CN203929312U - 静态颗粒压力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型给出一种静态颗粒压力测量装置，包括第一侧杆、第二侧杆、无顶无底的玻璃筒、多个侧部压力传感器、底部压力传感器，所述多个侧部压力传感器安装在第一侧杆上；第一侧杆与第二侧杆设置在玻璃筒的两侧，所述玻璃筒上开设有多个通孔，每个通孔内放置有侧壁活塞，所述侧壁活塞分别连接在侧部压力传感器上；所述底部活塞连接在底部压力传感器上；所述装置还包括步进电机，所述底部压力传感器设置在步进电机上。本实用新型提供的装置，能够通过设置步进电机先对静态颗粒下降一定距离，消除颗粒内部的成拱，使颗粒柱内部的力链重新均匀分布，从而实现对各种静态颗粒物对筒仓产生的压力进行高精度测量。

Description

静态颗粒压力测量装置

技术领域

本实用新型涉及静态颗粒压力测量领域，尤其涉及一种静态颗粒压力测量装置。

背景技术

1980年，Reimbert提出了一种用于分析筒仓的受力机制的方法，其中包括筒仓在偏心和不偏心卸料时的动压力情况，并通过实验得出超压系数。他认为超压系数主要取决于储料的特性、卸料口的形状和大小、以及筒仓的高径比。但是Reimbert方程只是基于半经验的方法，并且所用实验材料是大麦，因此并不适用于其它储料。本实用新型提供一种静态颗粒压力测量装置，能够通过设置步进电机先对静态颗粒下降一定距离，消除颗粒内部的成拱，使颗粒柱内部的力链重新均匀分布，从而实现对各种静态颗粒物对筒仓产生的压力进行高精度测量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种静态颗粒压力测量装置，包括第一侧杆、第二侧杆、无顶无底的玻璃筒、多个侧部压力传感器、底部压力传感器，所述多个侧部压力传感器安装在第一侧杆上；所述第二侧杆通过连接机构对玻璃筒进行固定；第一侧杆与第二侧杆设置在玻璃筒的两侧，所述玻璃筒上开设有多个通孔，每个通孔内放置有侧壁活塞，所述侧壁活塞分别连接在侧部压力传感器上；所述玻璃筒的底部放置有底部活塞，所述底部活塞连接在底部压力传感器上；所述装置还包括步进电机，所述底部压力传感器设置在步进电机上。

所述侧部压力传感器的量程为5kg，精度为0.1kg。

所述底部压力传感器的量程为150kg，精度为0.1kg。

所述连接机构包括设置在玻璃筒身上的紧固环箍，以及连杆，所述连杆的一端焊接在所述紧固环箍上，另一端焊接在第二侧杆上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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为本实用新型一实施例提供的静态颗粒压力测量装置的结构示意图。

图2为采用本实用新型提供的静态颗粒压力测量装置进行静态颗粒压力测量的结果示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型一实施例提供的静态颗粒压力测量装置的结构示意图，如图1所示，本实施例的一种静态颗粒压力测量装置，包括第一侧杆1、第二侧杆2、无顶无底的玻璃筒3、多个侧部压力传感器4、底部压力传感器6，所述多个侧部压力传感器4安装在第一侧杆1上；所述第二侧杆2通过连接机构9对玻璃筒3进行固定；第一侧杆1与第二侧杆2设置在玻璃筒3的两侧，所述玻璃筒3上开设有多个通孔，每个通孔内放置有侧壁活塞5，所述侧壁活塞5分别连接在侧部压力传感器4上；所述玻璃筒3的底部放置有底部活塞7，所述底部活塞7连接在底部压力传感器6上；所述装置还包括步进电机8，所述底部压力传感器6设置在步进电机8上。所述侧部压力传感器4的量程为5kg，精度为0.1kg。所述底部压力传感器6的量程为150kg，精度为0.1kg。所述连接机构9包括设置在玻璃筒身上的紧固环箍，以及连杆，所述连杆的一端焊接在所述紧固环箍上，另一端焊接在第二侧杆上。

本实施例的静态颗粒压力测量装置，利用压力传感器实时记录颗粒在弛豫过程中的侧壁压力的数值，对弛豫后的数据进行平均，形成了一整套测量球床对容器壁侧壁压力的方法。在向玻璃筒填充颗粒之前，记录空载时各传感器的原始数据F1；按玻璃筒直径与实际筒仓直径的比例关系计算出颗粒柱的高度，按计算得到的高度填充好颗粒，然后通过步进电机降低底部传感器的位置，从而降低与底部传感器相连的底部活塞，使得颗粒柱下降一定距离，目的是尽可能消除颗粒内部的成拱，使颗粒柱内部的力链重新均匀分布，下降结束后稳定一段时间，在这段时间内，传感器实时记录各点的数据。取下降结束后稳定时间内的值求平均，记为F2，每个点所受力F＝F2-F1，测出活塞的直径，计算出活塞的面积S，求出每个点的压强：P＝F/S。

利用本装置进行静态颗粒压力测量，采用直接法测量，分别改变筒体直径球直径，测量方案如表1所示。

保持玻璃筒材料和球体材料相同都为玻璃材料，由于玻璃筒实际加工过程中，受到玻璃材料尺寸的限制，只能最大限度的保持玻璃筒直径与球体直径之比相等。通过这组测量，系统地测得不同尺寸的玻璃球对玻璃筒体(球-筒材料相同)中侧壁压强分布规律。

说明：h代表的是每个孔距离颗粒柱上表面的距离，H代表的是颗粒柱的实际高度，Pa表示的是筒仓侧壁孔位置处的压强。

表一

测试1：玻璃筒直径为142mm，玻璃球直径为3mm，直径比约为47，填充颗粒柱的高度H为550mm，实验结果如图2(a)所示，为不同高度的5个压力传感器测得的侧壁压强值。

测试2：玻璃筒直径为190mm，玻璃球直径为4mm，直径比约为47，填充颗粒柱的高度H为730mm，实验结果如图2(b)所示。

测试3：玻璃筒直径为218mm，玻璃球直径为5mm，直径比约为43，填充颗粒柱的高度H为917mm，实验结果如图2(c)所示。

测试4：玻璃筒直径为286mm，玻璃球直径为6mm，直径比约为48，填充颗粒柱的高度H为1060mm，实验结果如图2(d)所示。

测量结果分析：玻璃筒和球体材料相同，都是玻璃材料，玻璃筒直径与玻璃球直径之比大约相同，所测得的玻璃筒侧壁压力分布规律比较相似，从上往下压强是逐渐增大的，大约在第三个孔或第四个孔位置处出现压强最大值，然后压强开始变小。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种静态颗粒压力测量装置，包括第一侧杆、第二侧杆、无顶无底的玻璃筒、多个侧部压力传感器、底部压力传感器，所述多个侧部压力传感器安装在第一侧杆上；所述第二侧杆通过连接机构对玻璃筒进行固定；第一侧杆与第二侧杆设置在玻璃筒的两侧，其特征在于，所述玻璃筒上开设有多个通孔，每个通孔内放置有侧壁活塞，所述侧壁活塞分别连接在侧部压力传感器上；所述玻璃筒的底部放置有底部活塞，所述底部活塞连接在底部压力传感器上；所述装置还包括步进电机，所述底部压力传感器设置在步进电机上。

2.根据权利要求1所述的一种静态颗粒压力测量装置，其特征在于，所述侧部压力传感器的量程为5kg，精度为0.1kg。

3.根据权利要求2所述的一种静态颗粒压力测量装置，其特征在于，所述底部压力传感器的量程为150kg，精度为0.1kg。

4.根据权利要求3所述的一种静态颗粒压力测量装置，其特征在于，所述连接机构包括设置在玻璃筒身上的紧固环箍，以及连杆，所述连杆的一端焊接在所述紧固环箍上，另一端焊接在第二侧杆上。