵壳体内可活动的隔膜，所述隔膜将泵壳体分割成相互隔离的海水腔室和矿浆腔室；所述海水腔室连通于海水管输送水体的路径上，所述矿浆腔室连通于矿源管输送矿浆的路径上；

联动机构，所述联动机构分别与两个所述泵壳体的隔膜连接，用于使其中一个泵壳体的隔膜向一方向移动时，带动另一个泵壳体的隔膜向另一方向移动,即两个泵壳体中的所述隔膜在工作时运动的方向相反。

优选的,所述矿浆提升单元具有海水管，所述海水管包含海水进水管、连通所述海水进水管的海水总管、第一海水支管、第二海水支管和排水总管；

所述第一海水支管连接有第一进水阀和第一排水阀，所述第二海水支管连接有第二进水阀和第二排水阀；

所述第一进水阀和第一排水阀之间位置连通有第一泵壳体，所述第二进水阀和第二排水阀之间位置连通有第二泵壳体；

所述第一泵壳体、第二泵壳体的上端和下端分别连接有联动机构和所述矿源管，第一排水阀和第二排水阀连通有排水总管。

优选的,所述联动机构包括导向装置和与导向装置连接的导向绳，所述矿浆泵组具有与所述第一泵壳体和第二泵壳体密封并滑动连接的传力杆，所述传力杆的上端连接所述导向绳，传力杆的下端连接隔膜，所述隔膜镶嵌在第一泵壳体和第二泵壳体的内部。

优选的,所述隔膜将所述第一泵壳体的内部分割成第一海水腔室和第一矿浆腔室，隔膜将所述第二泵壳体的内部分割成第二海水腔室和第二矿浆腔室；

所述第一海水腔室连通所述第一海水支管，所述第一矿浆腔室连通矿源管具有的第一矿浆管；

所述第二海水腔室连通所述第二海水支管，所述第二矿浆腔室连通矿源管具有的第二矿浆管。

优选的,所述隔膜夹固在所述传力杆的下端。

优选的,所述导向绳搭接在导向装置上。

优选的,所述矿源管具有第一矿浆管和第二矿浆管,所述第一矿浆管和第二矿浆管分别连通第一矿浆支管和第二矿浆支管。

优选的,所述第一矿浆支管具有第一进浆阀和第一排浆阀，所述第二矿浆支管具有第二进浆阀和第二排浆阀，所述第一进浆阀和第一排浆阀之间连通有第一矿浆管，所述第二进浆阀和第二排浆阀之间连通有第二矿浆管。

优选的,所述第一矿浆支管和第二矿浆支管的一端连通所述矿源管具有的矿源进管，第一矿浆支管和第二矿浆支管的另一端连通矿源排管。

优选的,所述泵壳体的内壁具有斜坡，所述斜坡的坡度从所述矿源管朝向所述隔膜方向的坡度逐渐变大。

所述泵壳体的形状为球体、圆柱体、锥形体、椭圆体、多边形体或台阶形体。

一种矿浆提升装置，包括至少一个所述的矿浆提升单元和用于固定矿浆提升单元的连接装置，所述矿浆提升装置分别与所述采矿装置和矿浆接收处理装置连接。

其中,所述连接装置分别与所述导向装置、第一泵壳体和第二泵壳体连接。

所述的矿浆提升装置具有的所述矿浆提升单元的个数大于或等于2个，且所述矿浆提升单元与矿浆提升单元串联和/或并联组合成所述矿浆提升装置。

一种采矿装置，使用所述的一种矿浆提升单元或所述的一种矿浆提升装置。

一种采矿系统，使用所述的一种矿浆提升单元或所述的一种矿浆提升装置或所述的采矿装置。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明的海水管输送海水水体和矿源管输送矿浆，矿浆送入和排出于矿浆泵组，矿浆泵组包含两个泵壳体，泵壳体内均设置有在该泵壳体内可活动的隔膜，所述隔膜将泵壳体分割成相互隔离的海水腔室和矿浆腔室，隔膜的变形带动联动机构上下移动，周期性的分别对两个泵壳体通入海水水体，只要其中一个泵壳体的海水腔室通入海水水体时海水腔室的体积变大隔膜变形使矿浆腔室体积变小矿浆腔室内的矿浆排出，同时联动机构带动另一个泵壳体的隔膜变形使该泵壳体的海水腔室的体积变小而矿浆腔室体积变大矿浆输入到矿浆腔室，在两泵壳体中，始终是保持一个泵壳体排出矿浆另一个泵壳体送入矿浆，使矿浆的送入和排出不间断且排量运行平稳、波动小，本发明的泵壳体替换了传统的离心机泵排矿浆不会使泵壳体内的海水腔室引起积渣和使用寿命短，由于两泵壳体以循环的方式排出矿浆提高了效率，两泵壳体循环排出矿浆。

2、本发明所述第一泵壳体和第二泵壳体密封并滑动连接于传力杆，所述传力杆的上端连接所述导向绳，传力杆的下端连接隔膜，所述隔膜镶嵌在第一泵壳体和第二泵壳体的内部，当第一海水支管通水使隔膜下移就带动传力杆和导向绳下移，将第一泵壳体内的矿浆通过矿浆管排出，同理第二海水支管通水，隔膜下移将第二泵壳体内的矿浆通过矿浆管排出。

3、本发明所述隔膜将所述第一泵壳体和第二泵壳体的内部分割成海水腔室和矿浆腔室，所述海水腔室连通所述第一海水支管和第二海水支管，所述矿浆腔室连通所述矿浆管，进一步细化了隔膜将第一泵壳体和第二泵壳体的内部隔开，只要海水腔室的体积增大隔膜变形使矿浆腔室的体积减小，矿浆腔室内的矿浆从矿浆管排出，只要海水腔室的体积减小隔膜变形使矿浆腔室的体积增大，矿浆从矿浆管进入到矿浆腔室内，海水腔室的水从排水总管排出。

4、本发明所述隔膜夹固在所述传力杆的下端，隔膜变形便于带动导向绳移动。

5、本发明所述导向绳搭接在导向装置上，导向绳在压力杆的带动下上升或下降，导向绳在导向装置上滑动或带动导向装置转动从而减小摩擦力，便于矿浆的顺利排出。

6、本发明所述第一矿浆支管具有第一进浆阀和第一排浆阀，所述第二矿浆支管具有第二进浆阀和第二排浆阀，所述矿浆管位于所述第一进浆阀和第一排浆阀之间，矿浆管位于所述第二进浆阀和第二排浆阀之间，只要进浆阀打开，排浆阀关闭，矿浆从矿浆管进入到矿浆腔室，只要进浆阀关闭，排浆阀打开矿浆从矿浆腔室通过矿浆管排出。

7、本发明所述第一矿浆支管和第二矿浆支管的一端连通矿源进管，第一矿浆支管和第二矿浆支管的另一端连通矿源排管，矿源进管进入矿浆，矿源排管排出矿浆。

8、本发明所述第一泵壳体和第二泵壳体的内部具有的隔膜的材质为EVA，利于隔膜变形以及隔开海水腔室和矿浆腔室。

9、本发明主要利用于船体上的动力源，向海底的采矿装置的矿产上升单元注入动力海水，以驱动矿浆提升单元，多个矿浆提升单元形成了矿产的提升装置，从而形成排量大、波动小、寿命长、运行可靠、效率高以及有自吸能力的海底矿料上升装置。

10、本发明的泵壳体的内壁具有斜坡，斜坡的坡度从所述矿源管朝向隔膜方向的坡度逐渐变大利于矿浆从隔膜到矿源管的挤出排出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是是矿浆接收处理装置和矿浆提升装置、采矿装置总体连接示意图；

图2是本发明的矿浆提升装置结构示意图；

图3是本发明的矿浆提升单元结构示意图；

图4是本发明的矿浆提升单元立体结构示意图；

图5是本发明的矿浆提升装置工作状态图。

附图中标记及对应的零部件名称：

01-矿浆提升装置、02-采矿装置、03-矿浆接收处理装置,1-海水进水管，2-导向绳，3-第一导向装置，4-传力杆，5-第一泵壳体，6-第一海水腔室，7-第一矿浆腔室，8-第一矿浆管，9-隔膜，10-海水总管，11-第一海水支管，12-第一进水阀，13-第一排水阀，14-矿源进管，15-第一矿浆支管，16-第一进浆阀，17-第二矿浆支管，18-第一排浆阀，19-第二进浆阀，20-第二排浆阀，21-第二海水支管，22-第二进水阀，23-第二排水阀，24-第二泵壳体，25-第二海水腔室，26-第二矿浆腔室，27-第二矿浆管，28-排水总管，29-矿源排管，30-第二导向装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。

实施例1

如图1所示，一种采矿系统，包含了矿浆提升装置01、采矿装置02和矿浆接收处理装置03(采矿船)，矿浆提升装置01连通于采矿装置02和矿浆接收处理装置03，采矿装置02采集矿浆将采集的矿浆送入矿浆提升装置01，矿浆提升装置02再将矿浆输送到矿浆接收处理装置03，在其他下述实施例中矿浆接收处理装置03可以是用浮式平台或人工岛等能实现采矿船功能的设备替代。

实施例2

一种矿浆提升单元，包括：

海水管，用于输送水体,矿源管，用于输送矿浆。

矿浆泵组，所述矿浆泵组包含有两个泵壳体，泵壳体的形状为球体、圆柱体、锥形体、椭圆体、多边形体或台阶形体，所述泵壳体内均设置有在该泵壳体内可活动的隔膜9,隔膜9的材质需要满足高强度、高弹性、耐磨性、耐海水腐蚀及耐高温的要求，在本实施例中隔膜9的材质为EVA，所述隔膜9将泵壳体分割成相互隔离的海水腔室和矿浆腔室，所述海水腔室连通于海水管输送水体的路径上，所述矿浆腔室连通于矿源管输送矿浆的路径上。

联动机构，所述联动机构分别与两个泵壳体的隔膜9连接，用于使其中一个泵壳体的隔膜9向一个方向移动时，带动另一个泵壳体的隔膜9向另一个方向移动，泵壳体的内壁具有斜坡，斜坡的坡度从所述矿源管朝向所述隔膜9方向的坡度逐渐变大，便于隔膜9变形使矿浆从矿源管挤出排出。

具体的，如图1-4所示，本实施例提供的一种矿浆提升单元，所述矿浆提升单元具有海水管，海水管包括海水进水管1、与海水进水管1连通的海水总管10(海水进水管1和海水总管10可以做成一体的也可以是分开的，本质上是一体成型的)、第一海水支管11、第二海水支管21和排水总管28，第一海水支管11和第二海水支管21的一端与海水总管10连通、第一海水支管11和第二海水支管21的另一端与排水总管28连通，第一海水支管11上连接有第一进水阀12和第一排水阀13，第二海水支管21连接有第二进水阀22和第二排水阀23,第一进水阀12和第二进水阀22设置在靠近海水总管10的一侧，第一排水阀13和第二排水阀23设置在靠近排水总管28的一侧，第一进水阀12和第一排水阀13之间位置连通有第一泵壳体5，所述第二进水阀22和第二排水阀23之间位置连通有第二泵壳体24，第一泵壳体5、第二泵壳体24的上端和下端分别连接有联动机构具有的导向绳2和矿浆管，第一排水阀13和第二排水阀23连通有排水总管28。

如图3-4所示,联动机构包括导向装置和与导向装置连接的导向绳2,导向装置包含第一导向装置3和第二导向装置30,导向绳2搭接连接在第一导向装置3和第二导向装置30上，第一泵壳体5和第二泵壳体24密封并滑动连接于传力杆4，传力杆4的上端连接导向绳2，导向绳2搭接在第一导向装置3和第二导向装置30上,第一导向装置3和第二导向装置30固定或滑动连接在矿浆提升装置01内，传力杆4的下端连接隔膜9，隔膜9镶嵌在第一泵壳体5和第二泵壳体24的内部，第一导向装置3和第二导向装置30直接或间接的与采矿船或浮式平台固定连接。具体的，进行实际连接时，泵壳体和导向装置均与连接装置固定连接，连接装置可以是一个连接支架也可以是其他的连接形式，其能实泵壳体和导向装置的固定即可，不限制其结构和材料。

隔膜9将所述第一泵壳体5的内部分割成第一海水腔室6和第一矿浆腔室7，隔膜9将第二泵壳体24的内部分割成第二海水腔室25和第二矿浆腔室26，隔膜9夹固在所述传力杆4的下端。

第一海水腔室6连通第一海水支管11，所述第一矿浆腔室7连通第一矿浆管8，所述第二海水腔室25连通所述第二海水支管21，所述第二矿浆腔室26连通第二矿浆管27，矿浆管分成第一矿浆管8和第二矿浆管27,所述第一矿浆管8和第二矿浆管27分别连通第一矿浆支管15和第二矿浆支管17。

所述第一矿浆支管15具有第一进浆阀16和第一排浆阀18，所述第二矿浆支管17具有第二进浆阀19和第二排浆阀20，第一矿浆管8位于所述第一进浆阀16和第一排浆阀18之间，第二矿浆管27位于所述第二进浆阀19和第二排浆阀20之间。

所述第一矿浆支管15和第二矿浆支管17的一端连通矿源进管14，第一矿浆支管15和第二矿浆支管17的另一端连通矿源排管29，最后需要说明的是本实施例中出现的所有阀门可以是自动控制的电磁阀也可以是手动调节的手动阀。

实施例3

对实施例2的一种矿浆提升单元进行进一步说明,导向装置可以是一个泵壳体对应一个，也可以是一个导向装置对应两个泵壳体，导向装置可以是齿轮或带轮，导向绳2可以是链条、钢丝绳、柔性的吊带等，导向绳2搭设在导向装置上，当导向绳随着传力杆4的升降而升降时，导向绳2在导向装置上滑动或导向装置随着导向绳2的移动而转动。

导向装置为固定的齿轮，导向绳2为链条，导向装置转动，导向绳2左右移动使传力杆4升降运动；导向装置为滑动的带轮，导向绳2为钢丝绳或柔性的吊带，导向装置的上下移动使导向绳2上下移动，传力杆4升降运动。

实施例4

本发明的矿浆提升单元的具体工作原理如下：

如图3-4所示，带压海水从海水进水管1进入到海水总管10内，海水再进入到第一海水支管11和第二海水支管21。

第一进水阀12打开、第一排水阀13关闭，第二进水阀22关闭、第二排水阀23打开，将第一进浆阀16关闭，第一排浆阀18打开，第二进浆阀19打开，第二排浆阀20关闭，船体动力水泵驱动海水水体，被驱动的高压海水水体进入第一海水支管11和第一泵壳体5内，第一泵壳体5内的第一海水腔室6体积增大，推动柔性的隔膜9向下侧移动，相应地第一泵壳体5内的第一矿浆腔室7体积减小，通过第一矿浆管8和第一矿浆支管15排出第一泵壳体5内的第一矿浆腔室7内的矿浆进入矿源排管29，由于第一泵壳体5内的隔膜9向下侧移动通过传力杆4带动导向绳2向下移动，第二泵壳体24连接的传力杆4带动第二泵壳体24内的隔膜9向上侧移动，第二泵壳体24内的第二海水腔室25的体积减小，排出第二泵壳体24内的第二海水腔室25内的海水使海水从排水总管28排出，第二泵壳体24内的第二矿浆腔室26的体积增大，矿浆从第二矿浆支管17吸入矿浆通过第二矿浆管27进入到第二泵壳体24内的第二矿浆腔室26内。

上述工作结束后，将第一进水阀12关闭、第一排水阀13打开，第二进水阀22打开、第二排水阀23关闭，将第一进浆阀16打开，第一排浆阀18关闭，第二进浆阀19关闭，第二排浆阀20打开，被驱动的高压海水水体进入第二海水支管21和第二泵壳体24内，第二泵壳体24内的第二海水腔室25体积增大，推动柔性的隔膜9向下侧移动，相应地第二泵壳体24内的第二矿浆腔室26体积减小，通过第二矿浆管27和第二矿浆支管17排出第二泵壳体24内的第二矿浆腔室26内的矿浆进入矿源排管29，由于第二泵壳体24内的隔膜9向下侧移动通过传力杆4带动导向绳2向下移动，第一泵壳体5连接的传力杆4带动第一泵壳体5内的隔膜9向上侧移动，第一泵壳体5内的第一海水腔室6的体积减小，排出第一泵壳体5内的第一海水腔室6内的海水使海水从排水总管28排出，第一泵壳体5内的第一矿浆腔室7的体积增大，矿浆从第一矿浆支管15吸入矿浆通过第一矿浆管8进入到第一泵壳体5内的第一矿浆腔室7内，实现一个基本的矿产上升单元的一个循环工作，本实施例中的所有阀门也是自动(电控)控制或手动控制的阀门。

实施例5

多个矿浆提升单元及连接装置组合成矿浆提升装置01，多个矿浆提升单元串联和/或并联(如图2、5所示)，矿浆提升装置01与矿浆接收处理装置03通过直接或间接的方式连接，矿浆提升装置01与采矿装置02连通(如图1所示)，采矿装置02采集深海中的矿浆并将矿浆送到矿浆提升单元或矿浆提升装置01内，矿浆提升装置01的导向装置被固定在连接装置上，连接装置可以是一个框架结构，所有导向装置和泵壳体固定在框架结构上，连接装置与矿浆接收处理装置03(隔水管或采矿船或浮式平台)直接或间接固定连接，其中间接连接是指连接装置与隔水管固定连接，隔水管与矿浆接收处理装置03固定连接，以使矿浆提升单元完成矿浆提升工作，一般来说矿源排管29与隔水管连接，矿浆通过矿源排管29和隔水管提升至矿浆接收处理装置03(隔水管或采矿船或浮式平台)等设备上，海水管中的海水带压，通过泵送入海水管，联动机构随着隔膜9的升降而进行随动，导向绳2随着传力杆4的升降而升降。

实施例6

如图2、5所示的矿浆提升装置(图2、5的虚线框选部分为矿浆提升单元)，将多个图3-4的矿浆提升单元进行组合并与连接装置一起构成矿浆提升装置01，通过向海底的矿浆提升单元中注入动力海水，以驱动多个矿浆提升单元运行，从而形成了排量大、波动小、寿命长、运行可靠、效率高以及有自吸能力强的深海开采的矿浆提升装置。

实施例7

如图2、5所示的矿浆提升装置，带压海水通过海水进水管1进入矿浆提升单元中，从排水总管28排出泵壳体内的海水到深海内而不排出至海面从而实现环保排放，从矿源进管14进入开采的矿浆,从矿源进管14进入开采的矿浆，从矿源排管29排出矿浆。多个矿产上升单元的组合提高了矿浆的排量，隔膜9的变形和隔膜9隔开泵壳体使矿浆的进出运行平稳且波动小，矿浆不进入海水腔室，海水腔室不会有积渣让泵壳体的使用寿命长、运行可靠以及效率高，排水总管28将海水水体排出在深海内而不排出海面不会导致环境的污染。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

矿浆提升单元、矿浆提升装置、采矿装置和采矿系统.pdf