CN102590020A - 铁矿石中明水重量的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁矿石中明水重量的测定方法，采用流量计来测量船舱中排出明水的体积V，在明水排放过程中采用明水管线取样装置进行明水样品收集；通过在排水管线的进口处安装可测定混浊液体的带温度补偿功能的电磁流量计来测量明水流量；通过三通球阀和蝶阀来实现排水状态和取样状态的切换；由固定在取样桶支架上的被动轴和曲柄轴通过齿轮啮合方式联动；进而控制取样桶在规定时间内从取样口采集若干个明水样品，将若干个明水样品充分混匀后送实验室进行明水样品的密度ρ和矿石微粒的重量百分比P的测量，然后计算船舱中明水的重量F；在不间断明水排放的情况下，就能准确地获得明水的重量，本方法步骤简单，设备维护容易，操作成本低，劳动强度小，便于推广应用。

Description

铁矿石中明水重量的测定方法

技术领域

本发明涉及进出口商品检验方法， 特别涉及一种铁矿石中明水重量的测定方法，在船舱内明水排放过程中，使用本方法可以不需要登轮，不需要间断明水的排放，仅采用流量计和管线取样装置，就能准确地获得铁矿石中明水的重量。

背景技术

    目前，在进出口商品检验项目中，舱内明水重量的检测是个难题，散装矿产品的货轮在港口卸货时，经常会出现明水。其来源如下：在装货时由于环保需要喷淋，或者遇到下雨，导致货物中含水过多。在海运过程中由于船体的摇摆，货物中的水会部分析出，而货物越堆越密，析出的水无法渗透下去。到达卸货港时，货物表面会有部分水，我们称之为“明水”。在卸货过程中容易发现明水，但是难以使用常规的检测方法确定其重量。这样，明水就不能扣除，无法检测到的明水当作铁矿石来交货，造成货物短重明显，国内收货人遭受重大经济损失，从而浪费国家的外汇。

明水的重量检测一般是将船舱内的明水直接排出舱外，然后计量排出的明水的重量。排出的明水一般会存放在驳船、罐车、溜槽中，驳船和罐车中的明水需要二次计量，溜槽中的水则难以计量。而且，明水中一般会含有少量矿石微粒，在测定时需要确定明水中矿石微粒的重量百分比。因此，在明水排放过程中利用流量计测定明水的体积就是一个全新的方法。

除了体积，还需要获得明水的密度和矿石微粒的重量百分比，才能获得明水的重量。明水排放后其中的矿石微粒容易沉淀，此时获得的样品代表性较差。  

因此，在进出口商品检验技术领域，需要设计一种新颖、实用的测定方法，来实现在人员不登轮，明水排放不间断的情况下，仅采用流量计和结构简单的明水取样装置就能准确地获得铁矿石中明水的重量。目前国内文献尚未有此类技术的报道。如何解决上述现有技术存在的问题，已成为了本技术领域的技术人员所要研究的方向。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足，提供一种铁矿石中明水重量的测定方法，为实现本方法，采用专门设计的明水管线取样装置进行明水采样，在取样过程中不需要商检人员登轮，不需要间断明水的排放的条件下，在明水排放过程中即可获取有代表性的样品。

本发明是通过这样的技术方案实现的：一种铁矿石中明水重量的测定方法，其特征在于，采用流量计来测量船舱中排出明水的体积V，在明水排放过程中采用明水管线取样装置进行明水样品收集；

所述明水管线取样装置主要由排水管线、取样管线、三通球阀、蝶阀、取样口、储水槽、取样桶、取样桶支架和曲柄轴组成，排水管线垂直于地面安装，取样管线分为上管、下管两部分，取样管线的上管、下管两部分均水平于地面安装，三通球阀安装在排水管线与取样管线的上管之间，蝶阀安装在取样管线的下管上，取样口设在取样管线的上管的管口末端，储水槽的底部与取样管线的下管相连通；取样桶和取样桶支架均为圆柱形结构，取样桶置于取样桶支架上； 通过在排水管线的进口处安装可测定混浊液体的带温度补偿功能的电磁流量计，用于测量明水流量；通过三通球阀和蝶阀来实现排水状态和取样状态的切换；由固定在取样桶支架上的被动轴和曲柄轴通过齿轮啮合方式联动；进而控制取样桶在规定时间内从取样口采集若干个明水样品，将若干个明水样品充分混匀后送实验室进行明水样品的密度ρ和矿石微粒的重量百分比P的测量，然后计算船舱中明水的重量F；所述铁矿石中明水重量的测定方法包括如下次序步骤：

步骤1、当船舱中发现明水时，立即启动排水设施，同时开启流量计，将流量计的输出结果设置为20℃时的总体积，流量计的测量时间与排水时间保持一致；

步骤2、在排水过程中，通过调节管线取样装置的三通球阀和蝶阀来实现排水状态和取样状态的切换； 

排水状态时：操作三通球阀使排水管线开启，关闭取样管线，同时关闭蝶阀，将取样桶置于取样桶支架上，转动曲柄轴摇把使取样桶上口偏离取样口的下方；

取样状态时：操作三通球阀使排水管线关闭，开启取样管线，同时开启蝶阀，此时明水在取样管线中流动，待明水依次流经取样管线的上管、取样口、储水槽，和取样管线的下管并形成稳定的流动状态时，开始进行手工取样；

步骤3、当处于取样状态时，摇动曲柄轴的摇把使取样桶绕取样桶支架底部的被动轴轴向转动，待取样桶上口从取样口下方经过后，继续摇动曲柄轴的摇把使取样桶支架偏移至另一侧，取下取样桶，将其中的样品转移至样品容器中，密封保存；

步骤4、在整个明水排水过程中，每隔一个小时至少取样一次，总取样次数不少于4次；

步骤5、检测明水密度ρ，将采集的每个明水样品充分混匀后，全部转移至烧杯中继续搅拌混匀，置于20℃的恒温槽中保存备用；然后另取一只干净的烧杯A，干燥至恒重，称重记录为M₁，精度准确至0.01g；用50mL移液管转移明水样品至已干燥的烧杯中，立即称重，记录为M₂，精度准确至0.01g；

明水密度ρ的计算公式为：

ρ=20*（M₂-M₁)

式中：ρ—明水的密度，单位kg/m³；

     M₁—烧杯A的重量，单位g；

M₂—烧杯A与杯中明水样品的重量，单位g； 

步骤6、检测明水中矿石微粒的重量百分比P，再取两只干净的烧杯B和烧杯C，干燥至恒重，称重，分别记录为M₃和M₄，精度准确至0.01g，将充分混匀的明水样品转移约500g至已干燥的重量为M₃的烧杯B中，立即称重，记录为M₅，精度准确至0.01g；

利用定量滤纸过滤后，弃去滤液，小心洗涤滤渣至重量为M₄的烧杯C中，直至滤纸变成白色；

步骤7、将烧杯C中含滤渣的液体煮沸蒸发，当烧杯C中的液体变得粘稠时，将烧杯C转移至105℃的烘箱中干燥至恒重，称重记录为M₆，精度准确至0.01g；

步骤8、根据步骤6和步骤7的测量数据计算明水中矿石微粒的重量百分比P，计算公式为：

P=                                                

式中：P—明水中矿石微粒的重量百分比；

M₃—烧杯B的重量，单位g；

M₄—烧杯C的重量，单位g；

M₅—烧杯B与杯中明水样品的重量之和，单位g；

M₆—烧杯C与杯中矿石微粒的重量之和，单位g；

步骤9、计算明水重量，计算公式为：

F= V*ρ*(1-P)/1000

式中：

F—明水重量，单位t；

V—流量计测量的明水体积，单位m³；

ρ—明水的密度，单位kg/m³；

P—明水中矿石微粒的重量百分比。

本发明的有益效果：在不间断明水排放的情况下，仅采用简单辅助设备，就能准确地获得明水的重量，本方法步骤简单，设备维护容易，操作成本低，劳动强度小，便于推广应用。

附图说明

图1、明水管线取样装置结构示意图；

图2、明水管线取样装置取样状态示意图；

图3、明水管线取样装置排水状态示意图。

图1中：1.排水管线，2. 取样管线， 3.三通球阀，4.蝶阀，5.取样口，6.储水槽，7.取样桶，8.取样桶支架，9.曲柄轴， 10.主轴架，11.副轴架，12.被动轴，13.主动齿轮，14.被动齿轮；21.上管，22.下管， 91.摇把，92.轴杆。

具体实施方式

    为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：

如图1至图3所示，明水管线取样装置的排水管线1、取样管线2、三通球阀3、蝶阀4之间通过法兰连接，排水管线1垂直于地面安装，取样管线2分为上管21、下管22两部分，取样管线2的上管21、下管22两部分均水平于地面安装，三通球阀3安装在排水管线1与取样管线2的上管21之间，蝶阀4安装在取样管线2的下管22上，取样口5设在取样管线2的上管21的管口末端，储水槽6的底部与取样管线2的下管22相连接；取样桶7和取样桶支架8均为圆柱形结构，取样桶7 置于取样桶支架8上；

储水槽6上方固定有两组轴架，主轴架10内安装曲柄轴9 ；副轴架11内安装被动轴12； 

    曲柄轴9包括摇把91和与之连体的轴杆92，曲柄轴9以储水槽6上的主轴架10为支承，曲柄轴9水平安装，曲柄轴9的轴杆92上固定有两个主动齿轮13；

    被动轴12与取样桶支架8底部固定，其两端对称，被动轴12两端分别安装有一个被动齿轮14；

    两个所述主动齿轮13和两个所述被动齿轮14对应啮合，固定在取样桶支架8上的被动轴12和曲柄轴9通过齿轮啮合方式联动； 

曲柄轴9的轴杆92上的主动齿轮13与被动轴12上的被动齿轮14互相啮合；当旋转曲柄轴9的摇把91时，轴杆92上的主动齿轮13带动被动轴12上的被动齿轮14转动，从而控制取样桶支架8摆动，改变取样桶7上口与取样口5的相对位置；随摇把91转动方向和角度的不同，使取样桶7上口与取样口5的相对位置也不同；

取样管线2的管径与排水管线1的管径相同，上管21、下管22两部分相互平行，上管21与下管22的之间的间距≧0.5m。

三通球阀3采用T型三通球阀。

取样口5置于取样管线2的上管21上，取样口5开口向下。

储水槽6 为圆柱形容器，其口径大于取样桶7口径的3倍。

取样桶7为圆柱形桶，其口径大于取样口5的管径。

取样桶支架8的顶端有放置取样桶7的底座，用于固定取样桶7，取样结束后即可以方便地取下取样桶7。

    如图2和图3所示，具体说明本装置的取样过程如下：

    当三通球阀3开启排水管线1、关闭取样管线2时，蝶阀4同时关闭，此时明水在排水管线1中流动。将取样桶7置于取样桶支架8上，摇动曲柄轴9的摇把91，使取样桶7上口偏离取样口5的下方。

    当三通球阀3 关闭排水管线1、开启取样管线2时，蝶阀4同时打开，此时明水在取样管线2中流动。待明水在取样管线2、取样口5、储水槽6中形成稳定的流动状态时，即可以开始进行手工取样。

    当明水处于取样状态时，摇动曲柄轴9的摇把91使取样桶7围绕取样桶支架8底部的被动轴12轴向转动，待取样桶7上口从取样口5下方经过后，继续摇动曲柄轴9的摇把91使取样桶支架8偏移至另一侧，取下取样桶7，将其中的样品转移至样品容器中，密封保存。

三通球阀3的作用在于控制明水在排水管线1或取样管线2中流动。

明水在排水管线1中流动时为排水状态，

明水在取样管线2中流动时为取样状态。

在取样状态时，蝶阀4需要保持开启状态，待明水在取样管线2、取样口5、储水槽6中形成稳定的流动状态时，可以开始进行手工取样。

取样桶支架8的作用在于使取样桶7在摇把91的摇动下围绕轴转动，取样桶7上口可以在取样口5下方经过，采集到取样口5整个管径的排出的样品。

样品采取结束后，可以从取样桶支架8上方便地取下取样桶7，取出其中的明水样品。摇把91的作用在于可以来回摇动，控制取样桶支架8的摆动速度，使取样桶7上口可以在取样口5下方来回经过。 

    根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (1)

1.一种铁矿石中明水重量的测定方法，其特征在于，采用流量计来测量船舱中排出明水的体积V，在明水排放过程中采用明水管线取样装置进行明水样品收集；

所述明水管线取样装置主要由排水管线、取样管线、三通球阀、蝶阀、取样口、储水槽、取样桶、取样桶支架和曲柄轴组成，排水管线垂直于地面安装，取样管线分为上管、下管两部分，取样管线的上管、下管两部分均水平于地面安装，三通球阀安装在排水管线与取样管线的上管之间，蝶阀安装在取样管线的下管上，取样口设在取样管线的上管的管口末端，储水槽的底部与取样管线的下管相连通；取样桶和取样桶支架均为圆柱形结构，取样桶置于取样桶支架上； 通过在排水管线的进口处安装可测定混浊液体的带温度补偿功能的电磁流量计，用于测量明水流量；通过三通球阀和蝶阀来实现排水状态和取样状态的切换；由固定在取样桶支架上的被动轴和曲柄轴通过齿轮啮合方式联动；进而控制取样桶在规定时间内从取样口采集若干个明水样品，将若干个明水样品充分混匀后送实验室进行明水样品的密度ρ和矿石微粒的重量百分比P的测量，然后计算船舱中明水的重量F；所述铁矿石中明水重量的测定方法包括如下次序步骤：

步骤1、当船舱中发现明水时，立即启动排水设施，同时开启流量计，将流量计的输出结果设置为20℃时的总体积，流量计的测量时间与排水时间保持一致；

步骤2、在排水过程中，通过调节管线取样装置的三通球阀和蝶阀来实现排水状态和取样状态的切换； 

排水状态时：操作三通球阀使排水管线开启，关闭取样管线，同时关闭蝶阀，将取样桶置于取样桶支架上，转动曲柄轴摇把使取样桶上口偏离取样口的下方；

取样状态时：操作三通球阀使排水管线关闭，开启取样管线，同时开启蝶阀，此时明水在取样管线中流动，待明水依次流经取样管线的上管、取样口、储水槽，和取样管线的下管并形成稳定的流动状态时，开始进行手工取样；

步骤3、当处于取样状态时，摇动曲柄轴的摇把使取样桶绕取样桶支架底部的被动轴轴向转动，待取样桶上口从取样口下方经过后，继续摇动曲柄轴的摇把使取样桶支架偏移至另一侧，取下取样桶，将其中的样品转移至样品容器中，密封保存；

步骤4、在整个明水排水过程中，每隔一个小时至少取样一次，总取样次数不少于4次；

步骤5、检测明水密度ρ，将采集的每个明水样品充分混匀后，全部转移至烧杯中继续搅拌混匀，置于20℃的恒温槽中保存备用；然后另取一只干净的烧杯A，干燥至恒重，称重记录为M₁，精度准确至0.01g；用50mL移液管转移明水样品至已干燥的烧杯中，立即称重，记录为M₂，精度准确至0.01g；

明水密度ρ的计算公式为：

ρ=20*（M₂-M₁)

式中：ρ—明水的密度，单位kg/m³；

     M₁—烧杯A的重量，单位g；

M₂—烧杯A与杯中明水样品的重量，单位g； 

步骤6、检测明水中矿石微粒的重量百分比P，再取两只干净的烧杯B和烧杯C，干燥至恒重，称重，分别记录为M₃和M₄，精度准确至0.01g，将充分混匀的明水样品转移约500g至已干燥的重量为M₃的烧杯B中，立即称重，记录为M₅，精度准确至0.01g；

利用定量滤纸过滤后，弃去滤液，小心洗涤滤渣至重量为M₄的烧杯C中，直至滤纸变成白色；

步骤7、将烧杯C中含滤渣的液体煮沸蒸发，当烧杯C中的液体变得粘稠时，将烧杯C转移至105℃的烘箱中干燥至恒重，称重记录为M₆，精度准确至0.01g；

步骤8、根据步骤6和步骤7的测量数据计算明水中矿石微粒的重量百分比P，计算公式为：

P=                                                

式中：P—明水中矿石微粒的重量百分比；

M₃—烧杯B的重量，单位g；

M₄—烧杯C的重量，单位g；

M₅—烧杯B与杯中明水样品的重量之和，单位g；

M₆—烧杯C与杯中矿石微粒的重量之和，单位g；

步骤9、计算明水重量，计算公式为：

F= V*ρ*(1-P)/1000

式中：

F—明水重量，单位t；

V—流量计测量的明水体积，单位m³；

ρ—明水的密度，单位kg/m³；

P—明水中矿石微粒的重量百分比。

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