一种用于测试及优化填充料浆运行参数的测试管段及装置
技术领域
本实用新型涉及充填料浆运行参数测试装置，用于测试充填料浆的性能参数，包括质量浓度、流动速度、颗粒级别、管道压力和沉降特性，并通过试验数据对比进行参数优化的试验装置。
背景技术
在矿山充填系统的设计过程中，充填料浆在运行过程中的参数对管道产生的影响的是必须考虑的因素之一，选择合适的运行参数可以有效的降低充填管道的事故率，延长管道的使用寿命。
现有的测试充填料浆参数测试装置，基本上都为单因素的小型试验装置，且测试过程中不能真正做到与料浆在管路中的运动状态一致，尤其是无法把料浆在管路中的压力作为影响因素纳入考虑，这就造成了所获取的数据失真，无法应用于矿山充填系统的设计当中。
虽然在矿山充填工程设计中，有理论公式和其他矿山得出的经验公式作为辅助，但是这些公式之间的适用范围较窄且相互之间计算的误差较大，工程应用价值不高，在进行具体的矿山充填工程设计时，有针对性的实验研究仍然是确定充填料浆运行参数的最佳选择。
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用于测试及优化填充料浆运行参数的测试管段及装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于测试及优化填充料浆运行参数的测试管段，包括测试管和测试块，所述测试管的内侧壁固定连接有测试块安装室，所述测试块可拆卸安装于所述测试块安装室内，所述测试块安装室的一端具有测试块入口，所述测试管具有进料口和出料口，所述测试块安装室朝向所述出料口一端的两侧还分别固定连接有出口挡片。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的测试管可以测试充填料浆使测试块产生质量损失的情况，测试块安装室的结构简单，测试块安装方便，便于制造，实验成本低。测试块入口不仅用于装入或取出测试块，还有利于测试块和测试管内的料浆充分接触，实验效果好。两个出口挡片之间的区域用于收集充填料浆经过测试块后产生的沉降的颗粒，取样后利用激光粒度仪进行粒径分析，粗颗粒的含量越多，说明此参数下的充填料浆更容易在管道内部产生淤积。
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，所述测试块安装室的另一端具有开口。
采用上述进一步方案的有益效果是：敞口有助于测试块和测试管内的料浆充分接触。
进一步，所述测试块安装室包括两个侧挡片、两个端挡片和一个内挡片，所述侧挡片和所述端挡片间隔设置并首尾依次连接，所述侧挡片和所述端挡片均与所述测试管的内侧壁固定连接，所述内挡片的两端分别与两个所述侧挡片固定连接，所述内挡片的长度小于所述侧挡片的长度，所述内挡片的一端与所述端挡片之间形成所述测试块入口，所述内挡片的另一端与另一个所述端挡片之间形成所述开口，两个所述出口挡片分别对应与两个所述侧挡片共面设置且固定连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：测试块安装室的结构简单，制作方便，成本低，测试块可以迅速拆装。
进一步，所述端挡片为圆弧形板状，所述内挡片和所述侧挡片均为矩形板状。
采用上述进一步方案的有益效果是：端挡片为圆弧形板状，使测试块的两端也可以和料浆接触，测试块能够与料浆充分接触，实验效果更为明显。
进一步，所述测试块为截面是扇形环的块状，所述测试块朝向所述测试管内侧壁的一侧壁为圆弧面，所述测试块远离所述测试管内侧壁的一侧壁为平面。
采用上述进一步方案的有益效果是：测试块结构简单，便于安装到测试块安装室内，同时容易制作成型。
本实用新型还涉及一种用于测试及优化填充料浆运行参数的装置，包括所述用于测试及优化填充料浆运行参数的测试管段。
进一步，还包括环形的测试管路，所述测试管段串联设置于所述测试管路内，所述测试管段两端的所述测试管路上分别设置有压力表，所述测试管路上设置有电磁流量计。
采用上述进一步方案的有益效果是：压力表记录充填料浆流经测试管路时的压力损失。
进一步，所述测试管路设置有充填料浆制备装置和泵，所述测试管路沿泵送方向依次设置有卸料口和闸阀。
采用上述进一步方案的有益效果是：实验结束后可以关闭闸阀使料浆停止流动，并通过卸料口排出管路内的料浆。
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：搅拌桶用于储存和制备料浆，搅拌料浆保证料浆均匀。
进一步，所述测试管路具有竖直设置的竖直管段，所述测试管路与所述测试管的内径相同。
采用上述进一步方案的有益效果是：充填管道通常具有竖直的管路，在测试管路中设置竖直管段，更好地模拟了实际情况。
附图说明
图1为本实用新型测试管段的主视图；
图2为本实用新型测试管段的右视图；
图3为本实用新型测试块的结构示意图；
图4为本实用新型用于测试及优化填充料浆运行参数的装置的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、内挡片，2、端挡片，3、侧挡片，4、测试管，5、测试块入口，6、测试块，7、泵，8、卸料口，9、闸阀，10、搅拌桶，11、搅拌机，12竖直管段，13、压力表，14、出口挡片，15、电磁流量计。
具体实施方式
以下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1-3所示，本实用新型涉及一种用于测试及优化填充料浆运行参数的测试管段，包括测试管4和测试块6，所述测试管4的内侧壁固定连接有测试块安装室，所述测试块6可拆卸安装于所述测试块安装室内，所述测试块安装室的一端具有测试块入口5，所述测试管4具有进料口和出料口，所述测试块安装室朝向所述出料口一端的两侧还分别固定连接有出口挡片14。
具体的，如图1所示，所述出口挡片14为三角形板状，其两个直角边分别与所述测试管4的内壁和所述测试块安装室的两侧固定连接，所述出口挡片14平行于料浆流动方向。
作为本实施例的进一步方案，所述测试块安装室的另一端具有开口。
作为本实施例的进一步方案，所述测试块安装室包括两个侧挡片3、两个端挡片2和一个内挡片1，所述侧挡片3和所述端挡片2间隔设置并首尾依次连接，所述侧挡片3和所述端挡片2均与所述测试管4的内侧壁固定连接，所述内挡片1的两端分别与两个所述侧挡片3固定连接，所述内挡片1的长度小于所述侧挡片3的长度，所述内挡片1的一端与所述端挡片2之间形成所述测试块入口5，所述内挡片1的另一端与另一个所述端挡片2之间形成所述开口，两个所述出口挡片14分别对应与两个所述侧挡片3共面设置且固定连接。
作为本实施例的进一步方案，所述端挡片2为圆弧形板状，所述内挡片1和所述侧挡片3均为矩形板状。
具体的，所述端挡片2的高度小于所述侧挡片3的高度，这样，测试块6的两端均可以与料浆接触。
作为本实施例的进一步方案，如图3所示，所述测试块6为截面是扇形环的块状，所述测试块6朝向所述测试管4内侧壁的一侧壁为圆弧面，所述测试块6远离所述测试管4内侧壁的一侧壁为平面。
具体的，如图2所示方向，所述测试块6的底面为圆弧面，所述测试块6的顶面为平面，左右两个侧面为倾斜面，这样，所述测试块6的两个侧壁与所述测试块安装室的两个侧壁之间具有间隙，更容易将测试块6放入所述测试块安装室。
具体的，如图1所示，所述内挡片1靠近一侧的所述端挡片2设置，在图1中，内挡片1靠近左侧的端挡片2设置且其两端分别与两个侧挡片3固定连接。内挡片1与右侧的端挡片2之间形成所述测试块入口，放入测试块6时，测试块6朝左下倾斜，其左端先从测试块入口5进入所述测试块安装室，随后向左推动测试块6并逐渐减小倾斜角度，直到测试块6完全装入测试块安装室。
本实用新型还涉及一种用于测试及优化填充料浆运行参数的装置，如图4所示，包括所述用于测试及优化填充料浆运行参数的测试管段。具体的，所述测试管段水平设置，图4仅表示各部件之间的连接关系，而不表示测试管段的放置方向。
作为本实施例的进一步方案，还包括环形的测试管路，所述测试管段串联设置于所述测试管路内，所述测试管段两端的所述测试管路上分别设置有压力表13，所述测试管路上设置有电磁流量计15。
作为本实施例的进一步方案，所述测试管路设置有充填料浆制备装置和泵7，所述测试管路沿泵送方向依次设置有卸料口8和闸阀9。
具体的，充填料浆制备装置、泵7、卸料口8和闸阀9通过管道连接形成循环回路。
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10，所述搅拌桶10固定连接有用于搅拌所述搅拌桶10内物料的搅拌机11。
作为本实施例的进一步方案，所述测试管路具有竖直设置的竖直管段12，所述测试管路与所述测试管4的内径相同
具体的，为了测试结果的准确，所述测试管段尽量安装于远离竖直管段12的位置。
本实用新型还涉及一种测试及优化充填料浆在管道中的运行参数的试验方法，能够有效的模拟充填料浆真实运动状态，短时间内测试充填料浆的各种运行参数并对其进行优化。通过将自制的测试块固定在测试管段内部，同时将测试管段与环形的测试管路相连，通过改变充填料浆的运行参数，记录充填料浆在一定时间内的参数数据，得到不同运行参数下料浆对测试块6的质量损失情况，对质量浓度、颗粒级配、流动速度、管道压力和沉降特性五种参数进行分析。
如图4所示，一种测试充填料浆对管道磨损的影响因素的试验方法，采用所述用于测试及优化填充料浆运行参数的装置。
测试管段两端可以通过焊接法兰连接在环形测试管路中需要测试的部位，在测试管段两端附近安装压力表13，以记录分析充填料浆流经测试管段时的压力损失，压力损失越大，此参数下的充填料浆在管道中的运行阻力越大。在测试管路上还安装有电磁流量计15。
所述测试块安装室朝向出料口一端装有出口挡片，用于收集充填料浆经过测试块6后产生的沉降的颗粒，取样后利用激光粒度仪进行粒径分析，粗颗粒的含量越多，说明此参数下的充填料浆更容易在管道内部产生淤积。
所述测试管段的直径和环形测试管路的尺寸保持一致。
所述测试管段的两端可以通过焊接不同的接头，用于连接环形的测试，且根据试验需要，测试管段在测试管路中的安装位置可变。
所述测试块6是通过模具制作而成，并安装在测试管路中，对比试验前后的质量损失进行记录，在测试块6的制作过程中需要尽量避免误差对测试块6强度带来的影响，试验方法如下：
1.所述测试块一般由胶凝材料、粗骨料和细骨料组成，在本实施例中测试块具体是由水泥、粉煤灰和细砂制成，所述测试块还可以采用其他的胶凝材料、粗骨料和细骨料制成。根据来样尾砂的粒径分布规律、硬度与需要的具体测试时间，利用水泥、粉煤灰、细砂作为原料，通过调节水泥含量，制作不同的配比的试块，测试其强度随龄期发展的规律。
2.按照上述水泥添加量，批量制作测试块，由于水泥的强度增长随着龄期的加长逐渐变得缓慢，试块的养护时间应该在强度增长缓慢的区间取值。
3.为了得到更加精确的测试结果，减少误差带来的影响，所述测试块在制作过程中，需进行编号，根据试验的具体测试时间，将每两个相邻编号的试块之间的制作时间用一定的时间跨度间隔开来，这个时间跨度等于具体的测试时间，这可以保证试验时每个试块都经历了相同的发展龄期，降低试块发展龄期对强度产生的影响。以一块试块的测试时间8小时为例，为了减少水泥水化作用带来的强度变化影响，可以将每个测试块的制作时间间隔8个小时，以保证每个测试块进行测试试验时都经历了相同的发展龄期。制作完成后，需进入水泥养护箱在标准条件下养护。
3.进行测试之前，将测试块从养护室取出，放入烘箱在高温下烘干，确保试块完全丧失水分后，进行称重并记录数据，然后将试块安装在测试管路中。
4.进行测试试验，试验完毕后取下试块，洗净后放入烘箱高温烘干后称重，并记录数据。
测试前后需要分别将测试块进行彻底烘干，以减少试块中水分产生的质量误差，通过测试块前后质量的变化，结合记录的流量、压力数据以及充填料浆的配比浓度、颗粒级配等数据进行分析。测试块的质量损失越大，说明此参数下的充填料浆对管道产生的影响越大，充填管道的使用期限越短。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型系统结构简单，部件加工方便，安装接续方便且连接方式可变。
2.调节测试块强度，可在较短时间内测试充填料浆的运行参数并进行对比优化。
3.测试管段可以安装在环形测试管路的不同部位，可以对真实的料浆运动状态测试，取得可靠的运行参数，有效指导矿山充填工程的设计。
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。
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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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。
