CN204901347U - 一种管道输送实验平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种管道输送实验平台，属于管道输送领域。本实用新型包括电源部分、检测部分、控制部分和执行部分；电源部分分别给检测部分、控制部分和执行部分供应电能，检测部分、控制部分连接执行部分；所述执行部分包括储水桶、矿浆桶、矿水池、电动机、矿浆泵、刀板阀Ⅰ、刀板阀Ⅱ、刀板阀Ⅲ、刀板阀Ⅳ、刀板阀Ⅴ、刀板阀Ⅵ、阀门，所述检测部分包括电磁流量计和压力变送器，所述控制部分包括PLC可编程逻辑控制器、低压配电柜、微型计算机、手动阀门控制柜。本实用新型从多方面、多角度验证及完善已有理论算法，使得在保证人员安全的情况下，达到更加经济高效的目的，减小运输过程中对设备的损坏，并在维护管理上更加方便简捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管道输送实验平台，属于管道输送领域。
背景技术
近年来，随着我国经济的迅速发展，工业上矿物需求也大大增加。在大规模运输中，运输成本显著降低，特别在运输量大，运输距离长的情况下，比其他运输方式的费用要低得多。运输设备的工作效率高，容易实现自动化控制，维修管理方便，操作人员少。由于被输送的固体物料在管内流动，而大部分管道埋在地下，因此占地少、无噪声、无震动、无粉尘等，安全可靠且环保，不受气温、天气等外界的影响，可全天候运行。
由于以上优点，管道输送成为比较重要的输送方式，但许多问题亟待解决，如在处理复杂地形时的关联问题；由于多台泵并、串联动等原因引起的压力波动；管道拥堵；管道工艺缺少完善的理论支持等问题。所以搭建实验平台是非常必要的，通过多项基础实验，不仅可以了解、掌握和巩固管道相关知识，还可以根据相关工艺实验验证及完善技术经验得出的理论算法，更加深入的系统的进行理论研究。
发明内容
本实用新型提供了一种管道输送实验平台，以用于为工业管道运输提供理论支持，减小运输过程中对设备的损坏，并在维护管理上更加方便简捷等。
本实用新型的技术方案是：一种管道输送实验平台，包括电源部分13、检测部分14、控制部分15和执行部分16；电源部分13分别给检测部分14、控制部分15和执行部分16供应电能，检测部分14、控制部分15连接执行部分16；
所述执行部分16包括储水桶1、矿浆桶2、矿水池3、电动机4、矿浆泵5、刀板阀Ⅰ6、刀板阀Ⅱ7、刀板阀Ⅲ8、刀板阀Ⅳ9、刀板阀Ⅴ10、刀板阀Ⅵ11、阀门12；其中储水桶1输出端与刀板阀Ⅱ7相连接，刀板阀Ⅱ7输出端与管道三通接头一端相连接，三通接头另两端分别与刀板阀Ⅲ8输出端和电动机4控制下的矿浆泵5输入端连接，而刀板阀Ⅲ8输入端则与矿浆桶2的输出端连接，矿浆泵5输出端与刀板阀Ⅰ6的输入端相连接，储水桶1输入端与管道输尾端刀板阀Ⅳ9的输出端相连接，而刀板阀Ⅳ9的输入端与一个管道三通接头相连接，三通接头另两端分别与管道输尾端和矿浆桶2的三通接头相连接，矿浆桶2的三通接头分别与刀板阀Ⅵ11输入端和刀板阀Ⅴ10输入端相连接，刀板阀Ⅴ10输出端与矿浆桶2输入端相连接，最后刀板阀Ⅵ11输出端与矿水池3输入端连接，而矿水池3中废料经过阀门12排出管道系统；
所述检测部分14包括电磁流量计17和压力变送器18；其中电磁流量计17安装在管道输尾端，压力变送器18分别位于储水桶1输出端、矿浆桶2输出端、环管主管道的最高点和最低点以及储水桶1和矿浆桶2的输入端；
所述控制部分15包括PLC可编程逻辑控制器19、低压配电柜20、微型计算机21、手动阀门控制柜22；其中微型计算机21输出端与PLC可编程逻辑控制器19相连接，PLC可编程逻辑控制器19通过总线与低压配电柜20连接，低压配电柜20输出信号给电动刀板阀组，而手动阀门控制柜22也与电动刀板阀组连接。
所述电磁流量计17安装方式是将管道断口两端和装有电磁流量计17的管段两端焊接法兰，对应法兰并用螺丝固定，电磁流量计17固定在单独的管段上。
所述压力变送器18安装方式是在管道主体选定位置的管段顶端开槽，然后焊接法兰，将压力变送器18固定端对应法兰用螺丝固定在管道相应位置主体顶端的法兰处，最后焊接密封。
本实用新型的工作过程是：
所述刀板阀组通过PLC可编程逻辑控制器19的编程界面控制，或通过PLC可编程逻辑控制器19连接的低压配电柜20手动控制，再或直接用手动阀门控制柜22手动完成实验。已发表的（宗炳辰.基于PLC的电机基本控制电路设计[J].电子科技，2014，05:88-89.）期刊文献，文中提到“PLC控制由中心处理单元CPU、存储器电源单元等组成，抗干扰能力强。其是采用一类可编程的存储器，专为工业现场应用而设计，是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，克服了继电控制系统的接线复杂、功耗高以及灵活性差的缺点，同时又照顾到了维修人员的习惯，能够灵活地应用于生产实践中。”可见利用PLC可编程逻辑控制器通过低压配电柜对系统进行控制是现有的已成熟的技术。
“运输水”过程：实验开始将所有实验设备复位，在电动刀板阀组全部为关闭状态下运行电源部分13，启动PLC可编程逻辑控制器19和低压配电柜20，PLC可编程逻辑控制器19通过低压配电柜20控制刀板阀组的打开和关闭。打开储水桶1输出端的刀板阀Ⅱ7，桶中清水进入管道等待进入主管道，打开矿浆泵5输出端的刀板阀Ⅰ6，在电动机4工作的情况下，矿浆泵5获得能量并开始工作，则清水进入主管道；清水在矿浆泵5的推动下通过主管道环管的最高点和最低点，此时电磁流量计17和压力变送器18测量数据，得出清水运行参数，打开与储水桶1输入端相连的刀板阀Ⅳ9，清水进入储水桶1，进行循环利用。
“浆推水”过程：当需要输送矿浆时，通过控制PLC可编程逻辑控制器19，打开矿浆桶2输出端的刀板阀Ⅲ8同时关闭储水桶1输出端的刀板阀Ⅱ7，使矿浆桶2中已搅拌均匀的矿浆进入管道进行环管运行；在电动机4控制的矿浆泵5工作的情况下，矿浆进入主管道，经环管的最高点和最低点，电磁流量计17和压力变送器18工作，测量矿浆的数据参数；当矿浆满管时，打开矿水池3入口处的刀板阀Ⅵ11并关闭储水桶1入口处刀板阀Ⅳ9，使矿浆头和水尾经由刀板阀Ⅵ11进入，通过阀门12排出管道系统，然后打开矿浆桶2入口处的刀板阀Ⅴ10，关闭刀板阀Ⅵ11，矿浆重新进入矿浆桶2，进行矿浆的循环利用，从而完成矿浆的环管实验。
“水推浆”过程（此过程是对环管管实验结束后管道的清洗）：当输送过程结束后，打开储水桶1输出端的刀板阀Ⅱ7，同时关闭矿浆桶2的刀板阀Ⅲ8，清水再次在矿浆泵5的工作下进入主管道，打开刀板阀Ⅳ9同时关闭刀板阀Ⅴ10，清水回到储水桶1，经过多次循环清洗后，打开刀矿水池3入口的板阀Ⅵ11同时关闭刀板阀Ⅳ9，废水排入矿水池3，经由阀门12排出管道系统。此时，通过控制PLC可编程逻辑控制器19将所有设备恢复初始状态，关闭刀板阀组、电动机4以及矿浆泵5，最后关闭PLC可编程逻辑控制器19和低压配电柜20。上述过程均为PLC可编程逻辑控制器19通过总线定义低压配电柜20上的按钮进行控制的，对于刀板阀组还可以由手动阀门控制柜22上的开关按钮进行手动控制。
本实用新型的有益效果是：
通过该实验平台可以验证大量的技术经验数据，并可深入研究达到修正和提出算法理论的目的。为工业管道运输提供理论支持，从多方面、多角度验证及完善已有理论算法，使得在保证人员安全的情况下，达到更加经济高效的目的，减小运输过程中对设备的损坏，并在维护管理上更加方便简捷。
附图说明
图1是本实用新型执行部分结构图；
图2是本实用新型结构方框图；
图3是本实用新型检测部分结构方框图；
图4是本实用新型控制部分结构方框图；
图中各标号：1-储水桶、2-矿浆桶、3-矿水池、4-电动机、5-矿浆泵、6-刀板阀Ⅰ、7-刀板阀Ⅱ、8-刀板阀Ⅲ、9-刀板阀Ⅳ、10-刀板阀Ⅴ、11-刀板阀Ⅵ、12-阀门、13-电源部分、14-检测部分、15-控制部分、16-执行部分、17-电磁流量计、18-压力变送器、19-PLC可编程逻辑控制器、20-低压配电柜、21-微型计算机、22-手动阀门控制柜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-4所示，一种管道输送实验平台，包括电源部分13、检测部分14、控制部分15和执行部分16；电源部分13分别给检测部分14、控制部分15和执行部分16供应电能，检测部分14、控制部分15连接执行部分16；
所述执行部分16包括储水桶1、矿浆桶2、矿水池3、电动机4、矿浆泵5、刀板阀Ⅰ6、刀板阀Ⅱ7、刀板阀Ⅲ8、刀板阀Ⅳ9、刀板阀Ⅴ10、刀板阀Ⅵ11、阀门12；其中储水桶1输出端与刀板阀Ⅱ7相连接，刀板阀Ⅱ7输出端与管道三通接头一端相连接，三通接头另两端分别与刀板阀Ⅲ8输出端和电动机4控制下的矿浆泵5输入端连接，而刀板阀Ⅲ8输入端则与矿浆桶2的输出端连接，矿浆泵5输出端与刀板阀Ⅰ6的输入端相连接，储水桶1输入端与管道输尾端刀板阀Ⅳ9的输出端相连接，而刀板阀Ⅳ9的输入端与一个管道三通接头相连接，三通接头另两端分别与管道输尾端和矿浆桶2的三通接头相连接，矿浆桶2的三通接头分别与刀板阀Ⅵ11输入端和刀板阀Ⅴ10输入端相连接，刀板阀Ⅴ10输出端与矿浆桶2输入端相连接，最后刀板阀Ⅵ11输出端与矿水池3输入端连接，而矿水池3中废料经过阀门12排出管道系统；
所述检测部分14包括电磁流量计17和压力变送器18；其中电磁流量计17安装在管道输尾端，压力变送器18分别位于储水桶1输出端、矿浆桶2输出端、环管主管道的最高点和最低点以及储水桶1和矿浆桶2的输入端；
所述控制部分15包括PLC可编程逻辑控制器19、低压配电柜20、微型计算机21、手动阀门控制柜22；其中微型计算机21输出端与PLC可编程逻辑控制器19相连接，PLC可编程逻辑控制器19通过总线与低压配电柜20连接，低压配电柜20输出信号给电动刀板阀组，而手动阀门控制柜22也与电动刀板阀组连接。
所述电磁流量计17安装方式是将管道断口两端和装有电磁流量计17的管段两端焊接法兰，对应法兰并用螺丝固定，电磁流量计17固定在单独的管段上。
所述压力变送器18安装方式是在管道主体选定位置的管段顶端开槽，然后焊接法兰，将压力变送器18固定端对应法兰用螺丝固定在管道相应位置主体顶端的法兰处，最后焊接密封。
实施例2：如图1-4所示，一种管道输送实验平台，包括电源部分13、检测部分14、控制部分15和执行部分16；电源部分13分别给检测部分14、控制部分15和执行部分16供应电能，检测部分14、控制部分15连接执行部分16；
所述执行部分16包括储水桶1、矿浆桶2、矿水池3、电动机4、矿浆泵5、刀板阀Ⅰ6、刀板阀Ⅱ7、刀板阀Ⅲ8、刀板阀Ⅳ9、刀板阀Ⅴ10、刀板阀Ⅵ11、阀门12；其中储水桶1输出端与刀板阀Ⅱ7相连接，刀板阀Ⅱ7输出端与管道三通接头一端相连接，三通接头另两端分别与刀板阀Ⅲ8输出端和电动机4控制下的矿浆泵5输入端连接，而刀板阀Ⅲ8输入端则与矿浆桶2的输出端连接，矿浆泵5输出端与刀板阀Ⅰ6的输入端相连接，储水桶1输入端与管道输尾端刀板阀Ⅳ9的输出端相连接，而刀板阀Ⅳ9的输入端与一个管道三通接头相连接，三通接头另两端分别与管道输尾端和矿浆桶2的三通接头相连接，矿浆桶2的三通接头分别与刀板阀Ⅵ11输入端和刀板阀Ⅴ10输入端相连接，刀板阀Ⅴ10输出端与矿浆桶2输入端相连接，最后刀板阀Ⅵ11输出端与矿水池3输入端连接，而矿水池3中废料经过阀门12排出管道系统；
所述检测部分14包括电磁流量计17和压力变送器18；其中电磁流量计17安装在管道输尾端，压力变送器18分别位于储水桶1输出端、矿浆桶2输出端、环管主管道的最高点和最低点以及储水桶1和矿浆桶2的输入端；
所述控制部分15包括PLC可编程逻辑控制器19、低压配电柜20、微型计算机21、手动阀门控制柜22；其中微型计算机21输出端与PLC可编程逻辑控制器19相连接，PLC可编程逻辑控制器19通过总线与低压配电柜20连接，低压配电柜20输出信号给电动刀板阀组，而手动阀门控制柜22也与电动刀板阀组连接。
所述电磁流量计17安装方式是将管道断口两端和装有电磁流量计17的管段两端焊接法兰，对应法兰并用螺丝固定，电磁流量计17固定在单独的管段上。
实施例3：如图1-4所示，一种管道输送实验平台，包括电源部分13、检测部分14、控制部分15和执行部分16；电源部分13分别给检测部分14、控制部分15和执行部分16供应电能，检测部分14、控制部分15连接执行部分16；
所述执行部分16包括储水桶1、矿浆桶2、矿水池3、电动机4、矿浆泵5、刀板阀Ⅰ6、刀板阀Ⅱ7、刀板阀Ⅲ8、刀板阀Ⅳ9、刀板阀Ⅴ10、刀板阀Ⅵ11、阀门12；其中储水桶1输出端与刀板阀Ⅱ7相连接，刀板阀Ⅱ7输出端与管道三通接头一端相连接，三通接头另两端分别与刀板阀Ⅲ8输出端和电动机4控制下的矿浆泵5输入端连接，而刀板阀Ⅲ8输入端则与矿浆桶2的输出端连接，矿浆泵5输出端与刀板阀Ⅰ6的输入端相连接，储水桶1输入端与管道输尾端刀板阀Ⅳ9的输出端相连接，而刀板阀Ⅳ9的输入端与一个管道三通接头相连接，三通接头另两端分别与管道输尾端和矿浆桶2的三通接头相连接，矿浆桶2的三通接头分别与刀板阀Ⅵ11输入端和刀板阀Ⅴ10输入端相连接，刀板阀Ⅴ10输出端与矿浆桶2输入端相连接，最后刀板阀Ⅵ11输出端与矿水池3输入端连接，而矿水池3中废料经过阀门12排出管道系统；
所述检测部分14包括电磁流量计17和压力变送器18；其中电磁流量计17安装在管道输尾端，压力变送器18分别位于储水桶1输出端、矿浆桶2输出端、环管主管道的最高点和最低点以及储水桶1和矿浆桶2的输入端；
所述控制部分15包括PLC可编程逻辑控制器19、低压配电柜20、微型计算机21、手动阀门控制柜22；其中微型计算机21输出端与PLC可编程逻辑控制器19相连接，PLC可编程逻辑控制器19通过总线与低压配电柜20连接，低压配电柜20输出信号给电动刀板阀组，而手动阀门控制柜22也与电动刀板阀组连接。
所述压力变送器18安装方式是在管道主体选定位置的管段顶端开槽，然后焊接法兰，将压力变送器18固定端对应法兰用螺丝固定在管道相应位置主体顶端的法兰处，最后焊接密封。
实施例4：如图1-4所示，一种管道输送实验平台，包括电源部分13、检测部分14、控制部分15和执行部分16；电源部分13分别给检测部分14、控制部分15和执行部分16供应电能，检测部分14、控制部分15连接执行部分16；
所述执行部分16包括储水桶1、矿浆桶2、矿水池3、电动机4、矿浆泵5、刀板阀Ⅰ6、刀板阀Ⅱ7、刀板阀Ⅲ8、刀板阀Ⅳ9、刀板阀Ⅴ10、刀板阀Ⅵ11、阀门12；其中储水桶1输出端与刀板阀Ⅱ7相连接，刀板阀Ⅱ7输出端与管道三通接头一端相连接，三通接头另两端分别与刀板阀Ⅲ8输出端和电动机4控制下的矿浆泵5输入端连接，而刀板阀Ⅲ8输入端则与矿浆桶2的输出端连接，矿浆泵5输出端与刀板阀Ⅰ6的输入端相连接，储水桶1输入端与管道输尾端刀板阀Ⅳ9的输出端相连接，而刀板阀Ⅳ9的输入端与一个管道三通接头相连接，三通接头另两端分别与管道输尾端和矿浆桶2的三通接头相连接，矿浆桶2的三通接头分别与刀板阀Ⅵ11输入端和刀板阀Ⅴ10输入端相连接，刀板阀Ⅴ10输出端与矿浆桶2输入端相连接，最后刀板阀Ⅵ11输出端与矿水池3输入端连接，而矿水池3中废料经过阀门12排出管道系统；
所述检测部分14包括电磁流量计17和压力变送器18；其中电磁流量计17安装在管道输尾端，压力变送器18分别位于储水桶1输出端、矿浆桶2输出端、环管主管道的最高点和最低点以及储水桶1和矿浆桶2的输入端；
所述控制部分15包括PLC可编程逻辑控制器19、低压配电柜20、微型计算机21、手动阀门控制柜22；其中微型计算机21输出端与PLC可编程逻辑控制器19相连接，PLC可编程逻辑控制器19通过总线与低压配电柜20连接，低压配电柜20输出信号给电动刀板阀组，而手动阀门控制柜22也与电动刀板阀组连接。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种管道输送实验平台，其特征在于：包括电源部分（13）、检测部分（14）、控制部分（15）和执行部分（16）；电源部分（13）分别给检测部分（14）、控制部分（15）和执行部分（16）供应电能，检测部分（14）、控制部分（15）连接执行部分（16）；
所述执行部分（16）包括储水桶（1）、矿浆桶（2）、矿水池（3）、电动机（4）、矿浆泵（5）、刀板阀Ⅰ（6）、刀板阀Ⅱ（7）、刀板阀Ⅲ（8）、刀板阀Ⅳ（9）、刀板阀Ⅴ（10）、刀板阀Ⅵ（11）、阀门（12）；其中储水桶（1）输出端与刀板阀Ⅱ（7）相连接，刀板阀Ⅱ（7）输出端与管道三通接头一端相连接，三通接头另两端分别与刀板阀Ⅲ（8）输出端和电动机（4）控制下的矿浆泵（5）输入端连接，而刀板阀Ⅲ（8）输入端则与矿浆桶（2）的输出端连接，矿浆泵（5）输出端与刀板阀Ⅰ（6）的输入端相连接，储水桶（1）输入端与管道输尾端刀板阀Ⅳ（9）的输出端相连接，而刀板阀Ⅳ（9）的输入端与一个管道三通接头相连接，三通接头另两端分别与管道输尾端和矿浆桶（2）的三通接头相连接，矿浆桶（2）的三通接头分别与刀板阀Ⅵ（11）输入端和刀板阀Ⅴ（10）输入端相连接，刀板阀Ⅴ（10）输出端与矿浆桶（2）输入端相连接，最后刀板阀Ⅵ（11）输出端与矿水池（3）输入端连接，而矿水池（3）中废料经过阀门（12）排出管道系统；
所述检测部分（14）包括电磁流量计（17）和压力变送器（18）；其中电磁流量计（17）安装在管道输尾端，压力变送器（18）分别位于储水桶（1）输出端、矿浆桶（2）输出端、环管主管道的最高点和最低点以及储水桶（1）和矿浆桶（2）的输入端；
所述控制部分（15）包括PLC可编程逻辑控制器（19）、低压配电柜（20）、微型计算机（21）、手动阀门控制柜（22）；其中微型计算机（21）输出端与PLC可编程逻辑控制器（19）相连接，PLC可编程逻辑控制器（19）通过总线与低压配电柜（20）连接，低压配电柜（20）输出信号给电动刀板阀组，而手动阀门控制柜（22）也与电动刀板阀组连接。
2.根据权利要求1所述的管道输送实验平台，其特征在于：所述电磁流量计（17）安装方式是将管道断口两端和装有电磁流量计（17）的管段两端焊接法兰，对应法兰并用螺丝固定，电磁流量计（17）固定在单独的管段上。
3.根据权利要求1所述的管道输送实验平台，其特征在于：所述压力变送器（18）安装方式是在管道主体选定位置的管段顶端开槽，然后焊接法兰，将压力变送器（18）固定端对应法兰用螺丝固定在管道相应位置主体顶端的法兰处，最后焊接密封。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151223 Termination date: 20170716 |