CN115285537B - 一种料仓实验系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及料仓技术领域，提供了一种料仓实验系统，其中，包括：料仓，所述料仓的一侧为第一侧壁，所述料仓的另一侧为第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁彼此的壁厚不同；第一流体喷射元件和第二流体喷射元件，所述第一流体喷射元件贯通所述第一侧壁，所述第二流体喷射元件贯通所述第二侧壁，所述第一流体喷射元件和第二流体喷射元件各自的喷射出口均通向所述料仓的内部，本发明提供的料仓实验系统可以有效便捷地针对不同料仓进行多种实验。

Description

一种料仓实验系统

技术领域

本申请涉及料仓技术领域，更具体地说，涉及一种料仓实验系统。

背景技术

料仓在各行业生产中应用广泛。尤其在矿山、煤炭、冶炼、化工、电力、食品、建筑等领域，有形态各异的各式料仓，数量也很多。在混料、储存、中转等方面，料仓起着非常重要的作用。在现有的技术工艺条件下，料仓属于大型自动化流水线当中，一类关键生产设施。

根据现有的生产记录统计，料仓在使用中，最常见的故障是出现悬料、堵料。为了解决堵料问题，可以采用优化生产工艺、改进输送流程，还有加装监控、手动/自动机械振动和其他辅助办法。其中利用压力介质(气体、液体、混合流体)吹扫，可以有效处理粘滞、板结颗粒物料，消除堵料现象。是较简易、低耗、可靠的清仓方法之一。

观测在不同料仓中，落料流动时动态呈现的规律，获取有关的量化数据，是研发气力清堵装置，所必需参数的计算依据。将料仓之间对比，了解其共性和差异，掌握固体颗粒物料的力学流动特性，利于系统地研究不同料仓堵料规律，可以在气力清堵装置的设计、生产、安装、使用过程中，有目的的执行标准化、系列化、通用化。仓内落料的观测成果，对合理规划气力清堵整套系统，有着明确的方向性指导作用。

现有技术中暂没有相关的便捷可靠的实验平台，来提供不同料仓构造(例如不同材质、不同壁厚等)以及在不同的料仓形态(例如料仓坡度等)下的相关实验基础，例如在不同料仓构造及不同料仓形态下提供清堵性能测试的实验基础。

发明内容

本发明主要目的是提供一种料仓实验系统，旨在解决现有技术中的缺乏便捷可靠的实验平台来提供针对不同料仓的相关实验基础的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种料仓实验系统，其中，包括：

料仓，所述料仓的一侧为第一侧壁，所述料仓的另一侧为第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁彼此的壁厚不同；

第一流体喷射元件和第二流体喷射元件，所述第一流体喷射元件贯通所述第一侧壁，所述第二流体喷射元件贯通所述第二侧壁，所述第一流体喷射元件和第二流体喷射元件各自的喷射出口均通向所述料仓的内部。

进一步地，所述第一侧壁和第二侧壁均朝向所述料仓的内部向下倾斜。

进一步地，所述第一侧壁为钢壁，所述第二侧壁为混凝土壁，所述钢壁的厚度比所述混凝土壁的厚度薄。

进一步地，所述第一侧壁的壁厚为10mm至30mm，所述第二侧壁的壁厚为180mm至600mm。

进一步地，所述料仓实验系统包括摆动驱动装置，所述料仓连接于所述摆动驱动装置，以能够通过所述摆动驱动装置驱动而改变倾角。

进一步地，所述摆动驱动装置包括支撑柱、伸缩驱动装置，所述料仓分别与所述支撑柱和伸缩驱动装置铰接。

进一步地，所述第一流体喷射元件的数量为多个，多个所述第一流体喷射元件布置在所述第一侧壁的不同位置，所述第二流体喷射元件的数量为多个，多个所述第二流体喷射元件布置在所述第二侧壁的不同位置。

进一步地，所述料仓具有透明壁体，所述料仓实验系统包括安装于所述料仓外侧并且能够拍摄所述料仓内部的摄像头。

进一步地，所述料仓实验系统包括分别配备于第一流体喷射元件和第二流体喷射元件的电磁阀，以控制所述第一流体喷射元件和第二流体喷射元件各自启动喷射动作和停止喷射。

进一步地，所述料仓实验系统包括主介质管路、介质分支管路以沿所述主介质管路的流向依次设置在所述主介质管路上的入口数字压力表、常规校验压力表、末端数字压力表和排污阀，所述入口数字压力表位于所述主介质管路的入口处，所述末端数字压力表和排污阀位于所述主介质管路的出口处，所述介质分支管路的入口连接至所述主介质管路位于所述入口数字压力表和常规校验压力表之间的管段，所述介质分支管路的出口连接至第一流体喷射元件和第二流体喷射元件各自的入口。

本申请提供的料仓实验系统的有益效果在于：

本发明提供的料仓实验系统中，由于第一侧壁和第二侧壁彼此的壁厚不同，所以该实验系统至少可以模拟不同壁厚的情况下，通过第一流体喷射元件和第二流体喷射元件喷射流体清堵的实验，以探究不同壁厚下，第一流体喷射元件和第二流体喷射元件清堵效果的影响。

进一步的方案中，料仓实验系统包括摆动驱动装置，料仓连接于摆动驱动装置，以能够通过摆动驱动装置驱动而改变倾角，通过摆动驱动装置使料仓处于不同的倾角，可以进行仓壁坡度与物料颗流动性的关系的实验研究。

总之，从后续具体实施方式可以看出，本发明提供的料仓实验系统可以有效便捷地针对不同料仓(例如不同壁厚、不同材质、不同倾角等等)进行多种实验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例所提供的料仓实验系统的内部结构图；

图2为本申请的一个实施例所提供的料仓实验系统的主视图，其中料仓的倾角为零；

图3为本申请的一个实施例所提供的料仓实验系统在料仓处于某一倾角时的主视图；

图4为本申请的一个实施例所提供的料仓实验系统的立体图；

图5为本申请的一个实施例所提供的料仓实验系统的立体分解图；

图6为图5中A处的放大图；

图7为本申请的一个实施例所提供的料仓实验系统的控制原理图。

上述附图所涉及的标号明细如下：

1-喷嘴；2-支撑柱；3-液压缸；4-高速摄像头；5-回收斗；6-电磁阀；7-主介质管路；8-介质分支管路；9-地支座；100-料仓；101-第一侧壁；102-第二侧壁；103-主承力框架；104-加料槽口；105-防尘顶盖；106-插槽；107-卸料口；108-卸料板；109-透明亚克力板。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

参见图1至图6，本发明实施例提供一种料仓实验系统，其中，包括：

料仓100，料仓100的一侧为第一侧壁101，料仓100的另一侧为第二侧壁102，第一侧壁101和第二侧壁102彼此的壁厚不同，例如，第一侧壁101为料仓100的左壁，第二侧壁102为料仓100的右壁，或者第一侧壁101为料仓100的前壁，第二侧壁102为料仓100的后壁，诸如此类变换方案都是可以的，第一侧壁101和第二侧壁102的具体位置并不做具体限制；

第一流体喷射元件和第二流体喷射元件，具体均可以是喷嘴1，第一流体喷射元件贯通第一侧壁101，第二流体喷射元件贯通第二侧壁102，第一流体喷射元件和第二流体喷射元件各自的喷射出口(喷嘴1的喷口)均通向料仓100的内部，喷射出口可以喷出气力流体，第一流体喷射元件和第二流体喷射元件作为气力清堵装置，其作用是消除料仓100内物料的粘滞、板结，达到疏通出料通道的效果。

本发明实施例提供一种料仓实验系统中，由于第一侧壁101和第二侧壁102彼此的壁厚不同，所以该实验系统至少可以模拟不同壁厚的情况下，通过第一流体喷射元件和第二流体喷射元件喷射流体清堵的实验，以探究不同壁厚下，第一流体喷射元件和第二流体喷射元件清堵效果的影响。

由于因基材和壁厚的极大差异，决定了第一流体喷射元件和第二流体喷射元件(例如喷嘴1或喷枪等)可能存在多个构型。第一流体喷射元件和第二流体喷射元件是清堵装置的关键工作单元(用于喷出流体清理料仓100内部)，直接影响清仓效果。因此，气力清堵装置综合实验仓，首先应当涵盖钢壁仓和混凝土仓的形态模拟，因此，根据本发明的一个实施例，第一侧壁101为钢壁，第二侧壁102为混凝土壁，钢壁的厚度比混凝土壁的厚度薄。

根据本发明的一个实施例，第一侧壁101和第二侧壁102均朝向料仓100的内部向下倾斜，即料仓100形成为倒梯形结构，具体可以由角钢作为主支撑件。

根据本发明的一个实施例，第一侧壁101的壁厚为10mm至30mm，第二侧壁102的壁厚为180mm至600mm，具体地，料仓100按建筑材料划分，以钢板材质和钢筋混凝土两大类为主，其厚度范围，区分为钢壁薄板(壁厚10mm～30mm)、混凝土厚壁(180mm～600mm)，当然，第一侧壁101和第二侧壁102的壁厚还可以根据需求进行改变，而并不限定在上述壁厚数值范围内。

根据本发明的一个实施例，料仓实验系统包括摆动驱动装置，料仓100连接于摆动驱动装置，以能够通过摆动驱动装置驱动而改变倾角，通过摆动驱动装置使料仓100处于不同的倾角，可以进行仓壁坡度与物料颗流动性的关系的实验研究。

参见图1至图5，根据本发明的具体实施例，摆动驱动装置包括支撑柱2、伸缩驱动装置，料仓100分别与支撑柱2和伸缩驱动装置铰接，伸缩驱动装置可以是液压缸3、气缸、电动推杆等等，具体以液压缸3为例，料仓100的底部铰接支撑柱2的上端，支撑柱2的下端固定于地面，地面上与支撑柱2隔开一段距离还设置有地支座9，液压缸3的缸体与地支座9铰接，液压缸3的活塞杆与料仓100的底部铰接，液压缸3的活塞杆伸出或缩回以使料仓100的一侧抬高或降低，从而调整料仓100的倾角。

根据本发明的一个实施例，第一流体喷射元件的数量为多个，多个第一流体喷射元件布置在第一侧壁101的不同位置，第二流体喷射元件的数量为多个，多个第二流体喷射元件布置在第二侧壁102的不同位置，从而可以便于实验研究多个位置的清堵情况。

根据本发明的一个实施例，料仓100具有透明壁体(例如透明亚克力板109)，料仓实验系统包括安装于料仓100外侧并且能够拍摄料仓100内部的摄像头(优选高速摄像头4)，当然作为替换方式，摄像头也可以安装在料仓100内，料仓100的具体结构可以包括主承力框架103，为倒梯形角钢架，左仓壁为钢壁(钢板材质)，右仓壁为混凝土仓壁，料仓100的上部具有加料槽口104，加料槽口104顶端可启闭地设有防尘顶盖105，主承力框架103底部具有卸料口107，卸料口107出安装有可启闭的卸料板108，卸料板下方设置有回收斗5，主承力框架103的前后设置有插槽106，可以插入透明亚克力板109形成观察窗，用于料仓100内部的实验观察和摄像，当然透明亚克力板109也可以以其他方式与主承力框架103连接，透明亚克力板109在料仓100物料颗粒落料试验磨损后，插入的透明亚克力板109可以方便地被更换，高速摄像头4可以透过亚克力板，对物料运动录像记录。

本实施例中，高速摄像头4依次信号连接至交换机、视频硬盘录像机、数据采集电脑。

根据本发明的一个实施例，料仓实验系统包括分别配备于第一流体喷射元件和第二流体喷射元件的电磁阀6，以控制第一流体喷射元件和第二流体喷射元件各自启动喷射动作和停止喷射。

参见图1和图7，此外，料仓实验系统包括主介质管路7、介质分支管路8以沿主介质管路7的流向依次设置在主介质管路7上的入口数字压力表、常规校验压力表、末端数字压力表和排污阀，入口数字压力表位于主介质管路7的入口处，末端数字压力表和排污阀位于主介质管路7的出口处，介质分支管路8的入口连接至主介质管路7位于入口数字压力表和常规校验压力表之间的管段，介质分支管路8的出口连接至第一流体喷射元件和第二流体喷射元件各自的入口。

参见图7，本料仓实验系统可以设置一个主控制箱，主控制箱分别与电磁阀6、液压缸3的控制端、入口数字压力表、末端数字压力表、排污阀的控制端以及数据采集电脑进行信息连接，以对这些部件进行相关的操控或信息获取。

基于本发明具体实施例的料仓实验系统主要工作过程简述如下：

1、压力介质从入口端，进入主介质管路7→入口数字压力表→常规校验压力表→末端数字压力表→排污阀(用于定期清洁管路)→主介质管路7的出口→管路碎屑，就近接入排水沟。

2、工作介质流向：主介质管路7→介质分支管路8→电磁阀6→喷嘴1→料仓100内部。

3、信号反馈路径：入口数字压力表、末端数字压力表检测信号→电缆→

主控制箱的输入端(动态压力数据收集)。

4、输出信号端口：主控制箱的输出端→电磁阀6→喷嘴1动作。

5、输出信号端口：主控制箱的输出端→排污阀的控制端→排污阀动作(开启或关闭)。

6、通讯端口路径：主控制箱的输出端←双向传输信号电缆→数据采集电脑(输入指令、记录回传数据)。

7、视频信号路径：实验时料仓100内的动态图像→高速摄像头4→交换机→视频硬盘录像机→数据采集电脑(图像调阅、存档、分析)

8、输出信号端口：主控制箱的输出端→液压缸3的控制端→料仓100倾角调整。

综合以上8点说明，数据采集至电脑端有两类，动态压力值和摄像信号。控制信号分三类从电脑端传输至前端设备，分别是喷嘴1电磁动作、排污阀动作、液压缸3动作。

9、末端数字压力表，分别读出电磁阀6动作前和动作后的压力值，相减得到差值，直观反应了料仓100内的疏通和堵料程度。压力差与堵料负相关。

本发明实施例的料仓实验系统，利用其模拟环境至少可以开展以下许多课题的研究：

1、含水率对物料颗粒粘性、板结的影响(颗粒物料预先混合一定水份后，再装载进入料仓100，进行存放和落料实验)。

2、仓壁坡度与物料颗流动性的关系(调整液压缸3伸出距离，变化仓壁角度)。

3、给定坡度下，物料颗粒大小与流动速率的关系(摄像头记录固态颗粒运动轨迹)。

4、介质压力、吹扫时间对板结物料的消除作用(控制喷嘴1动作，同时拍摄物料形态)。

5、优化喷嘴1在两种仓壁下，制作工艺和施工方面的的设计。

6、压力介质，射流在物料颗粒中动态轨迹，边界形态(摄像头记录固态颗粒运动轨迹)。

7、计算分析，防止不同颗粒物料板结问题的最优解，包括压力值，持续时间，喷嘴1分布间距，和压强损失、功率消耗等。

8、喷嘴1相互对向射流的不利影响。(颗粒物料在喷嘴1射流扩散作用下，对附近喷嘴1堵塞的程度评估)。

9、气流在料仓100中扩散、上升的形态、速率(摄像头记录固态颗粒运动轨迹)。

10、含水介质压力，对板结物料冲量的估算(压缩空气可以预先混合水分)。

11、自由渗润的水体，对仓内壁的物料润滑影响，和对钢壁、混凝土壁的腐蚀分解。

12、各种脉动压力与恒定流体，清仓效率的对比(可以控制电磁阀6周期通断动作)。

13、匹配料口开度的清仓运行软件的参数设定(料口开度与落料速率正相关，与电磁阀6动作时长负相关)。

14、物料颗粒层流效应与形成板结区域关系。料仓100设计应避免的形态。(摄像头记录固态颗粒板结范围)

15、不同物料颗粒、坡度下，合理清仓效果对多种程序模式设定要求。

16、达到阻燃、惰性气体最大扩散空间，所要求的喷嘴1动作时序取值范围。

17、最简化轻量清仓系统，部件数量和适用场合。

18、半流体物料的特殊运动规律分析。

19、为将来的计算机软件模拟，积累测试基础数据库，等等。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种料仓实验系统，其特征在于，包括：

料仓，所述料仓的一侧为第一侧壁，所述料仓的另一侧为第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁彼此的壁厚不同；

第一流体喷射元件和第二流体喷射元件，所述第一流体喷射元件贯通所述第一侧壁，所述第二流体喷射元件贯通所述第二侧壁，所述第一流体喷射元件和第二流体喷射元件各自的喷射出口均通向所述料仓的内部；

所述料仓实验系统包括主介质管路、介质分支管路以沿所述主介质管路的流向依次设置在所述主介质管路上的入口数字压力表、常规校验压力表、末端数字压力表和排污阀，所述入口数字压力表位于所述主介质管路的入口处，所述末端数字压力表和排污阀位于所述主介质管路的出口处，所述介质分支管路的入口连接至所述主介质管路位于所述入口数字压力表和常规校验压力表之间的管段，所述介质分支管路的出口连接至第一流体喷射元件和第二流体喷射元件各自的入口。

2.根据权利要求1所述的料仓实验系统，其特征在于，所述第一侧壁和第二侧壁均朝向所述料仓的内部向下倾斜。

3.根据权利要求1所述的料仓实验系统，其特征在于，所述第一侧壁为钢壁，所述第二侧壁为混凝土壁，所述钢壁的厚度比所述混凝土壁的厚度薄。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的料仓实验系统，其特征在于，所述第一侧壁的壁厚为10mm至30mm，所述第二侧壁的壁厚为180mm至600mm。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的料仓实验系统，其特征在于，所述料仓实验系统包括摆动驱动装置，所述料仓连接于所述摆动驱动装置，以能够通过所述摆动驱动装置驱动而改变倾角。

6.根据权利要求5所述的料仓实验系统，其特征在于，所述摆动驱动装置包括支撑柱、伸缩驱动装置，所述料仓分别与所述支撑柱和伸缩驱动装置铰接。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的料仓实验系统，其特征在于，所述第一流体喷射元件的数量为多个，多个所述第一流体喷射元件布置在所述第一侧壁的不同位置，所述第二流体喷射元件的数量为多个，多个所述第二流体喷射元件布置在所述第二侧壁的不同位置。

8.根据权利要求1至3中任意一项所述的料仓实验系统，其特征在于，所述料仓具有透明壁体，所述料仓实验系统包括安装于所述料仓外侧并且能够拍摄所述料仓内部的摄像头。

9.根据权利要求1至3中任意一项所述的料仓实验系统，其特征在于，所述料仓实验系统包括分别配备于第一流体喷射元件和第二流体喷射元件的电磁阀，以控制所述第一流体喷射元件和第二流体喷射元件各自启动喷射动作和停止喷射。