CN106018240B - 随机堆积催化床空隙率分布测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及催化床空隙率分布测试装置技术领域，是一种随机堆积催化床空隙率分布测试装置；其包括底座、工作台、计算机、摄像机和水箱；工作台固定安装在底座上，在工作台上分别安装有密闭透明待测试件、水箱、泵和计算机，在工作台上通过支座固定安装有摄像机。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过工作台、计算机、摄像机、水箱和密闭透明待测试件的配合使用，实现快速获取随机堆积催化床空隙率分布，具有误差小、准确率高、测量过程简单和数据能够批量处理的特点，同时不受催化剂的结构和尺寸的限制，从而大大提高了工作效率，降低了生产成本，更能真实的反映催化剂床层空隙率分布，适宜于大规模工业化生产中的测量。
Description
技术领域
本发明涉及催化床空隙率分布测试装置技术领域，是一种随机堆积催化床空隙率分布测试装置。
背景技术
在工业应用中, 催化剂床层的堆积结构严重影响着反应器内部的流动状态和传热传质。对于催化剂床层堆积结构描述的过程中，空隙率分布作为重要的指标对床层堆积结构进行描述。现有的空隙率测量技术有水置换法、石蜡包埋切片以及X射线微计算机断层扫描法等，这些技术在操作上非常复杂，且后续结构处理也不是很精确，同时难以实现大数据量的批量处理，工作量相当大。
发明内容
本发明提供了一种随机堆积催化床空隙率分布测试装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有空隙率测量技术存在操作复杂、测量精度差和数据不能批量处理导致工作量大的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种随机堆积催化床空隙率分布测试装置，包括底座、工作台、计算机、摄像机和水箱；工作台固定安装在底座上，在工作台上分别安装有密闭透明待测试件、水箱、泵和计算机，在工作台上通过支座固定安装有摄像机，摄像机的镜头和密闭透明待测试件相对应，在密闭透明待测试件的顶部有加料口并安装有下料斗，下料斗的上方通过支架安装有能够向下料斗内加料的颗粒下料装置；泵的进液端和水箱的下部通过进液管相连通，在密闭透明待测试件的底部设置有进液端，泵的出液端和密闭透明待测试件的进液端通过输液管相连通，在输液管上设有控制阀和流量计，摄像机的信号输出端和计算机的信号输入端通过数据线缆电连接。
下面是对上述随机堆积催化床空隙率分布测试装置技术方案的进一步优化或/和改进：
上述密闭透明待测试件为立式密闭透明待测试件或卧式密闭透明待测试件。
上述在密闭透明待测试件的进液端上固定安装有上大下小的锥形导流器，锥形导流器的下端和泵的出液端通过输液管相连通。
上述密闭透明待测试件通过固定装置固定安装在工作台上；固定装置为管箍，在管箍和密闭透明待测试件之间安装有密封圈。
上述颗粒下料装置为颗粒下料机；或/和，在进液管的进液端处设有过滤器；或/和，支座为能够调节高度的调节支座。
上述在工作台的下部固定安装有至少一组水平方向的柜体，水箱和泵位于下部的柜体内；在工作台的上部固定安装有至少一组水平方向的柜体，密闭透明待测试件和摄像机位于上部的一个柜体内，在上部的另一个柜体内安装有控制柜，装有密闭透明待测试件和摄像机的柜体内壁上固定分布有LED灯。
上述控制阀为电磁阀，流量计为转子流量计；电磁阀的信号输入端通过数模转换模块与控制柜的信号输出端相电连接，流量计的信号输出端通过模数转换模块与控制柜的信号输入端相电连接，在控制柜上设置有显示面板，在显示面板上分别设置有总电源开关按钮、摄像机电源开关按钮、泵电源开关按钮、流量粗调按钮、流量细调按钮、流量显示面板和LED开关按钮。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过工作台、计算机、摄像机、水箱和密闭透明待测试件的配合使用，实现快速获取随机堆积催化床空隙率分布，具有误差小、准确率高、测量过程简单和数据能够批量处理的特点，同时不受催化剂的结构和尺寸的限制，从而大大提高了工作效率，降低了生产成本，更能真实的反映催化剂床层空隙率分布，适宜于大规模工业化生产中的测量。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视局部透视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为底座，2为工作台，3为计算机，4为摄像机，5为水箱，6为密闭透明待测试件，7为支座，8为下料斗，9为颗粒下料装置，10为泵，11为进液管，12为输液管，13为控制阀，14为流量计，15为锥形导流器，16为固定装置，17为过滤器，18为柜体，19为控制柜，20为LED灯，21为模数转换模块，22为总电源开关按钮，23为摄像机电源开关按钮，24为泵电源开关按钮，25为流量粗调按钮，26为流量细调按钮，27为流量显示面板，28为LED开关按钮，29为催化剂, 30为数模转换模块。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1所示，该随机堆积催化床空隙率分布测试装置包括底座1、工作台2、计算机3、摄像机4和水箱5；工作台2固定安装在底座1上，在工作台2上分别安装有密闭透明待测试件6、水箱5、泵10和计算机3，在工作台2上通过支座7固定安装有摄像机4，摄像机4的镜头和密闭透明待测试件6相对应，在密闭透明待测试件6的顶部有加料口并安装有下料斗8，下料斗8的上方通过支架安装有能够向下料斗8内加料的颗粒下料装置9；泵10的进液端和水箱5的下部通过进液管11相连通，在密闭透明待测试件6的底部设置有进液端，泵10的出液端和密闭透明待测试件6的进液端通过输液管12相连通，在输液管12上设有控制阀13和流量计14，摄像机4的信号输出端和计算机3的信号输入端通过数据线缆电连接。摄像机4可为高速摄像机；这样，通过工作台2、计算机3、摄像机4、水箱5和密闭透明待测试件6，实现快速获取随机堆积催化床空隙率分布，具有误差小、准确率高、测量过程简单和数据能够批量处理的特点，同时不受催化剂的结构和尺寸的限制，从而大大提高了工作效率，降低了生产成本，更能真实的反映催化剂颗粒的孔隙率，适宜于大规模工业化生产中的测量。
可根据实际需要，对上述随机堆积催化床空隙率分布测试装置作进一步优化或/和改进：
根据需要，密闭透明待测试件6为立式密闭透明待测试件或卧式密闭透明待测试件。这样，便于催化剂床层轴向和径向空隙率分布的测试。
如附图1所示，在密闭透明待测试件6的进液端上固定安装有上大下小的锥形导流器15，锥形导流器15的下端和泵10的出液端通过输液管12相连通。这样，锥形导流器15便于输液管12中的水均匀进入密闭透明待测试件6中，同时起到缓冲的作用，保证了测量结果的准确性。
如附图1所示，密闭透明待测试件6通过固定装置16固定安装在工作台2上；固定装置16为管箍，在管箍和密闭透明待测试件6之间安装有密封圈。这样，固定装置16防止了密闭透明待测试件6轻微晃动或位置的变动，保证了测量结果的准确性。
如附图1所示，颗粒下料装置9为颗粒下料机；或/和，在进液管11的进液端处设有过滤器17；或/和，支座7为能够调节高度的调节支座。这样，过滤器17便于过滤水中的杂质；支座7便于根据密闭透明待测试件6调节摄像机4的高度。
如附图1所示，在工作台2的下部固定安装有至少一组水平方向的柜体18，水箱5和泵10位于下部的柜体18内；在工作台2的上部固定安装有至少一组水平方向的柜体18，密闭透明待测试件6和摄像机4位于上部的一个柜体18内，在上部的另一个柜体18内安装有控制柜19，装有密闭透明待测试件6和摄像机4的柜体18内壁上固定分布有LED灯20。这样，使本发明结构合理而紧凑，使用方便，同时便于移动或搬运。
根据需要，控制阀13为电磁阀，流量计14为转子流量计；电磁阀的信号输入端通过数模转换模块30与控制柜19的信号输出端相电连接，流量计14的信号输出端通过模数转换模块21与控制柜19的信号输入端相电连接，在控制柜19上设置有显示面板，在显示面板上分别设置有总电源开关按钮22、摄像机电源开关按钮23、泵电源开关按钮24、流量粗调按钮25、流量细调按钮26、流量显示面板27和LED开关按钮28。这样，使操作人员更便于操作，大大提高了工作效率，同时减少了操作人员的误操作，从而保证了测量结果的准确性。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的使用过程：测量时，首先，打开控制柜19显示面板上的总电源开关按钮22，启动计算机3，然后通过颗粒下料装置9和下料斗8向密闭透明待测试件6中填充催化剂29，催化剂29填充后，调整摄像机4的位置、焦距以及LED灯20的亮度，以达到最佳拍摄效果；然后启动泵10，调整注水流量，到液位上升速度清晰易辨为止，在计算机3上打开PCC软件，设定好测量参数以后进行测量，测量的结果通过软件求取出各个截面的流速；重复以上步骤，测得没有填充催化剂29的密闭透明待测试件6各个截面的流速；根据流体流动的连续性方程用速度之比表示面积之比，进而计算出填充有催化剂29的密闭透明待测试件相应截面的空隙率，实现测量物理量的转化，测得填充催化剂29条件下密闭透明待测试件6的空隙率，本发明操作更加简单，在数据处理过程中通过计算机3软件实现了数据的批量处理，测量结果准确，适宜于大规模工业化生产中的测量。
Claims (20)
1.一种随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于包括底座、工作台、计算机、摄像机和水箱；工作台固定安装在底座上，在工作台上分别安装有密闭透明待测试件、水箱、泵和计算机，在工作台上通过支座固定安装有摄像机，摄像机的镜头和密闭透明待测试件相对应，在密闭透明待测试件的顶部有加料口并安装有下料斗，下料斗的上方通过支架安装有能够向下料斗内加料的颗粒下料装置；泵的进液端和水箱的下部通过进液管相连通，在密闭透明待测试件的底部设置有进液端，泵的出液端和密闭透明待测试件的进液端通过输液管相连通，在输液管上设有控制阀和流量计，摄像机的信号输出端和计算机的信号输入端通过数据线缆电连接。
2.根据权利要求1所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于密闭透明待测试件为立式密闭透明待测试件或卧式密闭透明待测试件。
3.根据权利要求1或2所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于密闭透明待测试件的进液端上固定安装有上大下小的锥形导流器，锥形导流器的下端和泵的出液端通过输液管相连通。
4.根据权利要求1或2所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于密闭透明待测试件通过固定装置固定安装在工作台上；固定装置为管箍，在管箍和密闭透明待测试件之间安装有密封圈。
5.根据权利要求3所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于密闭透明待测试件通过固定装置固定安装在工作台上；固定装置为管箍，在管箍和密闭透明待测试件之间安装有密封圈。
6.根据权利要求1或2或5所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于颗粒下料装置为颗粒下料机；或/和，在进液管的进液端处设有过滤器；或/和，支座为能够调节高度的调节支座。
7.根据权利要求3所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于颗粒下料装置为颗粒下料机；或/和，在进液管的进液端处设有过滤器；或/和，支座为能够调节高度的调节支座。
8.根据权利要求4所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于颗粒下料装置为颗粒下料机；或/和，在进液管的进液端处设有过滤器；或/和，支座为能够调节高度的调节支座。
9.根据权利要求1或2或5所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于工作台的下部固定安装有至少一组水平方向的柜体，水箱和泵位于下部的柜体内；在工作台的上部固定安装有至少一组水平方向的柜体，密闭透明待测试件和摄像机位于上部的一个柜体内，在上部的另一个柜体内安装有控制柜，装有密闭透明待测试件和摄像机的柜体内壁上固定分布有LED灯。
10.根据权利要求3所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于工作台的下部固定安装有至少一组水平方向的柜体，水箱和泵位于下部的柜体内；在工作台的上部固定安装有至少一组水平方向的柜体，密闭透明待测试件和摄像机位于上部的一个柜体内，在上部的另一个柜体内安装有控制柜，装有密闭透明待测试件和摄像机的柜体内壁上固定分布有LED灯。
11.根据权利要求4所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于工作台的下部固定安装有至少一组水平方向的柜体，水箱和泵位于下部的柜体内；在工作台的上部固定安装有至少一组水平方向的柜体，密闭透明待测试件和摄像机位于上部的一个柜体内，在上部的另一个柜体内安装有控制柜，装有密闭透明待测试件和摄像机的柜体内壁上固定分布有LED灯。
12.根据权利要求6所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于工作台的下部固定安装有至少一组水平方向的柜体，水箱和泵位于下部的柜体内；在工作台的上部固定安装有至少一组水平方向的柜体，密闭透明待测试件和摄像机位于上部的一个柜体内，在上部的另一个柜体内安装有控制柜，装有密闭透明待测试件和摄像机的柜体内壁上固定分布有LED灯。
13.根据权利要求7所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于工作台的下部固定安装有至少一组水平方向的柜体，水箱和泵位于下部的柜体内；在工作台的上部固定安装有至少一组水平方向的柜体，密闭透明待测试件和摄像机位于上部的一个柜体内，在上部的另一个柜体内安装有控制柜，装有密闭透明待测试件和摄像机的柜体内壁上固定分布有LED灯。
14.根据权利要求8所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于工作台的下部固定安装有至少一组水平方向的柜体，水箱和泵位于下部的柜体内；在工作台的上部固定安装有至少一组水平方向的柜体，密闭透明待测试件和摄像机位于上部的一个柜体内，在上部的另一个柜体内安装有控制柜，装有密闭透明待测试件和摄像机的柜体内壁上固定分布有LED灯。
15.根据权利要求9所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于控制阀为电磁阀，流量计为转子流量计；电磁阀的信号输入端通过数模转换模块与控制柜的信号输出端相电连接，流量计的信号输出端通过模数转换模块与控制柜的信号输入端相电连接，在控制柜上设置有显示面板，在显示面板上分别设置有总电源开关按钮、摄像机电源开关按钮、泵电源开关按钮、流量粗调按钮、流量细调按钮、流量显示面板和LED开关按钮。
16.根据权利要求10所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于控制阀为电磁阀，流量计为转子流量计；电磁阀的信号输入端通过数模转换模块与控制柜的信号输出端相电连接，流量计的信号输出端通过模数转换模块与控制柜的信号输入端相电连接，在控制柜上设置有显示面板，在显示面板上分别设置有总电源开关按钮、摄像机电源开关按钮、泵电源开关按钮、流量粗调按钮、流量细调按钮、流量显示面板和LED开关按钮。
17.根据权利要求11所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于控制阀为电磁阀，流量计为转子流量计；电磁阀的信号输入端通过数模转换模块与控制柜的信号输出端相电连接，流量计的信号输出端通过模数转换模块与控制柜的信号输入端相电连接，在控制柜上设置有显示面板，在显示面板上分别设置有总电源开关按钮、摄像机电源开关按钮、泵电源开关按钮、流量粗调按钮、流量细调按钮、流量显示面板和LED开关按钮。
18.根据权利要求12所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于控制阀为电磁阀，流量计为转子流量计；电磁阀的信号输入端通过数模转换模块与控制柜的信号输出端相电连接，流量计的信号输出端通过模数转换模块与控制柜的信号输入端相电连接，在控制柜上设置有显示面板，在显示面板上分别设置有总电源开关按钮、摄像机电源开关按钮、泵电源开关按钮、流量粗调按钮、流量细调按钮、流量显示面板和LED开关按钮。
19.根据权利要求13所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于控制阀为电磁阀，流量计为转子流量计；电磁阀的信号输入端通过数模转换模块与控制柜的信号输出端相电连接，流量计的信号输出端通过模数转换模块与控制柜的信号输入端相电连接，在控制柜上设置有显示面板，在显示面板上分别设置有总电源开关按钮、摄像机电源开关按钮、泵电源开关按钮、流量粗调按钮、流量细调按钮、流量显示面板和LED开关按钮。
20.根据权利要求14所述的随机堆积催化床空隙率分布测试装置，其特征在于控制阀为电磁阀，流量计为转子流量计；电磁阀的信号输入端通过数模转换模块与控制柜的信号输出端相电连接，流量计的信号输出端通过模数转换模块与控制柜的信号输入端相电连接，在控制柜上设置有显示面板，在显示面板上分别设置有总电源开关按钮、摄像机电源开关按钮、泵电源开关按钮、流量粗调按钮、流量细调按钮、流量显示面板和LED开关按钮。
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