[發明專利]充填料漿流動沉積規律試驗用料漿均勻充填系統及方法

有效

• 申請號: 201410165809.X
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103900886A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 劉浪
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N11/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于充填料漿流動沉積規律研究技術領域，具體涉及一種充填料漿流動沉積規律試驗用料漿均勻充填系統及方法。

背景技術

開展充填料漿流動沉積規律的研究非常有意義，但由于充填料漿這種復雜多相流的流動沉積非常復雜，研究起來比較困難，相關的研究也就比較缺乏。目前，對于充填技術的研究主要有三種研究方法：現場工業試驗、實驗室物理實驗及數值模擬。現場工業試驗費時費力，并且成本很高，難以開展大量實驗；數值模擬由于理論的不足，其模擬結果與實際相差還比較大，只可進行定性分析；而實驗室物理實驗由于可以物理模擬現場實際條件，且實驗成本較低，所以是相關研究的首選。

在實驗室充填料漿流動沉積規律模型試驗中進行料漿充填時，保證料漿充填均勻是試驗結果準確可靠的前提，但由于進行模型試驗時輸送料漿的速度不易控制以及人工操作的不穩定性，使得模型試驗中料漿均勻充填有一定的難度，影響了試驗結果的準確性，不能為充填料漿流動沉積規律的研究提供可靠的試驗數據。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種結構簡單、設計新穎合理、實現方便且成本低、下料的自動化程度高、使用操作方便的充填料漿流動沉積規律試驗用料漿均勻充填系統。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種充填料漿流動沉積規律試驗用料漿均勻充填系統，其特征在于：包括立方體形狀的試驗槽體和控制計算機，以及設置在試驗槽體上方的流漿漏斗和安裝在試驗槽體外壁上的控制盒，所述控制盒內設置有料漿均勻充填控制系統；所述試驗槽體寬度方向兩側頂部分別嵌入安裝有第一縱向齒條和第二縱向齒條，沿著試驗槽體長度方向設置有能夠沿第一縱向齒條和第二縱向齒條運動的可移動軌道梁，所述可移動軌道梁的一端下部安裝有第一縱向電機，所述第一縱向電機的輸出軸上固定連接有與第一縱向齒條相嚙合的第一縱向齒輪，所述可移動軌道梁的另一端下部安裝有第二縱向電機，所述第二縱向電機的輸出軸上固定連接有與第二縱向齒條相嚙合的第二縱向齒輪；所述可移動軌道梁上設置有供流漿漏斗的下注管插入的條形孔，所述可移動軌道梁上位于條形孔的一側安裝有橫向齒條，所述流漿漏斗的外壁上固定連接有橫向電機，所述橫向電機的輸出軸上固定連接有與橫向齒條相嚙合的橫向齒輪；所述流漿漏斗的下注管下部設置有無線流量采集器，所述無線流量采集器包括微處理器模塊和與微處理器模塊相接的第一無線通信模塊，所述微處理器模塊的輸入端接有用于對信號進行放大、濾波和A/D轉換處理的信號調理電路模塊，所述信號調理電路模塊的輸入端接有用于對流出流漿漏斗的料漿流量進行檢測的流量傳感器；所述料漿均勻充填控制系統包括微控制器模塊以及與微控制器模塊相接且用于與控制計算機連接并通信的USB通信電路模塊和用于第一無線通信模塊無線連接并通信的第二無線通信模塊，所述微控制器模塊的輸出端接有液晶顯示電路模塊、縱向電機驅動器和橫向電機驅動器，所述第一縱向電機和第二縱向電機均與縱向電機驅動器的輸出端相接，所述橫向電機與橫向電機驅動器的輸出端相接。

上述的充填料漿流動沉積規律試驗用料漿均勻充填系統，其特征在于：所述試驗槽體的長度為180cm～240cm，所述試驗槽體的寬度為120cm～180cm，所述試驗槽體的高度為20cm～80cm。

上述的充填料漿流動沉積規律試驗用料漿均勻充填系統，其特征在于：所述第一縱向電機、第二縱向電機和橫向電機均為步進電機，所述縱向電機驅動器和橫向電機驅動器均為步進電機驅動器。

上述的充填料漿流動沉積規律試驗用料漿均勻充填系統，其特征在于：所述微處理器模塊為單片機。

上述的充填料漿流動沉積規律試驗用料漿均勻充填系統，其特征在于：所述微控制器模塊為單片機或ARM微控制器。

上述的充填料漿流動沉積規律試驗用料漿均勻充填系統，其特征在于：所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊均為ZigBee無線通信模塊。

本發明還提供了一種方法步驟簡單、實現方便、能夠確保料漿充填均勻，提高了充填料漿流動沉積規律模型試驗結果的準確性的充填料漿流動沉積規律試驗用料漿均勻充填的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、制定流漿漏斗下料軌跡，具體過程如下：

步驟101、在控制計算機上，以試驗槽體內底面左下方的頂點為坐標原點，且分別以試驗槽體長度方向和寬度方向為X軸和Y軸，建立平面直角坐標系；