[發明專利]一種尾礦臨界流速的測試裝置和方法

在審

• 申請號: 201711167963.0
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107748056A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 曹興
• 申請（專利權）人: 長沙湘樸科技有限公司
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及尾礦管道輸送領域，尤其是涉及一種尾礦臨界流速的測試裝置和方法。

背景技術

目前，全尾砂的處理方式主要是礦井充填或者尾礦庫堆存，選礦廠一般將低濃度尾礦輸送至固液分離設備進行濃縮或者直接輸送至尾礦庫，往往管道輸送的距離較遠，設計人員在考慮礦漿管道輸送時，需要以尾礦的臨界流速作為設計依據，確定了臨界流速后就可以對輸送泵及輸送管道進行選型，防止尾礦在管道輸送過程中沉降而造成堵管。臨界流速又稱經濟流速，是指固體顆粒在管道輸送過程中保持懸浮狀態而不產生淤積的流速。當漿體輸送流速小于臨界流速時，固體顆粒出現沉降最終造成堵管。

臨界流速是漿體管道輸送系統工程設計中的重要參數之一，為獲得這一參數國內外許多學者對臨界流速進行了大量試驗研究工作，提出了不少經驗公式如：杜蘭德公式、格拉弗公式、托馬斯公式，但每一個公式中考慮的因素都不夠全面，誤差較大。為了得出尾礦的臨界流速，目前最普遍的還是配制不同質量濃度的尾礦漿體進行環形管道試驗，這種方法存在材料準備時間長、材料消耗大、實驗場地占地面積大的問題。 因此，如何提供一種較為合理、簡便快速、準確的尾礦臨界流速測試方法成了本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

基于現有方法的不足，本發明需要解決的問題是如何提供一種較為合理、簡便快速、能準確測試漿體的臨界流速的方法。

為解決上述技術問題，本發明提供一種臨界流速的測試裝置，該裝置主要由攪拌槽、變頻渣漿泵、料斗、 L型不銹鋼管道、電磁流量計、礦漿密度傳感器、信號采集器、 PLC控制器組成。所述的攪拌槽底部呈錐形，防止粗顆粒尾礦沉積。所述的礦漿質量濃度為10%～65%。所述的L型不銹鋼管道中連接有電磁流量計以及三個礦漿密度傳感器，三個礦漿密度傳感器插至L型不銹鋼管道中的深度各不相同。所述的三個礦漿密度傳感器精度為0.1%，三個礦漿密度傳感器連接信號采集器。所述的信號采集器連接PLC控制器，PLC控制器同時對變頻渣漿泵進行變頻控制。所述的PLC控制器中設置報警程序，當信號采集器中采集的密度值極差超過0.05時開始報警。

本發明提供一種臨界流速的測試方法，包括以下步驟：

（1）在攪拌槽中配置一定質量濃度的礦漿，攪拌均勻；

（2）通過變頻渣漿泵將礦漿泵送至料斗中；

（3）礦漿泵送到料斗中，自流至L型不銹鋼管道，三個礦漿密度傳感器測試不同流速下礦漿的密度，并反饋至信號采集器，通過PLC控制器中顯示并存儲數據；

（4）電磁流量計中讀取礦漿輸送的流速，流出的礦漿返回攪拌槽進行循環 泵送；

（5）逐漸增大礦漿的輸送速度直至報警聲剛好消失，穩定5分鐘后，讀取此時礦漿的輸送速度即得到臨界流速。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、L型管道可以靈活組裝，根據需要可以組裝成內徑為100～300mm的管道，大小與實際應用相一致，使得測試的數據更精確。

2、漿體在實驗過程中循環使用，節約實驗所需的物料，相對環管實驗，該實驗系統占地面積小，操作方便。

附圖說明

圖1為本發明一種尾礦臨界流速的測試裝置和方法的設備布置圖。

圖1中的附圖標記對應關系為：1-攪拌槽，2-變頻渣漿泵，3-料斗，4-L型不銹鋼管道，5-電磁流量計，6-1號礦漿密度傳感器，7-2號礦漿密度傳感器，8-3號礦漿密度傳感器，9-信號采集器，10-PLC控制器。

圖 2 為本發明具體實施方式中在不同流速情況下，三個礦漿密度傳感器采集的密度數據值隨時間的變化。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，根據本發明一個實施例的一種臨界流速的測試裝置，包括：

1-攪拌槽，用于配制一定質量濃度的礦漿；

2-變頻渣漿泵，用于泵送礦漿；

3-料斗，通過變頻渣漿泵泵送過來的礦漿進至料斗中進行緩存；

4-L型不銹鋼管道，料斗中的礦漿自流進至L型不銹鋼管道輸送；

5-電磁流量計，位于L型不銹鋼管道的水平段上，用于測量L型不銹鋼管道中礦漿的流速；