CN220835895U

CN220835895U - 一种测量装置

Info

Publication number: CN220835895U
Application number: CN202322548392.2U
Authority: CN
Inventors: 康金星; 刘志国; 于传兵; 何荣权; 邓朝安; 宋磊; 郭素红; 王亚运; 王鑫
Original assignee: China ENFI Engineering Corp; China Nonferrous Metals Engineering Co Ltd
Current assignee: China ENFI Engineering Corp; China Nonferrous Metals Engineering Co Ltd
Priority date: 2023-09-19
Filing date: 2023-09-19
Publication date: 2024-04-26
Anticipated expiration: 2033-09-19

Abstract

本申请提供了一种测量装置，包括破碎部、采集单元和检测部，破碎部用于粉碎待测物料，采集单元连接于破碎部的输入电路，用于采集破碎部的功率输入信息，检测部包括检测单元和输送单元，输送单元的一端与检测单元相连通，另一端与破碎部相连通，输送单元用于将粉碎后的至少部分待测物料运送至检测单元，检测单元用于检测待测物料的比表面积。通过设置采集单元和检测单元能够采集破碎部的输入功率并能够检测待测物料的比表面积，以使工作人员能够根据待测物料的比表面积和输入功率之间的关系能够准确测量单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的的功率，从而能够避免立式搅拌磨设备选型偏大的情况出现，提高了磨矿效率。

Description

一种测量装置

技术领域

本申请属于粉体工程技术领域，具体涉及一种测量装置。

背景技术

立式搅拌磨设备已广泛应用于多类型有色金属、黑色金属及非金属矿物等物料的细磨或再磨作业中，如铜矿、钼矿、金银矿、铅锌矿、碳酸钙、石墨、重晶石等矿石。立式搅拌磨设备在运行过程中需要驱动搅拌装置高速旋转以带动磨矿介质运动，促使磨矿介质与物料在磨机筒体内进行研磨、碰撞或翻滚，继而实现物料的研碎、砸碎等，这与传统磨矿设备运转方式不同。传统卧式磨矿设备(球磨机、棒磨机等)采用抛砸磨矿介质的方式砸碎物料，也就是说，物料在立式搅拌磨设备内的破碎行为与物料在传统磨矿设备内的破碎行为之间存在显著差异，在设备选型过程中，传统球磨设备的选型方法(如Bond功指数)难以适用于立式搅拌磨设备。

由于立式搅拌磨设备磨矿过程非常复杂，现有立式搅拌磨设备生产厂家基本是采用自有独立的测算系统进行设备选型，如中国专利CN106644639B公开了一种工业型立式搅拌磨机的选型方法及选型试验闭路细磨系统，但受限于相关参数测量及测算的合理性，需要预留较大的富余系数和空间以满足生产需求，易导致立式搅拌磨设备选型偏大的情况出现，从而降低了磨矿效率，提高了磨矿成本。

实用新型内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种测量装置，能够准确测量单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的的功率，从而能够避免立式搅拌磨设备选型偏大的情况出现。

为了解决上述问题，本申请提供了一种测量装置，包括：

破碎部，所述破碎部用于粉碎待测物料；

采集单元，所述采集单元连接于所述破碎部的输入电路，用于采集所述破碎部的功率输入信息；

检测部，所述检测部包括检测单元和输送单元，所述输送单元的一端与所述检测单元相连通，另一端与所述破碎部相连通，所述输送单元用于将粉碎后的至少部分所述待测物料运送至所述检测单元，所述检测单元用于检测所述待测物料的比表面积。

可选的，所述破碎部包括：

破碎壳体，所述破碎壳体内形成搅拌磨矿室；

若干个破碎介质，若干个所述破碎介质设置在所述破碎壳体内；

驱动组件，所述驱动组件用于驱动若干个所述破碎介质在所述搅拌磨矿室内运动，以研磨所述待测物料；

其中，若干个破碎介质包括第一破碎介质、第二破碎介质和第三破碎介质，所述第一破碎介质、所述第二破碎介质和所述第三破碎介质的质量比为1:1:1，所述第一破碎介质、所述第二破碎介质和所述第三破碎介质的直径比为2:3:4。

可选的，所述驱动组件包括：

搅拌电机；

搅拌主轴，所述搅拌主轴设置在所述搅拌磨矿室内并与所述搅拌电机相连接；

搅拌器，所述搅拌器设置在所述搅拌主轴上。

可选的，所述搅拌主轴上开设有若干个卡槽，若干个所述卡槽沿所述搅拌主轴的轴向方向均匀布置并沿所述搅拌主轴的径向方向相错设置，所述搅拌器通过所述卡槽与所述搅拌主轴相连接。

可选的，所述驱动组件还包括：

第一调节单元，所述搅拌电机的输出端通过所述第一调节单元与所述搅拌主轴相连接，所述第一调节单元用于调节所述搅拌主轴的转速。

可选的，所述破碎壳体包括：

第一筒体；

第二筒体，所述第二筒体活动设置在所述第一筒体内，所述第二筒体能够沿所述第二筒体的长度方向移动。

可选的，所述第二筒体的底部具有过滤单元。

可选的，所述破碎部还包括提升组件，所述提升组件用于驱动所述第二筒体移动；

其中，所述提升组件包括提升螺杆和提升螺母，所述提升螺杆与所述提升螺母螺纹连接，所述提升螺母固定设置在所述第一筒体上，所述提升螺杆与所述第二筒体相连接。

可选的，所述破碎部还包括：

调节板，所述调节板与所述破碎壳体活动连接，所述调节板能够选择地设置在第一高度或第二高度，以调节所述搅拌磨矿室的有效容积。

可选的，测量装置还包括：

分级单元；

分级给料泵，所述分级给料泵的一端与所述破碎部的排料口相连通，另一端与所述分级单元的入口相连通；

循环给料泵，所述循环给料泵的一端与所述破碎部的给料口相连通，另一端与所述分级单元的第一出口相连通。

可选的，测量装置还包括：

磨矿产品装料仓，所述磨矿产品装料仓与所述破碎部的排料口相连通，用于储存研磨产物；

分级沉砂收集仓，所述分级沉砂收集仓设置在所述循环给料泵与所述分级单元之间，用于储存过程物料；

分级溢流收集仓，所述分级溢流收集仓与所述分级单元的第二出口相连通，用于储存目标物料。

可选的，测量装置还包括：

第二调节单元，所述第二调节单元连接于所述破碎部的输入电路，用于调节所述破碎部的输入频率。

有益效果

本实用新型的实施例提供了一种测量装置，主要通过设置采集单元和检测单元能够采集破碎部的输入功率并能够检测待测物料的比表面积，以使工作人员能够根据待测物料的比表面积和输入功率之间的关系能够准确测量单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的的功率，从而能够避免立式搅拌磨设备选型偏大的情况出现，提高了立式搅拌磨设备的磨矿效率，进而能够降低物料超细磨成本。

附图说明

图1为本申请实施例的的测量装置结构示意图；

图2为本申请实施例的破碎部的结构示意图；

图3为本申请实施例的测量方法的流程图；

图4为本申请与相关技术的研磨硫化铁精矿时的-0.038mm占比与单位功耗的曲线对比图。

附图标记表示为：

1、采集单元；2、检测单元；3、输送单元；4、破碎壳体；41、第一筒体；42、第二筒体；421、过滤单元；43、给料口；44、排料口；5、搅拌磨矿室；6、搅拌主轴；61、卡槽；7、搅拌器；8、提升组件；81、提升螺母；82、提升螺杆；9、调节板；10、搅拌电机；11、第一调节单元；12、第二调节单元；13、分级单元；14、分级给料泵；15、循环给料泵；16、磨矿产品装料仓；17、分级沉砂收集仓；18、分级溢流收集仓。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，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”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。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

立式搅拌磨设备(卧式搅拌磨设备)已广泛应用于多类型有色金属、黑色金属及非金属矿物或物料的细磨或再磨作业中，如铜矿、钼矿、金银矿、铅锌矿、碳酸钙、石墨、重晶石等矿石，立式搅拌磨的磨矿过程，更多地依赖于搅拌装置的高速旋转对介质的运载作用，促使磨矿介质与物料在磨机筒体内做不规则的研磨、碰撞等翻滚运动，继而实现物料的研碎、砸碎等，这与传统的卧式球磨物料抛砸运转方式不同，也就是说，物料在搅拌磨机内的磨矿粉碎行为与传统球磨存在显著差别，采用传统球磨的单位磨矿功指数测量方法难以适用于搅拌磨。

由于立磨机磨矿过程非常复杂，相关技术中搅拌磨设备生产厂家基本是采用自有独立的测算系统进行设备选型，但受限于相关参数测量及测算的合理性，预留较大的富余系数和空间以满足生产需求非常常见，易造成搅拌磨的选型偏大，间接导致磨矿效率降低及粉磨成本增加。在各类搅拌磨选型测算中，相对应用比较成熟的选型放大方法为比功耗法，该方法的核心是准确测量出搅拌磨过程的单位功耗指标，然而采用开路磨矿-筛分分析的主要方法的常规比功耗法测量方式，基本构建出的磨矿单位功率-磨矿细度之间关系为指数增长曲线，大大增加了所测量单位功率参数的指数放大风险，且尚未有相对合理的测量装置或方法，对搅拌磨的磨矿功指数进行测量。

尽管对搅拌磨的技术开发，已有部分细磨效果因子的理论分析、基于CFD、DEM、PEPT的模拟仿真磨机及磨矿过程优化等相关报道，但对于磨矿过程功耗响应关系的研究相对较少。已有研究表明，物料细磨过程的功率消耗更倾向于面积学说，即磨矿输入功率消耗与物料粉碎前后表面积的增加相关性大，然而，目前未有利用物料表面积与单位功耗进行耦合测量的装置和方法，缺乏物料搅拌磨矿后磨矿细度、比表面积与单位功耗的相关性研究。此外，搅拌磨矿主要依赖于磨矿介质与物料颗粒在浆体中的相对运动行为，除物料矿石性质基础外，多类过程因素均影响搅拌磨对物料的磨矿行为，包括设备结构因素、搅拌装置、磨矿工艺条件、磨矿介质条件等，这些因素的变化会影响运载功率，继而影响物料碎磨单位功耗的测量。因而，如何合理的测量物料搅拌磨的单位功耗难度大。

本实用新型旨在提供了一种立式搅拌磨单位功耗的测量装置和与之匹配的测量方法。

结合参见图1至图2所示，根据本申请实施例的一方面，提供了一种测量装置，包括：破碎部，破碎部用于粉碎待测物料；采集单元1，采集单元1连接于破碎部的输入电路，用于采集破碎部的功率输入信息；检测部，检测部包括检测单元2和输送单元3，输送单元3的一端与检测单元2相连通，另一端与破碎部相连通，输送单元3用于将粉碎后的至少部分待测物料运送至检测单元2，检测单元2用于检测待测物料的比表面积。

本实用新型的实施例中所提供的测量装置，主要通过设置采集单元1和检测单元2能够采集破碎部的输入功率并能够检测待测物料的比表面积，以使工作人员能够根据待测物料的比表面积和输入功率之间的关系能够准确测量单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的的功率，从而能够避免立式搅拌磨设备选型偏大的情况出现，提高了立式搅拌磨设备的磨矿效率，进而能够降低物料超细磨成本。

本申请中的测量装置可适用于细粒物料(0.074mm以下物料)搅拌细磨功率测量，以细粒物料的平均粒径或比表面积为细度的主要表征参数，构建了待测物料细磨过程表面积增加量与功率消耗之间关系，所测参数更贴近于物料细磨能量传递过程及面积学说理论，从而提高了测量精度，能够准确测量单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的的功率。

其中，测量装置包括破碎部，破碎部用于粉碎待测物料，即研磨待测物料。

其中，待测物料可以为铜矿、钼矿、金银矿、铅锌矿、碳酸钙、石墨、重晶石等。待测物料设置在破碎部内，破碎部起磨矿作用。

其中，测量装置还包括采集单元1，采集单元1可以为能实现采集扭转功率的数显仪表等。本申请实施例中，采集单元1为扭矩转速旋转功率测试仪。

具体的，采集单元1与破碎部的输入电路电性连接，以检测破碎部将待测物料研磨至目标细度所需的输入功率。

其中，测量装置还包括检测单元2和输送单元3，输送单元3的一端与破碎部相连通，另一端与检测单元2相连通。输送单元3能够对破碎部内的研磨过程产物进行取样，并将样品运送至检测单元2，检测单元2用于检测样品的表面积和粒度，以分析待测物料的比表面积。

其中，输送单元3可以为离心泵、轴流泵或旋涡泵等，可实现能够将样品输送至检测单元2即可。本申请实施例中，输送单元3为微负压泵。

其中，检测单元2可以为激光粒度/表面积分析仪。

具体的，破碎部的下侧方开设有采样口，微负压泵通过采样口与破碎部相连通，微负压泵的入口与外界大气压之间产生压力差，在压力差的作用下能够将破碎部内的研磨过程产物吸入，随后导入至激光粒度/表面积分析仪器的样品槽中，进行研磨过程产物的表面积/粒度分析。

其中，激光粒度/表面积分析仪可以包括光学分析系统和激光器，根据光散射原理检测样品槽中研磨过程产物的表面积和粒度，以分析研磨过程产物的比表面积。

其中，比表面积为研磨过程产物的表面积与体积之比，粒度为颗粒的直径，可以理解的是，通过粒度可以计算研磨过程产物的体积和表面积，进而可以计算研磨过程产物的比表面积。

在上述实施例中，破碎部包括：破碎壳体4，破碎壳体4内形成搅拌磨矿室5；若干个破碎介质，若干个破碎介质设置在破碎壳体4内；驱动组件，驱动组件用于驱动若干个破碎介质在搅拌磨矿室5内运动，以研磨待测物料。

其中，破碎部包括破碎壳体4，破碎壳体4大致为圆桶形，破碎壳体4可以为不锈钢等材质制成。

具体的，破碎壳体4内具有搅拌磨矿室5，待测物料设置在搅拌磨矿室5内进行研磨，通过设置搅拌磨矿室5为待测物料提供了稳定的设置位置；破碎壳体4的顶部开设有给料口43，待测物料通过给料口43能够进入搅拌磨矿室5；破碎壳体4的底部开设有排料口44，以使研磨产物能够通过排料口44排出；破碎壳体4的外壁上还开设有溢流口，用于观察待测物料液面，溢流口内设置有格子筛，以避免待测物料溢出。

其中，破碎部还包括破碎介质，破碎介质可以设置若干个，若干个破碎介质设置在搅拌磨矿室5内。

其中，破碎部还包括驱动组件，驱动组件设置在搅拌磨矿室5内，驱动组件用于驱动若干个破碎介质运动，以使若干个破碎介质在搅拌磨矿室5内与待测物料发生碰撞，此时待测物料受到若干个破碎介质碰撞运动而产生的研磨力、挤压力而磨细。

其中，破碎介质为钢球，若干个破碎介质包括第一破碎介质、第二破碎介质和第三破碎介质。

具体的，第一破碎介质、第二破碎介质和第三破碎介质的质量比为1:1:1，第一破碎介质、第二破碎介质和第三破碎介质的直径比为2:3:4。通过设置第一破碎介质、第二破碎介质和第三破碎介质的质量比为1:1:1、直径比为2:3:4，以使不同体积的第一破碎介质、第二破碎介质和第三破碎介质在搅拌磨矿室5内能够以相同的速度运动，从而提高了待测物料研磨效果。

在上述实施例中，驱动组件包括：搅拌电机10；搅拌主轴6，搅拌主轴6设置在搅拌磨矿室5内并与搅拌电机10相连接；搅拌器7，搅拌器7设置在搅拌主轴6上。

其中，搅拌电机10可以为步进电机、直流电机、伺服电机、力矩电机或开关磁阻电机等，申请不做进一步的限定。搅拌电机10用于为破碎介质运动提供动力。

其中，搅拌主轴6可以为矩形金属长杆或圆柱形金属长杆等，本申请不做进一步的限定。搅拌主轴6同轴设置在搅拌磨矿室5内并与搅拌电机10的输出端相连接。

其中，作为一种实施方式，搅拌器7为搅拌棒或搅拌盘，搅拌棒或搅拌盘设置若干个，若干个搅拌棒或若干个搅拌盘沿搅拌主轴6的长度方向均匀布置，同时相邻两个搅拌棒或相邻两个搅拌盘沿搅拌主轴6的径向方向相错设置，从而能够提高待测物料的研磨效果；作为另一种实施方式，搅拌器7为搅拌螺旋，搅拌螺旋套设在搅拌主轴6上，并沿搅拌主轴6长度方向延伸。本申请实施例中，搅拌器7为搅拌螺旋，搅拌螺旋的工作面积大，抗磨损能力强，研磨精度高，允许的给料粒度较大，适用于再磨和超细磨工作，从而能够增大测量装置的适用范围。

具体的，待测物料和破碎介质经由给料口43加入到搅拌磨矿室5内，在搅拌磨矿室5内搅拌电机10驱动搅拌主轴6旋转以带动搅拌器7转动，此时搅拌器7与破碎介质相接触带动破碎介质在搅拌磨矿室5内运动，可实现待测物料受破碎介质碰撞产生的研磨力、挤压力而磨细，以完成待测物料研磨操作。

在本申请提供的一些可能实现的实施例中，搅拌器7可以为研磨刀具，可实现不使用破碎介质仅通过搅拌电机10驱动搅拌器7转动即可对搅拌磨矿室5内的待测物料进行研磨。

在本申请提供的一些可能实现的实施例中，搅拌主轴6上开设有若干个卡槽61，若干个卡槽61沿搅拌主轴6的轴向方向均匀布置并沿搅拌主轴6的径向方向相错设置，搅拌器7通过卡槽61与搅拌主轴6相连接。

通过在搅拌主轴6上开设若干个卡槽61，以使搅拌器7通过若干个卡槽61能够与搅拌主轴6可拆卸连接，可实现搅拌器7损坏时无需更换整个搅拌主轴6，降低了搅拌器7检修成本，同时也提高了搅拌器7检修效率。

其中，搅拌主轴6上开设有若干个卡槽61，若干个卡槽61沿搅拌主轴6的长度方向均匀布置，以使搅拌器7通过若干个卡槽61能够与搅拌主轴6可拆卸连接，提高了搅拌器7安装速率。

具体的，相邻两个卡槽61沿搅拌主轴6的径向方向相错设置，为本申请实施例中的搅拌螺旋提供了稳定的安装位置。

在本申请提供的一些可能实现的实施例中，驱动组件还包括：第一调节单元11，搅拌电机10的输出端通过第一调节单元11与搅拌主轴6相连接，第一调节单元11用于调节搅拌主轴6的转速。

其中，第一调节单元11可以为齿轮调速机构、蜗杆调速机构或皮带轮组调速机构等，本申请不做进一步的限定，本申请实施例中，第一调节单元11为齿轮调速机构。

具体的，搅拌电机10的输出端通过齿轮调速机构与搅拌主轴6相连接，通过设置齿轮调速机构能够调节搅拌主轴6的转速，从而提高了破碎部工作的稳定性。作为一种实施方式，齿轮调速机构用于降低搅拌电机10输出端的转速，搅拌电机10为步进电机时，由于步进电机的转速较快，通过齿轮调速机构的减速作用，可使步进电机的步距角停顿时间减少，进而减少搅拌器7转动时的卡顿，破碎介质的运动速度更趋近于匀速，从而能够提高破碎部工作的稳定性；作为另一种实施方式，齿轮调速机构用于提高搅拌电机10输出端的转速，搅拌电机10为开关磁阻电机时，由于开关磁阻电机的转速较慢，通过齿轮调速机构的提速作用，能够提高搅拌器7的转动速度，从而能够提高破碎介质的运动速度，进而提高了破碎部的研磨效果。

其中，本申请实施例中，测量装置以固定的搅拌速率对单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的功率进行测量，搅拌器7的转动速率优选为200r/min。

在本申请提供的一些可能实现的实施例中，测量装置还包括：第二调节单元12，第二调节单元12连接于破碎部的输入电路，用于调节破碎部的输入频率。

其中，第二调节单元12可以包括红外测速装置和变速调控器，红外测速装置用于实时监测搅拌主轴6的搅拌速度，变速调控器用于对搅拌主轴6的搅拌速率进行精细调控。

具体的，变速调控器与搅拌电机10的输入电路电性连接。本申请实施例中，首先由红外测速装置反馈出搅拌转速，然后通过变速调控器调节搅拌电机10输入频率或电流的方法进行搅拌速率的调节，搅拌速率可视磨矿速率需求而定。

其中，测量装置以固定的搅拌速率对单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的功率进行测量，搅拌主轴6可以以120～300r/min的中速搅拌破碎介质。

具体的，本申请实施例中，搅拌主轴6以200r/min的速度旋转。

在上述实施例中，破碎壳体4包括：第一筒体41；第二筒体42，第二筒体42活动设置在第一筒体41内，第二筒体42能够沿第二筒体42的长度方向移动。

其中，第一筒体41为外筒体，第一筒体41的底部设置有机座，通过设置机座提高了测量装置工作的稳定性。

其中，第二筒体42为内筒体，第二筒体42内形成搅拌磨矿室5，待测物料、搅拌主轴6和搅拌器7设置在第二筒体42内。

具体的，第一筒体41和第二筒体42为圆筒状结构，第一筒体41直径设置为310～820mm，第二筒体42直径为300～800mm，第二筒体42需易于嵌套入第一筒体41且二者空隙较小；优选地，第一筒体41、第二筒体42采用厚度5mm不锈钢板制作，第二筒体42直径为400mm，此时选择第一筒体41直径为412mm；第二筒体42内配置充填率为35-75％的钢球为破碎介质，优选充填率为60％；破碎介质直径为4-12mm不同直径钢球，优先充填质量比1:1:1的4mm:6mm:8mm的钢球。

其中，第二筒体42的底部具有过滤单元421，过滤单元421可以为细筛网。

具体的，第二筒体42与第一筒体41活动连接，停止搅拌时，第二筒体42能够沿第一筒体41的轴向方向远离机座移动，以使磨矿介质和研磨产物分离，能够避免磨矿介质混在研磨后的待测物料中排出破碎壳体4，提高了破碎部工作的稳定性。

其中，破碎壳体4还包括盖板，盖板与第一筒体41可拆卸连接，盖板设置在第一筒体41远离机座的一侧，通过设置盖板能够避免研磨过程中待测物料飞溅，提高了测量装置工作的稳定性。

在本申请提供的一些可能实现的实施例中，破碎部还包括提升组件8，提升组件8用于驱动第二筒体42移动；其中，提升组件8包括提升螺杆82和提升螺母81，提升螺杆82与提升螺母81螺纹连接，提升螺母81固定设置在第一筒体41上，提升螺杆82与第二筒体42相连接。

通过设置提升组件8能够驱动第二筒体42移动，以使第二筒体42能够相对于第一筒体41提升，以实现研磨产物与破碎介质的分离。

其中，提升组件8包括提升螺杆82和提升螺母81，提升螺杆82与第二筒体42相连接，提升螺杆82设置在第二筒体42远离机座的一侧；提升螺母81与第一筒体41相连接，提升螺母81设置在第一筒体41远离机座的一侧。

具体的，提升螺母81套设在提升螺杆82上，提升螺杆82与提升螺母81螺纹连接，以实现旋拧提升螺杆82，提升螺杆82能够沿提升螺杆82的轴向方向移动从而带动与之相连接的第二筒体42移动。本申请中，第一筒体41作用在于嵌套、稳固第二筒体42；第二筒体42上端安装有提升螺杆82，底部安装有小于破碎介质尺寸的细筛网，该底部细筛网的作用在于分离研磨产物与破碎介质，为带有细孔的平面筛，采用与第二筒体42同类型材质制作；筛孔尺寸小于所使用的最小破碎介质直径1/2～1/3；在搅拌研磨过程中，第二筒体42底部与第二筒体42紧密贴合，研磨结束后，通过第二筒体42提升螺杆82将第二筒体42相对于外筒体提升，以实现研磨产物与破碎介质分离。

在本申请提供的一些可能实现的实施例中，破碎部还包括：调节板9，调节板9与破碎壳体4活动连接，调节板9能够选择地设置在第一高度或第二高度，以调节搅拌磨矿室5的有效容积。

其中，调节板9可以为矩形或圆形等，本申请不做进一步的限定。

其中，调节板9设置在破碎壳体4内并与破碎壳体4活动连接，以使调节板9能够沿破碎壳体4的轴向方向移动并固定在预设位置，从而能够对搅拌磨矿室5的有效容积进行调节。

具体的，作为一种实施方式，调节板9与破碎壳体4滑动连接，以使调节板9能够沿破碎壳体4的轴向方向滑动；作为另一种实施方式，破碎壳体4上开设有通槽，通槽沿破碎壳体4的径向方向贯穿破碎壳体4，调节板9通过通槽能够插入至破碎壳体4内，此时调节板9的至少部分位于破碎壳体4外，以将调节板9固定在设定位置。本申请实施例中，调节板9通过通槽能够插入至破碎壳体4内。

其中，通槽设置两个，一个通槽设置在破碎壳体4的第一高度处，另一个通槽设置在破碎壳体4的第二高度处，以使调节板9能够根据实际需求选择地设置在第一高度和第二高度。

具体的，通过设置调节板9与破碎壳体4活动连接，能够将调节板9固定在破碎壳体4不同的高度上，从而能够调节搅拌磨矿室5的高度，以使测量装置能够对不同直径/高度比的立式搅拌磨设备型号的单位功耗数值进行测量，提高了用户的使用体验，增大了测量装置的适用范围。本申请采用高度可变的破碎壳体4设计，使其可与大型设备结构相符，利于基于单位功耗数值的比功耗法的相似结构搅拌磨的选型与放大。

其中，第二筒体42的直径与高度的比值为1:(0.8～3.0)，本申请实施例中，优选选用第二筒体42直径：高度为1:1.2。

在上述实施例中，测量装置还包括：分级单元13；分级给料泵14，分级给料泵14的一端与破碎部的排料口44相连通，另一端与分级单元13的入口相连通；循环给料泵15，循环给料泵15的一端与破碎部的给料口43相连通，另一端与分级单元13的第一出口相连通。

通过设置分级单元13能够对研磨产物进行粒度分级，以使不满足目标细度的研磨产物通过循环给料泵15能够输送至破碎部进行二次研磨，直至满足目标细度的要求，从而提高了测量结果的准确度。

其中，分级单元13可以为分级器。

具体的，分级器通过分级给料泵14与破碎部的排料口44相连通，研磨产物通过给料泵能够运送至分级器。本申请实施例中，分级器采用水力旋流器，通过调节分级给料泵14输送压力来调节分级粒度。

其中，分级器具有第一出口和第二出口，目标物料从第二出口排出，过程物料从第一出口排出。

其中，目标物料为待测物料经研磨粒度达到目标细度要求的物料；过程物料为待测物料经研磨粒度没达到目标细度要求的物料。

具体的，分级器的第一出口通过循环给料泵15与破碎部的给料口43相连通，循环给料泵15用于将过程物料运送回破碎部进行二次研磨。本申请中，经过多次的研磨循环来测算立式搅拌设备的单位功耗，克服传统搅拌磨单位功耗数值放大风险，使研磨过程更贴近于实际功耗及生产实践，测量功耗数据更准确，且克服了当前比功耗法的开路测量功耗的不足。

在上述实施例中，测量装置还包括：磨矿产品装料仓16，磨矿产品装料仓16与破碎部的排料口44相连通，用于储存研磨产物；分级沉砂收集仓17，分级沉砂收集仓17设置在循环给料泵15与分级单元13之间，用于储存过程物料；分级溢流收集仓18，分级溢流收集仓18与分级单元13的第二出口相连通，用于储存目标物料。

其中，磨矿产品装料仓16用于储存研磨产物，为研磨产物提供了稳定的设置位置；分级沉砂收集仓17用于储存过程物料，为过程物料提供了稳定的设置位置；分级溢流收集仓18用于储存目标物料，为目标物料提供了稳定的设置位置。

具体的，磨矿产品装料仓16的顶部与破碎部的排料口44相连通，磨矿产品装料仓16的底部与分级给料泵14相连通；分级沉砂收集仓17的顶部与分级单元13的第一出口相连通，分级沉砂收集仓17的底部与破碎部的给料口43相连通；分级溢流收集仓18与分级单元13的第二出口相连通。本申请中，破碎部内的研磨产物经过过滤单元421进入磨矿产品装料仓16，随后通过分级给料泵14泵入分级器单元进行粒度分级，分级所得的过程物料经第一出口进入分级沉砂收集仓17，并随循环给料泵15经给料口43给入至搅拌磨矿室5内，此时待测物料进行二次循环搅拌研磨；经分级器第二出口的溢流产品收集至分级溢流收集仓18中，收集为目标物料。

参见图3所示，本申请实施例的另一方面，提供了一种测量装置使用方法，即测量方法，应用于上述任意一项的测量装置。

本实用新型的实施例所提供的测量方法，应用于测量装置能够测量单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的功率，可适用于细粒物料(0.074mm以下物料)搅拌细磨功率测量，以细粒物料D50粒径或比表面积为主要细度的表征参数，构建了待测物料细磨过程表面增加与功率消耗之间关系，所测参数更贴近于物料细磨能量传递过程及面积学说理论；同时，以多次的研磨循环来测算搅拌磨的单位功耗，克服传统搅拌磨单位功耗数值性放大风险，使研磨过程更贴近于实际功耗及生产实践，测量功耗数据更准确，且克服了当前比功耗法的开路测量功耗的不足。

方法包括：

步骤S101：获取待测物料的中位径信息。

其中，中位经为待测物料的平均粒径，可以理解的是，待测物料的中位经信息可以用于表征待测物料的表面积。

具体的，可以采用激光粒度分析仪器，或采用湿法筛分的方法测量出待测物料的粒径(D5、D50、D97)及原料的粒级分布曲线，得到原料的D50值。

其中，D50值为待测物料中的平均粒径值。

步骤S201：拟定目标物料的中位径信息。

其中，目标物料的平均粒径为Dp50。

具体的，以测量单位质量的待测物料研磨至-0.038mm占80％时所需的功率为例。研磨前待测物料-0.038mm占比为40％，其测定的D50＝0.10mm，需测定-0.038mm占80％功指数，可初步拟定磨矿细度至-0.038mm占90％时目标物料Dp50＝0.02mm，优选地选取最终测量值细度低于需测定细度值。

步骤S301：基于待测物料的中位径信息与目标物料的中位径信息设定至少五个预设细度。

其中，在目标物料的Dp50与待测物料的D50之间等比例分出至少5个预设细度。

其中，至少五个预设细度计算公式为：

D_Pn+1＝D_Pn-[exp(D50-Dp50)/5*D_Pn]

其中，式中，D_Pn+1为研磨细度相对于D_Pn增加后的紧后一个细度点，n＝1,2,3,4。

其中，D_P1是相对于原料D50磨细后的第一个点。

具体的，D_P1＝D50-D50*exp[(D50-Dp50)/5]＝0.1-0.1[*exp(0.1-0.02)/5]＝0.078mm；类似地，可计算出D_P1(D50＝0.078mm)、D_P2(D50＝0.061mm)、D_P3(D50＝0.048mm)、D_P4(D50＝0.037mm)、D_P5(D50＝0.020mm)。

其中，需要分别对D_P1、D_P2、D_P3、D_P4、D_P5研磨细度下进行搅拌磨单位功耗值测量。下仅以D_P1研磨细度下单位功耗的测量为例进行具体说明，其他细度情况下测量方法相同。

步骤S401：获取待测物料研磨至预设细度时的粒度信息。

本申请中，首先选定搅拌磨机类型，并选择与之配套的搅拌动力及其搅拌器7类型，随后选取在搅拌主轴6上安装搅拌棒、搅拌盘、搅拌螺旋中的一种，并基于调节板9的位置调节出所需搅拌磨结构的直径/高度；之后配置适当重量球径配比的破碎介质，将破碎介质加入到第二筒体42中；优选采用第二筒体42直径为400mm，高度调节为400mm，配置球磨介质的充填率为60％，且球磨介质的球径按质量比为4mm:6mm:8mm＝1:1:1的钢球；然后降低第二筒体42使得第二筒体42底部的细筛网与第二筒体42的底部贴合，盖上盖板。然后将待测物料调浆后经给料口43引入到破碎部的第二筒体42内，进行第一次开路的搅拌研磨；优选地，以待测物体的松散堆积体积计，加入4L体积的待测物料，称量加入的待测物料质量m₀，再以加入的待测物料重量按所需研磨矿浆比例，补加所需计量质量的水；优选调节搅拌研磨矿浆的质量浓度为65％。在搅拌研磨过程，可以采用功率采集器实时采集并记录研磨过程旋转扭矩的输入功率，计算累积的输入功率；同步地，采用变速调节器以红外测速仪测定搅拌速率，通过调节输入频率方法，调控搅拌主轴6的搅拌速率，以实现破碎介质与待测物料的相对运动而发生物料细磨，过程中累积记录搅拌总圈数；优选地，搅拌速率采用200r/min，以固定的搅拌速率进行研磨功率测量。待测物料经搅拌研磨指定时间后，记录具体的研磨时间T₀，从采样口采集研磨样品，过程中可以通过微负压泵采样并输送运转至激光粒度分析仪器中，进行研磨样品粒径(D5、D50、D97)、研磨样品的粒级分布及比表面积的分析测量；

其中，D5、D97主要是为得到相对精细的研磨产品粒级分布特征，以佐证D50表征研磨产品比表面积的可行性。随后控制测量装置停机并采用提升组件8提升第二筒体42底部的细筛网分离破碎介质与研磨物料，排出第一次开路研磨的物料引入磨矿产品装料仓16中并调浆至质量浓度为10％～20％，其中，优选调节分级矿浆质量浓度为15％；再将研磨产品经分级给料泵14泵入至分级器进行分级，以调节给料泵输入压力的方式调节分级粒度，其中，分级粒度选取所需待测物料细度的D97值，如所需测量磨矿细度-0.038mm占90％的单位研磨功耗，优先选取D97＝0.045mm为该试验的分级粒度，分级得到第一次研磨沉砂和第一次研磨溢流，第一次研磨沉砂设置在分级沉砂收集仓17中，随后通过循环给料泵15经给料口43转入破碎部的第二筒体42内。然后将收集的分级溢流干燥后称重记录质量m₂，并在第二次研磨中补充m₂质量的原矿样品至第二筒体42内，使得研磨物料为第一次研磨分级出的沉砂料m₁+补充m₂的原料，其中m₁+m₂应等于第一次研磨添加的待测物料质量m₀，随后进行第二次循环研磨，搅拌研磨测量作业循环，进行多次物料返回和循环搅拌研磨；过程中，主要通过调整研磨时间T_n，使得测量出的研磨产品粒度D50等于或趋近于D_P1值，优选地，当测量出的研磨产品粒度D50>D_P1时，增加研磨时间T，当D50<D_P1时，减少研磨时间T；当研磨产品D50等于或趋近于D_P1值，且经分级产出的溢流量应趋向平衡，研磨循环物料趋向稳定，前后三次搅拌研磨产品经分级溢流产出质量差别±2％，研磨循环量介于248％-250％之间，视为研磨平衡，从而得到最终平衡所需的磨矿时间Tn，研磨产品的(D5、D50、D97)粒径及其粒级分布曲线、产品的比表面积值。

步骤S501：计算待测物料研磨至预设细度时的单位功耗数值。

其中，单位功耗数值计算公式为：

W_Dp1＝A*P*T_n/(m₀/M)

其中，式中，W_Dp1为待测物料研磨至D_P1时的单位功耗数值,kW·h/t；A为搅拌研磨作用于表面积增大的有用功率调整系数，取值介于0.9～0.98之间；P为测量的搅拌功率,W；T_n为经试验确定的研磨平衡时研磨时间,h；m₀为待测物料质量；M为待测物料单位质量,t。

步骤S601：基于至少五个预设细度对应的粒度信息和单位功耗数值确定待测物料不同研磨细度与单位功耗数值之间的线性关系。

其中，本申请中，通过测量装置可以采用上述方法依次测量出待测物料研磨至D_P1、D_P2、D_P3、D_P4、D_P5时的单位能耗指数，以D_P1～D_P5对应-0.038mm细度占比数值为横坐标x，以待测物料对应细度D_P1～D_P5下的单位功耗数值为纵坐标y，作出单位功耗关系曲线，并进行y＝ax+b线性拟合，得出相关直线关系，从而计算出待测物料研磨至目标细度时的单位功耗数值，即为单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的功率。

具体的，参见图4所示，图4为硫化铁精矿模拟实验图，图4中A1为采用本申请中的测量方法得到的硫化铁精矿研磨至不同-0.038mm占比时与单位功耗之间的关系曲线，图4中A2为采用相关技术的测量方法得到的硫化铁精矿研磨至不同-0.038mm占比时与单位功耗之间的关系曲线。通过对比A1曲线和A2曲线可知，本申请中的测量方法降低了传统搅拌磨单位功耗数值放大风险，使研磨过程更贴近于实际功耗及生产实践，测量功耗数据更准确，且克服了当前比功耗法的开路测量功耗的不足。

获取待测物料研磨至预设细度时的粒度信息，包括：

步骤S4011：获取待测物料研磨至预设细度时目标细度占比数值。

其中，预设细度可以为待测物料的平均粒径研磨至D_P1、D_P2、D_P3、D_P4或D_P5时的细度信息。

其中，目标细度可以为目标物料的细度信息，

具体的，本申请实施例中，目标细度为0.038mm，可以采用激光粒度分析仪器，或采用湿法筛分的方法绘制出待测物料研磨至预设细度并平衡时物料的粒级分布曲线，以分析待测物料研磨至预设细度时目标细度占比数值，即测物料的平均粒径研磨至D_P1、D_P2、D_P3、D_P4或D_P5时对应的-0.038mm物料的占比。

其中，多次循环分级产出的溢流量趋向平衡，研磨循环物料趋向稳定，前后三次搅拌研磨产品经分级溢流产出质量差别±2％，研磨循环量介于248％-250％之间，视为研磨平衡。

计算待测物料研磨至预设细度时的单位功耗数值，包括：

步骤S5011：获取待测物料的质量。

其中，待测物料的质量为m₀，可以采用称重的方式获取m₀。

其中，m₀＝m₁+m₂。

具体的，m₁为第一次研磨分级出的沉砂料质量，m₂为第二次研磨中补充的原料质量。可以理解的是，测量装置可以进行多次循环研磨直至研磨产物的细度达到预设细度要求，此时m₀为多次循环研磨沉砂料质量和补充原料质量的总和。

步骤S5012：获取待测物料研磨至预设细度时破碎部输出的功率。

其中，破碎部输出的功率可以为驱动搅拌主轴6旋转的功率。

具体的，在搅拌研磨过程，可以采用功率采集器实时采集并记录研磨过程的输入功率，并计算循环研磨的平均输入功率。

步骤S5013：确定待测物料研磨至预设细度时所需的研磨时间。

其中，待测物料研磨至预设细度时所需的研磨时间为T_n。

具体的，T_n为经过多次循环研磨所得的研磨平衡所需的时间。

步骤S5014：基于待测物料的质量、研磨部输出的功率和研磨时间计算单位功耗数值。

单位功耗数值计算公式为：

W_Dp1＝A*P*T_n/(m₀/M)

本实用新型的实施例提供了一种测量装置和测量方法，其中测量装置主要通过设置采集单元1和检测单元2能够采集破碎部的输入功率并能够检测待测物料的比表面积，以使工作人员能够根据待测物料的比表面积和输入功率之间的关系能够准确测量单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的的功率，从而能够避免立式搅拌磨设备选型偏大的情况出现，提高了立式搅拌磨设备的磨矿效率，进而能够降低物料超细磨成本。其中测量方法应用于测量装置能够测量单位质量的待测物料研磨至目标细度所需的功率，可适用于细粒物料(0.074mm以下物料)搅拌细磨功率测量，以细粒物料D50粒径或比表面积为主要细度的表征参数，构建了待测物料细磨过程表面增加与功率消耗之间关系，所测参数更贴近于物料细磨能量传递过程及面积学说理论；同时，以多次的研磨循环来测算搅拌磨的单位功耗，克服传统搅拌磨单位功耗数值性放大风险，使研磨过程更贴近于实际功耗及生产实践，测量功耗数据更准确，且克服了当前比功耗法的开路测量功耗的不足。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，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。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种测量装置，其特征在于，包括：

破碎部，所述破碎部用于粉碎待测物料；

采集单元(1)，所述采集单元(1)连接于所述破碎部的输入电路，用于采集所述破碎部的功率输入信息；

检测部，所述检测部包括检测单元(2)和输送单元(3)，所述输送单元(3)的一端与所述检测单元(2)相连通，另一端与所述破碎部相连通，所述输送单元(3)用于将粉碎后的至少部分所述待测物料运送至所述检测单元(2)，所述检测单元(2)用于检测所述待测物料的比表面积。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述破碎部包括：

破碎壳体(4)，所述破碎壳体(4)内形成搅拌磨矿室(5)；

若干个破碎介质，若干个所述破碎介质设置在所述破碎壳体(4)内；

驱动组件，所述驱动组件用于驱动若干个所述破碎介质在所述搅拌磨矿室(5)内运动，以研磨所述待测物料；

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述驱动组件包括：

搅拌电机(10)；

搅拌主轴(6)，所述搅拌主轴(6)设置在所述搅拌磨矿室(5)内并与所述搅拌电机(10)相连接；

搅拌器(7)，所述搅拌器(7)设置在所述搅拌主轴(6)上。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，

所述搅拌主轴(6)上开设有若干个卡槽(61)，若干个所述卡槽(61)沿所述搅拌主轴(6)的轴向方向均匀布置并沿所述搅拌主轴(6)的径向方向相错设置，所述搅拌器(7)通过所述卡槽(61)与所述搅拌主轴(6)相连接。

5.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述驱动组件还包括：

第一调节单元(11)，所述搅拌电机(10)的输出端通过所述第一调节单元(11)与所述搅拌主轴(6)相连接，所述第一调节单元(11)用于调节所述搅拌主轴(6)的转速。

6.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述破碎壳体(4)包括：

第一筒体(41)；

第二筒体(42)，所述第二筒体(42)活动设置在所述第一筒体(41)内，所述第二筒体(42)能够沿所述第二筒体(42)的长度方向移动。

7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，

所述第二筒体(42)的底部具有过滤单元(421)。

8.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，

所述破碎部还包括提升组件(8)，所述提升组件(8)用于驱动所述第二筒体(42)移动；

其中，所述提升组件(8)包括提升螺杆(82)和提升螺母(81)，所述提升螺杆(82)与所述提升螺母(81)螺纹连接，所述提升螺母(81)固定设置在所述第一筒体(41)上，所述提升螺杆(82)与所述第二筒体(42)相连接。

9.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述破碎部还包括：

调节板(9)，所述调节板(9)与所述破碎壳体(4)活动连接，所述调节板(9)能够选择地设置在第一高度或第二高度，以调节所述搅拌磨矿室(5)的有效容积。

10.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括：

分级单元(13)；

分级给料泵(14)，所述分级给料泵(14)的一端与所述破碎部的排料口(44)相连通，另一端与所述分级单元(13)的入口相连通；

循环给料泵(15)，所述循环给料泵(15)的一端与所述破碎部的给料口(43)相连通，另一端与所述分级单元(13)的第一出口相连通。

11.根据权利要求10所述的测量装置，其特征在于，还包括：

磨矿产品装料仓(16)，所述磨矿产品装料仓(16)与所述破碎部的排料口(44)相连通，用于储存研磨产物；

分级沉砂收集仓(17)，所述分级沉砂收集仓(17)设置在所述循环给料泵(15)与所述分级单元(13)之间，用于储存过程物料；

分级溢流收集仓(18)，所述分级溢流收集仓(18)与所述分级单元(13)的第二出口相连通，用于储存目标物料。

12.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括：

第二调节单元(12)，所述第二调节单元(12)连接于所述破碎部的输入电路，用于调节所述破碎部的输入频率。