CN211179004U - 一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，包括变径泵送管路、连接管路、竖直管路和测试装置，所述变径泵送管路水平设置，所述变径泵送管路、所述连接管路和所述竖直管路依次连通形成回路，所述变径泵送管路靠近所述竖直管路的一端沿泵送方向依次设置有卸料口和所述闸阀，所述测试装置安装于所述变径泵送管路和所述竖直管路上并用于测试管路内的参数。本实用新型的有益效果是：能够对变管径引起的竖直管路满管率的变化进行测量与分析。系统结构简单，部件加工方便，安装接续方便。料浆样品可以循环使用，有利于在试验样品有限的条件下，开展多种不同变径管路的分析与研究。

Description

一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置

技术领域

本实用新型涉及测试设备领域，具体涉及用于测试变径管路对充填竖管满管率影响的测试实验装置。

背景技术

在深井矿山充填工程的设计中，自流输送系统由于能够充分利用自身的势能优势，节约能耗，降低成本，因此是深井充填系统设计的首选工艺；但是同时，深井自流输送往往存在剩余势能无法完全消耗的问题，造成充填料浆在运输过程中对竖直管路的严重破坏，因此如何有效降低剩余势能保证充填料浆在竖直管路的满管流动是自流输送的重要研究内容。

对于深井矿山的自流输送系统而言，需要增加充填料浆运输过程中的水力坡度消耗多余的重力势能，通过减小部分管路的管径，增大充填料浆的运输阻力是矿山常用的消耗多余重力势能的办法。利用变管径技术如何确定管径的长度、直径、位置等参数对竖直管段的满管率造成的影响，是需要通过实验室进行试验并确定的问题。

在进行室内自流输送环管实验时，由于实验本身条件的限制，现有监测竖直管段的充填料浆液位的仪器无法保证数据的准确性，因此需要能够找出一种测量方法，能够有效避免电子监测仪器的数据产生大幅波动，造成数据失真。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种稳定可靠的变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，包括变径泵送管路、连接管路、竖直管路和测试装置，所述变径泵送管路水平设置，所述变径泵送管路、所述连接管路和所述竖直管路依次连通形成回路，所述变径泵送管路靠近所述竖直管路的一端沿泵送方向依次设置有卸料口和闸阀，所述测试装置安装于所述变径泵送管路和所述竖直管路上并用于测试管路内的参数。

本实用新型的有益效果是：在闸阀的前端，竖直管路附近的水平变径泵送管路的底部，开有卸料口，闸阀关闭后，可通过此卸料口将竖直管路的料浆放出，通过测量竖直管路内料浆的体积，并与竖直管路的容积比较，通过计算得到竖直管路的满管率。能够对变管径引起的竖直管路满管率的变化进行测量与分析。本实用新型系统结构简单，部件加工方便，安装接续方便。料浆样品可以循环使用，有利于在试验样品有限的条件下，开展多种不同变径管路的分析与研究。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述竖直管路的顶部设置有漏斗，所述连接管路的出口对应设置于所述漏斗的进口的上方，所述漏斗的出口与所述竖直管路的进口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：实验时料浆经过泵将充填料浆泵送入漏斗，然后通过自流实现系统循环。

进一步，所述变径泵送管路上沿泵送方向依次设置有所述卸料口、所述闸阀、变径管路、充填料浆制备装置和泵。

采用上述进一步方案的有益效果是：充填料浆制备装置用于储存和制备料浆，泵驱动料浆在管路内循环。变径管路模拟现实情况中的变径管段，通过改变变径管路的管径、长度和位置等参数，研究变径管路对满管率的影响。

进一步，所述充填料浆制备装置为搅拌桶，所述搅拌桶固定连接有用于搅拌所述搅拌桶内物料的搅拌机。

采用上述进一步方案的有益效果是：搅拌机搅拌所述搅拌桶内存储的物料，可以用于制备料浆并保证料浆均匀。

进一步，所述泵为变频泵。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用变频泵，方便调节料浆的流速。

进一步，所述测试装置包括流量计，所述流量计设置于所述变径管路和所述闸阀之间的所述变径泵送管路上。

采用上述进一步方案的有益效果是：流量计测管路内的流量。

进一步，所述测试装置还包括第一压力表、第二压力表、第三压力表和第四压力表，所述第一压力表和所述第二压力表分别设置于所述竖直管路和所述变径泵送管路连接处两侧的管路上；所述第三压力表和所述第四压力表分别设置于所述变径管路的进口处和出口处的所述变径泵送管路上。

采用上述进一步方案的有益效果是：压力表测管路内对应位置的压力。

进一步，所述测试装置还包括第五压力表，所述变径管路的出口处管路具有转弯段，所述第四压力表和所述第五压力表分别设置于所述转弯段弯折处的两侧。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述第四压力表和所述第五压力表分别测所述转弯段的两端的压力值。

进一步，所述闸阀为气动刀型闸阀。

采用上述进一步方案的有益效果是：气动刀型闸阀通过空气压力可控制闸阀的迅速开合，保证实验的准确性。

进一步，所述测试实验装置的充填倍线小于或等于3。

采用上述进一步方案的有益效果是：模拟实际工程中的深井自流输送方式。

附图说明

图1为本实用新型一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置的原理图；

图2为本实用新型转弯段的俯视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、泵，2、搅拌机，3、搅拌桶，41、第一压力表，42、第二压力表，43、第三压力表，44、第四压力表，45、第五压力表，5、变径管路，6、流量计，7、闸阀，8、卸料口，9、漏斗，10、控制柜。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和图2所示，本实施例提供一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，包括变径泵送管路、连接管路、竖直管路和测试装置，所述变径泵送管路水平设置，所述变径泵送管路、所述连接管路和所述竖直管路依次连通形成回路，所述变径泵送管路靠近所述竖直管路的一端沿泵送方向依次设置有卸料口8和闸阀7，所述测试装置安装于所述变径泵送管路和所述竖直管路上并用于测试管路内的参数。

在闸阀7的进料端，竖直管路附近的水平变径泵送管路的底部，开有卸料口8，闸阀7关闭后，可通过此卸料口8将竖直管路的料浆放出，通过测量竖直管路内料浆的体积，并与竖直管路的容积比较，通过计算得到竖直管路的满管率。

作为本实施例的进一步方案，所述竖直管路的顶部设置有漏斗9，所述连接管路的出口对应设置于所述漏斗9的进口的上方，所述漏斗9的出口与所述竖直管路的进口连通。

作为本实施例的进一步方案，所述变径泵送管路上沿泵送方向依次设置有所述卸料口8、所述闸阀7、变径管路5、充填料浆制备装置和泵1。

具体的，变径管路5的两端需要焊接变径接头，保证与变径泵送管路实现连接。

作为本实施例的进一步方案，所述充填料浆制备装置为搅拌桶3，所述搅拌桶3固定连接有用于搅拌所述搅拌桶3内物料的搅拌机2。

具体的，所述变径管路5、所述搅拌桶3和所述泵1沿泵送方向依次设置并连通。所述搅拌机2包括搅拌电机和搅拌叶片，搅拌叶片连接于搅拌电机的输出轴上且伸入到搅拌桶3内，搅拌电机固定于搅拌桶3上并驱动搅拌叶片转动。

作为本实施例的进一步方案，所述泵1为变频泵。

作为本实施例的进一步方案，所述测试装置包括流量计6，所述流量计6设置于所述变径管路5和所述闸阀7之间的所述变径泵送管路上。

具体的，所述流量计6为电磁流量计。

作为本实施例的进一步方案，所述测试装置还包括第一压力表41、第二压力表42、第三压力表43和第四压力表44，所述第一压力表41和所述第二压力表42分别设置于所述竖直管路和所述变径泵送管路连接处两侧的管路上；所述第三压力表43和所述第四压力表44分别设置于所述变径管路5的进口处和出口处所述变径泵送管路上。

具体的，如图1所示，所述第一压力表41设置于所述竖直管路的下端，所述第二压力表42设置于变径泵送管路的进料端。

作为本实施例的进一步方案，如图2所示，所述测试装置还包括第五压力表45，所述变径管路5的出口处管路具有转弯段，所述第四压力表44和所述第五压力表45分别设置于所述转弯段的弯折处的两侧。

具体的，第一压力表41、第二压力表42、第三压力表43、第四压力表44和所述第五压力表45均为高精度压力表。

作为本实施例的进一步方案，所述闸阀7为气动刀型闸阀。

作为本实施例的进一步方案，测试实验装置的充填倍线小于或等于3。

具体的，所述充填倍线N＝L/H，其中L为从漏斗9到搅拌桶3之间的管路总长度，其中H为竖直管路的高度。

作为本实施例的进一步方案，还包括控制柜10，控制柜10内设有PLC(可编程逻辑控制器)。第一压力表41、第二压力表42、第三压力表43、第四压力表44、第五压力表45和流量计6均通过数据线接入控制柜10，并将检测到的压力或流量数据传入PLC内。

本实用新型的使用过程如下：料浆制备时需要按照事先制定好的方案，将尾砂和水加入到搅拌桶3中。如图1所示，泵1将充填料浆泵送入竖直管路的漏斗9当中，开始通过竖直管路进行自流输送，连接竖直管路与水平的变径泵送管路的弯头两端分别装有第一压力表41和第二压力表42，记录料浆流经竖直弯管的压力损失，闸阀7安装在水平管段且位于流量计6的前方，闸阀7通过气管连接实验室内部的气源以控制闸阀的开合；流量计6的数据线与控制柜10中的PLC连接以实现数据的实时显示与存储；如图2所示，水平管段的转弯段的两端也装有第四压力表44和所述第五压力表45，记录料浆流经水平弯管的压力损失；如图1所示变径管路5两端分别装有第三压力表43和第四压力表44，记录料浆流变径管路前后的压力损失。所有压力表均通过数据线接入控制柜10，以实现实时显示与记录数据，上述数据传输和显示可以采用现有技术实现。

所述变径管路5对竖直管路满管率改变的测量是本实用新型的主体部分，实验时，由泵1将料浆泵送入竖直管段的漏斗9当中，通过调节泵的频率，实现流量稳定且并无料浆从竖直管路顶端溢出的情况后，运行一段时间，同时关闭变频泵1和闸阀7。打开闸阀7前端的卸料口8，将充填料浆放入标有刻度的铁桶，记录此时的刻度数据，通过体积换算出料浆在竖直管路中的液位，同时，结合充填料浆的性能参数以及控制柜10中记录的流量与压力数据，进行分析。变径管路模拟现实情况中的变径管段，通过改变变径管路的管径、长度和位置等参数，研究变径管路对满管率的影响。需要说明的是，变径管路可以安装在图1所示位置，也可以安装到沿料流方向闸阀7后方的非竖直管路上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，其特征在于，包括变径泵送管路、连接管路、竖直管路和测试装置，所述变径泵送管路水平设置，所述变径泵送管路、所述连接管路和所述竖直管路依次连通形成回路，所述变径泵送管路靠近所述竖直管路的一端沿泵送方向依次设置有卸料口(8)和闸阀(7)，所述测试装置安装于所述变径泵送管路和所述竖直管路上并用于测试管路内的参数。

2.根据权利要求1所述一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，其特征在于，所述竖直管路的顶部设置有漏斗(9)，所述连接管路的出口对应设置于所述漏斗(9)的进口的上方，所述漏斗(9)的出口与所述竖直管路的进口连通。

3.根据权利要求2所述一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，其特征在于，所述变径泵送管路上沿泵送方向依次设置有所述卸料口(8)、所述闸阀(7)、变径管路(5)、充填料浆制备装置和泵(1)。

4.根据权利要求3所述一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，其特征在于，所述充填料浆制备装置为搅拌桶(3)，所述搅拌桶(3)固定连接有用于搅拌所述搅拌桶(3)内物料的搅拌机(2)。

5.根据权利要求3所述一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，其特征在于，所述泵(1)为变频泵。

6.根据权利要求3所述一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，其特征在于，所述测试装置包括流量计(6)，所述流量计(6)设置于所述变径管路(5)和所述闸阀(7)之间的所述变径泵送管路上。

7.根据权利要求6所述一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，其特征在于，所述测试装置还包括第一压力表(41)、第二压力表(42)、第三压力表(43)和第四压力表(44)，所述第一压力表(41)和所述第二压力表(42)分别设置于所述竖直管路和所述变径泵送管路连接处两侧的管路上；所述第三压力表(43)和所述第四压力表(44)分别设置于所述变径管路(5)的进口处和出口处的所述变径泵送管路上。

8.根据权利要求7所述一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，其特征在于，所述测试装置还包括第五压力表(45)，所述变径管路(5)的出口处管路具有转弯段，所述第四压力表(44)和所述第五压力表(45)分别设置于所述转弯段弯折处的两侧。

9.根据权利要求1-8任一项所述一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，其特征在于，所述闸阀(7)为气动刀型闸阀。

10.根据权利要求1-8任一项所述一种变径管对充填竖管满管率影响的测试实验装置，其特征在于，所述测试实验装置的充填倍线小于或等于3。

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